分享：1280高爐提高混合礦配比生產(chǎn)實踐
蕪湖新興地處三山區(qū)長江邊，綜合料場露天沒有覆蓋雨棚，受夏季梅雨季節(jié)雨水多、冬天雨雪天氣影響物料潮濕，原燃料皮帶上料困難，尤其是進口生礦含粉量大，雨水季節(jié)篩分較為困難，高爐爐料結(jié)構(gòu)配比中熟料占比非常高，在90%~95%，要想提高生礦入爐料配比，只能另辟途徑，因而適時調(diào)整1280高爐生礦入爐料結(jié)構(gòu)中的比例是煉鐵生產(chǎn)關(guān)注的焦點。
1. 1280高爐配料結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀
目前蕪湖新興煉鐵部1280高爐入爐料結(jié)構(gòu)搭配的結(jié)構(gòu)為：78%~82%燒結(jié)礦+10%~15%落地球+5%~10%生礦，爐子的礦批分別為38~41 t。燒結(jié)礦全靠265 m2燒結(jié)機自產(chǎn)燒結(jié)礦，球團、塊礦全部外購，球團主要是周邊地區(qū)生產(chǎn)的回轉(zhuǎn)窯球團及部分外購進口球，以本地球團為主。本地球團粒度較大，抗壓強度及粒度質(zhì)量等相對比較穩(wěn)定可靠。塊礦外購進口塊礦含粉重，目前環(huán)保要求嚴峻，來礦在碼頭裝船時需要打水防止揚塵，所以進廠的粉礦比較潮濕需要篩分后篩上送高爐，篩下物送燒結(jié)配加使用。進口塊礦主要采購伊朗礦、PB礦、南非礦、墨西哥礦、紐曼礦、羅伊山礦等。鑒于球團與塊礦在2018年市場價價差，自從2012年6月份開始配加塊礦以來，直到2018年2月份塊礦日配加的比例都沒有穩(wěn)定超過8%，2018年3月份后通過連續(xù)使用新建塊礦烘干項目及現(xiàn)場在線生產(chǎn)混合礦后，全月生礦配比較為穩(wěn)定并超過10%，尤其是到2018年10月單日最高比例超過了20%，取得了較好的經(jīng)濟技術(shù)指標。
如表1所示，2018年全年球團配比從13.13%→4.3%，生礦配比從5.29%→14.63%，熟料比94.71%→85.37%。在穩(wěn)定爐況情況下，穩(wěn)步的減少熟料比能有效降低鋼鐵企業(yè)的噸鐵能耗，具有較大的經(jīng)濟效益。
2. 混合礦在高爐內(nèi)冶煉情況
2.1 高爐消化進口塊礦存在問題
進口塊礦主要存在的問題：（1）水分大，受熱易膨脹爆裂，造成料柱塊狀帶透氣性變差，邊緣氣流紊亂，造成爐墻粘結(jié)變厚；（2）粉重且易吸附在塊礦表面，造成爐渣黏度升高，爐身上部料柱透氣性變差；（3）夏季江南的梅雨季節(jié)及冬天的雨雪天氣造成露天存放的粉礦水分含量飽和而無法篩分，綜合料場篩眼及槽下二道篩眼堵塞，高爐無法大量消化生礦，提高使用比例。
2.2 增加生礦配比的措施
蕪湖新興1280高爐使用自產(chǎn)焦炭及燒結(jié)礦，外購本地或進口球團，進口塊礦，根據(jù)自身原燃料情況采取上述入爐料結(jié)構(gòu)，提高燒結(jié)礦堿度并有效控制在1.85~1.95，以取得良好的冶金性能。煉鐵分廠有兩座白灰窯，測算表明兩座窯同時開窯成本較高，且設(shè)計粉塊產(chǎn)能為950 t/窯。因白灰窯故障等待備品備件等原因，造成自產(chǎn)白灰不足，需要外購300~500 t/d白灰補充。外購白灰活性度成分波動大、質(zhì)量不穩(wěn)定，導(dǎo)致燒結(jié)堿度波動較大，造成實際高爐渣堿度波動較大。蕪湖新興煉鐵部因外購球團質(zhì)量波動非常大，燒結(jié)堿度在1.80~2.10波動，球團硅高使得燒結(jié)保持高堿度加上白灰質(zhì)量不穩(wěn)定，對1280高爐入爐料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定造成不利的影響。
蕪湖新興采購的進口塊礦及進口球團品位較高，進口球團高于地方球團3.14%。伊朗塊礦屬于磁鐵礦，品位高達64.16%，特點是硫、磷、亞鐵高、含粉率高達30%~38%，還原度和低溫還原粉化率等比紐曼塊礦差；紐曼粉礦也是澳礦屬于赤鐵礦，燒結(jié)性能好。PB塊是澳礦，屬于褐鐵礦，還原性好，熱強度一般，在綜合料場篩分出來的PB粉品位在61.5%左右，燒結(jié)性能好。進口粉礦是蕪湖新興根據(jù)性價比采購的，在綜合料場用6 mm的篩子進行篩分供給高爐消化，但是雨天水分高達16%，篩眼堵塞嚴重?zé)o法消化。地方球抗壓強度遠高于中東球，外購地方球團硅高8.87%且配量大，造成燒結(jié)礦堿度需要維持1.9左右，如表2所示。
在如表3所示穩(wěn)定的原燃料質(zhì)量及成分條件的基礎(chǔ)上，提高塊礦比例有利于大幅度降低熟料使用量及加工成本。
蕪湖新興煉鐵部目前采用兩種方案去除進口生礦含粉及多余水分。
第一種是現(xiàn)場直接采用從中轉(zhuǎn)倉中排出的燒結(jié)礦與塊礦混勻，此時熱燒結(jié)礦溫度尚有30~40 ℃，使用鏟車及挖機對生礦與熱燒結(jié)礦混勻后現(xiàn)場篩分，塊礦篩下物與燒結(jié)礦返礦篩分出來的混合物送往綜合料場等待燒結(jié)配加使用。塊礦及燒結(jié)礦混合物直接打入高爐高位料倉。此方案有較多不足之處：（1）需要等待燒結(jié)倉有富余的燒結(jié)礦才能進行，遇到燒結(jié)計劃檢修或減產(chǎn)提高廢氣溫度以及設(shè)備故障時無法進行；（2）需要增加外租挖機、鏟車、自卸車等倒運費用，額外增加成本；（3）造成燒結(jié)礦與生礦使用工程機械混合過程中燒結(jié)礦粉化嚴重，增加燒結(jié)礦生產(chǎn)成本；（4）雨雪天氣露天料場無法進行，混合效果差。
面臨蕪湖雨季及冬季雨雪天氣的短板，不得已煉鐵部只能另辟蹊徑，摸索新的解決辦法。借助于燒結(jié)礦的余熱對潮濕的生礦進行快速在線烘干后入爐生產(chǎn)，經(jīng)過一段時間的實踐證明此工藝可以大幅度提高生礦配比，降低入爐生料的水分和粉末并有效提高礦溫，各測溫點不同日期的溫度如表4所示。
第二種方案就是蕪湖新興煉鐵部自主研發(fā)的在線生產(chǎn)混合礦工藝，該工藝采用生產(chǎn)直接使用鏟車上皮帶打入燒結(jié)緩冷機中，直接加入燒結(jié)礦中，利用燒結(jié)礦的余熱對生礦進行烘烤后隨著燒結(jié)礦從皮帶中打入高爐中轉(zhuǎn)倉內(nèi)。此辦法克服了第一種方案的所有不足之處，且烘烤完后塊礦的水分和粉末極低，水分僅為0.1%~0.2%，基本沒有粉末，塊礦表面溫度在皮帶上用測溫槍測量溫度為60 ℃左右，戴手套摸著燙手，烘干效果極佳。
蕪湖新興煉鐵部燒結(jié)二期自主研發(fā)的在線生產(chǎn)混合礦使用5 t的鏟車在84 min連續(xù)上生礦137.5 t，平均1.64 t/min。燒結(jié)二期環(huán)冷臺車投料量在150~155 kg/s，每小時生礦量98.21 t，若再增加上礦量，則會造成覆蓋在燒結(jié)礦表面的塊礦過滿，頂著煙氣罩，影響燒結(jié)的正常生產(chǎn)。二期燒結(jié)環(huán)冷機生產(chǎn)出來的混合礦（刨去燒結(jié)內(nèi)返及高爐返礦）上高爐主皮帶塊礦占燒結(jié)礦比例日均10%~24%。1280高爐的爐料結(jié)構(gòu)從2018年1月份原有的燒結(jié)(80%~82%)+球團(10%~15%)+塊礦(5%~7%)配比逐步調(diào)整為2018年5月份燒結(jié)(78%~80%)+球團(5%~10%)+塊礦(10%~15%)。因生礦經(jīng)高溫烘烤過，水分基本忽略，且生礦表面余溫高達30~40 ℃，熱礦與生礦潮礦入爐相比對高爐冶煉有以下優(yōu)點：（1）提高爐料整體出礦溫度，降低入爐料水分及含粉率；（2）提高高爐頂溫，利于操作爐況順行；（3）保障除塵管道暢通，利用重力除塵器及干除塵器定時放灰及管道清灰；（4）降低管道煤氣中的水汽含量，進一步提高熱值利于熱風(fēng)爐燒爐；（5）降低熱量消耗提高塊礦還原度，降低燃料消耗，從而實現(xiàn)降本增效。
1280高爐是按磚壁合一的爐襯設(shè)計建造的，薄壁爐襯要求保持良好的操作爐型，要求爐墻粘結(jié)渣皮不能過厚，合理的煤氣流分布保障渣皮厚度，對高爐操作提出較高的布料要求。生礦與燒結(jié)礦混勻入爐，由于生礦與燒結(jié)礦結(jié)構(gòu)不一，燒結(jié)礦的孔隙度優(yōu)于生礦，生礦具有熱爆性，在爐身上部受熱到300~500 ℃則會膨脹爆裂成粉塊狀，而燒結(jié)礦燒結(jié)軟融形成一體，生礦受熱后輕微膨脹爆裂后，從25~40 mm粒級分裂成10~15 mm，小塊燒結(jié)礦包容了進口塊礦的熱爆性，減輕了料柱中的小崩塌料現(xiàn)象，確保中心與邊緣煤氣流自下而上的順行，從而保證爐況順行度。
原爐料結(jié)構(gòu)生礦未混燒結(jié)礦前1280高爐操作，38.5~40.5 t礦批，負荷4.2~4.8。2017年12月—2018年1月份屬于冬季，氣溫低，冷卻水溫低，冷卻效果好，則采取放邊的操作理念適當發(fā)展邊緣煤氣流。布料矩陣為α焦3733433122721899；α礦3613323022799→α焦37.5334.5331.5227.522099；α礦36.5233.5330.5327.599→α焦3833533222822299；α礦3723433132899，礦批加重，負荷逐步提高，冬季增加負荷時需確保中心氣流強勢和發(fā)展邊緣氣流沖刷爐墻，防止爐墻渣皮結(jié)厚影響薄壁爐襯的操作爐型。生礦與燒結(jié)礦混完后，礦批按40.5 t，負荷4.8。2018年2月—5月隨著氣溫的逐步升高，進水溫度變高，冷卻效果變差后采取壓著邊緣氣流布料矩陣，采取操作方針為：（1）熱壓：345~60 kPa，頂壓：196~201 kPa，氧：6500~8000 m3/h，風(fēng)量2505~2535 m/min；（2）礦批：39.5~40.5 kg（全天料速按186批組織，若料速快，可擴礦批500 kg/次），負荷4.5~4.8，煤量穩(wěn)在22~23 t，加負荷至4.70；（3）風(fēng)溫必須使用穩(wěn)定，要求用在（1210±20）℃，低于1180 ℃換爐，確保高風(fēng)溫穩(wěn)定；（4）鐵水成分控制Si：0.25%~0.45%，S:0.02%~0.04%，R2:1.1~1.2，鐵水溫度保證1480 ℃以上；（5）料制：α焦373343312282242139945%，α礦352323293262239945%（焦按12~13圈，礦按10圈）→α焦382262232202139945%，α礦372342312289946%（焦不低于11圈，礦不大于10圈），保證中心加焦量，確保中心氣流強盛。
通過爐內(nèi)上下部調(diào)劑，加入生礦燒結(jié)混合礦取代生礦后，降低入爐生礦和燒結(jié)礦粉末及入爐料水分，改善料柱透氣性，提高頂溫，且不同季節(jié)通過反復(fù)探索調(diào)整布料矩陣來改變煤氣流情況，穩(wěn)定合理的操作爐型，增強了料柱煤氣流自下而上的穿透力，提高煤氣率，促進了間接還原，較潮濕生礦入爐實現(xiàn)燃耗和鐵水成本降低。
表5數(shù)據(jù)中需要說明的特殊情況：2018年4月18日因風(fēng)機房跳電造成風(fēng)口全灌，休風(fēng)更換22個風(fēng)口小套，22日計劃休風(fēng)。外部原因影響造成焦比燃比升高。5月份外圍環(huán)境影響小，生礦配加達到全年最好記錄30489 t，球團配比8957 t，焦比燃比也取得較好指標，透氣性較優(yōu)，爐溫穩(wěn)定硅偏差較小。6—7月高爐計劃休風(fēng)1次，煉鋼用氧不足，高爐被迫減氧保煉鋼6次，槽下主皮帶疑似著火減氧1次，爐頂均壓中軸故障1次，外部環(huán)境對高爐影響較大，對燃耗影響大。9—11月因原燃料倉位低，原料來不及備料以及焦炭可逆皮帶故障，造成高爐減風(fēng)停氧次數(shù)多，風(fēng)機房風(fēng)機故障跳電3次，透平故障一次及計劃檢修后風(fēng)口跑風(fēng)、行車故障造成煉鋼重罐落地?zé)龎蔫F軌停爐等，造成高爐頻繁的休慢風(fēng)，造成爐況難行，退負荷調(diào)爐況。造成后三月指標差，燃耗高，成本暴漲，大幅度配加塊礦置換出球團的利潤受到外部環(huán)境的影響較大。
從表5中可以清楚地看到：全年1—11月共計按混合礦入爐的配料結(jié)構(gòu)配加進口生礦22.33萬t，球團19.84萬t；較比原普通生礦結(jié)構(gòu)5%的入爐配比量（生礦11.52萬t，球團28.58萬t），增加配加生礦10.81萬t，減少球團消耗量8.74萬t。采用新建塊礦烘干系統(tǒng)在線生產(chǎn)混合礦，改變?nèi)霠t料結(jié)構(gòu)效果非常好，大幅度提升高爐配加生礦的消耗量，降低了球團的配加量，取得較大的經(jīng)濟效益。2018年全年大幅配加生礦攻關(guān)創(chuàng)效約685.69萬元。
（1）從源頭上嚴控生礦來料水分及粉末是確保粉礦迅速分離的首要因素；（2）利于燒結(jié)礦余熱在線生產(chǎn)混合礦是提高高爐生礦比的極為有效的手段；（3）密切關(guān)注及協(xié)調(diào)好高爐生產(chǎn)所需的外圍條件，遇到突發(fā)情況及時處理避免高爐長時間休慢風(fēng)是影響高爐消化生礦的主要原因；（4）塊礦烘干系統(tǒng)在線生產(chǎn)混合礦改變?nèi)霠t料結(jié)構(gòu)效果顯著，大幅度提升高爐配加生礦的消耗量，降低了球團的配加量，取得很好的經(jīng)濟效益。
參考文獻
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[2]王守鑫, 趙祥棟, 張海璇. 豎爐烘干塊礦生產(chǎn)實踐. 山西冶金, 2018(2):102
文章來源——金屬世界
2.3 塊礦與燒結(jié)礦混勻
2.4 混合礦爐內(nèi)冶煉
2.5 加混合礦前后主要指標對比
3. 結(jié)束語
浙公網(wǎng)安備 33042402000106號
