三宝新1#高炉高氧化铝炉渣冶炼生产实践

三宝新 1#高炉高氧化铝炉渣冶炼生产实践

邹佳均，郑忠玉，谢晶鑫，谢成都

福建三宝钢铁有限公司技术中心 福建漳州 363000

摘要：三宝高炉渣中Al₂O₃一直处于较高水平，炉渣易出现难排、流动性差、稳定性差等情况，继而引起炉墙粘结与炉缸堆积。本文对三宝新1#高炉炉渣高Al₂O₃的操作经验进行了总结。通过精料入炉、优化炉料结构、调整操作制度及加强炉前管理等措施，实现了炉渣高Al₂O₃的强化冶炼，炉况顺行、指标良好。

关键词：高Al₂O₃；流动性差；稳定性差；总结；优化；强化冶炼；顺行

1 引言

三宝新1#高炉于2020年11月6日正式点火投产，设有26个风口，呈对称的东、西2个出铁口，高炉本体采用铜冷却壁薄衬，从炉底至炉喉钢砖下缘共设置15段冷却壁，采用软水密闭循环。热风系统采用3座卡卢金式热风炉，炉顶采用串罐无料钟炉顶装料设备，炉顶设置净煤气一次均压系统两套，放散系统设置三套、氮气二次均压系统一套，均压放散采用旋风除尘技术，煤气净化系统采用重力除尘器+布袋除尘器及配套辅助工序。高炉从规划、设计、施工，均参照国际最先进的节能降耗、绿色环保、超低排放的指标 ，是三宝钢铁以“绿色、科技、发展”为核心理念投产的高炉。

投产后受限于环保约束、产能淘汰等大市场趋势变化，供需结构随之变化，出现了原燃料价格飞涨、优质原燃料难采购等问题。企业迫于市场压力，不得不转变经营思路，以应对供求态势短期的变化。至此，烧结开始采用高Al₂O₃等相对低价的矿粉、后续炼铁工序不得不针对原料变化，做出相应的调整，其中渣中Al₂O₃含量上升炉渣流动性变化，制约了高炉的稳定、顺行，近3个月渣中Al₂O_3、MgO含量如图一。

2 渣中Al₂O₃含量增高的原因及危害

2.1渣中Al₂O₃含量增高的原因

炉渣的Al₂O₃主要来源于燃料和原料。新1#炉投产后渣中Al₂O₃含量由14.05%逐步上升至17.32%，调查得知烧结矿中Al₂O₃含量由1.90%逐步上升至2.10%，烧结矿Al₂O₃的含量增加的原因主要是烧结配矿结构的变化，归结于矿粉种类的变化，受限于价格波动和采购等方面，结合自身工艺水平，从成本的角度出发，烧结配矿方面加大了PB粉、PMI粉等Al₂O₃含量较高矿粉（成分见表一）的使用，造成烧结成品Al₂O₃的含量大于2.0%。结合现有炉料结构情况，可知烧结矿（配比80%）中Al₂O₃的含量增加，是造成炉渣Al₂O₃上升的主要原因。

2.2危害

生产实际表明，随着渣中Al₂O₃含量的增加，会出现炉渣粘度增加、渣铁流动性变差、料柱透气性和透液性变差、风量难守等问题，直接制约着炉况的稳定顺行。具体表现在高Al₂O₃的炉渣在初渣形成时易堵塞炉料的空隙，使料柱透气性变差，增加煤气通过时的阻力。同时易在炉腹部位的炉墙结成炉瘤，引起炉料下降不顺 ，甚至形成崩料、悬料，破坏冶炼进程。炉渣中Al₂O₃含量增加时，若炉温不足，极易引起炉缸的渣铁堆积。

炉渣Al₂O₃第一次超过16.0%时，渣铁流动性开始变差、渣铁排不尽，炉内风量在4500m³/min~4600m³/min区间存在憋压现象。为保顺行被迫采用大钻头缩短出铁时间，憋压严重时选择双铁口出铁。当渣中Al₂O₃超过17%时，炉身渣皮有结厚的现象，表现为炉身温度下降明显、水温差下降到临界点，同等风压下风量萎靡约150m³/min，渣皮不稳定，时有掉落，造成炉温难控。炉型的变化致煤气通路发生改变，导致煤气利用率波动大。

3 渣中高Al₂O₃含量下冶炼措施

针对新1#高炉渣中Al₂O₃含量的不断上升，为保证稳定、高产，技术团队通过严控入炉原燃料质量、上下部制度调整、操作制度优化、炉前出铁管理，找出了渣中高Al₂O₃含量下、连续高强度冶炼的可行办法，使利用系数控制在3.60t/m3.d、燃料比520kg/t，其余各项指标均处于同类型高炉中上游。

3.1 入炉原燃料管控

加强对原燃料的监管，控制入炉料的强度和优化粒度组成、提高入炉料的冶金性能、做好入炉料成分稳定的工作等系列。主要开展工作：

1. 适当增加烧结矿中FeO含量，由7.9%提升至8.8%，以降低烧结矿低温还原粉化性。

（2）将烧结矿中MgO含量由2.0%提升到2.2%，改善渣铁流动性。

（3）适当提高熟料比，保证熟料比大于85%，稳定入炉在球团12%左右。

（4）控制烧结碱度在1.80-1.85，确保了烧结强度，同时也保证了降低烧结配比后的碱度平衡。

（5）加强原燃料筛分管理，为达到优化粒度组成的目的，焦炭振动筛速度控制在2.5t/min，保证筛分质量。控制入炉矿石粒度在6.5mm~17mm，入炉粉末率（小于5mm）比例不得高于5%，每天观察并调整筛分速度，每天对筛下物进行筛分实验。每周定期测试筛速，保证筛网速值准确性。

（6）入炉焦炭要求CRI≤28、CSR≥63，保证料柱骨架的稳定性。

通过以上措施，稳定入炉原燃料的物理、化学稳定性，为克服渣中高Al₂O₃的强化冶炼提供物质基础。

3.2 上下部制度调整

（1）下部调剂：保持适宜的风速和鼓风动能以及理论燃烧温度，使初始煤气流分布合理，炉缸工作均匀活跃，热量充沛、稳定。新1#高炉共有26个风口，为应对渣中Al₂O₃的提升，风口布局由φ115mm*14+φ120mm*12调整为φ115mm*18+φ120mm*8，鼓风动能大于53KJ/S，风量控制在4200-4300m³/min，富氧上限18000m³/h。日常生产中风量、富氧稳定在一个相对合理区间，保持初始煤气流的稳定分布，合理的送风制度既能保证吹透中心又避免中心过分发展。

（2）上部调剂：上部调剂的目的在于控制煤气流在炉内的合理分布，它是通过运用原料的特性及其分布规律和料柱透气性而进行的，并且与下部调剂密切配合。结合原燃料情况和下部调剂情况，进行不断摸索尝试。确定出不同矿批下的布料矩阵，对下部调剂缩小风口面积、中心进一步活跃之后，上部适当疏松边缘。为防止炉身渣皮有结厚的，控制好边缘气流，保证有较高的炉身温度，布料矩阵处于相对稳定状态，布料矩阵由C³⁶₁^35.5₂³³₂^30.5₂²⁸₂^25.5₂²³₂O³⁶₁^35.5₁³³₂^30.5₂²⁸₂^25.5₂逐步调整为C³⁴₂³²₂³⁰₂^27.5₂²⁵₂^22.5₂O^33.5₃^31.5₂²⁹₂^26.5₂^23.5₂。

3.3 操作制度优化

调整入炉结构，使渣中预测镁铝比控制在0.50-0.60,保证有足够的流动性和稳定性。保证铁水物理热大于1500℃，使用风温大于1150℃。新1#高炉属于矮胖型高炉、炉缸直径偏大，必须保证有足够的炉缸热量去支撑料柱透气性和透液性。第一步实行中硅低硫操作，【Si】按0.5-0.6控制，适当下调炉渣碱度为1.20-1.23；第二步在物理热充沛的情况下开始低硅低硫操作，【Si】按0.3-0.5控制，碱度控制在1.15-1.18。两步均为保证炉渣具有良好的物理性能和化学性能。

3.4 炉前出铁管理

（1）加强关键设备的点检力度，对开口机、泥炮的点检频率由每班1次改成2次，专业点检人员巡检一次、炉前班长巡检一次。

（2）量化操作参数，稳定打泥量在2.2-2.3格，钻头备φ50mm、φ55mm、φ60mm三种，根据不同炉温需求来选择不同钻头去控制出铁时间。大钻深度统一到2.6m时换螺纹钢点破余下深度。

（3）每炉由副工长、炉前班长共同对主沟、渣铁沟进行检查确认后汇报工长，出铁指令由工长发出，不得擅自开铁口。

（4）炉前操作室接空压管，大钻钻至2.6m时退出，换空压管进入已开深度进行吹扫1-2min，后方可用螺纹钢开出余下铁口，保证铁口的通透性。

3.5效果

4 束语

面对炉渣高Al₂O₃的不利影响，通过摸索、时间，制定出炉渣高Al₂O₃下的冶炼操作和管理方案，三宝新1#高炉取得的不错的经济指标，也寻找出一套适合本高炉的冶炼方法。新1#高炉3月利用系数达3.60t/m3.d，燃料比最好单日508kg/t，创开炉后最好水平。

（1）从大风量大富氧的传统强化冶炼思想转变为将风量、富氧稳定在一个相对合理区间，保证了高强度冶炼的连续性、稳定性。

（2）不单纯只考虑渣中Al₂O₃含量增加而盲目调整渣结构，选择适宜的镁铝比是关键。实际生产中，炉温充沛的情况下，渣中Al₂O₃含量在18%之内对流动性的影响是可控的，炉缸热量充沛是核心。

（3）可以通过炉身温度变化，去微调边缘气流的强度，保证炉身温度处于相对受控的状态。

（4）炼铁是个系统工程，从原燃料管控到操作制度的选择，都直接影响着最后结果。

（5）应对渣中高Al₂O₃的情况，首先保证炉缸热量充沛，稳定后再考虑降Si操作。

5 参考文献

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