摘  要   对济钢第一炼铁厂4号高炉在高AL₂O₃炉料结构条件下高炉操作进行了探索。实践证明通过对高炉操作四大制度的有效调控，高炉能够在高AL₂O₃炉料结构条件下生产并取得炉况稳定和提高经济技术指标的目的。

关键词  高炉  AL₂O₃  炉渣

1  引言

2008年8月下旬始，钢铁业形势逐渐变得严峻起来。进入第四季度，钢铁业经营已经非常困难，各工序被迫降低产能。如何降低成本的课题在此时更加迫切。铁前系统开始寻求降低成本的措施。措施之一就是采用低价位矿粉。2008年11月22日60烧结开始配加5％的高AL₂O₃印度粗粉，2008年12月6日120烧结开始配加5％的高AL₂O₃印度粗粉。在烧结配加AL2O3矿粉的作用下，4号高炉渣中AL₂O₃呈现出逐渐升高的趋势，至2009年3月（AL₂O₃）平均为19.17％。图1为2008年以来（AL₂O₃）趋势图。

        图1  2008年以来（AL₂O₃）趋势图               图2  两种烧结配加高AL₂O₃矿粉情况

2  烧结矿中配加高AL₂O₃矿粉情况

2008年11月22日60烧结开始配加高AL₂O₃矿粉，比例为5％，11月27日增至10％，至2009年2月11日配比达到55％；2008年12月6日120烧结开始配加高AL₂O₃矿粉，比例为5％，12月10日增至15％，至2009年2月16日增至55％。两种烧结配加高AL₂O₃矿粉情况见图2。

3  配加高AL₂O₃矿粉后烧结矿变化情况

为便于比较采用2008年9月（未配加高AL₂O₃矿粉）和2009年1月、2月数据作为比较（以60烧结为例）。

3.1  配加高AL₂O₃矿粉后烧结矿品位下降且波动较大，见图3。

  图3  配加高AL₂O₃矿粉后烧结矿品位趋势图                     图4  烧结中AL₂O₃趋势图

3.2  烧结中AL₂O₃明显升高，见图4

图5  60烧结转鼓指数趋势图                     图6  （MgO）/（AL₂O₃）趋势图

3.3  烧结冶金性能下降

烧结配加配加高AL₂O₃矿粉后，其冶金性能变差，突出表现为烧结转鼓指数下降，见图5。

4  高AL₂O₃炉料结构对高炉操作的影响

在日常生产中4号高炉的炉料结构为烧结矿（60烧结＋120烧结）＋球团矿＋生矿，烧结比例占75％以上。烧结配加高AL₂O₃矿粉后，给高炉操作带来较大影响。

4.1  （AL₂O₃）明显升高

2008年11月前，济钢高炉烧结中未配加AL₂O₃矿粉时，（AL₂O₃）平均为16.66％；2008年11月以后逐渐增加配加比例，（AL₂O₃）逐渐升高，2009年第一季度平均为18.74％，其趋势图见于图1。（AL₂O₃）升高后，炉渣粘稠流动性差，造成炉缸工作状态变差，直接威胁到高炉炉况的稳定――炉缸是高炉炉况顺行的根本；另外，造成炉前劳动强度增加。

4.2  （MgO）/（AL₂O₃）下降

在高炉日常调节过程中，调节（MgO）/（AL₂O₃）是调整造渣制度的重要内容。“炼好铁必先炼好渣”，在很大程度上是在调整这两者的比值，以实现造渣制度的目的。2008年11月后，4号高炉（MgO）/（AL₂O₃）呈现出较为明显的下降趋势，见图6。

4.3  渣铁比升高，入炉品位降低

随着烧结中配加高AL₂O₃矿粉比例逐渐增加，炉料中SiO2也随之升高，加之高AL₂O₃矿粉的品位本身也较低，在这两种原因的作用下，入炉料的综合品位下降明显（见图7），渣铁比升高（见图8）。渣铁比升高对高炉作产生不利影响，一方面不利于放净渣铁，造成炉内憋风，影响高炉炉况稳定；另一方面炉内渣量大，料柱透气性差，不利于高炉强化冶炼。

  图7  入炉料综合品位趋势图                         图8  渣铁比对比趋势图

4.4  休慢风时炉况恢复困难

在高AL₂O₃炉料结构条件下，由于（AL₂O₃）明显升高、炉渣粘稠以及渣铁比的增加，改变了以往高炉软融带的结构。笔者认为，在这种高AL₂O₃炉料结构条件下软融带的位置较高，软融区间增大。在这种软融带结构下，炉况顺行时由于得到正常的预热和还原，不会对炉况产生很大影响。但由于外界原因导致高炉休慢风特别时空尺料较多时，炉况恢复难度明显加大。

2009年2月26日4号炉因设备原因不能上料，炉内出现空尺，高炉被迫减风操作。待出完铁后，休风更换设备，休风时间约1.5小时。复风后炉况恢复困难，炉料不能自由下降且赶上料线时即崩料，恢复炉况接近用了8小时。恢复炉况时下料状况见图9。

  图9  2月26日恢复炉况期间下料状况            图10  高炉渣熔化性温度与（AL₂O₃）对比图

5  高AL₂O₃炉料结构条件下高炉操作探索

自2008年11月烧结配加高AL₂O₃矿粉后，高炉管理者和操作者即开始了探索高AL₂O₃炉料结构条件下高炉操作的历程。随着配加比例的不断增加，对这种结构下高炉操作的特点也在不断深入。

（1）优化上部装料制度

上部装料制度决定着炉料在炉内的分布状况，并对炉料下降状况、煤气利用程度乃至软融带的位置和形状产生影响。在没有经验可以借鉴的情况下，济钢高炉管理者和操作者通过生产实践，逐渐探索出了适合于高AL₂O₃炉料结构条件下上部装料制度，为炉况顺行提供了上部布料保障。在这种装料制度的作用下，2009年第一季度煤气利用率CO2达到19.59％，焦炭负荷达到4.23，为高炉消耗指标的降低提供了较好的保障。

（2）优化造渣制度

针对高AL₂O₃炉料结构条件下（AL₂O₃）高的特点，充分利用资源条件，通过配加一定数量的熔剂，以实现合理的（MgO）/（AL₂O₃）比值，从而改善炉渣流动性，保障了炉缸具有均匀活跃的工作状态和宽阔的工作空间。通过2009年第一季度的生产实践来看，这种造渣制度的优化是成功的。

（3）优化热制度

采用同样炉料结构的济钢1750m³高炉监测的炉渣熔化性温度图，可以比较直观地观察到高（AL₂O₃）需要较高的物理温度，见图10。

针对高AL₂O₃炉料结构条件下（AL₂O₃）高，炉渣流动性差的特点，日常调节中采取提高【Si】来提高渣铁物理温度的办法以提高炉渣流动性。2009年第一季度【Si】为0.563％，铁水物理温度达到1492℃。

（4）送风制度

送风制度主要是控制风口燃烧带形状和煤气流的初始分布，其与上部装料制度相配合是控制炉况顺行、煤气流分布和提高煤气利用的关键。结合高AL₂O₃炉料结构条件下炉内软融带的变化，4号高炉逐渐探索出了这种条件下风口配置布局，确保了炉况的稳定顺行。并通过优化热风炉热工制度，为高炉提供高风温。2009年第一季度4号高炉范围达到1130℃。

（5）重视温度炉型

高AL₂O₃炉料结构条件下（AL₂O₃）高，容易造成炉墙中部粘结，因此在日常操作中应高度重视温度炉型的变化。主要是监控冷却壁水温差，控制合理的热流强度，二是通过煤气边中差的控制调整好煤气流分布。

（6）放净渣铁

高AL₂O₃炉料结构条件下，渣铁比高。因此抓好炉前操作非常关键。一是从改善炉前操作入手，确保渣铁放净，二是根据渣铁排放状况，灵活调整铁口渣罐数量，确保炉缸内炉渣不滞留，为炉内创造良好的保障条件。

（7）优化休复风操作

高AL₂O₃炉料结构条件下，高炉休复风恢复炉况难度较大。高炉管理者和操作者在思想上对休复风操作可能的难度做到心中有数，同时从休风料的安排，上部装料制度的调整以及复风初期的压量关系等方面重新进行优化调整，探索出了高AL₂O₃炉料结构条件下，高炉休复风顺利恢复炉况技术。  

6  高AL₂O₃炉料结构条件下高炉操作探索实践效果

济钢高炉高AL₂O₃炉料结构条件下已进行了5个多月的生产实践。由于采取措施得当，取得了较好效果。

（1）高AL₂O₃炉料结构条件下高炉实现了稳定顺行，有力地促进铁前系统降成本工作的开展，见图11。

图11  2008年至2009年第一季度吨铁成本趋势图

（2）高炉取得较好的经济技术指标。2009年第一季度，4号高炉在入炉品位只有56.85％的情况下，平均焦比实现370Kg/t。

7  结语

（1）高AL₂O₃炉料结构条件下高炉能够实现稳定顺行，为铁前系统降成本提供了可以借鉴的途径；

（2）高AL₂O₃炉料结构条件下高炉能够实现经济技术指标的优化，是高炉管理和操作技术进步的体现；

（3）高AL2O3炉料结构条件下，对于实施高炉强化冶炼具有一定的局限性，尚需进一步探索。

（济钢集团有限公司第一炼铁厂）