一种白云鄂博特殊矿冶炼条件下高炉提产降耗的方法与流程

1.本发明涉及炼铁系统高炉调整控制技领域，尤其涉及一种白云鄂博特殊矿冶炼条件下高炉提产降耗的方法。

背景技术：

2.白云鄂博矿属于一种含铁、铌、稀土等多种矿物共生的复合矿，全铁含量在30％左右，冶炼前需要经过选矿去除脉石及部分有害杂质，并选出稀土矿物进行综合利用。近些年随着包钢选矿技术的不断进步，白云鄂博铁矿中f、k、na等有害元素含量呈逐年下降的趋势，但与普通铁精矿相比含量仍然偏高。基于上述影响因素的存在，导致该特殊矿冶炼的烧结矿强度较低，并且具有易熔、易凝、难重熔的特性，进而在高炉生产过程炉料初始软化位置偏高，预热时间短，整体软熔区间宽，煤气利用差；同时入炉料中k、na偏高加剧了碳素熔损反应，降低了死焦堆透气透液性，较大程度上影响了高炉炉缸活跃程度。因此，这也很大程度上限制了包钢高炉冶炼的强化，降低了高炉经济指标进步的空间。
3.本发明将重点围绕白云鄂博矿的冶炼特点，系统总结出高炉在生产过程中的应对措施，以便为后续改善高炉经济指标，提产降耗提供可靠的依据和保障。

技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种白云鄂博特殊矿冶炼条件下高炉提产降耗的方法，对于高炉在使用一定比例的白云鄂博特殊矿冶炼条件下，如何通过合理的制度控制，降低白云鄂博铁矿特殊性对高炉炉况稳定性的影响，从而最终实现提产降耗的目的。本发明以控制白云鄂博铁矿入炉量为基础，以炉况稳定顺行为前提，充分结合高炉上下部调剂，匹配合理的强化手段，以达到高炉提产降耗的效果。
5.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
6.本发明一种白云鄂博特殊矿冶炼条件下高炉提产降耗的方法，包括：
7.1)在3000m3以上的高炉应用时，白云鄂博矿入炉比例不应超过40％，在1500m3～3000m3高炉应用时，该比例不应超过45％；
8.2)在确定不同容积高炉入炉比例后，接下来从保证高炉稳定顺行角度出发来确定以下“三稳”，包括：原燃料供应品种的稳定、入炉炉料结构配比的稳定以及原燃料质量控制范围的稳定，尤其对于焦炭质量方面，为充分考虑死焦堆的透气透液性，焦炭热态强度和冷态强度应设定明确的下限；
9.3)为尽可能降低白云鄂博矿入炉后的影响，还需注意初始煤气流的把控，理论燃烧温度合理区间的把控，铁水物理温度的控制，炉渣碱度的控制，中心、边缘气流的分布控制，布料矩阵的控制。
10.进一步的，炉料结构为71％～73％烧结矿+23％～25％球团矿+2％～6％澳矿的配比。
11.进一步的，高炉炉渣碱度已由1.06提升至1.16～1.20的水平。
12.进一步的，布料矩阵采用典型的“发展中心、兼顾边缘”的布料模式：
13.①
在焦炭最外环角度大于矿石0.5
°
～1
°
，这保证边缘气流得到有效兼顾；
14.②
中心环带采用矿、焦同角、同圈数平铺，保证在矩阵平台各环位矿焦比相等；
15.③
在第4环位处设置“挡矿焦”，保证中心气流得到充分发展；
16.④
由于第4环位的存在，中心气流的调整变得更为灵活，调整手段也具有多样性。
17.与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
18.本发明的方法在降低白云鄂博铁矿特殊性的影响后，高炉基本进入一个稳定的顺行周期，可进一步通过开展提高高炉矿批、增加炉顶压力、提高富氧量、提高小时喷煤量、增大热风温度等常规强化手段来实现提产降耗的效果。
附图说明
19.下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
20.图1为包钢某号高炉2017～2021年物理温度、炉渣碱度、[si]变化情况。
具体实施方式
[0021]
本项发明以控制白云鄂博铁矿入炉量为基础，以炉况稳定顺行为前提，充分结合高炉上下部调剂，匹配合理的强化手段，以达到高炉提产降耗的效果，内容包含：
[0022]
1.形成外部稳定的原燃料条件。
[0023]
2.合理的下部调剂控制。
[0024]
3.合理的上部调剂控制。
[0025]
本发明的具体实施方式：
[0026]
白云鄂博矿目前年开采量约为900万t～960万t，根据包钢1500万t生铁量计划组产，所需铁料约为2250万t，从铁料平衡来看，白云鄂博矿入炉比例基本控制在40％～43％，结合近年来的技术攻关结论，可以确定在3000m3以上的高炉应用时，白云鄂博矿入炉比例不应超过40％，在1500m3～3000m3高炉应用时，该比例不应超过45％。在确定不同容积高炉入炉比例后，接下来从保证高炉稳定顺行角度出发来确定以下“三稳”，包括：原燃料供应品种的稳定、入炉炉料结构配比的稳定以及原燃料质量控制范围的稳定，尤其对于焦炭质量方面，为充分考虑死焦堆的透气透液性，焦炭热态强度和冷态强度应设定明确的下限。
[0027]
在此基础上，为尽可能降低白云鄂博矿入炉后的影响，还需注意初始煤气流的把控，理论燃烧温度合理区间的把控，铁水物理温度的控制，炉渣碱度的控制，中心、边缘气流的分布控制，布料矩阵的控制等。
[0028]
下面结合实例，对本发明作进一步说明。
[0029]
2019年开始，包钢某号高炉已形成较为固定的原燃料供应系统，极少出现多个车间的烧结、球团、焦炭混合入炉的情况；入炉白云鄂博铁矿比例稳定在41％～42％，炉料结构为71％～73％烧结矿+23％～25％球团矿+2％～6％澳矿的配比，熟料率可以保证在94％以上，这样就可以实现通过入炉原料的碱度调整来满足日常生产需求，进而降低了矽石的外配量。该高炉综合入炉品位常年可以保持在58％以上，同时焦炭质量要求csr不低于65％，cri不高于24％，m
40
不低于88％，m
10
不高于6.5％。
[0030]
经计算该高炉合理风口回旋区深度经验值应为1.757m，而2020年～2021年该高炉
风口回旋区深度实际均值为1.771m，2019年为1.739m，通过比较发现，2020年以后风口回旋区深度较2019年提高0.032m，高于合理经验值0.014m。因此可以判断该高炉初始煤气流分布相对合理，基本可以满足现有生产中的匹配要求。
[0031]
在风口前燃烧带热状态的重要标志之一就是理论燃烧温度，它的高低不仅决定了炉缸的热状态，同时还决定了煤气的初始温度。目前该高炉理论燃烧温度控制区间为2250℃～2350℃，在富氧率、热风温度增加的情况下，可通过增大喷煤量、调剂鼓风湿度等手段来控制理燃上限。在现代高炉炼铁中，一般把铁水[si]含量、铁水物理温度作为日常考量炉温的重要参数。由于[si]含量表示的是一种化学热，反映了高炉内燃料灰分中sio2通过直接还原最终进入到铁水中的百分含量，而它并不能完全、准确的表征出高炉炉缸工作状态以及铁水实际的热含量，因此，铁水物理温度这项指标越来越受到操作者的重视。由于白云鄂博矿特殊性的影响，导致该高炉初始软化位置偏高，在高炉上部预热时间短，带入炉缸的热量少，使得同等炉温条件下渣铁物理热降低，为减轻上述影响，该高炉将物理温度的操作方针范围控制在1495℃～1525℃。
[0032]
对于高炉炉渣碱度，根据相关试验研究与实践证实，适当的提升控制范围有利于高炉的生产，一方面它可以促进生铁s含量的脱除效率，保证生铁一级品率；另一方面还可以有效降低炉渣粘度，改善渣铁流动性，降低高炉软熔带高度，增大炉渣热焓值，进而反向促进高炉炉缸物理热的提高。近几年包钢某号高炉炉渣碱度已由1.06提升至1.16～1.20的水平，在此过程中，年均生铁[si]含量呈逐渐下降的趋势，由0.58％下降至0.43％，而对应铁水物理温度没有出现超过3℃的正负偏差，基本稳定在1500℃左右，铁水化学热与物理热的对应关系逐年呈向好趋势发展，具体变化详见图1。
[0033]
在合理控制好下部调整后，对于上部调整重点集中在布料矩阵上，结合以下特点形成一种典型的“发展中心、兼顾边缘”的布料模式。
①
在焦炭最外环角度大于矿石0.5
°
～1
°
，这样可保证边缘气流得到有效兼顾；
②
中心环带采用矿、焦同角、同圈数平铺，可保证在矩阵平台各环位矿焦比相等；
③
在第4环位处设置“挡矿焦”，可保证中心气流得到充分发展；
④
由于第4环位的存在，中心气流的调整变得更为灵活，调整手段也具有多样性。在这种制度下，该高炉煤气利用率基本可以稳定在47％左右，具体矩阵见表1。
[0034]
表1包钢某号高炉典型布料矩阵
[0035][0036]
在降低白云鄂博铁矿特殊性的影响后，该高炉基本进入一个稳定的顺行周期，可进一步通过开展提高高炉矿批、增加炉顶压力、提高富氧量、提高小时喷煤量、增大热风温度等常规强化手段来实现提产降耗的效果。
[0037]
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

技术特征：

1.一种白云鄂博特殊矿冶炼条件下高炉提产降耗的方法，其特征在于：包括：1)在3000m3以上的高炉应用时，白云鄂博矿入炉比例不应超过40％，在1500m3～3000m3高炉应用时，该比例不应超过45％；2)在确定不同容积高炉入炉比例后，接下来从保证高炉稳定顺行角度出发来确定以下“三稳”，包括：原燃料供应品种的稳定、入炉炉料结构配比的稳定以及原燃料质量控制范围的稳定，尤其对于焦炭质量方面，为充分考虑死焦堆的透气透液性，焦炭热态强度和冷态强度应设定明确的下限；3)为尽可能降低白云鄂博矿入炉后的影响，还需注意初始煤气流的把控，理论燃烧温度合理区间的把控，铁水物理温度的控制，炉渣碱度的控制，中心、边缘气流的分布控制，布料矩阵的控制。2.根据权利要求1所述的白云鄂博特殊矿冶炼条件下高炉提产降耗的方法，其特征在于：炉料结构为71％～73％烧结矿+23％～25％球团矿+2％～6％澳矿的配比。3.根据权利要求1所述的白云鄂博特殊矿冶炼条件下高炉提产降耗的方法，其特征在于：高炉炉渣碱度已由1.06提升至1.16～1.20的水平。4.根据权利要求1所述的白云鄂博特殊矿冶炼条件下高炉提产降耗的方法，其特征在于：布料矩阵采用典型的“发展中心、兼顾边缘”的布料模式：
①
在焦炭最外环角度大于矿石0.5
°
～1
°
，这保证边缘气流得到有效兼顾；
②
中心环带采用矿、焦同角、同圈数平铺，保证在矩阵平台各环位矿焦比相等；
③
在第4环位处设置“挡矿焦”，保证中心气流得到充分发展；
④
由于第4环位的存在，中心气流的调整变得更为灵活，调整手段也具有多样性。

技术总结

本发明公开了一种白云鄂博特殊矿冶炼条件下高炉提产降耗的方法，以控制白云鄂博铁矿入炉量为基础，以炉况稳定顺行为前提，充分结合高炉上下部调剂，匹配合理的强化手段，以达到高炉提产降耗的效果。本发明所要解决的技术问题是对于高炉在使用一定比例的白云鄂博特殊矿冶炼条件下，如何通过合理的制度控制，降低白云鄂博铁矿特殊性对高炉炉况稳定性的影响，从而最终实现提产降耗的目的。从而最终实现提产降耗的目的。从而最终实现提产降耗的目的。