高比例酸性爐料對高爐操作的影響及應對措施
冷長明1，姜鑫2，薛慶斌1，龍防2,3，霍紅艷4，沈峰滿2
(1. 中冶京誠工程技術有限公司， 北京 100176；2. 東北大學冶金學院， 遼寧 沈陽 110819；3. 安陽鋼鐵股份有限公司技術中心， 河南 安陽 455000；4. 河鋼集團邯鄲鋼鐵公司， 河北 邯鄲 056003)
摘 要 ：隨著環(huán)境保護壓力的增加，中國鋼鐵公司的高爐爐料結構中酸性料(球團和塊礦)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，但也有鋼鐵企業(yè)操作指標不佳或難以實現(xiàn)高比例酸性料操作?；诖?，以提高高爐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，并提出了應對高比例酸性爐料的技術措施。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，粒度的差異導致空隙率降低；堆積性能的差異導致料面難以控制；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；還原度較低導致礦石進入軟熔帶前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。應對高比例酸性爐料的具體措施有，合理選擇優(yōu)質酸性爐料；制備堿性鎂質球團；采用合理的布料制度盡量克服球團礦對料面的不利影響；高爐精細化用焦，充分發(fā)揮大塊焦與小焦丁的特點與功能。能夠改善塊狀帶和軟熔帶透氣性的技術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)可結合自身的資源情況和爐型特點，逐步采取技術措施去適應和改善高比例酸性爐料條件下的高爐操作指標。旨在為中國鋼鐵企業(yè)采用高比例酸性爐料進行煉鐵生產(chǎn)時提供參考。
關 鍵 詞 ：煉鐵； 高爐操作； 酸性爐料； 球團礦； 塊礦； 焦炭 引 言 近年來，隨著環(huán)境保護壓力的增加，中國鋼鐵公司的高爐爐料結構中酸性料(球團和塊礦)配比顯著提高。采取高酸性料(球團和塊礦)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行破碎、細磨。在選礦過程中，礦石粒度變小，形成精粉，鐵精粉在燒結過程中會影響燒結料層的透氣性，因此與燒結生產(chǎn)相比較，鐵精粉更適合于生產(chǎn)球團礦。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礦配加少量酸性球團的生產(chǎn)模式。但從技術路線的角度來看，對于這種細粒度的鐵精粉，應當主動發(fā)展球團生產(chǎn)路線。近年來，國家對環(huán)境問題愈加重視，燒結生產(chǎn)在煉鐵工藝中的污染量占比較大，球團工序能耗遠低于燒結工序能耗，造成的污染也大幅度低于燒結工藝。為了滿足環(huán)保的需要，提高入爐爐料的球團礦比例、降低燒結帶來的環(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)燒結被迫限產(chǎn)，導致高爐爐料結構中燒結礦配比減少，酸性爐料配比被迫增加。通常，球團礦的鐵品位比燒結礦高，提高球團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、改善高爐指標等。例如，高爐生產(chǎn)經(jīng)驗總結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)也嘗試著進行了相關工業(yè)試驗，甚至進行了長期穩(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，但也有鋼鐵企業(yè)或難以實現(xiàn)高比例酸性料操作，或操作指標不佳?；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問題，在分析問題的基礎上提出了應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行煉鐵生產(chǎn)提供參考。 精 選 圖 表 結 論 （1）首先分析了高比例酸性料所帶來的技術問題，在分析問題的基礎上提出了應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：粒度的差異導致空隙率降低；堆積性能的差異導致料面難以控制；還原產(chǎn)生的粉末導致透氣性下降。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，進一步降低軟熔溫度，導致軟熔帶位置上移；容易使軟熔帶焦窗長度變長，增加整個焦窗的壓力損失，對焦炭質量和焦窗透氣性提出更高要求。
（3）4項見效快且易于實施的應對措施為：合理選擇優(yōu)質酸性爐料；對堿性球團和鎂質球團的特點揚長避短，充分發(fā)揮各自優(yōu)點，避免缺點，生產(chǎn)堿性鎂質球團；采用合理的布料制度盡量克服球團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與功能，即高爐精細化用焦。
（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)可結合自身的資源情況和爐型特點，逐步采取技術措施去適應和改善高比例酸性爐料條件下的高爐操作指標。
