关于大矿批、高煤比在高炉操作中的应用
摘 要
随着炼铁原燃料价格的不断上涨，进一步改善煤气利用，降低消耗提高指标，是摆在我们炼铁操作者面前的首要课题。不锈钢公司 450 高炉尝试了高煤比、大矿批。首先，450 高炉采用多环布料，矿批由 18t 扩到 25t，随之扩到 27t，高炉顺行没有受到影响，指标反而得到明显好转。
关键词 大矿批高煤比富氧
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1 引言
炼铁技术在近几年发展比较迅速，许多技术方面的问题、观点不一，相互之间很有必要学习，交流经验、取长补短、提高操作、创造效益。
2 扩矿批、提煤比后的效果
2.1实验过程
目前，多数 450m3 系列高炉，据我所知矿批大多数都在 16～18t，随着炼铁原燃料价格的不断上涨，进一步改善煤气利用，降低消耗提高指标，是摆在我们炼铁操作者面前的首要课题。在不锈钢公司 450m3 高炉尝试了高煤比、大矿批。首先，450 高炉采用多环布料，矿批由 18t 扩到 25t，随之扩到 27t，高炉顺行没有受到影响，指标反而得到明显好转。
（1）综合燃料比下降 20～30kg。
（2）煤气中 CO2提高 2%左右，炉顶温度下降 50～80℃。
（3）由于矿批扩大煤气流稳定，高炉可接受较高风压，热风压力由原来 265kPa 增加到285kPa，冶强明显提高，日产增加约 50t。其次，在矿批扩大时，调整期煤比控制稍低（每吨铁 165kg/t），待矿批扩大到 27t 后，炉况顺行未受影响，在炉温稳定，高炉顺行的基础上，减少焦批逐步提高煤比，增加烟煤喷吹比例到 80%，煤比提高到吨铁 180kg 以上，高炉顺行条件比较好，能够在富氧率 1.5%～1.7%基础上接受每吨铁 180～190kg/t 的高煤比。
2.2高炉实现大矿批，高煤比要具备以下条件，采取相应措施
2.2.1 选择合理的炉顶布料方法
选择合理的炉顶布料方法，目的是保持高炉煤气有两条通路，根据高炉冶炼实践，高炉需要一个边缘和中间环区重，中心发展的煤气分布，以获得良好的煤气利用。扩大矿批会使矿层加厚，成渣带变宽。要保持炉况顺行，接受高风压大风量和高煤比，要做到：
（1）中心气流要高度发展，又要控制在窄小范围内；
（2）加重边缘的同时，又要在靠近炉墙处适当发展边缘；
（3）中心地带要有一个高而平稳的煤气利用率。采用多环布料中心加焦的方法，可以达到上述目的。我们采用了焦 4 环矿 3 环的方法：料制 KK↓PP↓PP↓（K：焦 P：矿），炉况顺行良好，取得较好指标。
2.2.2 富氧量增加
富氧量增加使理论燃烧温度升高，炉身和炉顶温度降低。如果理论燃烧温度过高，则导致炉况不顺，故必须控制适宜的理论燃烧温度，发挥富氧鼓风的最佳效果，保证炉况长周期稳定顺行。富氧量增加鼓风中氧浓度提高，N2 量降低，单位生铁的煤气量减少，如冶强不变，风量减少，风口前焦炭回旋区缩小，导致边缘气流发展，从而为增加喷吹量创造了条件。从煤枪喷出的煤粉在风口前和风口内就开始了脱气分解和燃烧，在入炉之前燃烧产物与高温的热风形成混合气流，它的流速远大于全焦冶炼时的风速，促使回旋区向纵深发展。又由于氢的黏度和密度小，扩散能力远大于 CO，无疑也使气流向中心发展。富氧鼓风 N2量减少，煤气发热值相应提高，为热风炉提供了良好热源，可提高风温，从而提高理论燃烧温度，增加喷吹量。
2.2.3 良好的焦炭质量和筛分效果
大矿批高煤比要有良好的焦炭质量和筛分做保障，大家都知道，焦炭在高炉中的骨架作用，是任何其他原料都代替不了的。
（1）矿批增大成渣带变宽，焦炭的焦窗是保证高炉合理煤气通路和顺行的前提，焦炭强度不好会导致高炉软熔带透气性变差，顺行受到破坏，当然也就失去扩大矿批的意义了。（2）随着煤比的提高，焦炭在高炉中所占比例越来越少，骨架作用显得尤为重要。在焦炭粒度方面也应考虑减少∮25 以下比例（可作为焦丁单独入炉），增加∮25 以上∮40 左右的焦炭比例。所以说改善焦炭尤其是热强度和粒度组成方可实现高煤比，当然富氧条件具备也应提高富氧。
（3）入炉原料筛粉不好，会直接破坏高炉透气性，严格控制∮5mm 以下粉末入炉，才有条件实现大矿批和高煤比操作。
2.2.4 降低生铁含 Si 选择合理热制度和造渣制度。
（1）降 Si，生铁含 Si 不是降低铁水物理热，适当提高渣中 MgO 可抑制 Si 的还原，控制生铁含 Si 在 0.3%～0.45%之间，铁水物理热达到 1500℃以上。由于矿批扩大和煤比提高都会使料柱通气性变差，生铁含 Si 高不仅使还原 Si 多消耗碳使焦比升高，而且由于炉温高下料慢，易造成难行，悬料，破坏顺行。
（2）造渣制度和物理热不可忽视，要保证渣铁良好物理热和炉渣良好的流动性，才能达到高煤比和大矿批的目的。如果渣温不足，流动性差，会破坏高炉透气性，顺行不好，因煤比提高，置换比会随之降低，要求炉温稳定在较小范围内，不能大幅度波动，否则一切成果都会付之东流。
2.2.5 改善炉渣的流动性
炉渣的稳定性是指当炉渣成分和温度发生变化时，其熔化性温度和黏度能否保持稳定。稳定性好的炉渣，遇到高炉原料成分波动或炉内温度变化时，仍能保持良好的流动性，从而维持高炉正常生产。
所以必须及时准确地调整渣中 MgO 含量，因为 MgO 含量对炉渣黏度有相当大的影响，MgO 含量的增加使黏度下降，但在三元碱度不变用 MgO 代替 CaO 时这种作用就不明显。但 MgO 含量在 11%左右时高炉炉渣的流动性和稳定性较好。
2.2.6 抓好炉前出铁
管理高煤比高富氧后高炉冶炼强度有所增强，生铁产量提高，炉前能否及时出净渣铁直接影响到高炉的稳定顺行。产量提高以后，一方面铁口工作压力增大，另一方面也经常出现因铁水包满而渣铁出不净的情况。针对上述情况，将工作重心放在了炉前，首先从抓炮泥质量着手，保证炮泥强度能满足出铁的要求；其次重点强调均匀出铁。为此车间制定了一系列的考核措施，对铁口的维护、铁口的深度、打泥量的控制、出铁正点率、渣铁沟的维护以及铁水包的装载等进行了严格的管理，有利地保障了炉前工作的顺利进行。以上各种措施既相互制约，又相互联系，相互促进，使高炉长期稳定顺行。通过提高煤比，高炉的主要技术经济指标取得了十分明显的进步。
3 存在的问题
煤比越高对煤种的成分稳定性要求越高，否则会对高炉热制度造成大幅度波动，严重时会引起炉况失常，所以在提高煤比的同时要特别重视煤种的稳定性，需要公司采购部门稳定煤种和厂家，为进一步稳定提高煤比打好基础。
4 结束语
总之，大矿批和高煤比的操作，不但要具备以上条件，而且最主要的是不能过于急，要稳步推进，在高炉顺行的基础上，每调剂一步要观察和总结，为下一步调整打下基础。