鄂鋼5號高爐“雜礦”冶煉生產(chǎn)實踐
2014-04-22 11:00:59
鄂鋼5號高爐有效容積2200m3，共有28個風口，3個鐵口。由于鋼鐵產(chǎn)能嚴重過剩，用礦成本居高不下，2013年初全行業(yè)陷入虧損境地。為大幅降低生鐵成本，從2月份開始鄂鋼全面啟動超低品位的“雜礦”采購，高爐逐步減少并停止球團礦的配用。在如此惡劣原料條件下，5號高爐在2013年上半年通過上下部制度和冷卻制度的摸索和實踐，爐況在經(jīng)過1-2月份的波動后，逐步開始趨于穩(wěn)定，順行狀況也得以大幅改善，在大高爐用超低品位礦冶煉方面做出了一些有益的嘗試。
1、高爐配用“雜礦”的原料現(xiàn)狀
1.1、入爐礦質(zhì)量狀況
本文所指“雜礦”是指品位低于50%、有害元素較多、冶金性能較差的非主流粉礦和塊礦。
由于用礦成本在生鐵成本的構(gòu)成中約占70%，為降低成本，鄂鋼燒結(jié)礦和塊礦的品位從2月份開始逐漸下降，同時高價球團礦在高爐的用礦結(jié)構(gòu)中逐步減少并最終停用，以達到大幅降低生鐵成本的目的。
鄂鋼5號高爐主要使用260m2燒結(jié)機生產(chǎn)燒結(jié)礦，其品位由2012年的平均54.48%下降到2013年6月份的47.75%，具體數(shù)據(jù)見表1。
表1：2013年-6月燒結(jié)礦品位變化
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時間
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w（TFe）/%
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2012年平均
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54.48
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2013年1月
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52.95
|
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2013年2月
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53.61
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2013年3月
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53.25
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2013年4月
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50.94
|
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2013年5月
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48.99
|
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2013年6月
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47.75
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高品位和高價格的球團礦的使用量逐月減少，直至5月初完全停用。高爐的用礦結(jié)構(gòu)主要是：燒結(jié)礦（90%～95%）+生礦（5%～10%）。高爐所用的生礦品位在2013年3月后平均相比2012年下降了5%～15%（主要使用生礦情況見表2）。
表2：主要塊礦對比
wB/%
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時間
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塊礦名稱
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TFe
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SiO2
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S
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Al2O3
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2012年
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PB塊
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63.61
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6.62
|
0.017
|
1.42
|
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鄂東塊
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50.93
|
12.36
|
0.137
|
0.53
|
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|
伊朗塊
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60.45
|
6.16
|
0.219
|
0.47
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2013年2-6月
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勝信塊
|
44.22
|
20.47
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1.311
|
2.78
|
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燦斌塊
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34.8
|
36.26
|
0.377
|
2.52
|
|
|
伊朗塊
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45.23
|
10.50
|
0.520
|
0.57
|
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|
中力塊
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39.08
|
18.92
|
0.64
|
1.84
|
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鑫頤塊
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27.5
|
39.78
|
0.161
|
1.98
|
|
|
燦斌塊
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29.55
|
45.43
|
0.248
|
1.47
|
從3月份開始，由于混勻礦中配入低品位粉礦的比例大幅上升，燒結(jié)礦中的Al2O3、TiO2、Zn和堿金屬等質(zhì)量分數(shù)逐月上升，對高爐冶煉帶來極大危害。2013年2-6月份燒結(jié)礦化學成分見表3。
表3：燒結(jié)礦化學成分變化情況
wB/%
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月份
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Al2O3
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MnO
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TiO2
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Zn
|
Na2O+K2O
|
|
2
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2.05
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0.37
|
0.25
|
0.03
|
0.14
|
|
3
|
2.17
|
0.43
|
0.20
|
0.03
|
0.14
|
|
4
|
2.69
|
0.50
|
0.23
|
0.04
|
0.18
|
|
5
|
3.07
|
0.60
|
0.33
|
0.05
|
0.20
|
|
6
|
3.13
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0.45
|
0.41
|
0.05
|
0.20
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1.2、焦炭質(zhì)量保持相對穩(wěn)定
焦炭是高爐的主要燃料，在高爐中所起主要作用有：發(fā)熱劑、還原劑、生鐵滲碳、料柱骨架。特別是在大高爐和高爐噴煤情況下，焦炭的骨架作用會顯得更加突出，對改善軟融帶焦窗的透氣性尤為重要。
在礦的質(zhì)量大幅變動情況下，礦和焦炭作為高爐的主要爐料，焦炭質(zhì)量穩(wěn)定甚至提高對爐況的影響就顯得尤為關(guān)鍵。高爐在配用“雜礦”的方針確定后，“動”礦不“動”焦的理念也隨之確立，即保持焦炭質(zhì)量穩(wěn)定在2012年下半年的水平。從表4的數(shù)據(jù)可以看出，2013年的2-6月份，焦炭的主要質(zhì)量指標保持相對穩(wěn)定，為高爐“雜礦”冶煉的快速適應(yīng)和調(diào)整提供了強有力的保障。
表4：焦炭質(zhì)量指數(shù)變化
%
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月份
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M40
|
M10
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CSR
|
CRI
|
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2
|
86.62
|
7.06
|
63.11
|
24.03
|
|
3
|
86.31
|
7.03
|
63.47
|
24.89
|
|
4
|
86.15
|
7.07
|
63.43
|
24.52
|
|
5
|
86.48
|
7.02
|
64.64
|
24.25
|
|
6
|
86.17
|
7.24
|
62.09
|
25.10
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2、“雜礦”入爐后的爐況特征
鄂鋼5號高爐在“雜礦”入爐后，爐況的波動和調(diào)整歷時1個半月，即從3月中旬開始，直到4月下旬才逐步好轉(zhuǎn)。爐況的波動主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
1）順行難以保證，壓量關(guān)系緊張，透氣性指數(shù)下降；
2）高爐進風波動大，并慢慢出現(xiàn)萎縮，礦焦負荷一降再降；
3）探尺走尺變差，偏尺、崩滑經(jīng)常出現(xiàn)，時有管道發(fā)生，煤氣利用率大幅下降（從47%下降到40%以下）；
4）爐型維護難度增加，爐身溫度下降；
5）爐缸中心不活躍，中心溫度從710℃下降到500℃，風口小套損壞率增加，頻繁休風換套；
6）爐溫波動大，物理熱下限（1490℃以下）居多，渣量大幅增加（由1月份的474kg/t增加到6月份的678kg/t），極大增加了爐外的工作強度和渣處理設(shè)備的維護難度。
3、采取的主要技術(shù)措施
3.1、改善燒結(jié)礦強度
燒結(jié)在配用“雜礦”后，品位大幅下降，SiO2質(zhì)量分數(shù)上升，導致燒結(jié)礦的強度降低，粒度變小，粉末增多，冶金性能下降。入爐后高爐進風變差，順行遭到破壞，渣量大增，消耗大幅上升。
經(jīng)過摸索和試驗后，在燒結(jié)礦中逐步提高CaO、MgO的質(zhì)量分數(shù)，見表5，并在成品燒結(jié)礦中采用CaCl2+MgCl2復(fù)合噴灑技術(shù)，同時適當把堿度由1.80提高到1.85左右，這些措施極大地改善了超低品位燒結(jié)礦的強度和低溫還原粉化率，也為高爐適應(yīng)“雜礦”冶煉提供了1個相對穩(wěn)定的用礦條件。
表5：燒結(jié)礦CaO、MgO含量變化表
wB/%
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月份
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CaO
|
MgO
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2
|
11.52
|
2.16
|
|
3
|
11.89
|
2.19
|
|
4
|
13.23
|
2.19
|
|
5
|
13.91
|
2.20
|
|
6
|
14.78
|
2.33
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3.2、高爐的調(diào)整措施
3.2.1、下部送風制度的調(diào)整
鄂鋼5號高爐在2012年長期保持0.327m2的進風面積，高爐取得較好的經(jīng)濟指標。為適應(yīng)“雜礦”入爐冶煉，在2-4月份的爐況調(diào)整期間，一直保持帶5個Ф90mm的風口內(nèi)套，維持進風面積在0.296m2。在燒結(jié)礦改善后，5月中旬后逐步調(diào)整為帶2個Ф60mm的夾套，同時利用休風換套機會，減少Ф125mm的風口小套，增加Ф120mm的風口小套，使進風面積保持在目前的0.301m2。這樣的調(diào)整使高爐的風速可保持在250m/s以上，以利于吹透爐缸中心。
3.2.2、中部冷卻制度的調(diào)整
隨入爐品位降低，爐內(nèi)進風下降，渣量增加，原料中有害元素增加，爐型的維護難度也增大，特別是爐身的冷卻壁溫度波動變小，溫差也逐步減小。為了防止爐身粘結(jié)，造成爐型不規(guī)則，高爐的軟水進水溫度由42℃大幅調(diào)高到52℃，爐身冷卻壁軟水總流量由4700m3/h下調(diào)到4480m3/h。這樣的調(diào)整，在6月份后期見到效果，冷卻壁溫差從3-5月份的2.6℃逐漸上升到6月底的3.5～4℃。
3.2.3、上部裝料制度的調(diào)整
1）礦批從1月份的63t，到6月份逐漸降至54t左右，焦炭負荷也由4.9下調(diào)為4.3左右。
2）“雜礦”入爐的顯著影響是中心氣流變?nèi)�，若有若無，甚至沒有。矩陣調(diào)整也是以開放中心為主，減少中心布礦的環(huán)數(shù)和布礦角差，從1月份的常用矩陣
逐步調(diào)整為目前使用的
。
逐步調(diào)整為目前使用的。3）為配合爐型的調(diào)整，布料角度從向內(nèi)推1°增大到3.5°，反應(yīng)到矩陣上的變化即
，布料從7號檔位開始。
，布料從7號檔位開始。3.3、加強爐外出渣出鐵管理
渣量增加后，嚴重影響著高爐的順行狀況。因此，爐外渣鐵排放的好壞對高爐的正常生產(chǎn)影響極大。為此，高爐車間制定以下措施：
1）實行“零間隔”出鐵，確保出鐵時間占用率達到95%以上；
2）加強爐前的考核力度，重點在鐵口的維護，確保每班出鐵5次，少出1次鐵要分析原因，落實責任；
3）在爐前4班中開展勞動競賽，對每月產(chǎn)量和鐵量差完成較好的前2名給予重獎，有效地調(diào)動了廣大職工的勞動積極性；
通過實施以上措施，爐內(nèi)基本上消除了“憋爐”現(xiàn)象，為高爐的穩(wěn)定順行創(chuàng)造了有利條件。
4、效果及存在問題
在大高爐冶煉“雜礦”的實踐中，經(jīng)過幾個月摸索，爐況的調(diào)整初步取得了一些成效。高爐的順行狀況得以大幅改善；在礦石品位從53%下降到48%過程中，高爐的進風也由3-4月份的4500m3/min逐步恢復(fù)到4700m3/min以上，操作爐型也處于可控狀態(tài)，探尺走尺較好，爐內(nèi)操作穩(wěn)定性提高，爐溫也趨入穩(wěn)定。更重要的是，在當前鋼鐵行業(yè)非常困難的形勢下，鄂鋼5號高爐的生鐵成本不斷降低。截止到2013年1-6月份，累計生鐵成本降至2313元/t（2012年全年為2709元/t），其中6月份更是降到2276元/t，在全國同類型高爐中名列前茅，為鄂鋼的降本增效、生存發(fā)展作出了巨大貢獻。
但是，從目前看，在大高爐冶煉“雜礦”的實際操作中，存在以下問題：
1）礦焦負荷下降，煤氣利用下降，焦比上升，燃料比大幅上升；
2）進入高爐的各種有害元素大幅提高，將影響到高爐的使用壽命；
3）渣量大幅增加，給爐外的出鐵工作和設(shè)備維護帶來極大的困難。
5、結(jié)語
經(jīng)過這5個月的嘗試，5號高爐在特殊時期冶煉“雜礦”的實踐中取得了一些經(jīng)驗。通過調(diào)整高爐上下部制度、改善燒結(jié)礦質(zhì)量、穩(wěn)定焦炭質(zhì)量等措施，消化品位降低帶來的不利影響，達到穩(wěn)定順行的目的，從而降低噸鐵成本，這種做法在當前追求“鐵成本最低、效益最大化”目標中，具有一定的現(xiàn)實意義。
收稿時間：2013年10月
來源：鄂鋼
