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包钢6号高炉强化冶炼技术攻关实践

包钢6号高炉强化冶炼技术攻关实践

于恒亮, 高向洲, 卢俊慧, 郭卓团, 马   祥, 韩   磊, 孙胜杰
(内蒙古包钢钢联股份有限公司炼铁厂, 内蒙古  包头  014010)

摘  要:包钢6号高炉碱金属负荷、锌负荷及氟负荷偏高,生产指标提升空间较大,为此进行强化冶炼技术攻关。通过稳定下部、活跃炉缸,利用上下部调剂相结合优化煤气流分布,控制合理操作炉型;通过提高炉顶压力、富氧率,改善燃烧条件,强化炉前出铁标准化作业,改善软熔带位置与形状,提高煤气利用率,利用系数不断提高,炉况长期稳定顺行。2024年高炉利用系数提高至2.334t/(m3·d),2025年5月达到2.513t/(m3·d);全年富氧率由4.53%提高至5.02%以上,风压由0.372MPa提高至0.405MPa,炉顶压力由0.209MPa提高至0.230MPa,煤气利用率由46.09%提高至46.58%。

关键词:高炉; 强化冶炼; 操作炉型; 富氧率; 煤气利用率

包钢6号高炉(2500m2)于2006年12月12日建成投产。炉体采用矮胖炉型、薄炉衬铜冷却壁及软水密闭循环冷却系统;炉顶采用并罐无料钟设备,包钢BG-3型布料器;配料采用分散称量,主皮带上料;设有30个风口3个铁口2个矩形出铁场;炉前采用美国AB公司液压振打开口机及矮身泥炮,配2套INBA渣处理系统。

2023年,6号高炉炉况稳定顺行,虽然最高利用系数达2.273tV/(m2·d),但平均利用系数仅为

2.185/(m3 ·d),而行业同级别高炉平均利用系数为2.45V(m2·d)。相比之下,6号高炉存在不小的差距,生产指标提升空间较大。为此,采取了一系列强化冶炼措施,高炉炉况长期稳定顺行,利用系数不断提高。

面临的困难

1.1 经济配矿带来挑战为了降低成本,包钢快速联动寻找新矿种,研究

经济配矿,分析烧结矿质量指标的变化趋势,测算成本。2024年至今,配加了印度铁矿粉、高硫蒙精铁矿粉、bingbong铁矿粉、熔剂性高硅褐铁矿粉、阿特拉斯铁矿粉,提高了高硅巴粗铁矿粉的配加比例;降低了高价进口澳洲铁矿粉、混合铁矿粉的配比,为降低烧结矿成本提供有力支撑,同时也给高炉冶炼带来了新的挑战。

1.2 入炉有害元素负荷偏高

白云鄂博铁矿石有害元素含量较高,钾、钠、氟在炉内循环富集,造成6号高炉冶炼困难-21

(1)钾、钠的破坏作用。对焦炭的破坏,表现在提高焦炭反应性,促进焦炭气化反应,降低焦炭孔壁厚度,降低焦炭机械强度,促进粉末产生;对铁矿石的破坏,表现在降低其软化温度,加剧球团矿灾难性膨胀。对高炉料柱的破坏,表现在降低料柱透气性,尤其是降低软熔带气窗透气性,升高压差梯度,促进成渣带上移[3

(2)氟的破坏作用。氟的存在加剧了钾、钠的危害。氟以(CaF2)形态存在,可使初渣熔点降低,促进软熔带上移。含氟炉渣熔点比普通炉渣低100

~150°C,熔化区间只有50°C,属于短渣,且初渣(Fe0)含量较高、黏度较低31。

1.3 高炉操作不适应

炉渣碱度高,渣铁流动性较差,导致煤气流分布不当,边沿气流较强,中心气流较弱。生铁[Si含量偏低,经常出现连续低硅铁3。自产矿易熔、易凝、难重熔,容易引起下料不顺畅,甚至造成炉况波动。1.4 炉身下部和炉腰冷却设备容易烧坏

生产中,白云鄂博矿性能特殊,矿石软化温度低、熔滴区间宽,高炉软熔带根部相对较高。包钢高炉边沿气流发展,对炉腹、炉腰、炉身下部形成高温灼蚀,超过冷却壁的承受能力,导致冷却壁壁体损坏、龟裂、变薄4,甚至水管裸露。因此,包钢高炉炉身下部和炉腰的冷却设备易烧坏,一般生产5~6年就需要小修或中修,更换该部位的冷却壁及炉皮。针对包钢高炉冶炼特点,6号高炉6~10段采用铜钢复合冷却壁(见表1),其余为光面低铬铸铁冷却壁和球墨铸铁冷却壁。合理优化冷却壁配置,有利于延长冷却壁的使用寿命。

表1包钢6号高炉冷却壁设计参数

功日

第1段第2段

第3段

第4段

第5段

第6段

第7~10段第11~12段第13~14段

第15段第16段

冷却壁结构

光面低铬铸铁冷却壁光面低铬铸铁冷却壁光面低铬铸铁冷却壁

光面低铬铸铁冷却壁

光面低铬异形铸铁冷却壁钻孔4通道铜钢复合冷却壁钻孔4通道铜钢复合冷却壁单层水冷镶砖球墨铸铁冷却壁单层水冷镶砖球墨铸铁冷却壁单层水冷球墨铸铁冷却壁

钢砖(水冷)

2采取的技术措施

2.1 稳定原燃料质量

高炉实现稳定顺行的基石是原燃料质量合格且稳定。为了实现炉况长期稳定顺行,严把入炉原燃料质量关,对焦炭M。反应后强度CSR及平均粒度MS,烧结矿转鼓强度T、低温还原粉化指数RDI及<10mm粒度的入炉比例,,球团矿抗压强度、还原粉

标准数量

45

44

4345

30454540363240

壁体厚度

nm

60160160160160(275

120120345235245250

管径

mm

中75X6$75 x6$75 x6$75 x6675 x6

30x80(长圆孔)30x80(长圆孔)

$75 x6$75 x6b75x6

$45 x6.5

化指数RDI及还原膨胀指数等进行严格管控[5]。

(1)有害元素。2023一2025年,虽然6号高炉人炉有害元素负荷偏高,但是基本维持稳定,没有出现较大的波动(见表2)。有害元素尤其是碱金属在炉内循环富集,会严重破坏焦炭强度,使得焦炭质量恶化,反应性明显增强,反应后强度明显降低,对提产降耗十分不利。

(2)烧结矿。近3年,6号高炉烧结矿供应稳

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