太钢高炉配用碱性球团生产实践

雷霄霆

（山西太钢不锈钢股份有限公司计财部， 山西 太原 030003）

近年来，环保形势愈加严峻，烧结矿在目前超低排放要求下进一步提产困难较大，为提升高炉综合入炉品位，优化炉料冶金性能，改善高炉顺行情况，需要提高球团矿配比。碱性球团具有矿粉要求低、碱度较高、冶金还原度好、抗压强度高等优点，山西太钢不锈钢股份有限公司（全文简称太钢）自2017 年起逐步开展配加碱性球团的可行性研究和工业试验，最终高炉球团矿比例达到40%，高炉稳定性改善。

1 碱性球团性能

1.1 碱性球团工业分析

太钢高炉碱性球团的主要工业分析见表1，碱球品位和SiO2较稳定，碱度范围0.72～0.96，w（CaO）为3.20%～4.49%，波幅1.29%。

表1 太钢碱性球团化学分析

1.2 炉料冶金性能

烧结矿A、烧结矿B、酸性球团A、酸性球团B和碱性球团为目前组成太钢高炉主要炉料。由表2可知，与酸球相比，碱球还原度较高，碱性球团矿的900 ℃还原度明显要高于酸性球团矿，膨胀率与酸性球团矿基本接近，均在15%左右。碱性球团矿的软化开始温度较酸性球团矿明显升高，由酸性球团矿的1 061 ℃升高到碱性球团矿的1 097 ℃，升高36 ℃，软化区间变化不大。

综合炉料中球团比例由30%升高到35%后，软化开始温度降低23.3 ℃，软化终了温度降低64.5 ℃，软化区间降低41.2 ℃。碱球比例12%，球团总比例40%时，混合料软化开始温度无变化，软化终了温度升高27.7 ℃，软化区间161.7 ℃，软化区间变宽。

表2 高炉炉料冶金性能

1.3 球团抗压强度和粒级

由表3 和下页表4 可知，碱球的冷态抗压强度和粒级与酸球无明显差别。

表3 球团抗压强度

表4 球团粒级分布 %

碱性球团各项性能符合高炉入炉原料的要求，具备工业试验条件。

2 工业试验阶段

2.1 主要技术经济指标

总体来看，试验期间高炉稳定顺行，焦比上升，高炉煤气利用率上升0.98 个百分点，煤比降低，高炉燃料比降低了2.9 kg/t。

表5 主要技经指标

2.2 送风参数

试验阶段风压、压差、K值比基准期低。随球团比例的增加，压差升高，采取控制风量稳定压差、适当增氧稳定产量，保证了高炉顺行。

表6 高炉送风参数

2.3 热负荷分析

增加球团比例后热负荷增加，较基准期增加219 MJ/h，增加球团比例后热负荷有升高趋势，主要为下部热负荷升高所致（见表7）。

表7 高炉热负荷分析

2.4 生铁炉渣分析

提高球团比例后渣比降低约33 kg/t，炉渣碱度增加0.01，炉温降低0.04%，铁水测温升高3 ℃，铁水w（[Si]）≤0.55%比例升高到5.60%。

表8 生铁炉渣分析

3 主要采取措施

1）采取以高炉顺行稳定为前提的操作，合理配置上下部操作制度，稳定风氧量，控制操作压差，保证炉况稳定顺行。每次变动至少观察24 h 以上，炉况稳定后再做下次变动。要求日常操作做到早动少动，避免炉况、炉温大幅波动。

2）控制合适的燃料比，保证渣铁热量，稳定热制度。铁水w（[Si]）控制在（0.40±0.10）%，铁水测温＞1 520 ℃，渣铁热量不足必须采取有效提热措施，保证渣铁热量充足。

3）装料制度以保证中心气流为主的调整思路，兼顾边缘，确保气流分布合理。通过上下部操作制度的调整，稳定合理煤气流分布，维持稳定操作炉型，控制热负荷波动区间在（12 000～16 000）×10 MJ/h。

4）做好外围保证工作。保证物流组织，仓位不小于70%，不发生混料事件。加强各岗位管理与操作，加强设备点检，保证设备稳定运行，减少、避免空料线、慢风作业。加强炉前工作,维护好铁口,稳定炮泥质量，稳定铁口深度，保证出净渣铁。增加观察风口的频次，关注风口水温差变化，及时对喷枪进行调整，减少风口损坏。关注原燃料质量变化，保证称量、布料准确，及时调整应对。

5）优化槽下排料顺序调整。在增加球团品种后，酸球A，酸球B、碱球依次均匀分布各槽下仓位。

6）制定炉况波动、异常情况应急预案，根据炉况启动相应预案，确保高炉稳定顺行。

4 结论

1）高炉操作是系统工程，要确保外围条件的稳定。碱球试验期间，外围焦化和烧结需全力保高炉稳定，确保试验过程受控，试验结果有效。

2）提高球团比例过程中，高炉炉况运行稳定，说明在现有原燃料条件下4 000 级大高炉可以使用高比例球团生产。

3）增加球团比例到40%，炉料的堆角变化较大，炉料更容易滚动，料面稳定性变差，导致高炉气流分布发生变化，炉内操作难度增大，可针对性采取增加富氧适当控制风量的措施，降低炉腹煤气量，缓解压量关系紧张的矛盾。

4）配加碱球后提高球团比例到40%，高炉顺行状况有所改善，说明配加碱球可改善综合炉料冶金性能，是提高球团比例有效方法，但还需进一步研究相应操作制度。