為響應(yīng)公司降本增效節(jié)能降耗理念，根據(jù)財務(wù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，鐵成本占鋼材總成本約 75%，而原燃料費(fèi)用在鐵水成本中權(quán)重最高，約占鐵水成本的 58% ~65%，為此降低原燃料成本成為降低鐵水成本的主要途徑之一。韶鋼六號高爐決定優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)，通過以塊帶球來降低生產(chǎn)成本，韶鋼六號爐生礦主要是澳大利亞塊礦 12%及賓利塊礦 3%，澳大利亞 Pb塊礦一般都是低碳酸鹽性質(zhì)的高品位塊礦，與進(jìn)口酸性球團(tuán)礦相比，品位相差不大，對高爐冶煉的影響也不大，且價格優(yōu)惠，為以塊代球首選生礦。通過對六號高爐進(jìn)行一系列攻關(guān)實踐，探索適宜比例生礦配比的操作技術(shù)并不斷優(yōu)化高爐操作，使入爐生礦比例由 15%逐步增加至 30%以上。
生礦軟化溫度較熟料低，一般生礦軟化溫度在850~1 050 ℃，較熟料軟化溫度低約 150 ℃。由于生礦軟化區(qū)間寬，軟化溫度低的特點，造成使用高生礦比爐料結(jié)構(gòu)后入爐后內(nèi)部軟熔帶上移，且粘結(jié)爐墻，同時煤氣利用下降約 1%~2%，焦比上升 8~10 kg/t，爐內(nèi)操作難度增大，若調(diào)劑不當(dāng),極易誘發(fā)爐況失常。
生礦含有大量結(jié)晶水及碳酸鹽，天然具有熱爆裂性且低溫還原粉化率高。同時，由于生礦是天然富礦，若長時間露天堆放，雨季時其表面會依附小顆粒礦粉，漏料、堵料和篩分困難。若泥巴粉末入爐，將影響高爐穩(wěn)定性，造成爐內(nèi)透氣性差，壓差高，料慢難行。
由于生礦是未進(jìn)行加工處理，具有較高的有害元素含量，特別是堿金屬雜質(zhì)含量高時，硫和磷的含量相對高些，若高爐日常操作不規(guī)范，極易造成堿金屬循環(huán)富集，從而導(dǎo)致高爐爐墻結(jié)厚，嚴(yán)重時將導(dǎo)致高爐結(jié)瘤。從韶鋼 6 號爐使用情況來看，較長時間使用賓利塊礦會對高爐產(chǎn)生不利影響，出現(xiàn)爐墻渣皮不穩(wěn)，滑料現(xiàn)象，但因其帶入高爐的總量并不多,因此對高爐負(fù)面影響不大。
通過技術(shù)改造，改變原有給料模式，增加振頻，通過控制閘板開度控制料流給料速度，增強(qiáng)篩分效果。同時改造原有篩網(wǎng)，更換為硅膠篩，減輕了上料工的清篩工作量，同時保證了篩分效果。加大對槽下振篩的管理，以入爐料臆5 mm 粒級比例不超過 5%為原則，加強(qiáng)人工清理振篩頻次，以減小入爐粉末量，從而保證了雨季天氣時入爐塊礦的質(zhì)量和正常配比。
高爐調(diào)劑主要追求上穩(wěn)下活，隨著高生礦比爐料結(jié)構(gòu)入爐后，高爐上部透氣性呈現(xiàn)逐步下行趨勢，針對塊礦含粉率高，軟化溫度低的特點，適度將料線由 1 400 mm 調(diào)整為 1 350 mm。韶鋼六號高爐主要增大布料角差，采取平坦式布料，穩(wěn)定礦焦平臺并兼顧好中間環(huán)帶煤氣量，以達(dá)到穩(wěn)定邊緣氣流，提高高爐抗干擾能力的目的。高生礦比爐料結(jié)構(gòu)前后布料制度見表 1、表 2。
選擇合理的送風(fēng)制度對于煤氣流的初始分布、爐缸的工作狀態(tài)非常重要。由于韶鋼六號高爐爐缸側(cè)壁溫度高，對生產(chǎn)產(chǎn)生一定的制約，六號爐根據(jù)實際高爐生產(chǎn)狀況，通過調(diào)劑下部，合理控制各風(fēng)口的回旋區(qū)長度，使?fàn)t缸的初始?xì)饬鞣植季鶆?，形成合理的煤氣流分布，同時保證風(fēng)速和鼓風(fēng)動能，從而活躍爐缸，使?fàn)t缸具有良好的透液性，為使用高比例生礦創(chuàng)造了條件。風(fēng)口尺寸見表 3。
在爐溫控制方面，韶鋼六號爐硅素標(biāo)準(zhǔn)為：0.25%~0.55%，物理熱為：1 455~1 485℃控制。爐溫控制如圖 1 所示。操作上，頂壓設(shè)定值為：165 kPa， 壓差控制標(biāo)準(zhǔn)為約150 kPa。
嚴(yán)格控制好爐渣堿度，確保爐渣具有良好流動性。由于高鋁礦是韶鋼爐料主要特征，要確保渣的流動性好，就要有合適的 MgO 以改善渣的流動性。一般會適度配加錳礦或中云石以改善爐渣流動性，通過渣性能試驗，得出六號爐爐渣堿度控制在 1.2~ 1.25 時爐渣黏度相對合適且穩(wěn)定性好，易形成穩(wěn)定的渣皮，為高生礦比爐料結(jié)構(gòu)提供了穩(wěn)定的基礎(chǔ)。韶鋼六號爐的實踐表明，在高爐內(nèi)塊礦與高堿度燒結(jié)礦之間存在高溫交互反應(yīng), 其結(jié)果能夠明顯改善塊礦自身的軟熔特性, 從而可以提高綜合爐料的熔滴性能，增加塊礦的配比不會造成爐渣中 Al2O3含量的明顯增加。爐渣成分見表 4。
爐前出渣出鐵質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到爐況。長期出鐵質(zhì)量差，會造成爐內(nèi)氣流不順，無法提高塊礦比。韶鋼六號爐對每爐次鐵的鐵口深度、出鐵時間、出鐵間隔等都嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)控制，鐵口深度 2700~2 900 mm，出鐵時間 100~120 min，出鐵間隔45 min，從根本上提高了出鐵質(zhì)量。
提高塊礦比，實施經(jīng)濟(jì)爐料結(jié)構(gòu)，降低礦線的質(zhì)量，必須保證焦炭的質(zhì)量，尤其是穩(wěn)定焦炭的強(qiáng)度，其強(qiáng)度好壞直接影響爐內(nèi)透氣性和塊礦比的提高。韶鋼六號爐焦炭 M40:85%,M10：5.5%,CSR 在 66以上，CRI 在 22.5 左右，所使用焦炭質(zhì)量為高生礦比爐料結(jié)構(gòu)奠定了基礎(chǔ)。
用高富氧率彌補(bǔ)原料質(zhì)量的缺陷。高爐生產(chǎn)實踐表明，高生礦比情況下必然造成煤氣利用率降低，焦比升高爐況波動加劇。但是通過提高高爐富氧率可以有效彌補(bǔ)原燃料變差所帶來的負(fù)面影響，降低爐況波動，保障了高爐穩(wěn)定與順行。目前韶鋼六號爐富氧率 2.2%左右，受富氧設(shè)備及爐缸側(cè)壁溫度高制約，富氧率并未有效釋放，還有很大空間。
韶鋼六號高爐通過以塊代球，入爐生礦比由20%升高至 30%，球礦由 10%減少至 0%，以低價的塊礦代替了價格高的球團(tuán)礦，形成了經(jīng)濟(jì)型的爐料結(jié)構(gòu)，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。高爐爐料結(jié)構(gòu)見表 5。
通過一系列技術(shù)改造、操作制度的完善及管理制度的改進(jìn)，入爐生礦比增加到 30.5%，最高日生礦比達(dá) 32.5%。高爐各參數(shù)穩(wěn)定順行良好，鐵成本明顯下行。1月份，由于六號爐側(cè)壁溫度升高，護(hù)爐需要降低冶強(qiáng)，各生產(chǎn)指標(biāo)明顯較高。具體高爐各項指標(biāo)對比如表 6 所示。
高生礦比爐料結(jié)構(gòu)下，日常操作中高爐操作者必須根據(jù)攻、守、退原則積極采取相應(yīng)措施，保證爐況順行。根據(jù)爐況條件逐步增加生礦比例，只有在爐內(nèi)各項制度綜合調(diào)劑配合下，高爐才能保證順行高產(chǎn)，同時為國內(nèi)同類高爐高生礦比爐料結(jié)構(gòu)探索提供了參考。生產(chǎn)實踐表明，為降本增效，優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)，根據(jù)生礦的冶金性能特點，優(yōu)化選礦實現(xiàn)以塊代球是一種有效的手段，同時為經(jīng)濟(jì)型爐料結(jié)構(gòu)指明方向具有指導(dǎo)作用。
高生礦比爐料結(jié)構(gòu)下，高爐管理者需對各項操作制度實行細(xì)化管理，原燃料跟蹤、設(shè)備點檢等必須有效落實，從而保證高爐生產(chǎn)順行，通過精細(xì)化管理消除高生礦比爐料結(jié)構(gòu)的一系列弊端。
