河钢唐钢2号高炉配加碱球生产实践
时间：2023-01-16 20:10:13 来源：天一资源网 本文已影响 人 
客海滨 袁雪涛 王丽丽 段新民 董国强
(1．河钢集团唐山钢铁有限公司，2.唐山学院)
河钢唐钢2号高炉有效容积为2 922 m3，于2020年11月17日正式点火开炉生产。2号高炉采用炉底、炉缸大块碳砖加陶瓷杯结构，炉腹、炉腰和炉身中下部采用铸铁冷却壁，炉体冷却采用软水密闭循环冷却系统，渣处理采用环保“底滤法”水渣工艺，煤气净化工艺选用重力除尘加干式布袋除尘，高炉操作启用专家系统。
为满足物料平衡，河钢唐钢2号高炉炉料配加碱性球团组织生产。通过不断改善原燃料质量，操作上采取合理矿批、平台加中心焦、高顶压、高风温、富氧喷煤、适当降低铁水温度(控制铁水含硅0.25%～0.35%)等强化冶炼的技术手段与措施，高炉经济技术指标得到改善，实现全年高炉利用系数2.71 t/(m3·d)，燃料比522 kg/t。
河钢唐钢2号高炉2021年1-3月以高碱度烧结矿+酸性球团矿+块矿的三元炉料结构组织生产。高炉稳定顺行，以“稳定边缘，打开中心，稳定中心，照顾边缘”的思路，采用照顾两道气流的布料制度。1-3月的平均产量8 350 t/d，平均风量5 951 m3/min，平均氧量18 473 m3/h，平均风温1 173℃，燃料比520 kg/t。
高炉打破原有高碱度烧结矿+酸性球团矿+块矿的模式，以碱性球团矿替代烧结矿，实现高碱度烧结矿+碱性球团矿+酸性球团矿+块矿的炉料结构。为了适应新型的四元炉料结构，在入炉料质量控制、上部装料制度、下部送风制度、热制度、造渣制度、炉前出铁和标准化作业等诸多方面采取了大量应对措施。
2.1 炉料结构变化
开炉初期炉料结构为：75%烧结矿+15%酸性球团矿+10%块矿。3号高炉投产后，受烧结产量影响，为满足物料平衡，高炉开始降低烧结矿配比，配加碱性球团组织生产。调整后炉料结构为：50%烧结矿+28%碱球+12%酸球+10%块矿。具体炉料结构变化见表1。
表1 唐钢2号高炉炉料结构 %
2.2 自产碱球质量
自产碱球的成分见表2，低温还原粉化指标见表3。
表3 自产碱球低温还原粉化指标
自产碱球中SiO2含量由4.0%左右逐步下降至3.2%；
碱度由0.9升高至1.2。
随着碱性球团的质量攻关深入开展，自产碱性球团冶金性能明显改善，低温还原粉化指标RDI+6.3由61.02%提高到75.84%，RDI+3.15由73.17%提高到89.38%，RDI-0.5由21.22%降至7.92%。同时，还原膨胀率达到11%左右，抗压强度由开始的2 000 N提高3 000 N左右。
2.3 入炉料质量的控制
对入炉料质量的控制根本上就是对入炉料强度和粒度的管理：一方面从源头控制，对入仓质量把关；
另一方面主要是槽下筛分管理。在现有的原燃料条件下做好基础管理的同时，调整焦炭筛孔，改善入炉大块焦的粒度，把筛下的小块焦与矿一起入炉提高块状带的透气性；
由于小块焦比表面积大，能够首先发生碳的气化反应，发挥焦炭的还原作用，以此来减少大块焦熔损，使大块焦更好起到骨架作用；
进入死料堆的焦炭块熔损少，可更好地起到焦炭的滤液作用，改善炉缸活跃性。
2.4 上部装料制度的优化
唐钢2号高炉上部装料制度采取中心加焦模式，随着球团比例的增加，高炉中心与边缘气流的匹配性减弱，出现“边缘不稳，中心不透”的现象，上部装料采取“抑制边缘、打开中心”的装料制度，见表4。
稳定边缘的调整措施为：矿、焦大角外抬1°，即大角40°抬至41°；
缩角差1°，即角差10°降至9°。开放中心调整措施为：中心焦角16°降至12°，中心焦圈4圈增到5.5圈。通过布料制度调整，高炉中心气流逐步开放、边缘气流趋于稳定。
2.5 下部送风制度
唐钢2号高炉建立以活化炉缸为中心的操作理念，下部以高风速、高动能为活化炉缸提供动力基础，上部匹配以中心为主、兼顾边缘的装料制度，提高煤气利用率，降低燃料消耗，下部送风制度如表5所示。
表4 2号高炉装料制度对比
表5 唐钢2号高炉下部送风制度
第三季度后，为了达到“吹透中心，活跃炉缸”目的，采取堵风口、增加风速和鼓风动能等技术手段。随着高炉风速动能的增加，炉缸活性增强，产量增加，技术指标提升。坚持大风量、高风速、高动能保证了炉缸活跃性。
2.6 热制度
降低铁水含硅量对降低生铁成本、节能降耗、提高市场竞争力的意义重大。参考、借鉴先进经验，保证高炉物理热前提下，控制铁水[Si+Ti]，可实现低硅冶炼。[1-2]
实施精细化操作、标准化作业以及对原燃料质量的严格管控，使边缘与中心两道气流合理匹配，保持冷却壁温度、砖衬温度稳定在合理范围内，控制合理操作炉型，为实现低硅冶炼打下坚实基础。
保持充沛的炉缸热度，物理热1 500 ℃以上，提升炉况抵抗能力。密切关注钛负荷并建立台账，严格控制[Si+Ti]，适当降低[Si]，保证高炉渣铁流动性，炉缸活跃程度。控制铁中[Si]为0.25%～0.35%，[Ti]为0.030%～0.060%，如表6所示。
2.7 造渣制度
表6 唐钢2号高炉铁水成分
对唐钢2号高炉炉渣成分进行测量得到表7，Al2O3含量在15%～17%范围波动，属于典型的高Al2O3炉渣(>13%)。对于高 Al2O3炉渣，采取降低炉渣碱度、控制适宜MgO/Al2O3的应对措施，改善高炉渣铁流动性。合理的控制方案为：炉渣二元碱度由1.19降至1.14，渣中MgO/Al2O3控制在0.5～0.55水平。
2.8 炉前出铁
(1)炉前制定“高炉出铁管理规定”，采取南、北场铁口交替零间隔出铁模式。实施标准化作业，对铁口深度、铁口合格率、出铁正点率、单位时间出铁量等制定了详细的标准，保证及时排尽渣铁，为高炉强化冶炼保驾护航；
超过40 min不下渣，风压达到上限时，及时减风、减氧、降压，确保炉况稳定顺行，同时另一场重叠出铁，使用Ф65 mm 钻头开铁口，提高单位时间的出铁量尽快排尽渣铁。改善炮泥质量，增加炮泥供应厂家，择优使用，促进炮泥质量提高，保证合理的铁口深度和出铁均匀性。
表7 唐钢2号高炉炉渣成分
(2)为确保高炉提产攻关期间的生产组织，强化炼铁厂与总调度室沟通，做好铁罐取配，杜绝因铁罐运行影响高炉出铁的情况发生。对运输部机车运行情况进行重点管控，加强铁罐取配的准时化管理，最大限度满足高炉出铁需求。水渣运输方面，强化水渣外运组织，适时增加倒运水渣车辆，确保高炉出铁不受影响。
2.9 坚持标准化作业，提高整体素质水平
(1)提高岗位技术操作水平，逐步完善作业区各项规章制度，加强岗位技术培训，提高职工技术操作水平，统一炉内四班操作，降低操作失误率。
(2)解放思想，反思自己，树立信心。高炉的操作炉型形成以后，达到一个长期稳定顺行的状态，保持原燃料质量无大波动，煤气流分布合理时，逐步扩矿批、降焦比改善煤气利用。同时，使料速与煤气流相适应，以达到稳定顺行的炉况。
(3)大力推进“以高炉稳定顺行为中心、各单位协同合作”的生产经营管理模式。不仅炼铁系统内部坚持“以高炉稳定顺行为中心”，更需要辅助系统切实与高炉协同一致，形成合力，所有的工作重心都围绕高炉生产展开。
(1)通过采取一系列的应对措施后，炉况稳定性提高，产量提高，但焦比仍然维持较高水平，煤比偏低。
(2)高比例球团矿冶炼虽然给操作带来一定的困难，但掌握其冶金性能及特点后，采取相应措施，及时进行分析与总结，仍然可使高炉稳定顺行和高产。
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