摘  要  近年来，莱钢3200m3高炉通过优化操作制度，如大矿批应用、高煤比喷吹、高压操作及低硅冶炼等，采取加强炉芯监测、平稳过渡外界原燃料条件变化等炉内管控措施，在低品位条件下保持了炉况的长期稳定顺行，取得较低燃料消耗，实现了经济成本冶炼。

关键词  高炉  低成本冶炼

Operation Practice to Reduce the Cost of Pig Iron of 3 200 m3 Blast Furnace of Laiwu Steel

Gong wenlei

(The Yinshan Steel Ironmaking Plant of Laiwu Iron and steel Group Corporation)

Abstract: Laiwu steel 3 200 m3 blast furnace is taken seriously in the grim situation of iron and steel by strengthening the furnace in operation such as large ore batch application, high voltage and low silicon smel-ting, and operating means. By strengthening technology management such as strengthening the monitoring of the stove core, maintaining uniformity and activity of hearth; strengthening control mode smooth transition outside raw and fuel mate-rial change to further enhance the coal ratio, reducing fuel ratio, pig iron cost decreases, and the pig iron of low cost scien-tific economic smelting.

Key words: blast furnace, decreasing fuel ratio

1  前言

莱钢银山公司型钢炼铁厂3200 m3高炉2010年3月16日投入生产。高炉设有 4 个铁口，36 个风口，采用了PW 炉顶技术、旋风除尘器、INBA 渣处理、全干法除尘、铜冷却壁、克莱德喷吹等十几项炼铁新技术、新工艺。2014年以来，随着国内钢铁行业的日趋激烈的市场竞争，高炉配矿品种繁杂，品位不断下降，其中综合品位最低降至 54.57%，平均55.7%；渣比最高上升到 470kg/t，对高炉操作带来极大的困难。

3200m3高炉通过通过优化操作制度，如大矿批应用、高煤比喷吹、高压操作及低硅冶炼等，采取加强炉芯监测、平稳过渡外界原燃料条件变化等炉内管控措施，在入炉原燃料品质大幅度降低的条件下，高炉长期保持了稳定顺行，实现了利用系数2.70t/(m3.d)，焦比330kg/t，煤比175kg/t，燃料比505±3kg/t的经济冶炼效果。

2  低成本冶炼关键技术

2.1  原燃料入炉管理

炉料结构对高炉控制成本具有关键作用，经过对各矿种的性价比衡量，现阶段3200m3高炉执行75%烧结矿+5%球团矿+20%生矿的炉料比例。增大生矿比例，要求高炉首先要严格控制入炉筛分管理，减少粉末入炉。对此采取的措施：①要求各矿石仓严格执行半仓打料，避免空仓或低仓位；②单、双层筛组合使用，加大筛分效果，减少粉矿入炉。根据烧结矿的生产工艺，烧结矿大粒度料多在料流的中前部，小粒度料多集中在中后部，因此我们将G1、G2皮带的中前部烧结料仓（1#～7#）选择双层振筛，中间5号仓由于配加落地料或者备仓料，筛子改为单层筛后部烧结料仓（8#～10#）选择单层振筛；③粉末多的料种尽可能打入中间仓位，以减少粉矿对边缘和中心气流的不利影响；④为了消除球团矿在炉内向中心滚动对中心气流的影响，在下料顺序选择上，球团后必须追加烧结矿仓以阻止球团的滚动，保证球团矿的平铺比例＞60%，以稳定中心气流。

2.2  布料精准控制

生矿比例增大后，由于热爆性能和球团矿相似，一般在中温区产生大量的粉末，软融滴落性能严重变差，最终严重影响透气性和煤气流的分布[1]。因此通过布料控制好煤气流分布是高炉稳定顺行的基础。

3200m3高炉采用“错档”布料。布料矩阵除最外档和最内档外，中间各档矿和焦的布料圈数保持一致，这样矿焦分布比较均匀，有利于软熔带“焦窗”的透气性。同时将第6档位的1矿石角度比第 6档位的焦炭角度大0.5°、第5档位的矿石角度比第5档位的焦炭角度大1°，中心加焦量控制在 15%～25%。通过焦炭错挡位调整后，焦炭挡住了向中心随机滚动的矿石，中心气流的稳定性增强。二是采用大矿批操作，矿批保持在105～115 t，通过扩大矿批，保证了焦窗有足够的厚度，使气流穿越矿层时，能够发挥“整流”作用，保证气流分布合理，提高煤气利用率。

2.3  高顶压操作

高顶压操作能提高高炉透气性，增加鼓风量，提高冶炼强度，促进高炉顺行，从而增加产量，降低焦比。在低品位冶炼条件下，由于软熔带中的初渣数量及滴落带中的中间渣数量激增，下部压差升高，提高顶压后能降低压差，有利于顺行。但炉顶压力绝非越高越好，除了设备因素外，过高的炉顶压力将造成风压的上升，最终造成风速、动能下降，影响炉缸工作。莱钢3200m3高炉经过长时间摸索，确定了顶压与风量的匹配系数为0.035～0.037，根据高炉的接受风量能力和风速鼓风动能的大小，分别取上限和下限。

此外为了吹透中心，活跃炉缸，通过多次调整，风口布局为18×120 mm＋18×130 mm，风口面积0.4423m2，风速控制在260～280m/s，鼓风动能：14500～16000kg.m/s。

2.4  高渣比下的造渣控制

较高的生矿配比和经济炉料的添加，往往带来较高的铝含量。高铝渣粘性高，热稳定性差，严重影响了渣铁排放。另外随着利用系数的提高，高炉生铁生产量约6.3-6.8t/min，这就意味着在出铁间隙，炉缸液面将快速上升，直接影响料柱的透气性，使高炉表现出“憋风”现象，进而可能危及顺行。

（1）实验表明提高MgO含量可以降低炉渣的Al2O3的影响。3200高炉制定渣中镁铝比控制标准，即w（MgO/ Al2O3）=0.64-0.66，wMgO≤10%，wAl2O3≤15%。

（2）通过实践得知，渣铁温度是影响炉渣黏度最明显的因素。无论炉渣成分怎样变化，高温（1500℃）时炉渣黏度显著降低，流动性较好。所以保持铁水较高的温度，是保证炉渣流动性的前提和基础。3200m3高炉要求渣铁温度大于1510℃，从而在一定程度上消除高铝渣系的影响，提高渣铁流动性。

2.5  低硅冶炼

根据高炉内硅迁移理论，确认在炉腹和炉缸，SiO气相的生成对Si的迁移起着重要的作用。Si的还原过程反应为：

SiO2(焦炭灰分中或炉渣中)+C(g)=SiO(g)+CO(g)[2]

SiO是一种气体，随炉内煤气或炉渣中二氧化硅的活度与理论燃烧温度t理的增加，都将使Si O量增加，Si的迁移增加。使硅的还原量增加，导致铁水吸硅量增加，si的迁移量增加。因此实现低硅冶炼的途径是提高炉渣碱度和(MgO)，使滴落带内中间渣的(SiO2)活度降低，抑制了硅的还原。为此3200m3高炉控制炉渣碱度1.22～1.24[3]。二元碱度的调整以稳定三元碱度1.40～1.45，四元碱度0.95～1.00为标准。目前3200m3高炉平均硅0.32±0.05%，铁中硫0.02-0.03%。

2.6  建立高炉管控数据库

通过总结开炉以来的高炉生产日报、事故案例等，在原有顺行模型的基础上，形成一套参数标准区间集。其次补充国内外同类型高炉的操作经验，不断丰富知识库，目前已基本涵盖了炉况管控的各个方面。在执行层面，正确的贯彻诊断结果需要精准的执行力。型钢炼铁厂根据标准化作业的要求，把高炉调剂参数规范化、数字化，形成了《标准化操作条例》、《操作规程》等，从而消除了人操作不标准导致的波动，提高高炉日常调剂准确度。

3  结语

莱钢型钢炼铁厂3200m3高炉通过加强原燃料管理、优化高炉操作等措施，逐渐总结掌握了大型高炉低成本冶炼的关键技术。在原燃料品质持续劣化的条件下保持了炉况的长期稳定顺行，取得较低燃料消耗，实现了经济成本冶炼。

4  参考文献

[1] 项钟庸，王筱留. 高炉设计一炼铁工艺设计理论与实践[M].北京.冶金工业出版社，2007:145.

[2] 梁利生，林成城. 宝钢3号高炉低硅冶炼技术[J].宝钢技术.2006(6):36-38.

[3] 刘汉海. 莱钢3200m3高炉低燃料比生产实践[J].山东冶金.2016(38):06-8.