龙钢高炉提高块矿配比实践

龙钢高炉提高块矿配比实践

李斌宜

（陕钢集团龙钢公司炼铁厂）

摘  要：通过对高炉配加的几种块矿成分及冶金性能的检测分析，科学优化炉料结构，针对配加过程中遇到的问题，采取合理的措施，提高了块矿入炉比例，实现了降本增效，取得了较好的经济效益。

关键词：高炉；块矿配比；实践　

1 前言

龙钢炼铁厂现有1280 m³高炉2座、1800 m³高炉3座。2017年，随着高炉产能提升球团供应不足，块矿比例不断提高，由年均5%增大至15%以上，最高月均16.6%，最高日均22%。块矿比例加大后供应矛盾逐渐显现，导致品种由4种增加至7种、质量波动大。尤其是3月份的罗依山块和11月份的克里夫斯块，严重影响高炉稳定生产，通过试验做热裂指数分别高达17.69%和17.88，采取减少配比量或更换块矿品种，高炉波动明显消除。针对现有块矿品种，在综合考虑矿石的冶金性能的基础上，通过优化炉料结构，摸索合理的块矿配加比例和品种搭配方式，炉况稳定性和适应性有所提高，同时进一步降低了铁前成本，取得了良好的经济效益。

表1　高炉指标

图1  2017年块矿比例变化

2 块矿增加对炉况的影响

2.1 比例增大后不利于炉内料柱透气及炉况稳定顺行

（1）由于块矿品种较多，最差时有3-4种块矿同时从炉后配加，按比例混配，性能差异大，易引起块状带透气性变差；加之焦炭质量没有提升且波动，块矿比例提高后，高炉常出现风量下降，透气性指数下降、中心气流过小的现象，高块矿比例难以长期稳定。

（2）块矿中脉石含量少，但Al₂O₃含量高，随着入炉块矿比例的增加，渣中Al₂O₃含量由13.2%升高至14.5%，炉渣的流动性略有变差，脱硫能力降低影响生铁质量。

（3）炉温波动大，频繁出现低硅铁，不利于低硅冶炼。

2.2 筛分质量变差

（1）龙钢进购的块矿湿、粉沫较大（高时25%左右），入仓前必须进行筛分，要筛去大部分粉沫。同时块矿采用露天堆放，受阴雨天气或冬季气温影响容易粘结、冻结，造成筛分不干净。

（2）进厂后的块矿采用露天堆放，受天气影响容易粘结高炉筛子，造成筛分不干净，入炉含沫量增加，易造成炉内气流波动。

2.3 不同块矿的爆裂指数变化大，易造成块状带透气性变差，

（1）2017年前龙钢烧结实验室功能不全，块矿爆裂指数主要是外送检测，品种多、检测周期长，不能及时指导高炉生产。加之供应不稳定，主要以PB、纽曼、克里夫斯、阿特拉斯、罗依山块等为主，小料种较多，变料频繁，造成阶段性入炉块矿品种搭配混乱。

（2）爆裂指数差异较大

表2 块矿爆裂指数

图2　块矿爆裂指数

（3）通过试验对比不同块矿热裂指数

10月份配阿特拉斯块和PB块，阿特拉斯块热裂指数6.3%（内控标准≤5%）。11月初配克里夫斯块和PB块，炉况出现波动，8日做PB块热裂指数试验，热裂指数为4.47%，与4月8日外送做的PB块热裂指数5.24%相近；14日做克里夫斯块进行热裂指数试验，热裂指数高达17.88%。图2、图3为试验后的克里夫斯块矿和PB块试验后情况。

图3 克里夫斯块矿试验后情况

图4  PB块试验后情况

对比：克里夫斯块矿热裂指数高，加热到490℃左右就开始爆裂，从试验中明显可看出，粉化率大，易造成块状带透气性变差，造成高炉风量萎缩、上部透气差、频繁难行。相对比PB块热裂指数低，粉沫少。

因品种不同，块矿热爆裂性能、温度区间、还原性能等差别较大。参考国内块矿的研究，制定块矿性能标准。以爆裂指数越高，配加比例越小为参考标准。选取爆裂指数相对较低的块矿作为日常配加的主要矿种，最终选定龙钢块矿品种以南非块、PB块和纽曼块为主。

结合行业经验，1280高炉按入炉块矿爆裂指数＜6%搭配，1800高炉按入炉块矿爆裂指数＜5%搭配。

3.2 完善块矿冶金性能数据

完善实验室功能，增加检测设备。目前仅能简单做块矿热爆裂指数，其它性能无法检测，通过增加检测设备，实现能检测低温还原度、还原性、软化温度、熔化温度、软化温度区间等熔滴性能，多种矿在同一温度下的变化等项目。增加检测频次，逐步完善块矿高温性能检测和研究，选择合适的搭配品种和比例。

12月17日对PB块做的一次试验：试样粒度20-25 mm，实验温度700℃，实验时间30min。

表3　 PB块高温性能检测情况

在实验中，爆裂温度只有456℃，热裂指数在7.15%，低的有2.46%，最高达到13.67%。经与相关专家沟通，认为同种块矿名称，不同的矿场资源混合是不同的，资源混合发生了问题。建议进购时提供或提前采样做热裂指数实验分析，以便更好的指导生产，确保稳定顺行。

3.3 日常操作调整

（1）装料制度调整。

在增大块矿使用配比后，高炉料柱压差增加，比原来的高出5-8Kp左右，透气性有所变差，再加之原燃料质量波动，操作制度上还在不断摸索调整。所以在高炉布料上又做改进，将块矿布在矿带中间，减少对煤气流影响。

（2）送风制度调整。

采用逐步调小风口直径调剂方法，各炉风口面积缩小约1-1.3%，保持足够的鼓风动能，解决了软溶带压差高、透气性变差问题，炉身水温差波动减少，基本消除了边缘局部管道，煤气利用有所稳定。

（3）采用热球团、块矿混合入仓，降低酸性料水分。

因进购的块矿湿、粉末量大，将生产出未降温的热球团转运至料场，使热球团矿与块矿按指定比例均匀混合，利用球团的热量将块矿表面水分烘干，以利于块矿在炉后筛分时能筛分干净。

（4）对炉后筛分设备进行改造。

①增加仓位，由2个仓变为3个仓，振动筛改为复频筛。

②控制筛分流量≤20Kg/S；增加块矿筛板清理频次，由原1小时空振1次变为每2批料放完后空振1次，减少块矿粉沫入炉。

（5）稳定炉温水平，保持基础炉温0.30-0.50%，严禁硅低于0.25%，物理热稳定1500±20℃。

4.1 块矿比例提高后月产量基本保持稳定。

图5　高炉产量

注：7月份高炉检修时间长影响产量。

4.2 在烧结矿同碱度指标下，综合品位略有升高，有利于增产。

图6　综合品位

4.3 炉况基本稳定，烧坏风口个数、工艺事故、崩料、悬料均比2016年略有下降。

图7　高炉工艺指标

4.4 风温基本保持稳定。

图8　风温对比

4.5 炉温长期保持稳定。

图9　炉温对比

5 结语

块矿冶金性能比球团矿差，但是价格优势明显；同时块矿品位高，提高了入炉综合品位，有利于增产和降本。

原燃料质量稳定是炉况稳定的基础，选择合理稳定的炉料结构，才能保持炉况和指标的长期稳定。

针对龙钢块矿品种多，不同种类块矿的高温性能差异较大的特点，要完善和研究各种块矿的高温性能，选择最适合现有原料条件下的块矿，以确保高炉炉况的长期稳定。

参考文献

[1] 周传典　《高炉炼铁生产技术手册》　冶金工业出版社　2012年11月

[2] 王筱留　《钢铁冶金学（炼铁部分）（第3版）》　冶金工业出版社　2013年2月