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贫杂矿冶炼技术要点概述
红钢低品位高有害元素高炉中钛渣
综合冶炼技术研发及产业化
工作总结
红河钢铁有限公司
2015年4月
1项目概述……………………………………………………………………………………..1
1.2项目实施情况…………………………………………………………………………………………1
1.3项目取得的成果………………………………………………………………………………………2
2.1项目实施完成的主要研究内容…………………………………………………………………….4
2.2项目实施完成的技术、经济指标………………………………………………………………….12
红钢低品位高有害元素高炉中钛渣
综合冶炼技术研发及产业化
一阶段工作总结
1项目概述
1.1项目背景
21世纪仍占主导地位的高炉炼铁工艺进入新世纪近10余年来,世界钢产量由8.48亿吨增长到15.15亿吨,铁产量由5.76亿吨增长到10.82亿吨;中国钢产量由1.28亿吨增长到6.83亿吨,铁产量由1.30亿吨增长到6.297亿吨;中国炼铁产量翻了近5番,比重也从占世界生铁产量的22.65%增加到58.16%,至今仍然有继续扩大的趋势。
高炉炼铁是资源消耗型的产业,铁矿和煤炭资源是保障高炉炼铁可持续发展的必要条件,从长期看,全球资源可满足钢铁企业发展对铁矿石的需求。
但是矿石品种结构矛盾突出,世界铁矿资源集中在澳大利亚、巴西、俄罗斯、乌克兰、中国、印度、美国、加拿大、南非等国,中国在原矿储量排序上位居全球第四,但按金属量计算,中国铁矿资源排名第六。
亦即我国要以仅仅占世界的6%的铁矿石资源生产出占世界产量58%以上的生铁产量,资源—产能处于严重不匹配,这极大地影响了我国炼铁工业可持续发展,利润,钢铁产业抗风险能力变差。
钢铁企业的竞争在于综合实力的比拼,依靠的是技术创新能力、削减成本能力等核心内容,当今钢企面对的是由于资源紧张、产能过剩带来的生铁制造成本和钢材市场价格的巨大压力,低成本生铁制造技术成为增强竞争力的关键。
我国钢铁规模扩张速度过快,国产铁矿石资源供给率持续下降,成为海外进口矿石的最大消费国,钢铁企业利润绝大部分被海外矿山所攫取;加之炼铁产业集中度不高,促成进口铁矿石对我国钢铁企业形成垄断,价格始终居高不下。
此外,物流运输成本、社会钢材库存的持续升高,整个钢铁工业利润受制于原材料价格和钢材市场,最终形成了我国炼铁产业目前的市场—生铁成本倒挂现象。
从目前世界和我国钢铁生产特点来看(图1),我国铁钢比在0.922~1.016之间,这说明中国钢产量的增长主要依靠生铁产量增加来实现,这就意味着国内原本就不宽裕的矿石资源消耗量及速度进一步增加,造成国内铁矿石对钢铁生产保证率持续降低;国外近十年来生铁产量稳定,钢铁比为0.545~0.629之间,这表明,国外钢产量的增长并未依靠生铁产能的增长来实现,而是通过利用废钢或其他途径来实现钢产量的增长,国外炼铁进入资源消耗稳定、循环利用阶段,竞争能力增强。
图1近十余年世界生铁产量及铁钢比趋势
日前,行业分析机构世界钢动态公司(WSD)根据钢铁企业的生产规模、盈利能力、技术创新、议价能力、成本优势、财务状况等23个项目进行评估并发布世界级钢铁企业竞争力排名表明(2013年,中国贸易救济信息网),韩国浦项钢铁公司自2010年以来已经连续第四年获评全球最具竞争力钢铁企业;在最新排名中,雄踞世界产量第一多年的中国钢铁企业排名最高的宝钢排名出现大幅下滑,已经退出前十,其他中国钢企基本处于中下游水平,这与目前中国钢铁行业整体盈利水平偏低相关。
这说明当今世界钢铁企业的竞争在于综合实力的比拼,依靠的是技术创新能力、削减成本能力等核心内容。
我国不同地区的高炉冶炼由于矿石资源在全国的不均匀分布及存在沿海、内陆等地域及交通情况的显著差异性而存在差异,中国高炉炼铁装备与技术在整体取得很大进步的同时,基于各自钢铁企业具体条件,形成资源生产、技术特色各有不同:
分布于我国沿海、近海经济发达地区和东北、华北、华东、中南矿区矿区集中区域,以宝钢、京唐、鞍本和武钢、邯宝、马钢、南钢新区为代表,以2800m3以上级大高炉群为生产主体,装备制造及技术指标处于国内先进水平,入炉品位保持在56.0%以上;上述地区中小高炉以唐钢不锈钢、新兴铸管及邢台、安阳为代表,特点为利用系数均>3.80t/(m3.d),煤比仍达160kg/t以上,入炉品位仍然在54.5%以上;资源特色型钢铁企业如包头矿含氟和稀土金属氧化物(RexOy),酒泉地区矿石含有BaSO4和BaCO3等,以包钢和酒钢为代表,在试验研究和多年生产实践中形成了独有生产特色;值得强调的是在矿石储量占17%的攀西地区,以攀钢为代表,依托储量巨大的单一矿石资源,特点是属于钒钛磁铁矿资源,入炉品位较低,钛负荷重,高炉操作难度很大,经过多年技术攻关后生产及经济指标稳定,形成独具高钛渣冶炼特色,这极大地发挥了本地资源优势。
云南区位优势显著,但优质铁矿石资源相对储量不足,伴生矿、有害元素较高,阻碍其钢铁生产的不利客观因素是交通、资源、装备技术等;进入新世纪后钢铁工业有了较快速发展,2011年,钢铁产量1351.4万吨,排名全国第19。
近年民营钢企发展势头迅猛,一方面对云南省经济发展起到良好促进作用,另一方面促成云南省内资源供给率紧张化。
红河钢铁有限公司(以下简称“红钢”)地处云南省东南部,优质资源相对匮乏,且因地域、交通等导致进口矿、远距离优质精矿使用成本日趋升高,通过对低品位高有害元素中钛渣冶炼综合技术研发,规模利用好价格优势显著的本地及周边资源,进一步提升红钢本地及周边矿石资源的使用比例并形成产业化。
最终在激烈的市场竞争中扬长避短,这对增强红钢炼铁工序核心竞争力和生命力、实现高效化生产及可持续化发展具有重要意义。
1.2项目实施情况
相对于《高炉炼铁工艺设计规范》规定的精料要求及高品质矿石资源(烧结矿、球团矿、块矿、粉、精矿化学组成成分和稳定性能)概念,贫杂矿矿石及资源的特点是:
品位低,造渣成分ω(SiO2)、ω(Al2O3)等含量高,有害元素(硫、磷、铅、锌、砷、氟、氯、钾、钠、锡等)及不利于高炉冶炼过程和改善指标的成分接近或超过规定临界值ω(TiO2);各组分含量不稳定;品种多,同一矿点数量少;理化及冶金性能差异大。
高炉使用后对恶化了原本就极为复杂的高炉冶炼过程,并且,对高炉耐材和操作炉型存在破坏作用,这对高炉生产的稳定顺行、技术经济指标、高炉炉寿等均会造成不利影响,主要表现在:
(1)品位低、ω(SiO2)、ω(Al2O3)等脉石成分高的影响。
入炉品位降低,直接导致渣量的大幅增加,渣量的增加扩大了成渣带的范围及厚度,必然加重了炉内透气、透液性阻力,是直接影响冶炼过程的根本因素;此外,加剧了对焦炭的侵蚀和溶蚀,使焦炭透气透液负荷加重。
(2)ω(TiO2)含量增加的影响。
随着入炉钛负荷的增加,炉渣中(TiO2)还原后使炉渣与焦炭的润湿性改善[23],因此在滴落带和高炉中心料柱的空隙更易被还原的炉渣所堵塞,高炉中心难以吹透,易导致炉缸不均不活;由于还原出的Ti与C、N结合生成熔点极高的TiN、TiC存在于渣中使炉渣熔化性温度升高,炉渣流动性良好的温度区间变窄,粘度急剧增加,炉内风压波动大,不易接受风量,造成冶炼困难。
(3)品种、数量、成分、不稳定的影响。
矿石资源品种多,矿物组成复杂,造成烧结矿成分ω(SiO2)、ω(FeO)及碱度R不稳定,物理性能下降。
从而为高炉日常生产操作带来难度,生铁[Si]含量及炉渣碱度波动大,控制不当会引起异常炉况的出现,影响冶炼过程。
(4)有害元素高的影响。
矿石中带入的杂质影响烧结矿、球团矿质量,增加高炉熔剂用量和渣量,硫负荷增加造成高炉生铁质量下降,增加了炼钢炉外精炼的工作负荷;较为严重的是:
铅、锌、钾、钠等有害元素在炉内的循环富集、膨胀和渗透,破坏高炉内衬和炉体,引起高炉内型及炉体发生变化,造成高炉渣皮不稳定,炉体变形、炉底上涨等现象。
有害元素富集造成的高炉内衬上涨,尤其对于风口带会造成风口中套变形和引起小套上翘,导致炉缸初始气流分布不合理,对高炉正常生产造成影响,甚至引发高炉风口连续烧坏等恶性生产事故。
这些,使炉况不稳定因素增加,不易接受高炉强化冶炼,甚至影响顺行,引起高炉产量、综合燃料比等指标恶化。
红钢炼铁工序经过十余年的建设发展,在装备技术起点较高基础上不断完善优化系统工艺流程,通过引进、吸收、消化和改造,整体装备水平和实用性均得到很大提升;设备管理和检修制度也不断得到完善,极大地提升了设备作业率、设备运行可靠度和检修、抢修效率;专业技术人员和岗位操作人员队伍得到切实锻炼,整体素质和业务素养进一步提高。
此外,由于受限于地域条件,与全国平均水平相比,红钢炼铁多年的较低品位生产实践为进一步开展贫杂矿冶炼积累了宝贵的实践经验。
在红钢公司领导和厂领导的正确领导和支持下,结合红钢的原料状况和工艺装备条件,开展红钢低品位高有害元素高炉中钛渣综合冶炼技术研发,以红钢高炉为研究对象,从生产、技术、管理等多角度分析研究找出各种针对性的应对措施和途径,在理论分析研究基础上,通过在实践的过程中不断优化、探索、总结。
一定程度上实现同比条件下持续改善生铁冶炼技术经济指标和生铁冶炼成本降低。
初步效果为:
有效扩大资源利用范围,本地粉矿(Tfe:
48%~50%)从15%增加到了40%,周边粉矿(Tfe:
50%~53%)从0%逐步增加并稳定在25%左右;全部退出进口矿;总的来说,进口矿及高价优质精从60%削减到了20%,本地及周边矿石资源从40%增加到了80%。
高炉酸性矿石方面,1#~2#高炉形成了以本地含钛球团为主,3#高炉以本地含钛球团+周边块矿>10%的经济炉料结构。
在烧结矿ω(Tfe)43.0~45.5%、ω(SiO2)超过9.0%、渣中ω(TiO2)>6.00%、有害元素负荷高位运行条件下,在入炉品位降低3.6%~4.5%、渣量增至620~660kg/t条件下,高炉利用系数仅下降4.5%~6.0%,燃料比仅升高2.95%~5.60%。
亦即,同比条件下:
高炉利用系数稳步提高,综合燃料比稳步下降;红钢炼铁厂高炉实现具有一定强化冶炼水平的长周期稳定顺行,显著降低生铁冶炼制造成本;同时结合高炉合理冷却制度管理和炉体炉型监控与维护技术措施,铅锌钾钠等有害元素排除率显著提高,大大缓解有害元素对高炉炉体炉型的危害。
1.3项目取得的成果
综合分析了影响炼铁工序生产技术指标的各个因素,对红钢炼铁在矿石资源贫杂化后综合冶炼技术应用展开研究,从理论上分析了可行性,依据红钢炼铁系统各个时期具体生产条件下的生产实践数据进行对比分析及总结。
在本地及周边矿石资源逐步增加至70~80%过程中,围绕矿石品质下降、成分不稳定、渣量、有害杂质元素增加这个中心环节,通过不断优化完善炼铁工序工艺流程、发挥技术装备特点优势。
重点做好原燃料质量管理和生产组织、设备管理、炉体炉型维护管理及检修效率、炉前生产效率、综合操作技术等方面的提升、改进工作,实现了高炉各技术参数新的协调发展,近来在烧结矿品位降低3%~5%、ω(SiO2)从7.5%上升至9.5%、入炉品位47.0%~49.0%、渣量超过660kg/t铁、钛负荷25~35kg/t,S、KNa、PbZn等有害元素负荷超出规范数倍~10余倍情况下,根据红钢炼铁近年来规模开展低品位贫杂矿冶炼技术研究及应用实践效果,不但高炉实现具有一定强化冶炼水平的长周期稳定顺行,1#~2#、3#高炉利用系数、燃料比等指标分别稳定在2.65、2.35t/(m3.d)以上和650、622kg/t铁以下,各有害元素脱除率分别达到了85%、95%、85%以上;同时也实现了本地资源应用合理化,而且技术经济指标稳定、生铁冶炼制造成本降低。
因地制宜、合理利用本地化资源工作卓有成效,实现了炼铁可持续化的高效生产,逐步形成了具有红钢特色的低成本生铁制造的发展模式。
同时,红钢炼铁的较大规模使用低品位含多种有害元素贫杂矿中钛渣冶炼综合技术的形成,对于其他使用全外购焦炭、球团及矿石资源条件较差的炼铁企业,亦具有广泛的参考价值和实用性。
(1)通过优化烧结配矿及生产组织、控制适宜的FeO、MgO含量、添加增效剂、喷洒CaCl2溶液、优化高炉炉料结构及强化原燃料质量控制与管理,有效提高入炉原燃料理化、冶金性能指标及稳定性水平,这为炼铁高炉低品位大渣量强化冶炼提供良好物质基础。
(2)强化高炉内外部生产物流组织、点巡检制度和大力提升炉前生产技术进步水平,提升生产组织效率、设备可靠度和作业率、提升炉前渣铁排放效率成为低品位大渣量条件下强化冶炼的关键。
(3)加强炉体监测、维护与冷却制度管理,确保炉体各部位热流强度稳定,采用定期校正风口中套、改造进风装置等技术措施控制风口内衬上涨速度,确保高炉始终拥有合理操作炉型和下部初始气流稳定,是避免炉缸工作不均不活、降低有害元素对炉况顺行不良影响、促进高炉稳定生产的保证。
(4)选用具有良好流动性和排碱能力的炉渣,适宜的综合冶炼强度和煤比,使用较高富氧率、高风温、高顶压使热量集中高炉下部,改善炉内透气性,抑制钛还原,采用量化精细化操作技术、大力推行低[Si]铁冶炼等技术措施优化高炉操作制度及提升操作技术水平,确保高炉上下部制度相宜,煤气流分布合理,实现高炉各参数在新的生产条件下新的协调发展,是矿石贫化后实现高炉稳定顺行、强化冶炼和稳定技术经济指标的有效途径。
(5)当前客观条件下依靠贫杂矿冶炼综合技术体系的完善,规模使用具有较佳性价比的本地资源,生产效益和经济效益显著。
红钢炼铁工序依靠贫杂矿冶炼综合技术体系的不断完善和科学系统化,生产效率和生产技术指标稳步前进。
不仅消化了贫杂矿诸多缺点对高炉冶炼过程带来的的不利影响因素。
高炉冶炼指标也在随品位下降、有害元素和钛负荷升高过程中突破了传统品位、产量、消耗的关系,取得同比条件下逐步改善的稳定指标。
这不但有效扩大可利用资源范围,大大缓解资源及物流、采购压力,保证矿石供给率和稳定率;且充分发挥出了贫杂矿的经济性优势,大幅度地降低了生铁制造成本,从而为红钢炼铁工序开创新的局面,形成具有自有贫杂矿冶炼特点的高效化可持续生产和发展模式,说明在当前原材料及钢材市场条件下的发展方向是正确的。
其他方面,项目实施期间,形成了“用低品位高有害元素矿石冶炼合格生铁的方法”、“高有害元素用低品位矿石冶炼合格生铁的方法”等自主知识产权;修正了在相关冶炼条件下的操作技术规程;项目实施期间,累计少用进口矿、高价优精矿分别为49万、49万吨,多用本地及周边矿石资源数量超过98万吨。
这对近年在进口矿石价格高昂、物流成本不断上涨、钢材价格持续低位运行的现实情况下,由于有效扩大了矿石资源使用范围,这极大地缓解了物流运输、原材料及市场价格、矿石供给稳定率对炼铁过程与成本控制、现金流等带来的压力,经济和社会效益显著;项目实施期间,培养了一批专业技术人员及生产操作人员。
2项目实施完成的主要研发内容及达到的技术经济指标
2.1项目实施完成的主要研究内容
2.1.1研究开发工作概况
按照所承担专项工作的研究开发内容要求,在红钢公司领导和厂领导的正确领导和支持下,结合红钢的原料状况和工艺装备条件,开展红钢低品位高有害元素高炉中钛渣综合冶炼技术研发,以红钢高炉为研究对象,根据红钢近年资源条件和高炉生产的现状,在深入调查研究和现场试验基础上,结合项目组成员多年实际操作和高炉生产技术管理经验,认真分析各种试验数据和生产数据,并认真查阅相关参考资料文献。
围绕低品位贫杂矿冶炼对高炉冶炼过程、炉型、生产组织、技术指标的不利影响。
从生产、技术、管理等多角度分析研究找出各种针对性的应对措施和途径,在理论分析研究基础上,通过在实践的过程中不断优化、探索、总结。
初步形成满足可持续发展的低成本制造合理炼铁生产经营目标的确立与定位、装备技术的进步、原燃料预处理技术的进步和质量稳定水平的提高、合理炉料结构的选取、生产组织和设备运转效率及综合管理水平的提升、高炉适宜冶炼强度和喷煤比的选择、操作技术水平和人员整体素质提升等一系列贫杂矿冶炼核心技术体系。
主要研究内容和技术措施、途径如下:
(1)加强原燃料理化性能、冶金性能、质量稳定水平的研究与控制力度。
对烧结原料资源变化、褐铁矿比例增加后的合理配矿、操作技术应用、合适MgO和FeO含量的确定、喷洒CaCl2溶液技术和添加剂应用等展开研究和实践。
找寻出资源变化后改善烧结矿转鼓指数、低温还原粉化指数、软熔熔滴区间及各理化指标稳定性等关键指标的途径,确定合理范围;对焦炭的选取,分析M40、M10、CRI、CSR等指标水平与品位、渣量、强化冶炼强度的关系并进行控制;对高炉原燃料管理实行预警制度,并建立起原燃料指标与冶炼强度、操作制度、技术指标的有机对应关系;
(2)研究完善炼铁大工序工艺流程、优化最佳生产组织模式、发挥整体生产效应。
建立炼铁大工序内各工序、系统的有机统一联系,形成最佳匹配模式。
依靠装备技术进步,找寻出烧结生产、高炉生产、炉前生产的最佳组织模式,采取措施提升生产组织效率、设备可靠度和作业率、提升炉前渣铁排放效率;
(3)研究低品位大渣量高有害元素条件下的中钛渣冶炼对高炉炉型、气流分布的影响并找出有效解决途径和措施。
加强炉体监测、维护,制定合理的冷却制度管理,确保炉体各部位热流强度稳定,采用技术措施控制风口内衬上涨速度,确保高炉始终拥有合理操作炉型和下部初始气流稳定;
(4)研究低品位大渣量高有害元素条件下的中钛渣冶炼对冶炼过程、气流分布、炉渣流动性的影响。
选用具有良好流动性和排碱能力的炉渣,研究控制适宜的综合冶炼强度和煤比,使用较高富氧率、高风温、高顶压使热量集中高炉下部,改善炉内透气性,抑制钛还原,促进高炉生产稳定顺行、稳定生产技术经济指标,并有效提升有害元素排除效率;
(5)研究低品位贫杂矿中钛渣冶炼下的操作制度优化关系。
选择适宜高炉操作制度及提升操作技术水平,日常操作推行量化精细化操作技术、推行低[Si]铁冶炼等技术措施,确保高炉上下部制度相宜,煤气流分布合理,实现高炉各操作参数在新的生产条件下协调发展。
2.1.2研究工作开展情况
(1)低品位多品种烧结原料条件下的烧结矿质量控制研究
针对前述烧结原料变化特点,烧结精料内容的重点转变为追求烧结矿良好的冶金性能、物理性能及稳定性的持续提高,减小化学成分的波动。
在烧结精料方面重点做好三个方面的工作:
首先对烧结原燃料资源建立分级系统技术档案,加大对现有资源条件的配矿研究力度,改追求品位为以冶金性能和性价比为控制目标的配矿技术思路;其次加大烧结原料预混力度及频次,注重造堆和取料成分质量稳定,建立模型强化混合料及烧结矿成分预测,建立起在实际生产配比变动>10%或使用新品种时先通过烧结杯及冶金性能试验获取数据的高温烧结性能预控预判、事前分析、事后总结归档机制;再者通过烧结新技术新工艺的应用和优化烧结操作技术参数来达到强化烧结制粒、矿化效果及改善烧结矿冶金性能,优化工艺技术生产以针状铁酸钙为粘结相的高还原性、高强度、粒度组成好的高碱度烧结矿(SFCA)。
结合品位降低后的高炉生产实际需要,提出了对烧结矿ISO转鼓、R稳定率、还原强度、还原粉化指数、还原磨损指数、还原度等9个质量指标的控制值范围。
控制烧结矿物理性能、稳定率、高温冶金性能等关键指标应达水平。
为达到上述烧结质量控制指标,烧结矿碱度控制1.80~1.95取得最佳生产效果范围,控制好布料、混合、制粒、打水、添加物等中间工艺过程,采取改善熔剂和固体燃料粒度,严格控制水分,延长混合造球时间,提高混合制粒率,提高混合料的透气性度;实施低温烧结(1250~l280℃)、厚料层烧结等技术管理措施。
研究及实践结果表明:
(a)褐铁矿粉粒度控制技术。
控制适宜的褐铁矿粉粒度组成,增加1~3mm部分比例,严格控制>10mm数量,可在褐铁矿粉比例较高时,减少烧结过程中烧结料层的爆裂现象,提高垂直烧结速度和烧结成品矿强度;(b)提高混合料料温技术。
完善烧结混合料预热系统,提高烧结料的温度,可减少烧结过程中烧结料层的过湿现象,降低抽风阻力,提高垂直烧结速度;(c)烧结机机头机尾柔磁性密封技术。
可有效降低烧结系统漏风率,提高抽风负压,提高垂直烧结速度,降低料层表面返矿,提高成品率;(d)九辊偏析布料技术。
可使布料均匀,提高料层偏析程度,改善烧结料层透气性、提高点火温度效果,提高烧结矿产量与强度;(e)强化制粒技术。
采用锥形逆流强化制粒技术,提高混合料的成球率,减小抽风阻力,改善烧结料层的透气性,提高烧结矿产量质量;(f)烧结矿喷洒CaCl2溶液技术,有效降低烧结矿低温还原粉化率,避免烧结矿在高炉块状带提前粉化,从而改善高炉透气性;(g)控制适宜烧结矿MgO含量技术,控制烧结矿中适宜的MgO含量有利于改善烧结矿的矿相结构,提高烧结矿强度和成品率。
同时有利于改善高炉冶炼过程的炉渣流动性和稳定性要求;(h)烧结添加剂技术。
提高烧结矿中针状铁酸钙数量,提高烧结矿转鼓强度,减少烧结矿在转运过程中的粉化率。
此外,为利于烧结矿形成铁酸钙和满足高炉炉渣成分和性能要求,对烧结矿Al2O3/SiO2比和MgO/Al2O3比控制范围为分别为0.25~0.30、1.30~1.60;FeO是烧结矿的主要成分,对烧结矿强度与冶金性能有重要影响,利用系数、成品率随FeO的上升而提高,FeO达一定值后指标亦达最大值,具有典型的二次曲线特性。
随FeO的上升,还原性变差,低温还原粉化率改善。
因此将对强度和还原性均有较大影响作用的FeO百分比控制范围为9.0±1.0。
质量、能耗、冶金性能等各种指标效果均好。
此外,在生产组织中发挥装备优势,采取单机对单炉模式,采取烧好、烧透为原则,不追求高产量烧结。
在烧结矿原料劣化、成分波动大、褐铁矿比例增加、品位降低过程中,采取以上技术措施后,效果显著,3台烧结机产品质量得到改善,各项理化及冶金性能指标均达到了预期要求。
不但保证了品质,烧结矿返矿也显著降低,也间接降低了高炉用矿成本,这为高炉低品位大渣量冶炼从物质基础和成本控制上创造了良好条件。
(2)低品位冶炼条件下高炉炉料结构的质量控制研究
高炉用球团矿与炉料结构方面,优先采用链篦机—回转窑工艺生产的高强度、高还原度含镁球团,还原膨胀指数(%)≤18.0,平均抗压强度(N/个)≥2200;高炉合理炉料结构选取应以高碱度烧结矿为主,兼顾资源条件,选择含MgO的优质球团矿及成分良好的块矿。
从成本控制、烧结矿强度、高炉冶炼要求出发,烧结矿、球团矿比例应有一定合理范围,品种变化率要≤5.0%。
以3#高炉为例,逐步建立起了合理的炉料结构(70~75%烧结矿+15~20%球团矿+0~10%块矿)并长期稳定(图2.7)。
总的来看,红钢高炉综合入炉料冶金性能良好:
软化期间温度(℃)≤80,熔滴期间温度(℃)≤170,最大压差(Pa)≤600×9.8,总特征值S(KPa.℃)≤900;
(3)低品位冶炼条件下高炉燃料的质量控制研究
焦炭在高炉冶炼中起骨架、热源、渗碳、还原剂作用,焦炭质量对高炉生产顺行稳定、改善高炉炉缸工作状况、技术经济指标至关重要。
稳定的水分、固定碳含量、灰分可有效稳定炉况及改善技术经济指标,加强高炉用焦成分、冷热态冶金性能质量、粒度组成及稳定性控制,并在采购上将热态性能纳入价格体系。
针对各个高炉长期固定2~3种品质差别不大的焦炭,采购方面宁稳定不求过优,避免过好及过差焦质的结合后形成波动;建成可堆存3万余吨大棚,采用室内分品种堆存及确保10天以上库存,具体使用上严格遵守先到先用、后到后用,既保证提前掌握理化及冶金性能分析,又稳定水分含量。
在高炉槽下分品种严格称量混合,所有焦炭入炉前经过3道筛分。
在进场质量、搭配比例发生变化时,一旦偏离标准即刻修正冶炼方针,不至引起炉况发生大的变化。
喷吹煤粉在高炉煤比较高时会引起炉温发生较大波动。
通过强化喷吹煤粉的预混匀工作和均匀化喷吹工作,针
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