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（天津鐵廠有限公司，河北 056404）
[摘 要] 天津鐵廠有限公司 6 號高爐有效容積 2 800 m3 ，是公司煉鐵的主要工藝生產設施。本文介紹了 6 號高爐的工藝設備配置及技術參數(shù)，闡述了在 2021 年 2 月 6 號高爐高產技術攻關中采取的各項工藝技術和管理舉措。通過采取加強高爐料質量管理、優(yōu)化爐料結構、優(yōu)化高爐工藝操作、提高入爐風溫以及低硅冶煉技術等措施，使 6 號高爐高產技術攻關達到了預期目標，并能在較長時間內保持著高產穩(wěn)定順行，6 號高爐的各項經濟技術指標顯著提高。
[關鍵詞] 高爐冶煉；技術攻關；生產實踐；經濟技術指標
0 引言
2020 年以來，天津天鐵冶金集團有限公司（下稱天鐵）6 號高爐受原燃料供應緊張、原料價格飆漲、運輸困難等影響，導致入爐原料品位得不到保障，焦炭質量降低。另外燒結礦頻繁倒運和露天堆放，粒度波動較大，粉化率高，使得高爐入爐燒結礦冶煉性能變差，對高爐冶煉影響較大。天鐵 6 號高爐有效容積 2 800 m3 ，高爐實際生產能力是年產鐵水約 225 萬噸，利用系數(shù) 2.2 t/m3d 左右。6 號高爐肩負著天鐵煉鐵生產的重擔，更是天鐵增加產量和效益的主要工藝生產設施，6 號高爐生產情況的好壞直接影響著天鐵的整體經濟技術指標。為此，天鐵于 2021 年初組織了 6 號高爐高產技術攻關，以解決實際生產中制約 6 號高爐高產的影響因素。
本文簡要介紹了 6 號高爐的工藝設備配置狀況，對在 2021 年 2 月份 6 號高爐高產技術攻關中采取的各項工藝舉措進行了分析和闡述，并對此次高爐高產技術攻關的效果進行了總結。通過各項工藝技術和管理措施的實施，使得 6 號高爐各項經濟技術指標顯著提高。
1 天鐵 6 號高爐簡介
天鐵 6 號高爐有效容積 2 800 m3 ，爐缸直徑11.6 m，高徑比 Hu/D 為 2.3；高爐配有 30 個風口和三個鐵口，出鐵場下部采用 260 t 魚雷罐車接送鐵水；爐頂設備采用 BG-III 型可擺動溜槽的串罐無料鐘爐頂，溜槽長度 3800mm、轉速為 8.12 r/min、傾動范圍 10°～45°、傾動精度± 0.1°，可實現(xiàn)多種矩陣模式布料和中心加焦；熱風爐采用三座高溫頂燃式熱風爐，用焦爐煤氣富化高爐煤氣為燃料，采用分離式熱管換熱器回收煙氣余熱用于預熱煤氣和助燃空氣，設計風溫 1 250 ℃～ 1 280 ℃、一代壽命 30年；爐頂采用紅外攝像儀和熱成像儀，可直觀分析爐內情況和煤氣氣流分布；爐頂煤氣采用干法布袋除塵及 TRT 煤氣余壓發(fā)電技術。
2 高爐高產技術攻關舉措
2.1 加強入爐原料質量管控
（1）為了改善燒結礦、球團礦的質量，近兩年來，天鐵加強了燒結工序的管控，通過加大管控燒結礦運輸、倒運、打水等環(huán)節(jié)，有效的保證了燒結礦的質量。同時優(yōu)化了球團生產工藝，長期生產低硅球團，滿足了 6 號高爐對球團礦成分的需求，在保證爐料結構穩(wěn)定同時，也為高爐提供了優(yōu)質的主要原料。
（2）為了改善高爐透氣性，提高高爐冶煉強度，加大了槽下振動篩孔徑。將焦篩孔徑從 20 mm 擴大到 25 mm；槽下懸臂自清理礦篩，通過逐漸增大篩條的間隙，篩除粒徑小于 8 mm 的碎料，減少粉礦入爐量。
2.2 提高入爐原燃料品位和質量
參考國內外經驗，高爐高產冶煉是以精料為基礎的，高爐的精料對高爐生產指標的影響占有很大的比率。高爐要想取得好的生產指標就離不開入爐料的品位和質量，提高高爐冶煉強度首先要從改善高爐入爐礦、焦、煤等原燃料的質量入手。使用的入爐礦應具有品位高、粒度均勻、強度高、含硅量低、低溫還原粉化率和膨脹率低等條件；使用的冶金焦應具有灰分低、硫份低、強度高、反應性低和水分低等特點。
2.3 優(yōu)化入爐原料結構
天鐵 7 號燒結機大修后，在滿足煉鐵的生產需要時，為提高入爐礦綜合品位，天鐵大量購買了品質優(yōu)良的低硅塊礦、球團。實踐證明低品位塊礦與堿性燒結礦的配合模式已不在經濟，改用高堿度燒結礦配用適當比例的球團礦和塊礦，爐料結構達到了所需標準，并使入爐含鐵料綜合品位達到了 58.3%以上，熟料比達到 88.17%。近幾年天鐵 6 號高爐爐料結構見表 1。
2.4 優(yōu)化高爐操作制度
2.4.1 優(yōu)化爐料裝入制度
現(xiàn)今大型高爐布料模式多采用矩陣制度，對布料矩陣的調節(jié)可改變中心與邊緣煤氣流的分布。6號高爐自 2016 年以來，一直采用通過中心加焦的布料矩陣模式發(fā)展中心控制四周煤氣發(fā)展，這種模式的結果是煤氣利用率較差、冶金焦高投入、表現(xiàn)抗力差，爐缸中心堆積早期難以察覺。經攻關小組研究，決定采用新的布料矩陣方式，布料矩陣線由1.3 m 調整到 1.2 m，布料最大傾角由 41°增加到43.5°，布料由小礦角過渡到大礦角，這樣就形成了中心開放，邊緣適當發(fā)展的新的布料方式。同時礦批由先前的 65 t 提高到了 78 t，以此控制中心氣流過分發(fā)展，同時改善煤氣利用率，煤氣利用率從46%提高到 55%左右。實踐證明，在原燃料質量有所下降情況下做上述調整，克服了中心加焦布料制度的弊端，促進了煤氣流的多維化分布，降低了焦比，有效地提高了產量。
2.4.2 增加風口小套供風面積
天鐵 6 號高爐 2016 年中修開爐初期，由于風口內部結構調整，風口利用面積偏小，為了提高風能及風口利用面積，風口面積由初期的 Φ120 mm×25+Φ110 mm×5，逐步增大到 Φ140 mm× 6+Φ130mm×24，這樣確保了足夠的中心氣流，與此同時風量接近 4 500 m3 /min，鼓風動能達 120 kw，四周煤氣流得到發(fā)展，爐缸還原反應更加活躍。風能的增加，提高了鐵水產量，為高爐長期順行夯實了基礎。
2.4.3 加大爐頂壓差
由于以往布料器布料角小和批重小的問題沒有得到有效糾正，高爐操作一直采取減小壓差保順行，把頂壓控制在 187 kPa 上下浮動作為鐵的紀律一樣來束縛操作。
為 6 號高爐能夠獲得更大的風量，將頂壓壓差由 187 kPa 提高到 207～242kPa 之間，因此 6 號高爐入爐風能增加，使得礦批增加，布料角度也增加了3.5°左右，TRT 煤氣余壓發(fā)電量增加，另外爐頂壓力的提高還有利于控制爐內 SiO2 的還原。
2.5 優(yōu)化風、氧、煤的控制
在爐況順行情況下，逐步提高高爐熱風溫度，使熱風供風溫度達到 1 207 ℃以上；同時提高高爐鼓風富含氧量至 3.5%左右，高爐富氧量由 4 800 m3 /h 提高到 6 400 m3 /h 左右，由于每提高 1%富氧率大約可提高風口燃燒溫度 40 ℃，此時要嚴密監(jiān)控爐內生產狀況；在提高熱風溫度和富氧量的基礎上，將噴煤比由 120 kg/t 增加到 140 kg/t 以上，提高高爐噴煤比。此時高爐冶煉強度增加、產量提升、能耗下降。
2.6 采用低硅冶煉技術
技術攻關采用的傳承方式之一就是低硅冶煉，降低和穩(wěn)定生鐵的含［Si］量，為高爐創(chuàng)造好的冶煉條件，可以在一定程度上提升高爐冶煉技術水平，同時起到節(jié)焦降耗的作用。生鐵中［Si］每降低 0.1%，生鐵增產 0.5～0.7%，燃料比降低 4～6 kg/t，所以要竭力控制生鐵含［Si］量。高爐內的硅主要源于燃料灰分（焦炭灰分、煤粉灰分）和礦石中的脈石，低硅冶煉操作要從控制硅的源頭做起，通過以下方式進行：
（1）保持爐況穩(wěn)定順行。運用上下部調節(jié)手段，保持爐缸工作均勻活躍，控制氣流合理分布，是低硅鐵冶煉的重要措施。
（2）提高入料品位和質量、增加熟料比，減少灰分和脈石的帶人量。
（3）在保證爐況順行的基礎上適當提高爐渣堿度，它不僅能抑制 SiO2 還原反應，而且能提高爐渣脫硫能力和熔化溫度，有利于保持爐缸充足的物理溫度和生鐵［Si］含量的降低。
（4）渣中保持適度 MgO 含量。一般渣中 MgO 含量在 5%～10%對改善爐渣流動性能、降低生鐵含［S］ 有較大的促進作用，有利于低硅鐵冶煉。
（5）提高爐頂壓力。提高爐頂壓力可以抑制渣中 SiO2 的還原和燃料灰分中 SiO2 的揮發(fā)，有利于降低生鐵含硅量。
2.7 爐前出鐵程序化建設
程序化爐前出鐵操作。6 號高爐根據(jù)冶煉強度確定每日出鐵 15 次，一般由對稱的兩個鐵口輪流出鐵。每次出鐵時，根據(jù)定點出鐵時間，提前 30min 將要使用的鐵口配好罐，出鐵前 10 min 啟動開口機打開鐵口，開始出鐵；出鐵～20 min 后有爐渣進入渣處理裝置，出鐵完畢，泥炮堵上鐵口；泥炮在堵口位置停留～20 min，在泥炮退出堵口位置后，鐵水罐車方可拉走，一次鐵配 260 t 魚雷罐車 3 臺；6 號高爐配置 260 t 魚雷罐總數(shù) 12 臺，需用機車進行調罐對位和送至下工序。
3 攻關效果
表 2 為 近五年 6 號高爐最好月份技術指標比較表。由表 2 可以看出，6 號高爐攻關后產量史無前例創(chuàng)新高，2021 年 3 月 6 號高爐產量達到 23.1×104 t，平均日產 7 451 t，高爐利用系數(shù)達到 2.661 t/（m3d）， 焦比降到 365.61 kg/t，綜合焦比降到 429.59 kg/t，各項指標顯著提升，是這一代爐齡內最好成績。
4 結語
天鐵 6 號高爐 2021 年初的高產技術攻關，探索出了適合 2 800 m3 高爐高產的生產操作方式。通過加強入爐料質量管理、優(yōu)化爐料結構、優(yōu)化高爐操作制度、提高入爐風溫以及低硅冶煉等技術措施的貫徹和實施，使得 6 號高爐的各項經濟技術指標得到顯著提升，技術攻關效果明顯，也為今后的 6號高產穩(wěn)產打下了堅實的基礎，也為今后公司應對不利環(huán)境提高經濟效益提供了實踐經驗。
2021 年 3 月 6 號高爐利用系數(shù)達到了 2.661t/ （m3d）歷史最好指標，焦比達到了 365.61 kg/t、綜合焦比達到了 429.59 kg/t，各項指標顯著提升，實現(xiàn)并超過了此次高產攻關的既定目標，是這一代爐齡內 最好成績。
參考文獻
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[2] 梁中渝.煉鐵學[M].現(xiàn)代冶金工業(yè)學.北京：冶金工業(yè)出版社. 2010：427～428