武钢8高炉应对矿石品位下降的冶炼实践

武钢科协、湖北省金属协会2011年论文发布会 2011年10月21日

武钢8高炉应对矿石品位下降的冶炼实践

陈进军 章铭明 （武钢炼铁厂）

摘 要：本文对8高炉应对矿石品位下降所采取的措施进行了较为详细的阐述，通过采取行之有效的措施，8高炉在保持炉况稳定顺行的同时，仍保持了较好的经济技术指标。 关键词：8高炉；品位下降；实践

1.概述

武钢8号高炉于2007年5月18日破土动工，2009年8月1日建成投产。有效容积3800m3，设有4个铁口，36个风口。高炉设计一代炉龄寿命20年，热风炉一代寿命30年，单位有效炉容产铁量大于15000吨。8高炉以“先进，实用，可靠，经济，环保”为设计原则。运用多项炼铁先进技术：复合碳砖炉底，陶瓷杯铸铜冷却壁炉缸，薄炉衬铜冷却壁炉身，联合软水密闭循环冷却系统，紧凑式并罐无钟炉顶，环保型冷INBA，镜面平坦化矩形出铁场，脱湿鼓风，干法煤气除尘等。

武钢8高炉自投产以来，主要经济技术指标保持良好（开炉以来主要指标见下表1），与国内钢铁厂同级别高炉相比，武钢8高炉经济技术指标走在前沿。但武钢铁矿石主要依赖于进口，随着产能的不断扩大，各钢厂对铁矿粉的消耗也在加大，这就造成优质铁矿资源逐步减少，铁矿石价格也就水涨船高。武钢为了降低生产成本，近两年来开始使用品位稍低的铁矿石，以此缓解武钢铁矿石的采购压力,提高市场竞争力。

表1 8高炉开炉以来主要经济技术指标

利用 日期/项目 单位 2009(8-12) 2010(1-12) 2011(1-07) 系数 t/m3·d 2.565 2.718 休风 率 % 1.65 1.65 煤气 利用率 % 44.2 44.95 44.43 风量 m3/min 7325 7586 7253 风温 品位 ℃ % 富氧 率 % 焦比 Kg/t 煤比 Kg/t 燃料 比 Kg/t 1177 58.94 6.166 337.1 177.3 542.1 1195 58.68 5.838 321.5 180.0 533.6 1187 58.29 6.463 321.6 177.5 531.6 2.700 0.79 随着矿石品位的降低，高炉的冶炼条件发生了变化，尤其是进入2011年，高炉风量波动频率加大，整体风量降低，风量较2010年的年均风量少330m3/min，对高炉的稳定顺行造成一定的威胁。针对矿石品位降低带来的负面影响，8高炉采取了一系列有效措施，最大限度地减少了这一负面影响，保证在矿石品位下降过程中，维持住了良好的操作炉型，炉况顺行状况良好，仍保持了较好的经济技术指标。

2.低品位矿对8高炉的影响

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入炉矿石品位的降低，对高炉冶炼带来以下负面影响：一是渣量变大，这将限制高炉的强化冶炼，也将限制高炉经济技术指标的进一步优化，这一点从表1可见，2011年至今的利用系数比2010年少，大小焦比有所提升，而煤比却有所下降，这说明在渣比升高的情况下，为维持良好炉况，就需要在能耗方面做出一定牺牲，对高炉的节能降耗形成不利；二是随着渣量的变大，炉前工人劳动强度加大，对炉前主要设备的使用寿命也有影响；三是炉渣Al2O3较高（8高炉近几年渣中Al2O3情况见下图），炉渣流动性较差，为保证良好的炉渣流动性，高炉必须保证充沛的物理热，这又对高炉的节能降耗不利；四是在渣量变大且Al2O3较高时，将影响软熔带的透气性及透液性，降低高炉的抗外界干扰能力，容易引起炉墙粘结及炉缸堆积；五是随着矿石品位的降低，高炉稳定性变差，高炉风量不易拉直，增加了高炉操作人员的难度。

图 8高炉近几年渣中Al2O3情况

Al2O3%16.51615.51514.5Al2O3%2009.8-1216.062010.1-1216.182011.1-0715.32Al2O3%

3.应对措施

3.1 优化炉料结构及入炉方式

（１）稳定烧结矿的品位，合理控制烧结矿中MgO含量及其碱度中心值R0。烧结矿中MgO含量要求控制在2.6%~3.0%（2009.8-2010.9），但MgO含量过高，会影响烧结矿的产量及质量，从而影响高炉生产。为了既保证炉渣MgO含量控制在合适范围，又保证烧结矿的产量及质量，武钢于2010年9月开始在5高炉进行了直接加蛇纹石入炉的冶炼试验，以降低烧结矿MgO含量，提高烧结矿的产量及质量，并取得较好效果。在渣量大及较高Al2O3冶炼条件下，高MgO含量对高炉冶炼效果明显，炉渣流动性和稳定性得到有效保证。稳定烧结品位及其碱度中心值对于稳定渣比作用明显，经过两年来8高炉技术人员的不懈努力，目前8号高炉烧结矿品位控制在55±0.5%，烧结矿中MgO含量在2.35%左右（于2010年10月开始下调），烧结矿碱度中心值R0=1.95±0.05。

（２）优化配料结构。由于钢铁行业形势严峻，当前降成本压力大，为响应公司降本增效的号召，8号高炉的熟料率逐步下调，目前在87%左右。经过积极摸索，目前已经形成了独具特色的用料结构，即：固定球团配比，取消海南块矿（武钢长期用海南块矿参于炉渣碱度的调节），炉渣碱度主要依烧结矿进行调节，目前8号高炉的炉料结构为：大烧+小烧=64%，鄂球=23%，南非或澳矿=13%。这种配料结构的优点在于：进可能地提高了入炉料的铁份，降低渣比，减少了配料结构中的一个变

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量，在R0固定时，有利于入炉炉料结构的稳定，减少了一个影响炉况波动的因素，这些优点在实际生产中得到验证。

（３）采用分级入炉技术。烧结矿经分级筛分为大烧和小烧，焦炭经筛子筛后分焦炭和小焦，焦炭单独入炉，大烧+鄂球+南非或澳矿+焦丁一起入炉，小烧单独入炉。这种入炉技术的应用，大大提高了高炉技术人员的调节手段，更为重要的是有利于铁矿石的还原，利于抑制和稳定边缘气流，对节能降耗及高炉长寿极为有利，从开炉至今，8号高炉无一块冷却壁损坏。

（４）改善并稳定焦炭质量。经过努力，目前焦炭M40=89%，M10=6.32%，焦炭性能（未加碱 为：热反应性能CRI=27.90%，反应后强度CSR=64.68%，灰份在13%以内，为高炉稳定顺行奠定了坚实基础。

3.2 寻求合理的操作制度

8号高炉已生产两年，这两年来，高炉技术人员一直在探索与高炉实际情况相适应的操作制

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度。经过两年的实践，目前8号高炉的主用制度为：C987651 332223↓OL44322↓OS4 1↓，在高炉生产条件发

生变化时，则在此制度上进行微调，这样做的好处为：有利于高炉料柱的稳定以及更换料柱时顺利过渡，这一点很重要。另外，在风量正常时尽量采用大批重，这样可以提高整个料柱的稳定性，有利于料柱的整体下移，对炉况的稳定也是极为重要的。

3.3 缩小进风面积

考虑到原燃料条件无法得到改善，在厂部指导方针的指引下，8号高炉积极行动，经过三次调剂，风口进风面积由开炉初期的0.4948m2逐步缩小为0.4800 m2（8高炉风口布局见下表2），风口面积缩小后，延长了回旋区的长度，有利于活跃炉缸，吹透中心，从而提高了高炉的稳定性，保证炉况在原燃料不断恶化的情况下的稳定顺行。

表2 8高炉风口布局

风口号 大小 mm 风口号 大小 mm 风口号 大小 mm 风口号 大小 mm 28# Φ130 29# Φ130 30# Φ130 31# Φ130 32# Φ130 33# Φ130 34# Φ130 35# Φ130 36# Φ130 19# Φ130 20# Φ130 21# Φ130 22# Φ130 23# Φ130 24# Φ130 25# Φ130 26# Φ130 27# Φ130 10# Φ130 11# Φ140 12# Φ130 13# Φ130 14# Φ130 15# Φ130 16# Φ130 17# Φ130 18# Φ130 1# Φ130 2# Φ130 3# Φ130 4# Φ130 5# Φ130 6# Φ130 7# Φ130 8# Φ130 9# Φ130 3.4 使用蛇纹石

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8高炉渣中Al2O3为15~17%，今年矿石品位进一步下降，1~7月的平均值为58.29%，低的时候只有57.9%，随着矿石品位的降低，必会造成渣比升高，影响炉况顺行，但渣比的升高却会稀释炉渣中的Al2O3含量，这也就是在实际生产中，我们有时会被迫提高渣比的原因所在。8高炉今年渣中Al2O3虽较去年有所降低，但仍处于较高水平，渣中的Al2O3含量过高，高炉炉渣的脱硫能力、稳定性及流动性都会变差，且容易引起炉墙粘结及炉缸堆积。为解决上述问题，8高炉于今年4月26日开始使用蛇纹石（蛇纹石主要成份见下表3），在每批料中加0.8吨蛇纹石，以增加炉渣MgO含量，这样既可以降低高炉炉渣黏度，提高炉渣的稳定性和流动性，又可以提高烧结矿的产量及质量，从8高炉实际生产情况来看，使用蛇纹石后炉渣的脱硫能力较高，在炉温水平较低时仍可以维持较低的【S】水平。目前8高炉渣中MgO含量维持在9.5~10.0%，炉渣二元碱度为1.15左右，渣子流动性良好，炉况稳定顺行，有效降低了炉前工的劳动强度，改善了现场作业环境。

8高炉通过使用蛇纹石，提高了高炉的稳定性，降低了由于矿石品位降低带来的风险，保证了高炉炉况的稳定顺行，操作炉型保持良好，并且保持了较好的经济技术指标。

表3 蛇纹石主要成份

成份 蛇纹石（%）

SiO2 36.55 Al2O3 2.03 CaO MgO Mn S P 1.08 39.01 0.00 0.02 0.02 4. 结语

（1）经过采取一系列有效措施，8高炉将矿石品位降低带来的负面影响降到最低，保持了高炉的长期稳定顺行，目前各项经济技术指标较好；

（2）渣比升高不利于指标的进一步优化，对维持炉况的顺行不利，这就需要焦炭质量能够得到保证，否则风量波动较大，会危及操作炉型，不利于强化冶炼；

（3）目前对蛇纹石的使用还有待进一步提高认识，蛇纹石不仅MgO高，且SiO2也较高，会降低炉渣二元碱度，为维持稳定的炉渣碱度，在8高炉当前配料结构中，就需增加烧结矿配比或者提高烧结矿碱度，这样就会进一步降低配料中矿石品位，同时渣量也会随蛇纹石用量的增加而增加，这点需要引起重视，在配料时蛇纹石的使用量应酌情考虑。

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