高比例酸性炉料对高炉操作的影响及应对措施
冷长明1，姜鑫2，薛庆斌1，龙防2,3，霍红艳4，沈峰满2
(1. 中冶京诚工程技术有限公司， 北京 100176；2. 东北大学冶金学院， 辽宁 沈阳 110819；3. 安阳钢铁股份有限公司技术中心， 河南 安阳 455000；4. 河钢集团邯郸钢铁公司， 河北 邯郸 056003)
摘 要 ：随着环境保护压力的增加，中国钢铁公司的高炉炉料结构中酸性料(球团和块矿)配比显著提高，尤其在冬季取暖季的时候。但是，各钢铁公司的资源条件不同，采用高比例酸性炉料冶炼时，有的钢铁企业获得较好的生产指标，但也有钢铁企业操作指标不佳或难以实现高比例酸性料操作。基于此，以提高高炉酸性料比例和降低生产成本为目的，分析了高比例酸性料所带来的问题，并提出了应对高比例酸性炉料的技术措施。高比例酸性料对高炉冶炼的影响主要体现在块状带和软熔带。对块状带的影响主要有，粒度的差异导致空隙率降低；堆积性能的差异导致料面难以控制；还原产生的粉末影响高炉块状带的透气性。对软熔带的影响主要有，酸性料自身软熔温度较低；还原度较低导致矿石进入软熔带前FeO含量高，使得软熔带位置上移且变宽；软熔带焦窗长度变长，增加整个焦窗的压力损失。应对高比例酸性炉料的具体措施有，合理选择优质酸性炉料；制备碱性镁质球团；采用合理的布料制度尽量克服球团矿对料面的不利影响；高炉精细化用焦，充分发挥大块焦与小焦丁的特点与功能。能够改善块状带和软熔带透气性的技术措施都可以缓解高比例酸性料对高炉冶炼的不利影响，各生产企业可结合自身的资源情况和炉型特点，逐步采取技术措施去适应和改善高比例酸性炉料条件下的高炉操作指标。旨在为中国钢铁企业采用高比例酸性炉料进行炼铁生产时提供参考。
关 键 词 ：炼铁； 高炉操作； 酸性炉料； 球团矿； 块矿； 焦炭 引 言 近年来，随着环境保护压力的增加，中国钢铁公司的高炉炉料结构中酸性料(球团和块矿)配比显著提高。采取高酸性料(球团和块矿)配比符合中国铁矿石的现状。中国铁矿资源的特点是贫、杂、难选，为提高中国铁矿石的利用率，必须对开采来的贫矿进行破碎、细磨。在选矿过程中，矿石粒度变小，形成精粉，铁精粉在烧结过程中会影响烧结料层的透气性，因此与烧结生产相比较，铁精粉更适合于生产球团矿。只不过中国钢铁企业长期以来受俄罗斯、日韩等周边国家生产模式的影响，采用高比例高碱度烧结矿配加少量酸性球团的生产模式。但从技术路线的角度来看，对于这种细粒度的铁精粉，应当主动发展球团生产路线。近年来，国家对环境问题愈加重视，烧结生产在炼铁工艺中的污染量占比较大，球团工序能耗远低于烧结工序能耗，造成的污染也大幅度低于烧结工艺。为了满足环保的需要，提高入炉炉料的球团矿比例、降低烧结带来的环境污染，是目前钢铁企业必须面临的问题。此外，在冬季采暖季，由于环境问题和用煤受限，很多地区钢铁企业烧结被迫限产，导致高炉炉料结构中烧结矿配比减少，酸性炉料配比被迫增加。通常，球团矿的铁品位比烧结矿高，提高球团矿比例可以提高入炉矿的综合品位，从而降低燃料比、提高产量、改善高炉指标等。例如，高炉生产经验总结的入炉矿含铁品位提高1%，高炉燃料比下降1.5%，生铁产量增长2.5%。因此，提高球团矿入炉配比也是提高钢铁生产效益的一种手段。有些钢铁公司主动提高块矿比例，以降低成本为目的大量使用块矿，以此来降低原料成本，提高经济效益。 基于以上原因，广大科研人员对高比例酸性炉料开展了大量研究，取得了丰富的科研成果；钢铁企业也尝试着进行了相关工业试验，甚至进行了长期稳定的工业生产。但是，由于各个钢铁公司的资源条件不同，使得有的钢铁企业获得较好的生产指标，但也有钢铁企业或难以实现高比例酸性料操作，或操作指标不佳。基于此，以提高高炉酸性料比例和降低生产成本为目的，本文分析了高比例酸性料所带来的技术问题，在分析问题的基础上提出了应对高比例酸性炉料的具体措施，为中国钢铁企业采用高比例酸性炉料进行炼铁生产提供参考。 精 选 图 表 结 论 （1）首先分析了高比例酸性料所带来的技术问题，在分析问题的基础上提出了应对高比例酸性炉料的具体措施。
（2）高比例酸性料对高炉冶炼的影响主要体现在块状带和软熔带。对块状带的影响主要有：粒度的差异导致空隙率降低；堆积性能的差异导致料面难以控制；还原产生的粉末导致透气性下降。对软熔带的影响主要有：酸性料自身软熔温度较低，易在高炉内形成位置靠上且较宽的软熔带；若酸性料还原度较低，经过块状带后矿石的FeO含量较高，进一步降低软熔温度，导致软熔带位置上移；容易使软熔带焦窗长度变长，增加整个焦窗的压力损失，对焦炭质量和焦窗透气性提出更高要求。
（3）4项见效快且易于实施的应对措施为：合理选择优质酸性炉料；对碱性球团和镁质球团的特点扬长避短，充分发挥各自优点，避免缺点，生产碱性镁质球团；采用合理的布料制度尽量克服球团矿对料面的不利影响；焦丁混装是能够改善料层透气性的有效措施，目前国内大部分高炉的焦丁量仍有继续提高的空间，通过焦炭整粒，提高混装的焦丁比，既可起到便于布料，又可起到提高球团还原度的效果，还有利于改善软熔带矿石层和焦窗的透气性，充分发挥大块焦与小焦丁的特点与功能，即高炉精细化用焦。
（4）酸性炉料比例提高势必会对高炉产生一定影响，凡是能够改善块状带和软熔带透气性的技术措施都可以缓解高比例酸性料对高炉冶炼的不利影响，各生产企业可结合自身的资源情况和炉型特点，逐步采取技术措施去适应和改善高比例酸性炉料条件下的高炉操作指标。
