高比例酸性爐料對高爐操作的影響及應(yīng)對措施
冷長明1，姜鑫2，薛慶斌1，龍防2,3，霍紅艷4，沈峰滿2
(1. 中冶京誠工程技術(shù)有限公司， 北京 100176；2. 東北大學(xué)冶金學(xué)院， 遼寧 沈陽 110819；3. 安陽鋼鐵股份有限公司技術(shù)中心， 河南 安陽 455000；4. 河鋼集團(tuán)邯鄲鋼鐵公司， 河北 邯鄲 056003)
摘 要 ：隨著環(huán)境保護(hù)壓力的增加，中國鋼鐵公司的高爐爐料結(jié)構(gòu)中酸性料(球團(tuán)和塊礦)配比顯著提高，尤其在冬季取暖季的時候。但是，各鋼鐵公司的資源條件不同，采用高比例酸性爐料冶煉時，有的鋼鐵企業(yè)獲得較好的生產(chǎn)指標(biāo)，但也有鋼鐵企業(yè)操作指標(biāo)不佳或難以實(shí)現(xiàn)高比例酸性料操作?；诖耍蕴岣吒郀t酸性料比例和降低生產(chǎn)成本為目的，分析了高比例酸性料所帶來的問題，并提出了應(yīng)對高比例酸性爐料的技術(shù)措施。高比例酸性料對高爐冶煉的影響主要體現(xiàn)在塊狀帶和軟熔帶。對塊狀帶的影響主要有，粒度的差異導(dǎo)致空隙率降低；堆積性能的差異導(dǎo)致料面難以控制；還原產(chǎn)生的粉末影響高爐塊狀帶的透氣性。對軟熔帶的影響主要有，酸性料自身軟熔溫度較低；還原度較低導(dǎo)致礦石進(jìn)入軟熔帶前FeO含量高，使得軟熔帶位置上移且變寬；軟熔帶焦窗長度變長，增加整個焦窗的壓力損失。應(yīng)對高比例酸性爐料的具體措施有，合理選擇優(yōu)質(zhì)酸性爐料；制備堿性鎂質(zhì)球團(tuán)；采用合理的布料制度盡量克服球團(tuán)礦對料面的不利影響；高爐精細(xì)化用焦，充分發(fā)揮大塊焦與小焦丁的特點(diǎn)與功能。能夠改善塊狀帶和軟熔帶透氣性的技術(shù)措施都可以緩解高比例酸性料對高爐冶煉的不利影響，各生產(chǎn)企業(yè)可結(jié)合自身的資源情況和爐型特點(diǎn)，逐步采取技術(shù)措施去適應(yīng)和改善高比例酸性爐料條件下的高爐操作指標(biāo)。旨在為中國鋼鐵企業(yè)采用高比例酸性爐料進(jìn)行煉鐵生產(chǎn)時提供參考。
關(guān) 鍵 詞 ：煉鐵； 高爐操作； 酸性爐料； 球團(tuán)礦； 塊礦； 焦炭 引 言 近年來，隨著環(huán)境保護(hù)壓力的增加，中國鋼鐵公司的高爐爐料結(jié)構(gòu)中酸性料(球團(tuán)和塊礦)配比顯著提高。采取高酸性料(球團(tuán)和塊礦)配比符合中國鐵礦石的現(xiàn)狀。中國鐵礦資源的特點(diǎn)是貧、雜、難選，為提高中國鐵礦石的利用率，必須對開采來的貧礦進(jìn)行破碎、細(xì)磨。在選礦過程中，礦石粒度變小，形成精粉，鐵精粉在燒結(jié)過程中會影響燒結(jié)料層的透氣性，因此與燒結(jié)生產(chǎn)相比較，鐵精粉更適合于生產(chǎn)球團(tuán)礦。只不過中國鋼鐵企業(yè)長期以來受俄羅斯、日韓等周邊國家生產(chǎn)模式的影響，采用高比例高堿度燒結(jié)礦配加少量酸性球團(tuán)的生產(chǎn)模式。但從技術(shù)路線的角度來看，對于這種細(xì)粒度的鐵精粉，應(yīng)當(dāng)主動發(fā)展球團(tuán)生產(chǎn)路線。近年來，國家對環(huán)境問題愈加重視，燒結(jié)生產(chǎn)在煉鐵工藝中的污染量占比較大，球團(tuán)工序能耗遠(yuǎn)低于燒結(jié)工序能耗，造成的污染也大幅度低于燒結(jié)工藝。為了滿足環(huán)保的需要，提高入爐爐料的球團(tuán)礦比例、降低燒結(jié)帶來的環(huán)境污染，是目前鋼鐵企業(yè)必須面臨的問題。此外，在冬季采暖季，由于環(huán)境問題和用煤受限，很多地區(qū)鋼鐵企業(yè)燒結(jié)被迫限產(chǎn)，導(dǎo)致高爐爐料結(jié)構(gòu)中燒結(jié)礦配比減少，酸性爐料配比被迫增加。通常，球團(tuán)礦的鐵品位比燒結(jié)礦高，提高球團(tuán)礦比例可以提高入爐礦的綜合品位，從而降低燃料比、提高產(chǎn)量、改善高爐指標(biāo)等。例如，高爐生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的入爐礦含鐵品位提高1%，高爐燃料比下降1.5%，生鐵產(chǎn)量增長2.5%。因此，提高球團(tuán)礦入爐配比也是提高鋼鐵生產(chǎn)效益的一種手段。有些鋼鐵公司主動提高塊礦比例，以降低成本為目的大量使用塊礦，以此來降低原料成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。 基于以上原因，廣大科研人員對高比例酸性爐料開展了大量研究，取得了豐富的科研成果；鋼鐵企業(yè)也嘗試著進(jìn)行了相關(guān)工業(yè)試驗(yàn)，甚至進(jìn)行了長期穩(wěn)定的工業(yè)生產(chǎn)。但是，由于各個鋼鐵公司的資源條件不同，使得有的鋼鐵企業(yè)獲得較好的生產(chǎn)指標(biāo)，但也有鋼鐵企業(yè)或難以實(shí)現(xiàn)高比例酸性料操作，或操作指標(biāo)不佳?；诖?，以提高高爐酸性料比例和降低生產(chǎn)成本為目的，本文分析了高比例酸性料所帶來的技術(shù)問題，在分析問題的基礎(chǔ)上提出了應(yīng)對高比例酸性爐料的具體措施，為中國鋼鐵企業(yè)采用高比例酸性爐料進(jìn)行煉鐵生產(chǎn)提供參考。 精 選 圖 表 結(jié) 論 （1）首先分析了高比例酸性料所帶來的技術(shù)問題，在分析問題的基礎(chǔ)上提出了應(yīng)對高比例酸性爐料的具體措施。
（2）高比例酸性料對高爐冶煉的影響主要體現(xiàn)在塊狀帶和軟熔帶。對塊狀帶的影響主要有：粒度的差異導(dǎo)致空隙率降低；堆積性能的差異導(dǎo)致料面難以控制；還原產(chǎn)生的粉末導(dǎo)致透氣性下降。對軟熔帶的影響主要有：酸性料自身軟熔溫度較低，易在高爐內(nèi)形成位置靠上且較寬的軟熔帶；若酸性料還原度較低，經(jīng)過塊狀帶后礦石的FeO含量較高，進(jìn)一步降低軟熔溫度，導(dǎo)致軟熔帶位置上移；容易使軟熔帶焦窗長度變長，增加整個焦窗的壓力損失，對焦炭質(zhì)量和焦窗透氣性提出更高要求。
（3）4項見效快且易于實(shí)施的應(yīng)對措施為：合理選擇優(yōu)質(zhì)酸性爐料；對堿性球團(tuán)和鎂質(zhì)球團(tuán)的特點(diǎn)揚(yáng)長避短，充分發(fā)揮各自優(yōu)點(diǎn)，避免缺點(diǎn)，生產(chǎn)堿性鎂質(zhì)球團(tuán)；采用合理的布料制度盡量克服球團(tuán)礦對料面的不利影響；焦丁混裝是能夠改善料層透氣性的有效措施，目前國內(nèi)大部分高爐的焦丁量仍有繼續(xù)提高的空間，通過焦炭整粒，提高混裝的焦丁比，既可起到便于布料，又可起到提高球團(tuán)還原度的效果，還有利于改善軟熔帶礦石層和焦窗的透氣性，充分發(fā)揮大塊焦與小焦丁的特點(diǎn)與功能，即高爐精細(xì)化用焦。
（4）酸性爐料比例提高勢必會對高爐產(chǎn)生一定影響，凡是能夠改善塊狀帶和軟熔帶透氣性的技術(shù)措施都可以緩解高比例酸性料對高爐冶煉的不利影響，各生產(chǎn)企業(yè)可結(jié)合自身的資源情況和爐型特點(diǎn)，逐步采取技術(shù)措施去適應(yīng)和改善高比例酸性爐料條件下的高爐操作指標(biāo)。
