炼铁技术发展

**炼铁发展综述

摘要：**公司自2005年以来，推行稳本固基、苦练内功、转变思维、审时度势，随机应变等一系列管理理念，以提高高炉装备水平为保障，通过狠抓“精料”工作、积极探索炼铁新技术、开创性的发展炼铁新理论，以及计算机辅助管理，使炼铁生产获得了高水平发展，高炉主要技术经济指标显著改善。

关键词：炼铁管理理念技术进步精整炉料高炉装备高炉操作制度

The Development of Iron-making of**Steel

Abstract: Since 2005, the implementation of ** Steel iron company is stabilization of the solid base, Obtain, change thinking,, deal with the situation and act according to circumstances and a series of management concepts in order to improve the level of equipment for the protection of blast furnace, by implementing the "concentrate materials " work , and actively explore new iron-making technology, pioneering the development of new iron-making theory, as well as computer-aided management, which makes it reach a high level development of iron production , main technical and economic indicators of blast furnace improve significantly.

Key words:iron-making，management concepts，technological improvement，finishing furnace, blast furnace equipment ，blast furnace operating system

近几年，**炼铁的快速发展，引起了业界同行的关注，特别是08年金融危机来临后，**炼铁凭借其铁前低成本优势，使得**钢铁能率先走出困境，成为行业的少有赢利企业，短短几年里，高炉经济技术指标由同行垫底走向处于领先水

平见表一，条件并不优越的青钢炼铁，是凭借什么力量崛起的，**炼铁的核心竞争力是什么？

回顾**炼铁的发展史，特别是2005年以来的历程，一条明确的主线贯穿于炼铁生产管理的始终，它就是“创造性思维，突破性进展”，这条主线正是青钢炼铁快速发展的核心竞争力。四年来，围绕强化冶炼、节能降耗不间断地进行了“精料、高风温、均衡生产”等适应性技术改造和管理创新工作，整体工作的有效、有序、有度、协调组织，提升了炼铁在同行中的竞争能力，实现了快速、健康、持久的发展。

表一**炼铁高炉主要技术经济指标

年份利用系数焦比/kg 煤比入炉品位热风温度休风率工序能耗t.m-3.d-1 kg.t-1 kg.t-1% ℃% kg/t

2001 3.06 509 0 59.38 1018 0.82 463.97 2002 2.91 533 0 60.25 995 1.58 479.44 2003 3.44 543 0 59.86 915 1.91 511.05 2004 3.52 540 41 60.09 895 1.97 519.33 2005 3.50 458 96 59.36 969 1.34 524.11 2006 3.60 396 126 58.75 1058 1.24 451.57 2007 3.57 393 133 58.26 1095 1.06 448.8 2008 3.52 404 123 58.34 1074 2.71 446.61 2009(1-10) 3.51 341 156 57.22 1117 2.24 421.22

一：高炉炉料结构优化：精整炉料

“料”是高炉生产之本，在当今生产中，炉料即要满足高炉稳定生产的需要更要满足企业低成本高效益的需要。“精料”的概念也因此发生了变化，以往“精料”的概念是全熟料、高品位、粒度均匀干净，目前的“精料”以笔者认为是通过一定的手段使高炉的炉料更适合现代工业生产的要求，也就出现了我们近期常常听到的“粗粮细做、综合炉料优化”等词语。

**炼铁首先抓住强化冶炼的关键——精整炉料，进行了长时间艰苦的摸索，通过不断的优化和改善炉料结构，实现了生产指标的一步步提高。从最早的土烧到高碱度烧结矿生产，从烧结生熔剂到目前的全熟熔剂，从高碱度烧结矿配加球团的豪华炉料到高碱度烧结矿配加30％的块矿的经济性炉料等等，每走一步，都能因时而异在当时条件下做到冶炼稳定性、产量、成本的最佳搭配，从而使得企业经济效益最高。

1、占高炉整体炉料体积40％多的高碱度烧结矿的生产实践：由于烧结矿碱度的提高，矿物组成发生了变化，铁酸钙含量明显增加，铁酸钙还原性能好，强度高，而且大量的铁酸钙存在，可以防止β-2CaO·SiO2在冷却时产生粉化现象，随着碱度的提高，总黏结相升高，软化开始温度和软化终了温度降低，还原度增加，炉内所承受的压差提高，管道形成、风压冒尖等炉况现象得以杜绝，是保证高炉适应其他外界变化的基础，因此**自始至终保持烧结矿碱度1.9以上，不惜以每吨铁加30kg的硅石来平衡碱度。

2、占高炉整体炉料体积45％的入炉焦炭控制：随着焦炭的骨架作用越来越重要，焦炭的强度和入炉粉末的控制形同烧结矿一样。焦炭的强度受市场和资源的影响，我们能够把控的只有入炉焦炭含粉和水份。**高炉生产多年来深受焦炭水份波动大、焦炭粉末多的影响，尤其是在焦炭质量不好及下雨、雪天气情况下，而焦炭烘干技术的使得入炉焦炭含粉、水分完全得以控制。为此我们于2008年至2009年上半年先后在1#—6#高炉槽下投入使用焦炭烘干工程，利用热风炉废气对料仓内的焦炭进行预烘干，不但使焦炭水份降低约5%，还能保持焦炭水份的稳定性，减少焦炭水份波动对炉况的不利影响，特别是雨季时效果更加明显，焦炭粉末降低3%以上，保证了高炉顺行。

3、“粗粮细做”：2007年为解决进口块矿粉末逐渐增多问题，对入炉块矿全部实行预筛分，确保入炉块矿尤其雨天的含粉率<4%；同时实现各种炉料二次筛分，即在入高炉料仓之前进行一次预处理；再者加强槽下筛分管理，通过采用双层棒条自清理机烧筛代替原有的梳齿筛等设备改造，以及采用控制料流、及时清理筛面等措施降低入炉粉末，目前高炉入炉粉末基本控制在3%—4%左右。

4、调整炉料结构：以上三项是炼铁稳定生产和实现低成本战略的基础，在此基础上通过块矿的预筛分等措施保证了不同时期采取不同的炉料结构从而造就了炼铁成本的最优（成本的降低关键在结构，2008年下半年以后，受国际金融危机的影响，根据原料的性价比以经济效益最大化为切入点调整炉料结构，用价格较低的原料代替高价球团矿直至全部取消球团的炉料结构，大幅度提高块矿比例直至30%）。

近几年高炉炉料结构情况

时间机烧矿,% 球团,% 块矿,%

2006年70.66 18.36 10.98

2007年71.59 15.73 12.68

2008年73.72 12.52 13.76

2009年76.93 4.59 18.48

5、以煤代焦：已往的炼铁理论认为，在没有富氧的情况下，煤比达到150kg/t 是极限，然而，通过采取选择煤种控制煤成分及高炉理论燃烧温度、冶炼强度、造渣制度、热制度等措施煤比是可以实现170kg/t的，同时也是最为经济的。二：操作工艺发展

近年来，随着资源的匮乏和金融危机的影响，高炉炼铁理念也随着环境的变化发生了巨大的变化，从追求高强度冶炼转变为以经济效益为先，高炉操作制度、冷却制度、渣铁处理工艺、停开炉技术等日新月异。

一)操作制度的变化

1、装料制度：由大矿批分装料制改为中小矿批分装料制

从2006年开始逐步探索大矿批分装的规律。在一定的条件下，扩大矿批有利于矿石均匀分布，有利于稳定上部气流，改善软熔带透气性。分装有利于减少炉料分布中的界面效应，从而可以促进炉况的稳定顺行和焦比的降低。大矿批分装装料制度已在全国许多高炉成功使用，并取得了良好的经济效益。大矿批分装在**一段时期曾取得了良好的效果，但大矿批分装对原燃料条件变化的适应能力比较差。自2008以来随着市场的变化,市场指导生产成为主流,<精料方针>定义发生本质变化,根据原燃料条件及高炉冶炼强度,**逐步摸索中小矿批分装在高炉上的应用，各项经济技术指标均有明显改善，尤其是随着生矿比例的增加，中小矿

批分装更显示出其优越性，2009年，生矿配比已达到25%，而入炉综合焦比却下降到了490Kg/t以下，中小矿批分装在节能降耗中起到了重要作用。

2、热制度：以物理热为指导，低硅冶炼，并不定期将物理热提高到1500℃来活跃炉缸。

大量块矿进入高炉由于受到物料和气流的冲击以及铁矿石还原Fe2O3─Fe3O4─FeO过程发生晶形变化，导致块矿破裂粉碎。大量的粉碎的块矿直接影响高炉内部气流分布和炉料的顺行，从而影响高炉冶炼的产量和质量。

图哈块爆裂实验结果

（如上图，哈块试验过程中，当温度达到200℃时开始通入还原气体，流量是3L/min，哈块大约在650℃时在矿石表面出现裂纹，随着温度的升高，裂纹逐渐增大，裂纹数目逐渐增多，大约770℃时试验中矿石已经完全裂开。）因此，合适的热制度是保证高比例块矿冶炼下稳定炉况的关键，炉缸必须有充足的热量，青钢的经验是保证铁水和炉渣的物理温度>1470℃，并且根据高炉的实际情况不定期的将物理温度提高到1500℃来活跃炉缸。高炉树立低硅冶炼，平均硅为0.4-0.50%，硅偏差0.10-0.20%。

3、送风制度：全风温作业，风口长度以230-280-310mm为主流。

近年来随着钢铁产能过剩和钢铁市场的变化，高强度冶炼已不再是经济高效炼铁，控制好炉内煤气流速寻找合适的冶炼强度，低消耗的生产成为今后高炉

生产的主流，在送风制度上，全风温作业成为铁定的原则，风口长度以230-280-310mm为主流，在鼓风动能上则选择合适的动能。高炉顶压随装备TRT 以后，逐步提高，600m3 以下高炉压差要控制在115—135kpa之间是最佳的。

4、造渣制度：保证渣中的MgO/ Al2O3>0.65~0.7。

低成本冶炼带来的炉料结构及质量越来越差，掌握好高Al2O3炉渣冶炼关键保证渣中的MgO/ Al2O3>0.65~0.7。降低燃料比，减少Al2O3来源，依据脱硫要求，适当降低R2，提高R3。

二)、冷却制度的变化：加强中部调剂和监控，控制合适的冷却强度

通过对高炉热流检查与分析是为了保证合适的冷却强度，使高炉炉墙上形成一层稳定的保护性渣皮，确保高炉稳定顺行长寿。其意义在于：保证了高炉的稳定顺行就是高炉进一步节能降耗的前提；同时热流本身就反映了该部位煤气流的发展状况和炉墙粘结情况，从其变化反映出炉况的发展趋势，这样就可以提前采取措施避免炉况的进一步恶化，对高炉操作起到预警作用。

三)、渣铁处理工艺变化：无水炮泥应用及单铁口储铁式主沟改造

2005年以前高炉炉前使用有水炮泥，铁口潮湿和铁口浅及不抗侵蚀的现象时有发生，从而导致减风出铁、减风堵口的次数较多，在对炉前开口机、泥炮进行改造后，逐步推广使用了无水炮泥，彻底消除了潮铁口、浅铁口及不抗侵蚀的现象；利用3#高炉大修将炉前主沟由以前的捣打主沟改造成为储铁式浇注主沟，并在3#高炉成功试用的基础上利用高炉停产检修时间将其余五座高炉也改造成储铁式浇注主沟，并实行吨铁承包，通过这一改造，不仅降低成本45％之多，同时降低了炉前工的劳动强度，大大减少了炉前事故；铁水罐中的含渣量明显降低了，也为炼钢生产创造了条件。

四)停开炉技术更加娴熟

以前高炉开炉总要请外面专家帮助指导，2006年以后，炼铁公司利用自己的技术力量，总结以前开炉的经验得失，制定周密的开炉方案，用铁口预埋氧枪等措施解决以前开炉时出现的铁口难开的问题，在24小时之内实现高炉全面进入正常生产炉况，解决了以前开炉周期长、炉前活难干以及费用高等难题。

三：高炉装备的发展

原料是基础，设备是保证：没有先进合理的工艺结构和较高的装备水平，

难以实现高效益冶炼。近几年来，**炼铁以新建5#、6#高炉及2#、3#高炉改造工艺设计为契机，对高炉及其附属进行了大范围改造，大大提升了炼铁技术装备。

1、装备改造

高炉部分：炉型设计上突出高强度冶炼。降低高炉高径比，扩大炉缸容积，满足富氧大喷吹要求；高炉本体选材上满足高强度冶炼。炉缸引进陶瓷杯砌体，风口以上全部采用高铝砖，冷却壁增高到炉身中部；设备选型上适合高强度冶炼。增加料斗容积，逐步采用无钟炉顶布料系统，计算机自动控制，传动全部采用为液压系统，增加了系统运行的稳定性和安全性，符合提高炉顶压力对炉顶耐压的要求。

送风系统部分：除尘系统将箱体内部由大布袋内滤加压反吹改造成为小布袋外滤氮气脉冲反吹，过滤负荷满足了工艺要求，煤气含尘量下降到4 mg/Nm^3以下。利用高炉大修期间对热风炉进行了改造，1#、2#、3#高炉热风炉由内燃式改为顶燃式；4#高炉热风炉，新增了一座热风炉，对其余正在生产的热风炉进行逐一凉炉改造。高炉热风炉改造完成后，风温提高100多度。5#、6#高炉采用先进的卡鲁金式热风炉，风温能够达到1200度。

2、新增装备：

喷煤系统：高炉喷煤是炼铁系统结构优化的中心环节，是国内外炼铁生产技术发展的大趋势，同时也是降低工序能耗，减少生产过程中环境污染的重要手段。2004年高炉正式喷煤，该系统采用中速磨制备煤粉、一次收粉技术、并罐、直接喷吹技术、高效粗粉分离器，烟煤安全喷吹检测装置，长寿喷枪技术，新型流化器等新技术。

高炉采用“TRT装置：2007年以来6座高炉先后改造投产了共用型高炉煤气余压发电装置，即“TRT装置”，可以利用高炉炉顶煤气所具有的压力能和热能，驱动发电机发电。这种发电方式既不消耗任何燃料，也不产生环境污染，发电成本极低，是高炉冶炼工序的重大节能项目，经济效益十分显著，大大降低了环境噪音，同时降低了炉顶压力的波动，有利于高炉炉况的长期稳定顺行。

炉顶成像技术：炼铁公司自2005年以来先后在1#—6#高炉采用远红外炉顶成像技术，通过炉顶成像技术能够在生产过程中一定程度上实现了炉内操作的可视化，可以观察炉内煤气流分布及变化情况，根据情况及时调整高炉操作参数，为

炉况长期稳定顺行提供了有力的帮助。

5、6#高炉图拉法渣处理系统：5#、6#高炉水渣处理采用先进的图拉法水渣处理技术，刚投产时由于对工艺不熟悉以及设备自身存在的问题，事故不断，运转率很低，经常放火渣，产生大量干渣，对周围环境影响很大，通过加强对职工的培训，提高操作水平，同时对提渣机、水泵、粒化轮冷却系统进行改造，改事故后抢修为定期安排时间检修，大大降低了事故率，尤其08年下半年利用停炉检修时间对图拉法进行了大修改造，提渣机使用时间由原来两个月提高到目前的十个月，图拉法运转率明显提高，每个月都在99%以上。

四、计算机辅助管理的应用

计算机的海量储存和快速查阅功能，大大提高了生产组织过程中的工作效率，加快了信息处理速度，从2004年开始逐步建立完善的办公自动化和生产调度信息化系统，不仅为生产过程节约能源消耗，而且促进了管理效率的提升，产生了无形的间接效益，为企业进一步发展提供了巨大的潜力。

结语：在当前国内外环境下，高炉炼铁面临着产能过剩，资源匮乏的局面，没有突破性思维和超常规做法，企业的效益将受到严重的考验，这些在今年1～9月份的钢铁企业财务报表得以验证，炼铁业仍将在今后长时间内以成本主导型代替指标主导型。