2013 年，新鋼2 500 m3 高爐入爐鋅負(fù)荷、堿負(fù)荷分別高達(dá)0. 995 kg /t 和4. 017 kg /t( 見(jiàn)表3) ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國(guó)標(biāo)要求。高爐90% 以上的鋅負(fù)荷和60% 左右的堿金屬負(fù)荷來(lái)自燒結(jié)礦，這也是爐料結(jié)構(gòu)中高比例燒結(jié)礦給高爐生產(chǎn)帶來(lái)的新問(wèn)題，同時(shí)也是近年來(lái)新鋼兩座2 500 m3 高爐有不同程度結(jié)厚的重要原因。近年來(lái)新鋼2 500 m3 入爐鋅負(fù)荷、堿負(fù)荷情況見(jiàn)表3。
1． 5 造渣制度不穩(wěn)定
受經(jīng)濟(jì)爐料冶煉的影響，新鋼2 500 m3 高爐入爐鐵料品種多，造成入爐品位低、渣系不穩(wěn)定，主要表現(xiàn)如下:
1) 礦石品位低，渣量大，入爐綜合品位為55%左右;
2) 鋁負(fù)荷高，終渣中Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為15. 5%，***高時(shí)超過(guò)了17%，屬于高鋁渣冶煉，導(dǎo)致高爐爐渣黏稠，料柱透氣、透液性惡化，壓差上升，***終造成爐內(nèi)兩股氣流不穩(wěn)定，渣皮頻繁脫落;
3) 由于燒結(jié)礦中MgO 和Al2O3含量波動(dòng)的影響，高爐爐渣中R 2，R 3，R 4大幅度波動(dòng)，使氧化鎂與三氧化二鋁的比例波動(dòng)范圍在0. 42 ～ 0. 62，終渣鎂鋁比波動(dòng)大對(duì)提高煤氣利用率及降低消耗非常不利。
2 措施
2． 1 穩(wěn)定合適的爐渣堿度
針對(duì)燒結(jié)礦成分波動(dòng)較大的情況，加強(qiáng)了與燒結(jié)工序的溝通，要求燒結(jié)廠根據(jù)高爐冶煉的需要將燒結(jié)礦的化學(xué)成分控制在合理范圍，同時(shí)結(jié)合新鋼2 500 m3 高爐的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)及原燃料條件，制定了適宜的造渣制度。
1) 在爐況相對(duì)穩(wěn)定順行的前提下，將爐渣堿度控制如下: 二元堿度為1. 2 ～ 1. 25 倍、三元堿度為1. 4 ～ 1. 44 倍、四元堿度為0. 99 ～ 1. 02 倍，以保證爐渣有足夠的脫硫能力。
2) 當(dāng)高爐爐況不順或爐溫波動(dòng)較大時(shí)，將爐渣堿度控制在較低水平。
2． 2 控制渣中合理的氧化鎂與三氧化二鋁之比
在高爐冶煉中，Al2O3一直是被非常重視的重要爐渣成分。Al2O3含量高，爐渣黏度增大，需要消耗更多的熱量來(lái)保證爐渣具有良好的流動(dòng)性，對(duì)降低消耗、活躍爐缸很不利。當(dāng)渣中Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)16%時(shí)，應(yīng)保證爐渣中的MgO 含量來(lái)調(diào)整由于Al2O3含量過(guò)高而導(dǎo)致的對(duì)爐渣黏度、熔點(diǎn)及脫硫能力產(chǎn)生的不利影響。結(jié)合近年來(lái)的生產(chǎn)實(shí)踐，新鋼2 500 m3高爐在高Al2O3含量的條件下，除了要控制合適的堿度、氧化鎂與三氧化二鋁之比外，***重要的是要通過(guò)提高爐缸熱度( 即保證鐵水物理熱不低于1 500 ℃，將氧化鎂與三氧化二鋁之比控制在0. 46 ～ 0. 56) 來(lái)改善渣系的流動(dòng)性，既要保證爐渣有足夠的脫硫能力，又要保證爐渣有良好的透氣、透液性，從而緩解大渣比、高Al2O3含量爐渣對(duì)爐內(nèi)透氣性的不利影響，維持高爐在重負(fù)荷下的長(zhǎng)期穩(wěn)定順行。
2． 3 保證高風(fēng)溫、高頂壓、高富氧率
1) 在低品位、大渣比的情況下，要保證熱風(fēng)溫度不低于1 220 ℃。高風(fēng)溫提高了風(fēng)口前理論燃燒溫度，改善了爐缸活躍程度，提高了渣鐵物理熱，有利于促進(jìn)爐況順行。
2) 根據(jù)理論計(jì)算，頂壓每提高0. 01 MPa，可以提高冶煉強(qiáng)度2% 左右，有利于低硅冶煉。新鋼煉鐵從2012 年實(shí)施低成本戰(zhàn)略以來(lái)，在2 500 m3 高爐爐況穩(wěn)定的條件下，不斷進(jìn)行了試驗(yàn)摸索，逐步提高了爐頂壓力，目前頂壓穩(wěn)定在225 kPa 左右，***高可達(dá)235 kPa，逐步接近了設(shè)計(jì)水平( 240 kPa) 。
3) 在綜合入爐品位低、冶煉風(fēng)量相對(duì)較小且渣量大的情況下，為增加風(fēng)量和改善透氣性，同時(shí)保證煤比的提高，采取了提高富氧率的措施。新鋼2 500 m3高爐富氧率長(zhǎng)期穩(wěn)定在3. 3%以上，這一指標(biāo)在行業(yè)內(nèi)也是排在前列的。富氧率提高后，風(fēng)口理論燃燒溫度升高，提高了煤粉置換比，為提高煤比、降低焦比創(chuàng)造了條件。
2． 4 增配周邊低品位高硅塊礦
從鐵礦石的資源戰(zhàn)略及成本角度來(lái)考慮，新鋼2 500 m3 高爐使用了少量天然塊礦來(lái)調(diào)劑爐料結(jié)構(gòu)，從而保證了爐料結(jié)構(gòu)中高比例燒結(jié)礦的使用。特別是當(dāng)燒結(jié)礦中Al2O3含量較高時(shí)，增加了低品位高硅塊礦的使用比例來(lái)降低爐渣中Al2O3含量。目前，新鋼2 500 m3高爐爐料結(jié)構(gòu)中，天然塊礦比例占6%左右，而行業(yè)內(nèi)平均塊礦的配比約為12% 左右，從改善高爐料柱透氣性的角度來(lái)看，新鋼2 500 m3高爐當(dāng)前的爐料結(jié)構(gòu)更有利于高爐爐況的長(zhǎng)期穩(wěn)定順行。目前新鋼2 500 m3 高爐使用的鐵礦質(zhì)量情況見(jiàn)表4。
2． 5 控制合適的爐腹煤氣指數(shù)
新鋼2 500 m3 高爐高比例燒結(jié)礦的爐料結(jié)構(gòu)使綜合入爐品位低，造成煉鐵產(chǎn)量低、渣量大。為了減少產(chǎn)量的降低，傳統(tǒng)的處理方式是提高冶煉強(qiáng)度，但這樣會(huì)造成消耗居高不下。新鋼2 500 m3 高爐以爐腹煤氣指數(shù)為基準(zhǔn)，對(duì)高爐各項(xiàng)操作參數(shù)進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化，使煤氣流分布更趨合理，煤氣利用率逐步提高，消耗進(jìn)一步下降。統(tǒng)計(jì)2016 年—2018 年7 月的月平均燃料比與爐腹煤氣指數(shù)后，發(fā)現(xiàn)新鋼9 號(hào)高爐( 爐容2 500 m3 ) 低燃料比時(shí)爐腹煤氣指數(shù)集中在63. 5 ～ 64. 5 m3 /( m2 ·min) ，10 號(hào)高爐( 爐容2 500 m3 ) 低燃料比時(shí)爐腹煤氣指數(shù)集中在62 ～63 m3 /( m2·min) 。
2． 6 強(qiáng)化管理
入爐料中燒結(jié)礦配比大幅增加后，一旦燒結(jié)礦質(zhì)量出現(xiàn)較大波動(dòng)，***會(huì)對(duì)高爐爐況的穩(wěn)定順行造成較大影響，為此新鋼在原料管理、高爐操作和設(shè)備管理方面采取了多種措施。
1) 在上料管理方面，均衡物流供應(yīng)，確保料位正常，嚴(yán)格執(zhí)行和鞏固半倉(cāng)上料制度，以減少原料摔打的幾率，降低返礦率。加強(qiáng)槽下篩分管理工作，對(duì)損壞的槽下篩定期更換。
2) 在高爐操作上，嚴(yán)格執(zhí)行操作方針，強(qiáng)化高爐工長(zhǎng)對(duì)爐溫、堿度的操作穩(wěn)定性管理。通過(guò)強(qiáng)化高爐工長(zhǎng)培訓(xùn)和管理考核，確保鐵水物理熱在合適、穩(wěn)定的基礎(chǔ)上適當(dāng)降硅，以降低消耗。
3) 在設(shè)備管理方面，強(qiáng)化設(shè)備基礎(chǔ)管理，減少設(shè)備故障，以降低高爐故障休風(fēng)率和慢風(fēng)率。
3 效果
通過(guò)選擇合理渣系、加強(qiáng)管理、取消中心加焦冶煉等措施，實(shí)現(xiàn)了新鋼2 500 m3 高爐低品位、高比例燒結(jié)礦爐料結(jié)構(gòu)下的爐況長(zhǎng)期穩(wěn)定順行。同時(shí)，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與行業(yè)同類(lèi)型高爐指標(biāo)對(duì)比，在新鋼2 500 m3 高爐入爐品位低于行業(yè)平均水平0. 81%的情況下，新鋼燃料比較行業(yè)水平低35. 95 kg /t，煤比高12. 57 kg /t，綜合焦比降低38. 06 kg /t。
2018 年1—8 月新鋼2 500 m3 高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與行業(yè)內(nèi)同類(lèi)型高爐指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)表5。
4 結(jié)語(yǔ)
1) 通過(guò)配加低品位、高硅塊礦( 品位為40%，w( SiO2) 為35% 左右) 來(lái)提高入爐料中燒結(jié)礦配比，實(shí)現(xiàn)了新鋼2 500 m3 高爐爐況長(zhǎng)期穩(wěn)定順行，燃料比進(jìn)一步下降。
2) 在燒結(jié)礦配用比例高且燒結(jié)礦質(zhì)量存在波動(dòng)情況下，根據(jù)新鋼2 500 m3 高爐的造渣要求，同時(shí)結(jié)合近年來(lái)的生產(chǎn)實(shí)踐，將氧化鎂與三氧化二鋁之比控制在0. 46 ～ 0. 56。
3) 結(jié)合新鋼2 500 m3 高爐自身爐料結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，控制兩座2 500 m3 高爐的爐腹煤氣指數(shù)分別在63. 5～ 64. 5 m3 /( m2·min) 和62 ～ 63 m3 /( m2·min) ，用以指導(dǎo)高爐控制合理的冶強(qiáng)，降低燃料消耗。
