低品位鐵礦的高爐冶煉工藝優(yōu)化探析

王安富

（湖北新冶鋼有限公司， 湖北　黃石　435000）

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低品位鐵礦的高爐冶煉工藝優(yōu)化探析

王安富

（湖北新冶鋼有限公司， 湖北黃石435000）

在分析低品位鐵礦的高爐冶煉工藝的弊端的基礎(chǔ)上，以新冶鋼1780m3高爐為例，通過工業(yè)試驗結(jié)果，著重分析焦炭配比對高爐透氣性、煤氣利用率、鐵水產(chǎn)量以及燃料比的影響。

高爐冶煉焦炭配比

1　低品位高爐冶煉的弊端

當入爐的TFe含量降低，S、P等含量就會升高，再加上渣量的增加，在高爐還原的過程中就會進一步消耗熱量與還原劑，最終導(dǎo)致噸鐵燃料的消耗量迅速上升。

高爐低品位礦的冶煉工藝對焦炭質(zhì)量尤其是焦炭熱態(tài)強度的要求特別高。因為高的焦炭熱強度有利于增強焦窗和爐缸焦炭死料柱的透液性和透氣性；同時，只有用高熱態(tài)強度的焦炭進行低品位鐵礦的高爐冶煉，才可以避免燃耗指標的大幅度降低。

2　低品位高爐鐵礦冶煉合理的焦炭配比分析

以新冶鋼鐵1 780 m3高爐的實際用焦情況進行研究。

就新冶鋼1 780 m3高爐而言，其焦炭配比原則為：第一，穩(wěn)定原則。穩(wěn)定的原燃料尤其是穩(wěn)定的焦炭性能與焦炭成分是提高高爐冶煉性能指標的重要依據(jù)。第二，優(yōu)越原則。選擇性能優(yōu)越的焦炭，有利于強化冶煉的持續(xù)進行。尤其是在入爐的原料變差之后，焦炭的作用就會顯現(xiàn)出來。第三，滿足自身條件原則。由于冶煉規(guī)模、設(shè)備以及地域等方面的限制，不同企業(yè)生產(chǎn)的焦炭性能也有所差異。因此，在進行低品位鐵礦冶煉時，需要根據(jù)自身的情況進行焦炭配比的選擇。第四，綜合效益最佳原則。在焦炭配比的確定中，還應(yīng)該滿足綜合效益最佳的原則[1-2]。

針對新冶鋼1 780 m3高爐，對其焦炭配比工業(yè)試驗進行具體的分析。

針對不同的配比，試驗中所選擇的方案具體如表1所示。

表1　焦炭配比方案

焦炭配比與高爐透氣性指數(shù)的關(guān)系如下頁圖1所示。從圖1可以看出：高爐的透氣性指數(shù)均在35~37之間；其中效果最好的是試驗1，原因在于試驗1所用的焦炭是100%的4.3 m干熄焦，冷態(tài)強度與熱反應(yīng)性指標均佳；試驗4的透氣性指數(shù)較高，原因在于其冷態(tài)強度M10較試驗2、3有一定的改善，相比試驗2，試驗4的M10改善幅度達到4.2%，熱反應(yīng)性指標ICR變化達3%，熱強度SCR變化達2%。

下頁圖2是煤氣利用率與焦炭配比的關(guān)系。根據(jù)圖2可以清楚地了解到，煤氣利用率整體沒有太明顯的變化，基本上都處于43.88%~44.56%之間。其中，試驗4效果最好，試驗1效果最差。這是因為，在相對較小的礦批條件之下，大幅度提升焦炭質(zhì)量，就會出現(xiàn)中心過吹的現(xiàn)象，導(dǎo)致在爐內(nèi)煤氣停留的時間會大幅度縮短，或者大部分煤氣都從中心的無礦帶流走。試驗4效果最佳，主要是因為大幅度提升其冷態(tài)強度之后，改善了氣流的分布，爐內(nèi)煤氣流停留的時間進一步延長。

圖1　高爐透氣性指數(shù)與焦炭配比的關(guān)系

圖2　煤氣利用率與焦炭配比的關(guān)系

表2是不同焦炭配比對產(chǎn)量的影響，可以明顯看出，試驗1—試驗4實際日產(chǎn)鐵量水平較高，并且差距不大，但試驗5與其他試驗差距較大。這主要是因為雖然試驗中的焦炭質(zhì)量都有明顯的提升，并且高爐的順行情況良好，但是因為礦批較小，鐵水產(chǎn)量受到最終的影響[2]。

圖3是燃料比與焦炭配比的關(guān)系。從圖3中可以看出，5組燃料的消耗均在538~548kg/t之間。燃料比的變化趨勢與煤氣的利用率變化趨勢保持一致。這就表明，煤氣利用率與燃料比有著極大的關(guān)系。

表2　不同焦炭配比對產(chǎn)量的影響統(tǒng)計

圖3　燃料比與焦炭配比的關(guān)系

3　結(jié)論

1）在透氣性對比試驗中，100%的4.3 m干熄焦質(zhì)量配比優(yōu)于配加6m干熄焦的新昌南焦。

2）在煤氣利用率試驗中，質(zhì)量配比為70%的4.3 m干熄焦+質(zhì)量配比為10%的6 m干熄焦+質(zhì)量配比為20%的新昌南焦的試驗方案改善了氣流分布，屬于最佳的方案。

3）在鐵水產(chǎn)量的試驗中，配加30%的新昌南焦的方案，鐵水產(chǎn)量最低。

4）燃料比受焦炭配比的影響與煤氣利用率相同。

[1]付海平，陳建華，歐陽勇.新鋼1 050 m3高爐低品位經(jīng)濟冶煉操作實踐[J].南方金屬，2013（6）：36-39.

[2]郭憲臻.低成本高爐煉鐵科學化管理與操作[D].沈陽：東北大學，2012.

（編輯：胡玉香）

Blast Furnace Smelting Process Optimization Analysis of Low Grade Iron Ore

WANG Anfu
（Hubei Xinyegang Steel Co.，Ltd.，Huangshi Hubei 435000）

Based on the disadvantages analysis of blast furnace smelting process of low grade iron ore,taking Xinyegang 1 780 m3blast furnace as an example,through the industrial test results,this paper emphatically analyzes the influence of coke ratio on blast furnace permeability,gas utilization,molten iron production and the fuel ratio.

blast furnace,smelting,coke ratio

TF538

A

1672-1152（2016）02-0035-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2016.02.13隨著鋼鐵行業(yè)進入微利時代，廉價的低品位鐵礦逐步為越來越多的鋼鐵企業(yè)所采用。當前，隨著鋼鐵行業(yè)市場對鐵礦石需求量的不斷增加，人們開始關(guān)注低品位鐵礦冶煉技術(shù)及其多方面性能問題。

2015-12-11

王安富（1974—），男，碩士，從事鋼鐵冶金技術(shù)研究工作，工程師。