摘  要  本文通过对昆钢2 500 m³高炉极限产能进行理论分析计算，以理论计算结果为依据，结合生产实际，组织开展优化用矿结构提高综合入炉品位、优化高炉操作参数提高风量与富氧率、夯实基础管理等攻关工作，高炉产能大幅提升，有效容积利用系数最高达到2.768 t/(m³·d) 的国内同级别高炉先进水平。

关键词  风量   用矿结构  入炉品位  利用系数  

1  前言

昆钢2 500 m³高炉2012年6月26日点火开炉以来，受单系统生产，烧结→炼铁工序间的产能不匹配及市场长期低迷等综合因素影响，高炉长期封堵两个风口，有效容积利用系数仅在2.20～2.50 t/(m³·d)的偏低水平。2015年以来，随着国家对钢铁行业“三去一降一补”供给侧结构性改革和取缔“地条钢”等相关政策的实施，钢材市场好转，吨材利润水平不断提升，如何发挥昆钢2500m³高炉工艺装备优势，提升昆钢2500m³高炉产能势在必行。炼铁工作者结合昆钢2 500 m³高炉实际，以2017年1～6月生产数据为基准，对影响炼铁工序产能释放关键的“风量、富氧率、入炉品位”三个因素进行分析，理论计算可以达到的最大“风量、富氧率、入炉品位”水平，并在生产中逐一组织开展提高风量、富氧率工艺参数攻关及烧结、高炉用矿结构优化攻关工作，高炉产能大幅提升，有效容积利用系稳定在2.70 t/(m³·d)的较高水平。

2  限制昆钢2 500 m³高炉产能释放的原因分析

2.1 烧结→炼铁工序间产能不匹配

烧结工序仅配置一台300 m²烧结机，投产以来，受市场影响，大量使用省内烧结性能较差的贫杂、低品位铁矿粉、铁精粉，加上环保压力大，烧结机利用系数长期偏低，烧结矿矿不保铁问题突出。300m²烧结机烧结工作者长期坚持开展生产组织模式优化、技术装备改造升级、工艺操作参数优化完善等攻关工作，2016年烧结机产能达266.92万吨、利用系数1.06  t/(m²·h)，均创历史新高，但也仅能满足

2 500 m³高炉铁水产量220万吨的烧结矿用矿需求，高炉在现有产能基础上进一步提升，烧结矿存在明显缺口。烧结→炼铁工序间的产能不匹配，限制高炉产能释放。

2.2高炉综合入炉品位低

昆钢2 500 m³高炉2016年6月26日点火开炉以来，钢材市场持续低迷，为了降低用矿成本，烧结工序烧结性能优、品质高的进口矿（巴西粉、南非粉）使用比例低，省内烧结性能差、质量差的贫杂低品位矿使用比例高，造成烧结工序烧结矿产量与烧结矿品位长期偏低，高炉综合入炉品位低，限制产能提升。

表1  烧结工序进口矿配比与烧结矿品位、入炉品位的关系

2.3 风量水平较低

昆钢2 500 m³高炉风机配置能力为5 000 m³/min，受单系统生产组织模式、市场低迷、综合入炉品位低，渣量大等因素影响，高炉长期封堵两个风口维持生产，接受风量能力差，仅4 100 m³/min，低于国内同类型高炉4 500 m³/min左右水平，限制产量提升。

2.4富氧率低

昆钢2 500 m³高炉配套制氧工序能力达40 000 m³/h，远大于烧、铁、钢工序用氧需求，受综合入炉品位低，渣量大，焦炭质量差影响，高炉接受富氧能力差，氧量仅维持在14 000 m³/h，限制产量提升。

3  昆钢2 500 m³高炉极限产能分析

随着国家对钢铁行业“三去一降一补”供给侧结构性改革和取缔“地条钢”等相关政策的实施，钢材市场好转，吨材利润水平不断提升，如何发挥昆钢2500m³高炉工艺装备优势，提升产能势在必行。由于昆钢2 500 m³高炉开炉以来一直处于低冶炼强度生产，高炉极限产能是多少、存在哪些问题、如何增产、怎么做等系列问题给炼铁工作者提出极大挑战，面对这些问题，炼铁工作者结合实际，首先对2 500 m³高炉极限产能进行理论分析计算。

3.1提高风量增产

以2 500 m³高炉2017年1～6月生产数据为基准，通过查询收集整理国内2 500 m³级高炉合理的炉腹煤气量指数在58～64之间为依据，按64上限值计算得到昆钢2 500 m³高炉允许的最大炉腹煤气量为6 529.00 m³/min，最大允许风量为4 590 m³/min。高炉风机配置能力为5 000 m³/min，2017年1～6月使用风量仅4 185 m³/min，吨铁风量1 000 m³，若将封堵的两个风口捅开，按允许最大风量4 590 m³/min组织生产，风量增加将带来增产583.20 t/d。

3.2 提高富氧率增产

在制氧能力远远大于工序消耗能力的前提下，提高高炉富氧率不存在氧气问题，通过分析国内先进2 500 m³高炉富氧率情况，我们认为昆钢2 500 m³高炉富氧量由2017年1～6月的14 000 m³/h增加到18 000 m³/h是可行的，在最大风量4 590 m³/min冶炼条件下，富氧率将达到5.00 %，增产258.47 t/d。

3.3优化高炉用矿结构，提高入炉品位增产

为确保炉渣脱硫能力，在保证炉渣R₂≥1.15倍的前提下，我们提出以下用矿结构优化思路：

①烧结工序增加烧结性能优、品位高的进口矿（南非粉、巴西粉）配比，减少省内烧结性能差、品位低的贫杂矿配比，优化烧结工序用矿结构，适当提高烧结矿二元碱度，改善烧结性能，提高烧结矿品位的同时提搞产能，缓解烧结矿矿不保铁问题；

②高炉用矿结构减少或停用高硅低品位自产球，增加进口低硅高品位南非块或低硅高品位印度球替代，适当降低烧结矿配比，达到缓解烧结矿紧张的同时提高综合入炉品位。

经与相关部门探讨，一致认为此用矿结构优化思路可行，高炉入炉品位将提升2.83个百分点，增产420.40 t/d。

表2  优化用矿结构提高入炉品位增产

3.4高炉理论极限产能

通过上述理论分析计算，昆钢2 500 m³高炉在2017年1～6月基础上，按极限风量4 590 m³/min组织生产，风量增加将带来增产583.20 t/d；在最大风量4 590 m³/min冶炼条件下，按最大富氧量

18 000 m³/h组织生产，富氧率将达到5.00 %，增产258.47 t/d；用矿结构优化调整，综合入炉品位提高2.83 %，增产420.40 t/d。合计增产达1 262 t/d，达到7 204 t/d，为高炉极限产能。

4  昆钢2 500 m³高炉产能提升生产实践

4.1烧结工序提质增产

    烧结工序通过开展增加烧结性能优的进口巴西粉、南非粉用量，相应减少省内低品质粉精矿用量用矿结构调整，提高料层厚度、机速、碱度等关键工艺参数控制，加强设备维护管理、提高设备作业率等基础管理工作，烧结矿产量提升、质量得到改善。

表3  烧结工序工艺调整烧结矿产、质量提升效果

4.2 高炉工序用矿结构优化

    高炉工序逐步降低自产低品位“烧结矿+球团矿”使用比例，增加高品位南非块矿替代，综合入炉品位逐月提高，为提高产量奠定基础。

表4  高炉工序用矿结构优化效果

4.3 优化高炉操作参数

以炉腹煤气量为控制核心，在保证腹煤气量≤6 500.00 m³/min的前提下，2017年8月11日通开一个长期封堵的风口，增加进风能力，适当提高风量与富氧率，缩小压差与顶压的差距，炉况保持稳定顺行。

表5  高炉用矿结构优化效果

4.4 夯实基础管理，降低高炉休风率

加强设备日常点巡检和维护，实施设备包机项目负责制和操检有机结合制，改善设备在线运行精度和长周期运行质量，休风率逐月降低，2017年下半年仅为1.28 %。

加强出铁管理，优化出铁模式，一个铁口出铁的同时，另一个铁口清理具备出铁条件，待出铁铁口来风后立即打开待出铁铁口，实现连续出铁；加强铁口维护管理，保持铁口深度＞3.20 m，严禁潮铁口出铁，及时出净查铁，为炉内操作保驾护航。

加强槽下筛分管理，严格控制筛分时间，及时清筛，控制入炉粉末＜5 %。

5  实践效果

    通过对限制昆钢2 500 m³高炉产能释放的影响因素进行分析，对理论产能进行计算并在生产中逐一组织实施，高炉入炉品位、风量、富氧率得以提高，平均日产量大幅度提升，有效容积利用系数达2.768t/(m³·d)的国内同级别高炉先进水平。

表6  实践效果

6  结论

   （1）风量、氧量、入炉品位是限制高炉炼铁产能释放的三个关键因素，高炉生产要实现高产目标，必须具备较大的入炉风量，富氧量及较高的综合入炉品位。

   （2）以炉腹煤气量为指导依据，通过理论分析计算，得到昆钢2 500 m³高炉极限入炉风量为4 590.00 m³/min、极限富氧率为5.00 %，在综合入炉品位56.80 %冶炼条件下，极限产能为7 204 t/d。

   （3）2 500 m³级高炉通过夯实基础管理，优化烧结、高炉工序用矿结构与操作参数，提高入炉品位、增大入炉风量、提高富氧率、夯实基础管理等技术措施，有效容积利用系数达2.70 t/(m³.d)以上是可行的。