八鋼C高爐低硅冶煉實踐

摘 要：本次通過對C高爐生產(chǎn)指標分析，在現(xiàn)有條件下通過優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)、調(diào)整操作制度等措施減少入爐焦炭、從而降低SiO2入爐量，實現(xiàn)C高爐低硅冶煉的生產(chǎn)實踐。

關(guān)鍵詞：低硅冶煉；操作制度；成本

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.039

1 概述

降低生鐵含硅量高爐不僅能降低焦比，提高產(chǎn)量，而且煉鋼也可減少造渣量，縮短冶煉時間。八鋼C高爐于2011年7月29日點火投產(chǎn)，2012年七、八、九月份各項指標達到開爐以來最好水平（見表1），分析此階段原燃料條件、操作管理等為八鋼2500級高爐提高利用系數(shù)、降低燃料比提供重要依據(jù)。

2 硅還原機理

根據(jù)以往的經(jīng)驗，高爐內(nèi)硅的還原反應(yīng)主要發(fā)生在1500℃以上的高溫區(qū)，即滴落帶，硅進入鐵水中的反應(yīng)過程為： SiO2在高溫下（> 1500℃）被碳還原，先生成SiO氣體，SiO再被[C]還原生成[Si]而進入生鐵， SiO+[C]=[Si]+CO。由此可以看出，從軟熔帶頂部開始至風(fēng)口區(qū)， [Si]量逐步增加。在此區(qū)域，焦炭燃燒，溫度高，原料中的SiO2活度大，與碳的接觸條件好，被還原成大量的SiO氣體，滴落帶含有飽和碳的鐵由SiO氣體吸收被還原成[Si]進入生鐵。從風(fēng)口區(qū)到鐵口區(qū)[Si]量逐步減少，一是由于鼓風(fēng)中的氧將[Si]氧化，二是渣中MnO、FeO等與[Si]發(fā)生偶合反應(yīng)，將鐵水中的[Si]氧化。

3 C高爐低硅冶煉實踐

降低生鐵[Si]量總的思路是通過適當?shù)囊睙挆l件和操作制度，抑制Si的還原反應(yīng)。

3.1 穩(wěn)定爐況，控制適宜熱制度

高爐的穩(wěn)定順行是冶煉低硅低硫生鐵的必要條件，表現(xiàn)在下料及料速均勻、風(fēng)量及風(fēng)壓平穩(wěn)、爐缸工作狀態(tài)良好爐溫波動不大等。降【Si】不等于降爐溫，C高爐按照PT：1500±10℃為操作方針基礎(chǔ)的，圖1為C高爐2012年4-9份高爐下料情況：

3.2 改善原燃料條件

鐵水中的硅主要來源于燃料中的灰分，降低燃料比必然會降低鐵水含硅量，圖二所示是2012年八鋼焦炭及煤粉灰分的指標，另一方面提高焦炭強度，可以改善高爐透氣性，增強其料柱骨架作用，減少爐缸焦沫堆積，也有利于冶煉低硅生鐵。

C高爐爐料結(jié)構(gòu)：燒結(jié)礦（70-75%）+球團礦（30-25%）。提高了燒結(jié)礦品位，降低燒結(jié)礦中SiO2含量，加寬槽下篩條寬度至10mm，整粒過篩，減小粒度偏析，改善透氣性從而降低軟熔帶的高度，發(fā)展間接還原，降低焦比，有利于低硅冶煉。

3.3 降低焦比、提高煤比

降焦比意味著由焦炭帶入的硅會減少很多；因為高爐80%的硅是通過焦炭灰分帶進爐子的。八鋼C高爐2012年8月中旬到9月中旬噴煤比達到160Kg，焦比僅為340kg歷史最佳水平，當時生鐵平均含硅量僅在0.32%左右。

高煤比的優(yōu)點：

（1）隨著煤比的提高，入爐焦比逐步降低，從而減少了焦炭灰分帶入的SiO2有利于低硅冶煉；

（2）提高噴煤量可以降低Tf值，從而抑制SiO2的還原和SiO氣體的產(chǎn)生；

（3）控制合適的爐溫，C高爐全年鐵水溫度控制在1500℃左右，操作上施行“降硅不降溫”措施。

3.4 提高頂壓

高頂壓是高爐強化冶煉和低硅冶煉的主要手段，C高爐2012年頂壓使用水平如表2所示。

高頂壓對低硅冶煉的影響可以從以下方面：

（1）提高爐頂壓力可以降低高爐內(nèi)煤氣流速，增加煤氣在爐內(nèi)停留時間，改善煤氣流分布，提高煤氣利用率，降低焦比，減少焦炭灰分的人爐量。

（2）提高爐頂壓力可以抑制SiO2+C=SiO氣↑+CO反應(yīng)的發(fā)展，減少SiO氣體的產(chǎn)生，降低硅Si的還原率。

（3）提高爐頂壓力可以抑制爐內(nèi)的焦炭的直接還原，減少高爐高溫區(qū)域焦炭的反應(yīng)消耗，鞏固焦炭對其灰分中SiO2的束縛，降低SiO2被還原的概率。

（4）提高爐頂壓力可以加快冶煉進程，減少SiO2在爐內(nèi)的滯留時間。

3.5 穩(wěn)定高風(fēng)溫，提高富氧

2012年1-6月C高爐風(fēng)溫一直使用1070℃，在提高風(fēng)溫及富氧率的同時提高煤比，可以降低生鐵硅素，根據(jù)目前八鋼生產(chǎn)條件，風(fēng)溫在1140℃、富氧率在2%%，煤比應(yīng)在150kg/t左右，時候的風(fēng)口前的理論燃燒溫度，能保持爐缸充沛的物理熱進行低硅冶煉， 又保障了渣鐵流動性。2012年7月-9月C高爐提高風(fēng)溫業(yè)績：風(fēng)溫1164℃，富氧2%，煤比160150kg/t，高爐日產(chǎn)5732t， 【Si】：0.34%。

3.6 適當控制爐渣堿度

C高爐爐渣堿度2012年6月由1.05-1.10倍提高至1.08-1.14倍。適當提高爐渣堿度好處：

（1）可以有效提高礦的熔化溫度，從而降低軟熔帶的位置，減少滴落帶厚度，減少渣鐵在滴落帶的滯留時間，減少硅的還原；

（2）可以促進[Si]被重新氧化成為（SiO2）的耦合反應(yīng)；

（3）有利于提高爐渣的脫硫能力和爐缸的熱量貯備。

4 結(jié)語

（1）維護高爐穩(wěn)定順行，施行“降硅不降溫”是高爐進行低硅冶煉的基礎(chǔ)保障。

（2）提高爐頂壓力，從縮短SiO2反應(yīng)時間看是實現(xiàn)低硅冶煉的有效途徑。

（3）高爐進行低硅冶煉，可以降低焦比，提高產(chǎn)量，減輕爐前工人勞動強度。

參考文獻：

[1]成蘭伯.高爐煉鐵工藝及計算[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2001：339-363.

[2]張壽榮.鋼鐵工業(yè)過去、現(xiàn)在和未來.張壽榮文選下卷[M].武漢：湖北科學(xué)技術(shù)出版社，2008：537-543.

[3]中國冶金建設(shè)協(xié)會.GB50427-2008 高爐煉鐵工藝規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2008：13.