摘  要  为进一步降低生铁成本，济钢3200m3高炉逐步增加经济料比例，炉内通过在操作制度上进行一系列调整，逐渐摸索出一条经济料冶炼下的最佳模式，实现在经济料下的炉况长期稳定运行，实现了吨铁成本的逐月降低，取得了预期效果。

关键词  高炉  经济料  送风制度  造渣制度

1  概述

济钢3200m³高炉是济钢目前容积最大、工艺最先进的大型高炉，整个高炉采用了多项国际先进的炼铁技术和装备。采用了炉缸炉底砌筑大块碳砖加陶瓷杯的综合炉底结构；炉腹及以上区域采用砖壁合一薄内衬结构技术；软水密闭循环系统；烧结分级入炉，焦丁回收，皮带上料及串罐无料钟炉顶技术；先进的全干法环保除尘系统；嘉恒法冲渣技术。2010年8月2日开炉，快速达产，各项主要技术经济指标保持了较好的水平。随市场形势严峻，为系统降低该高炉生铁成本，2011年7月份开始在3200m3高炉逐步实施经济料冶炼攻关试验，入炉品位降低、渣比升高，入炉硫负荷、(Al2O3)大幅度升高,原燃料成本大幅降低，但高炉逐渐不适应，一是风压和压差升高、透气性变差、风量降低；二是边缘气流不易控制，静压不稳定，随焦比降低，边缘自动加重，风量急剧萎缩；三是中心气流变弱；四是炉缸工作状态变差，对角的两个铁口铁水温度和出铁量明显偏差，炉芯温度逐渐下降。为了尽快扭转这种局面，根据现有原燃料情况及炉况表现，通过优化送风制度、处理炉缸、改变并优化上部装料制度等一系列措施，炉况逐渐得到恢复，并探索出一套适合济钢经济料冶炼的操作制度，实现了指标的持续优化和成本的降低。

2  原燃料条件情况及技术障碍

2.1  原燃料情况

据统计国内3000m³级高炉共计有19座高炉，由于大部分高炉有资源优势或运输优势，对原燃料要求比较高，严格执行精料方针。济钢3200m³高炉由于既没有资源优势又没有运输优势，要想降低生铁成本，必须走经济料冶炼的道路，济钢3200m³高炉目前所使用原燃料情况如下。

（1）综合品位低（56.5%）、渣比高（370kg/t以上），渣中AL2O3偏高（16.5-17.5%）。

（2）烧结品位低（55%以下）、目前随着烧结中塞拉利昂矿粉比例加至22%以上，烧结品位下至54.0%以下。

（3）济钢3200m³高炉焦炭S高达1.0%以上，随着高硫焦煤比例增加，目前达到1.1%左右。

（4）因渣中AL2O3偏高，MgO含量济钢控制在10.0%以上，镁铝比控制在0.63以上。

（5）济钢3200m³高炉原料粒度小，强度差，烧结小于10mm的比例在30%以上，热态性能差，料柱透气性差。

（6）济钢3200m³高炉原燃料质量波动大，料种多（有时多达10种以上），炉料结构稳定性差。

2.2  经济料带来的问题

2.2.1  高渣比、高Al2O3的影响

使用价格低的矿石可直接降低配矿成本。而品位低，含有害杂质的矿石又存在诸多不利因素：一是使用低铁份矿石，吨铁矿耗增加；二是铁份降低1%，直接引起综合焦比增加1.5%。三是铁份降低，渣比相应升高。渣比每升高100kg/t，焦比升高20kg/t（只考虑渣熔化热）。四是渣比增加，透液性降低，不利高炉稳定顺行，不利于采取改善煤气利用的制度，同时不利于提高煤比，从而使成本增加。渣量大可以产生一点积极的影响：烧结铁份低，相对SiO2高，加入的CaO量随着增加，尽管烧结入炉渣AL2O3量增加，但渣中（Al2O3）有一定程度降低。

评价矿石质量除考虑铁份、吨度价外，较好的矿石还要求低碱金属K、Na及Zn，较低的钒钛（V、Ti）含量，低Al2O3、低SiO2、低Mn等。Al2O3的危害众所周知，SiO2高烧结配矿必须加入大量的CaO量，不仅熔剂量增加，而且使渣比大量增加（SiO2与CaO量同时增加）。不利于高炉的透性和降低焦比。再者，矿石SiO2高，即使本身铁份并不低，但烧结配CaO后，又使得铁份降低。

2.2.2  高硫负荷的影响

为了降低焦炭的配煤成本，济钢炼铁厂自2011年7月份开始大量配加高硫焦煤、高硫气肥煤、高硫肥煤，总量高达45～50%，在焦炭热态强度下滑的同时，含硫量上升至1.1%以上的水平，而且高炉喷吹用煤含硫量0.7～0.8%，整体入炉硫负荷＞5.6kg/t。

硫负荷上升后对高炉造成的影响：一是高炉被迫大幅度调高二元碱度，提高脱硫系数，以确保生铁含硫量合格，炉料结构中酸料比例下降，综合入炉品位继续下滑；二是高炉入炉硫负荷上升后，炉缸脱硫大量耗热，燃料比上升，同时铁水一级品率偏低，铁水质量下降；三是不利于低硅高热操作；四是焦炭热态强度下滑，炉缸频繁出现中心活性降低的现象。

3  经济料条件下操作制度的探索

3.1  送风制度的确定

济钢3200m3高炉针对渣比高、品位低、渣中（Al2O3）相对偏高、入炉硫负荷高、焦炭质量相对较差的冶炼条件，确定了以下送风制度。

3.1.1  坚持高风速、高鼓风动能吹透中心、活跃炉缸

提高风速水平，缩小进风面积，确立鼓风动能控制标准为15000～17000kg.m/s。济钢3200m3高炉根据开炉两年多的实践，将初期标准风速230～235m/s，鼓风动能13000～15000kg.m/s，确立进风面积的控制基准，逐步提升为按照标准风速≥250m/s，实际风速≥270m/s，鼓风动能16500～17000kg.m/s，确立进风面积的控制基准，并配合风口上砖套实施长期探索性攻关试验，最终彻底取消砖套操作，风口面积由0.433m2逐步控制在0.410m2以内。

3.1.2  逐步加长风口，进一步提升炉缸中心活性

济钢3200m3高炉通过对比国内19座3200 m3高炉的风口长度、原燃料条件，以及本高炉开炉一年后，下部炉体温度和圆周气流稳定性变差的现象，自2012年12月开始逐步加长风口长度，将32个长度570mm的风口逐步加长至32个620mm的风口，深入炉内的有效长度由420mm加长为470mm。炉缸经过长达两个月的演变，自2013年3月份圆周气流和下部炉体温度稳定性增强，炉体水温差回落至3.0℃±。

3.1.3  取得成效

随着适合济钢经济料冶炼条件下送风制度的确立，并通过上下部制度的配合，高炉入炉风量逐年增加，压差下降，透气性指数增加。济钢3200m3高炉2010年8月2日开炉～2013年6月送风参数如下（见表1）

3.2  装料制度的确定

济钢3200m³高炉炉料结构：75%烧结+15%块矿+10%济球，渣中 Al2O3为16.5-17.5%，渣比370 kg/t。该炉料结构料柱透气性差，压差高，不易加风强化。为改善料柱透气性，维持高炉顺行。2012年7月3日，济钢3200m³高炉人员决定采取取消中心加焦、保持两股气流的装料制度，目的是既能保证边缘气流，也能维持较强的中心气流，对加风有利，但由于经济炉料本身边缘气流不宜过强，否则不利于水温差稳定和炉体的长寿，并且易出现局部气流，反而造成燃料消耗升高。济钢3200m3高炉通过反复验证，并总结以往去中心加焦的经验教训，成为国内19座高炉中第五座成功取消中心加焦、采用平台加漏斗布料模式的高炉。并经过将近半年的摸索，最终确定长期使用矩阵C41339337335232.5229.52O41339337335232.51，形成了适合济钢经济料冶炼的不带中心加焦布料模式。

装料制度确定以后，气流发生了较大的变化，圆周气流及操作炉型稳定性提升，煤气利用率由长期的44～45%上升到49.5%以上，炉顶温度由长期的200～230℃大幅度降低至2013年1～6月份的平均160℃，铁水物理热充沛，炉况稳定性增强。燃料比大幅下降，并带动各项经济技术指标的进步（见表2）。

3.3  造渣制度及热制度的确立

3.3.1  坚持高物理热操作

济钢3200m³高炉渣中Al2O3含量大多在16.5%左右，MgO含量在10%左右，镁铝比为0.61

与图1中Al2O3含量为17%时的曲线基本一致。从图1我们可以看出，在Al2O3含量一定的情况下，物理热低于1500℃时，炉渣粘度就会增大，低于1480℃时增大尤其明显。这就要求我们每炉铁的平均物理热必须大于1500℃，最高物理热必须大于1520℃，否则，每炉铁前期的物理热就会在1480℃左右，炉渣流动性就会变差。

  3.3.2  二元碱度的确立

根据公司经济技术指标考核计划，济钢 3200m³高炉的平均[Si]为0.46%，三级品率为0.5%，而济钢3200m³高炉使用的6#7#、8#9#焦炭又大量配加高硫煤，焦炭中硫含量一直保持在1.0%以上。为保证生铁质量，这就要求3200m³高炉不得不上提二元碱度。因此，3200m³高炉确定碱度的第一个必要条件为铁水中硫含量符合公司要求，保证80%以上的一级品率；第二个必要条件就是在炉温为0.4%的情况下，保证1520℃以上的物理热。从这一段时间的

实践来看，济钢3200m³高炉的二元碱度定在1.16-1.20，较为合适。并且从图1可以看出，二元碱度超过1.20以后，对炉渣熔化性温度影响较大，容易增加炉渣粘度。

3.3.3  渣中（MgO）含量的确定

炉渣的排碱能力随着渣中w(MgO)的增加而提高。实验已证明，提高渣中w(MgO)能使渣中K2O、Na2O的活度系数大大降低，即稳定性增加，从而提高了K2O、Na2O在炉渣中的溶解度。用MgO代替CaO，降低m(CaO)/m(SiO2)值，可以减少碱金属的挥发。因此，在条件许可的前提下，就单纯提高炉渣排碱能力而言，应尽量提高渣中w(MgO)。

增加MgO量会降低炉渣的粘度,改善炉渣的流动性,特别是炉渣中Al2O3含量很高时,MgO的作用尤为明显。考虑到我们渣中的Al2O3含量在16.5%左右,按照镁铝比不低于0.6来计算，渣中MgO含量应不低于10%，参照图2可以看出，在一定条件下，渣中MgO含量在10%-11%之间时，降低炉渣粘度的效果最为明显。在11%-12%之间时，降低炉渣粘度效果不明显，大于12%时，炉渣粘度反而升高。因此，综合考虑来看，渣中的MgO含量控制在10%-11%为宜。

4  结束语

济钢3200m³高炉通过适当缩小进风面积，提高风速、动能吹透中心，活跃炉缸；上下部制度合理搭配，提高煤气利用率；坚持高物理热，适当提高碱度，控制合理镁铝比范围，改善炉渣流动性。解决了吃经济料带来的高Al2O3、高渣比、高硫负荷等一系列难题，实现了炉况的长期稳定运行，带动了济钢炼铁技术的进步和经济技术指标的改善。

参考文献：

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