摘  要  济钢3200m3高炉使用低品质资源矿冶炼，渣比、炉渣中A12O3等指标较国内同类型高炉明显偏高，由此带来产量下降、燃料消耗升高等问题，通过优化操作调剂，并在此基础上优化炉料结构，合理挖潜现有工艺技术条件，实施较低硅冶炼操作等，保持炉况稳定顺行，高炉利用系数、燃料比等指标保持在较好水平。

关键词   高炉   低品质   工艺技术

1    前言

为适应市场、降低生铁成本，济钢3200 m3高炉开展优化原料降低生铁成本的攻关试验，入炉品位降低，渣比、渣中Al2O3大幅度升高。面对原燃料条件及炉况的变化，通过创新宏观操作理念，强化炉况管控，优化操作调剂，推行炉况精准化、趋势化管理，为适应低品质炉料冶炼提供良好的炉况基础，并在此基础上优化炉料结构，合理挖潜现有工艺技术条件，探索出一套适合济钢高炉低品位条件下的技术路线，实现了指标的持续优化和成本的持续降低，经济效益显著。

2    原料条件变化及其带来的技术难题

2.1   原料条件

和国内其它同类型的高炉相比，济钢3200m³高炉原燃料条件的劣势主要表现如下几个方面：

同时济钢3200m³高炉的原料还具有热态性能较差、碱金属含量高，成分波动大等诸多不利因素。

2.2   低品质原料给高炉操作带来的技术难题

低品质料的大量配加，给高炉的顺行带来很大的威胁，具体表现如下：

（1）渣比升高，高炉下部软熔带和滴落带透气透液性变差，风压和压差升高、高炉不接受风量，威胁高炉顺行和强化；煤气利用变差，消耗升高，不接受提高煤气利用率等改善高炉技术指标的措施。

（2）高Al2O3渣系炉渣粘度大，热稳定性差，增加炉缸渣铁滞留率，高炉下部及炉缸透气透液性变差，使得炉缸的工作状态进一步变差，铁口不好维护，对角的两个铁口铁水温度和出铁量明显偏差。

3    创新宏观操作理念，为适应低品质炉料冶炼提供良好的炉况基础

3.1   创新思维，解决低品质原料带来的技术难题

针对低品质资源高炉冶炼的技术障碍，根据“顺行是基础，炉缸是核心，风量是生命线”的大型高炉操作原则，创新提出强动力冶炼理念，并制定总的技术思路如下：

（1）高炉以提升风量、提高风速为核心，实现大风量、高风速冶炼，使初始气流吹透中心，吹活炉缸，减小炉缸“死焦堆”空间体积，增强炉况的顺行程度，提高炉缸受风能力和炉况抵抗能力；

（2）通过上下部调剂相结合控制软熔带的合理的形状和位置，达到气流合理的二次分布和提高间接还原区间，提高煤气利用的目的；

（3）以选择合适的镁铝比为手段，以降低炉渣粘度，提高炉渣热稳定性和良好流动性为目的，从高炉热力学条件入手继续优化渣系性能。在保证铁水物理热1520℃的同时，优化热制度，逐步降低铁水硅素，实现高Al2O3、高渣比、低品质矿下的低硅冶炼。

3.2   下部送风制度的优化

风口循环区是煤气流分布的起点，对气流二、三次分布起主导作用。理论研究表明，当炉缸循环区深度之内所占的面积是炉缸总面积的50%时，高炉可获得最佳的透气性和燃料比，由此计算，3200m3高炉理论最佳循环区深度L=1.858m，以此结合高炉开炉以来指标较好阶段的历史数据，根据理论公式：

L=0.88+0.000092E-0.00031Pc/n

（L—循环区深度，E—鼓风动能，Pc—喷煤量，n—风口数量）

计算出3200m3高炉理论下限鼓风动能15500kg∙m/s。在此原则指导下，确定通过以整体缩小进风面积来优化下部送风制度。

根据济钢3200m3高炉开炉以来的实践经验，将风口面积由初期的0.43m2缩小到到0.41m2以内，将标准风速、鼓风动能由初期的230～235m/s、13000～15000kg.m/s提高到标准风速≥250m/s、实际风速≥270 m/s、鼓风动能16500～17000kg.m/s。

3.3   上部装料制度的创新优化

济钢3200m³高炉开炉初期使用带中心加焦的布料模式，在当时也取得了较好的技术经济指标，但随着原燃料质量不断下滑，低品位经济料的大幅配加，这种布料模式逐渐的不能满足生产需要，主要表现在透气性差、压差高、不易加风强化，煤气利用率低、燃料消耗偏高。  

通过反复论证，济钢3200m³高炉决定取消中心加焦，使用平台加漏斗的布料模式，逐步修正并固化了高炉布料制度基本操作参数的控制标准：

（1）逐步优化矿石角差，由之前的5.5～6.5逐步至扩大至6.5～7.5º，使矿石平台保持在1.2～1.5m左右的宽度，减小中心无矿区的面积；

（2）以炉喉径向煤气分布合理为原则，确定了十字测温和炉顶温度控制标准，指导高炉径向矿焦比的调整，提升煤气利用率；

（3）随着风量的提升，围绕料面形状稳定、中心气流畅通但又不过吹的要求，逐步减少内环空焦档位的焦量，并平铺矿层。

通过调整，炉内圆周气流及操作炉型稳定性提升，炉顶温度由的以前的130～160℃降低至110℃左右，铁水物理热充沛，炉况稳定性增强。

3.4    优化操作调剂，积极推进低品质原料条件下的低硅冶炼

（1）通过优化上部调剂提升煤气利用，为低硅冶炼提供热量基础

利用“平台+漏斗”无中心加焦布料模式的优势；济钢3200m3高炉煤气利用率长期维持在49%左右的水平，在入炉品位不断降低的前提下，燃料比控制在495～505kg/t之间。煤气利用率的提升，规避了经济料条件下燃料比了大幅度上升，促使渣铁物理热上升，为低硅冶炼打下了基础。

（2）挖潜现有工艺条件，实施高风温、高顶压操作

提高风温使用水平，使高温区下移，进一步抑制硅的还原。正常炉况时，风温不作为调剂炉温手段，配合适量加湿，风温使用水平大幅度提升。

提升顶压水平，使炉内煤气中Pco值升高，可抑制硅的还原。自2015年以后开始尝试提升顶压水平，目前3200m3高炉提升至230kpa以上。

（3）优化造渣，控制适宜碱度、渣中氧化镁

在冶炼实践中，针对济钢高炉的高Al2O3渣系特点进行优化，将炉渣的二元碱度控制在1.18-1.22之间，为增加渣中MgO含量，适当配加蛇纹石，将镁铝比控制在0.5-0.6之间，解决低硅冶炼中单独提高炉渣碱度后带来的炉渣流动性变差的问题。

（4）优化炉前出铁制度

低品位高渣比冶炼给炉前出铁带来一定的难度，由于渣比较高，容易出现渣铁排放不及时造成憋风现象，因此出台炉前出铁控制标准，加强炉前作业的管理，减少憋风次数和程度，维持操作炉型和气流的稳定。

3.5    推行炉况精准化、趋势化管理，建立定期处理炉况的运行机制

为保证炉况的长期稳定顺行，建立炉况宏观管控体系，形成一系列的管理制度及技术创新，为高炉指标持续改善奠定基础。

通过推行《3200m³高炉岗位考核制度》，统一思想，明确思路，并强化执行力的考核；利用高炉趋势化管理的方法来发现问题并及时给予预防性的解决；考虑长期使用经济料对炉况的不良影响，制度了《3200m³高炉风量萎缩应对机制》、 《3200m³高炉炉缸活性的控制与管理》、 《3200 m³高炉炉况失常快速处理应急预案》等一系列预案及制度，对炉况进行定期处理，确保经济冶炼条件下的炉况 稳定。

4    在炉况稳定的基础上，进行优化挖潜降成本

4.1   实施“三提一降”，对炉料结构进行优化，充分发挥结构降成本优势

（1）提高烧结料中经济料比例

通过提高优化原料结构，3200 m³高炉所用烧结一直配加塞矿，新鲜料中塞矿及高硅矿比例最高达到35%以上。随着塞矿比例的提升，同时对熔剂结构优化，轻烧白云石、石灰石粉等熔剂增量使用，促使烧结成本有效的降低。

（2）提高入炉烧结配比

通过提高入炉烧结矿配比带动结构优化，2016年3200 m³高炉烧结矿配比基本保持在75%以上。

（3）提高入炉块矿比例

 通过提高块矿比例，持续探索经济炉料结构，高炉大量消化罗伊山、海南矿等劣质块矿，有效促进结构成本降低。

（4）降低普通球的配比

通过入炉结构的优化，目前价格较高的普通球团在3200 m³高炉炉料结构中比重大幅降低至5%左右。

4.2   加强设备管理，降低休慢风率

通过加强设备基础管理，完善车间内部设备包机责任、设备事故管理办法，做到分工到人，职责清晰，提升职工的工作责任心，实现了三个月一次的长计划检修周期，保障了炉况的长期稳定运行。

5    取得效果

5.1   炉况稳定性改善，高炉接受风量能力大幅提高

通过推行强动力理念并付诸于冶炼实际，高炉风量水平不断提升，透气性指数逐步改善，提高了高炉炉况抗干扰能力，为低品质料冶炼提供炉况基础。

5.2    主要指标完成情况

通过以上各方面的优化，济钢3200m3高炉在高渣比、高渣中Al2O3的情形下，利用系数及燃料比保持了较好的水平（进入冬季以后，受雾霾限产影响，高炉11、12月指标有所下滑）。

6    结语

（1）通过强化炉况管控，优化操作调剂，推行炉况精准化、趋势化管理，确保了济钢3200m³高炉在低品质原料条件下的炉况稳定顺行。

（2）积极适应经济炉料结构，实施低硅冶炼操作，并进行一系列的挖潜降本工作是济钢3200m³高炉降低成本的有效措施。