低硅低硫鐵冶煉工藝優化研究

毛 瑞

（山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠，山東 濟南 271104）

鐵冶煉屬于較為復雜的生產活動之一，鐵產品在現代社會的應用也相對廣泛，且能夠制作為各種副產品，可使經濟靈活性得到提升。但其技術成熟性高，相對而言冶煉流程門檻低，因此相關行業經濟效益發展較為平穩。隨著時代的發展，社會對于環境條件的要求日漸提高，鐵冶煉行業也需要在改革挑戰的大背景下，采取有效系統工藝，使冶煉流程能夠更好地實現低硅低硫目標。低硅低硫不僅可以提高環保性，同時還能夠縮短冶煉時間，延長內部爐襯應用壽命，并降低材料消耗規模。因此，需要重視低硅低硫鐵冶煉相關技術，確保其能夠得到科學應用，為應對未來發展挑戰夯實基礎。

1 低硅低硫鐵冶煉主要影響因素

1.1 燃料

在鐵冶煉過程中，硅、硫水平的主要影響條件較為復雜，與多種因素有著密切關聯。例如，冶煉生產中使用的燃料會對硅、硫水平產生顯著影響。通過強化原料管理力度，能夠使高爐維持穩定運行狀態，有利于降低硅、硫水平，使冶煉效率得到顯著提升。在燃料強度較低的情況下，冶煉性能會逐漸下降，容易導致高爐爐況出現波動，從而引發內部熱制度混亂，降低鐵水質量[1]。除此之外，燃料條件不佳還會導致高爐堿負荷、鋅負荷過高，導致結瘤情況出現，還可能會產生爐料粉化現象，不利于透氣性的強化。因此，需要重視燃料對于低硅低硫鐵冶煉的影響，確保其能夠得到科學控制，避免鐵水成分出現不必要的波動，實現理想冶煉目標。

1.2 爐況

在生鐵冶煉的過程中，高爐內部狀態屬于核心影響因素。若高爐無法維持穩定運行，便會導致硅、硫含量超標，降低實際冶煉效率。此外，還會引發其他不良問題，如渣皮頻繁脫落、煤氣利用率低下等。同時，高爐狀態波動還會帶來熱制度不穩定問題，可能會導致硅、硫含量大幅增加，從而不利于鐵成品的質量控制。因此，需要重視高爐狀態對于冶煉流程的影響，確保其能夠得到正確管理，從根源層面減小硅、硫含量超標的可能性。

1.3 爐渣

爐渣性能級別與鐵冶煉質量存在關聯，在爐渣性能較差的情況下，生鐵的硅、硫含量可能出現突然增加的情況，最終影響實際性能表現，不利于冶煉質量提升。適當的爐渣二元堿度與鎂鋁比能夠有效控制鐵成品的硅、硫含量，同時也可以優化其基礎流動性，提高熱穩定級別，進而達到最佳冶煉目標。除此之外，低硅低硫冶煉需要調整高爐煤渣成分，使其內部維持穩定狀態，最終達到熱量充沛級別，實現鐵水脫硅脫硫目標。

1.4 爐缸

爐缸屬于高爐的核心工作組件，保證爐缸在冶煉階段的熱量狀態的穩定性，可以有效提高鐵產品質量，有利于降低硅、硫內部含量級別，實現理想冶煉目標。若爐缸工作狀態出現問題，便會導致冶煉質量下降，最終影響內部硅、硫含量。除此之外，高爐在強化冶煉過程中，由于煤比會大幅提升，焦炭性能就成為了主要影響因素，因此需要保證其粒度以及熱態性能符合需求。在這種情況下，爐缸應當維持裝料穩定，并保證下部燃燒溫度，避免出現風速或鼓風動能受損問題，從而實現理想的低硅低硫冶煉效果[2]。

2 低硅低硫鐵冶煉系統優化工藝方案研究

2.1 注重燃料質量控制

為確保低硅低硫冶煉目標能夠順利實現，應當采取有效系統優化方案，并落實工藝調整措施，使鐵冶煉質量得以顯著提升，降低內部硅、硫含量。在這一流程內，高爐人員需要在燃料的冶煉性能或硫負荷出現改變時，及時調整內部爐渣堿度級別，使高爐能夠實現良好的低硅低硫冶煉效果。通過采用高堿度燒結礦，如下頁圖1 所示，使內部燃料力度控制效果得到強化，可以為后續厚料作業提供重要支持，有利于增加蓄熱能力，實現穩定冶煉的目標。燒結礦堿度應當維持在2.0 級別，并保證轉鼓指數大于79%，確保其粒級組成符合基礎需求。在冶煉過程中，相關團隊還可以通過對配料進行優化，使硅、硫含量顯著降低。在實踐操作階段，需要每周對燃料與除塵灰進行成分檢查，并對比有害元素含量級別。通過將除塵灰的應用規模與循環物料生產量進行對比，能夠最大限度降低其對高爐生產的負面影響，提高鐵冶煉效果。除此之外，還需要保證爐渣的鎂鋁質量比處于0.5～0.6 范圍內，使高爐內部排堿、排鋅的效果得到增強，提高焦炭熱態性能，實現低硅低硫冶煉目標。

圖1 高堿度燒結礦

2.2 科學管理爐渣

通過對高爐爐渣進行控制，能夠顯著降低鐵冶煉過程中的硅、硫含量，實現高質量生產目標。在控制階段，應當注重高爐熱制度狀態，堅持不降熱量、不降質量的基礎原則。常規情況下，鐵水物理熱級別應當高于1 490 ℃，同時保證內部w（Si）、w（S）控制在0.2%～0.35%范圍內。爐渣二元堿度需要維持在1.22～1.28 范圍內，確保燃料供應處于充足狀態，并及時根據鐵水成分的變化調整堿度與鎂鋁比數值[3]。通過此類措施，可以維持爐缸熱量基礎級別，同時提高鐵水物理熱狀態，實現低硅低硫冶煉目標。

2.3 采取精細化控制措施

2.3.1 加強篩分

為盡可能實現低硅低硫冶煉目標，應當注重管理的精細性，通過科學方法穩定爐況級別，實現理想控制效果，降低冶煉流程內的硅、硫含量。而槽下篩分管控屬于較為常見的措施之一，通過對入爐原燃料的粉末率進行檢查與調整，并結合篩網清掃、倉門大小管控、時間調整等方案，能夠有效提高篩分效果，有利于強化料柱透氣級別，為低硅低硫冶煉創造理想條件。

2.3.2 上下部調劑

為降低冶煉硅、硫含量，應當采取上下部調劑相結合的處理措施，以實現低硅低硫冶煉目標。精細化管理過程中，需要科學選擇裝料制度方案，并提高上部調節靈活性，使煤氣流可以維持在最佳分布條件下，并將其控制在43%～44%范圍內。通過此類方式，可以有效增強高爐抗波動性能，有利于提高焦層厚度級別，降低煤氣流實際阻力。同時，在低硅低硫冶煉過程中，還需要注重爐前管理工作。通過強化出鐵控制，及時出凈渣鐵改善順行，避免了由于出鐵導致的爐況波動情況，能夠顯著降低硅、硫含量，達到高質量冶煉效果。在冶煉強度級別不斷提升的背景下，還需要針對料柱的透氣性、透液性進行改進，使渣鐵能夠順利排出，避免產生憋風問題。除此之外，為降低出鐵對于爐內實際操作的影響，還應當規范爐前操作，提高鐵口維護力度，避免出現淺鐵口、潮鐵口現象。通過應用設備點檢維護措施，可以降低故障出現概率，維持爐前管控質量，最大限度提高冶煉效果，降低內部硅、硫含量級別。

2.3.3 強化設備管理

設備穩定性對于硅、硫含量級別具有重要影響意義，通過根據車間區域對設備進行分類，并確定包機人員，能夠有效規范設備管理流程，避免意外問題的出現。同時，還需要在現場張貼包機牌，鼓勵并引導人員在日常生產過程中及時進行檢查，明確各設備運行狀態，并完善相關記錄，為后續追溯或排除故障提供重要依據。通過采取有效設備管理措施，能夠避免由于故障等問題導致的高爐運行異常，有利于維持低硅低硫冶煉狀態，實現理想工作目標。

3 結語

為實現低硅低硫鐵冶煉目標，應當重視系統與工藝的優化需求。通過采取精細化控制措施，能夠最大限度提高冶煉質量，降低硅、硫含量，從而實現低硅低硫冶煉目標。