長鋼煉鐵廠九高爐鐵水硅穩定率的提升實踐

李國強，王保國

（首鋼長治鋼鐵有限公司，山西 長治 046031）

0 引言

目前，首鋼長治鋼鐵有限公司（全文簡稱“首鋼長鋼公司”）制定的鐵水硅穩定率w[Si]=0.3%～0.6%的鐵量占總鐵量的比例為80%，該比例越高，即硅穩定率越高。正常爐況下，鐵水硅穩定水平可以代表爐溫的穩定水平[1]，同時鐵水硅穩定率也是影響煉鋼工序能耗高低的主要指標，尤其是近年來首鋼長鋼公司鐵鋼界面推行“一罐到底”工藝后，鐵水硅的不穩定直接影響一罐到底的運行，增加了煉鋼冶煉難度。

為此，煉鐵廠九高爐作業區結合首鋼長鋼公司制定的鐵水硅穩定率在80%以上目標，通過強化原燃料管理、推行標準化作業、改善出鐵管理、優化休復風方案、實施績效考核激勵等措施，提高了鐵水[Si]的穩定率，使煉鐵廠九高爐鐵水硅穩定率穩步上升，2022 年全年平均達到90%以上，超過公司計劃目標10%左右。為首鋼長鋼公司推行“一罐到底”運行、節能降耗、降低成本作出了較大貢獻。

1 穩定鐵水硅含量的措施

1.1 強化原燃料管理

1.1.1 保證入爐爐料結構基本穩定

長鋼煉鐵廠目前裝備2 座1 080 m3高爐和2 臺200 m2燒結機，球團和生礦主要靠外購。爐料結構長期穩定在85%燒結+5%球團和10%生礦（質量占比），生礦和球團比例主要根據季節和成本情況酌情調節，球團礦占比基本在3%～5%，生礦占比基本在10%～12%范圍內波動。

焦炭結構全部采用首鋼長鋼公司焦化廠生產的干熄焦炭，焦炭質量及成分相對穩定，為高爐的穩定運行奠定基礎。

1.1.2 強化原燃料篩分和倉位管理

強化槽下篩分工作。制定槽下給料器的給料速度標準：焦炭≤20 kg/s，燒結礦≤40 kg/s，球團礦≤30 kg/s，生礦≤30 kg/s。降低給料速度后，篩板上的料層厚度明顯減薄、均勻，篩分效果明顯變好，入爐料中≤5 mm粉末量降到3%以下。

嚴格控制原燃料倉位。為減少原燃料在運輸和倒搬過程中二次摔碎比例，煉鐵廠制定了料倉管理制度，杜絕半倉以下放料。

1.1.3 制定涮倉制度

針對雨季、冬季，生礦潮濕黏結、粉末多、凍塊影響下料和篩分效果差，制定了定期用高溫燒結礦進行涮倉的制度，該項制度實施后，不僅降低了工人勞動強度，而且篩分效果明顯好轉。

1.2 推行標準化作業

結合首鋼長鋼公司目前的原燃料情況及高爐裝備水平，根據鐵鋼界面“一罐到底”工藝對鐵水質量的要求，細化日常操作制度，嚴格在高爐主控室等關鍵崗位推行標準化作業。

1.2.1 制定爐溫控制標準

生鐵w（Si）按0.3%～0.6%控制，正常操作爐溫按0.45%中線控制，當w（Si）連續三爐低于0.35%，必須采取適當增煤提爐溫措施，當w（Si）連續3 爐大于0.55%時,必須采取減煤降爐溫措施。原則上早動、少動，避免因爐溫變化而造成大的波動。

1.2.2 嚴格控制料速

結合九高爐當前礦批情況，規定料速8 批/h，（64±1）批/班，發現料速連續2 h 超過9 批時，必須采取減風控制措施，保證當班料速不超標，為爐溫穩定和下個班操作打好基礎。

1.2.3 優化裝料制度

堅持“發展中心氣流為主，適當兼顧邊緣氣流為輔”的煤氣流控制標準，嚴格控制高爐壓差≤160 kPa。高爐操作上始終堅持“以下部調劑為主，上部調劑為輔”上下部調劑相結合原則，做到“上穩下活”。結合長鋼布料溜槽為半圓形溜槽，料流軌跡較散而且寬，逐步摸索出具有自身特色的裝料制度。礦石角差3°～4°，焦炭角差10°，礦石平臺較窄。原燃料質量好時采取“礦四環焦五環”；原燃料質量轉差下降時，高爐裝料制度逐步降為“礦三環焦四環”或“礦兩環焦三環”進行縮窄布料平臺過渡。

1.2.4 嚴格控制渣相管理

結合長鋼燒結礦澳粉比列較高特點，渣中w（Al2O3）在15.5%～16%，含量較高，嚴格要求渣中鎂鋁質量比＞0.50～0.55，當發現鎂鋁質量比低于0.50，技術科要及時排查原因并采取應對措施，為高爐穩定運行創造條件。

1.3 改善出鐵管理

九高爐于2019 年大修后，出鐵模式由過去的固定罐位出鐵變成擺動溜槽出鐵。優點是降低了勞動強度、改善了作業環境、節約了耐材成本，缺點是由于兩鐵口80°夾角和鐵路線的布局情況不能實現兩鐵口同時出鐵。隨著高爐達產達效的進一步強化，高爐爐前渣鐵能否及時排放已經成為高爐順行和指標提升的關鍵因素之一。

煉鐵廠在滿足“一罐到底”出鐵模式基礎上，不斷摸索細化進罐和出鐵模式，采用“5+1”出鐵模式，同時要求兩鐵口間隔時間不超過30 min；對爐前制定了防止跑泥、防止淺鐵口以及保證出鐵速度和時間的一系列措施；對爐前推行量化管理，將打泥量、鐵口深度、出鐵時間進行詳細記錄；將鐵次控制在14 次/d，鐵口深度在2 400～2 800 mm，出鐵時間控制在80～100 min，保證出鐵的均勻性。通過一系列改善措施的推行，目前每天出鐵爐次達到14.5 次，實現了14 次/d 的目標，大大減少了因不能及時出鐵引起的高爐憋風而造成的爐溫波動現象。

1.4 優化休復風方案

首鋼長鋼煉鐵廠近年來一直推行設備點檢定修制，每年計劃檢修3～4 次，每次大約14～16 h 不等，檢修后爐況恢復時間一般在16～24 h，并且造成爐溫持續偏高，鐵水硅含量不達標爐次較多，不僅影響產量還嚴重制約高爐鐵水硅穩定率。2021 年煉鐵廠開始對標兄弟單位生產經驗，開展計劃休風、快速復風管理技術研究，不斷優化休復風方案，通過休風前確保高爐穩定順行的爐況控制、休風料位置安排、休風料的爐料結構及增加硅石等輔料入爐、休風后堵風口數目及快速噴煤富氧等爐況恢復節奏控制等措施[2]，使高爐恢復時間縮短到8～16 h，鐵水硅含量不達標爐次明顯減少，2021 年和2022 年優化休復風方案前后鐵水硅不達標爐次情況如表1 所示。

表1 2021 年和2022 年優化休復風方案前后鐵水硅不達標爐次情況

2021 年計劃休風4 次，累計造成鐵水硅不達標爐次73 次，平均每次休風恢復鐵水硅不達標爐次占18次；2022 年計劃檢修3 次，累計造成鐵水硅不達標爐次35 次，平均每次休風恢復鐵水硅不達標爐次占12次。優化方案后硅不達標爐次明顯減少。

2 取得成效

2021 年以來，為了響應公司鐵鋼界面推行“一罐到底”工藝對鐵水硅穩定率的要求，煉鐵廠九高爐作業區人員群策群力，以保證高爐長期穩順為基礎，以降低鐵水成本為中心，通過強化原燃料管理、推行標準化作業、改善出鐵管理、優化休復風方案等措施，使鐵水硅的穩定率穩步提高，由2021 年的82%提高到2022 年的90%以上（見圖1）。

圖1 2021 年和2022 年鐵水w（Si）=0.3%～0.6%穩定率情況

3 結論

2021 年以來，煉鐵廠九高爐鐵水硅的穩定率呈穩步升高趨勢，圓滿完成了公司制定的鐵水硅達標率目標，不僅實現了爐況長期穩定運行，降低了鐵水成本，還有效地保證了鐵鋼界面“一罐到底”工藝的順利進行。從中吸取的主要經驗有：

1）穩定的原燃料條件是高爐穩定順行的前提條件，只有控制好原燃料質量，才能為鐵水硅穩定率提供有力保障。

2）高爐長期穩定順行是提供鐵水硅穩定率的基礎。通過強化高爐操作，推行主控室等關鍵崗位標準化操作，實現了高爐長期穩順及爐溫穩定率的逐步提高。

3）改善爐前出鐵管理，堅持爐內爐外一盤棋，互打基礎，采取優化休復風方案、減少爐況恢復期的高爐溫運行狀態等措施，為高爐鐵水硅穩定率的提高提供了保障。