自2024年3月份起，永钢高炉通过优化喷吹煤种、控制混合煤成分、改善喷煤设备性能及操作参数、制订原燃料质量标准，并调整高炉操作制度等措施，经过持续的科学探索和生产实践，自2024年4月份起，全厂7座高炉的平均喷煤比已连续4个月稳定在180千克/吨以上，其中个别高炉的喷煤比达到了200千克/吨以上。此外，值得注意的是，高煤比的实现是在高渣量和低燃料比的条件下完成的。
当前，国内钢铁行业形势严峻，低成本炼铁已成为企业生存与竞争的关键，低焦比、高煤比是高炉炼铁的重要指标。然而，随着高炉单位铁水渣量的增加，高炉的透气性和顺行性受到制约。
由于永钢炼铁厂原燃料全部依赖外购，且受市场压力影响，采购的矿石品位低、脉石含量高，导致入炉矿石品位偏低、单位铁水渣量较大。2024年上半年，该炼铁厂平均渣量达到380千克/吨，且呈现上升趋势。2023年初至2024年2月份，该炼铁厂的平均煤比为169千克/吨，在如此高渣量的条件下，实现高煤比操作面临诸多挑战。
改善煤粉燃烧的措施
随着煤比的提高，煤粉的燃烧问题亟须进一步解决好。否则，未燃煤粉的增加不仅无法起到降低成本的效果，还可能导致炉况失常。因此，为了改善煤粉的燃烧状况，笔者重点从以下几个方面开展攻关活动：
一是改善炉缸工作。炉缸工作的活跃性是高炉稳定顺行的前提，也是改善煤粉燃烧的重要基础。永钢炼铁厂针对高炉炉缸工作，制订了《高炉操作管理制度》《原燃料使用标准》和《炉前出铁管理制度》，从高炉操作方针的制订与执行、原燃料管理和出铁操作等方面进行严格管控。
二是保证适宜的理论燃烧温度。随着煤比的不断提高，理论燃烧温度会显著下降。为维持2200摄氏度~2300摄氏度的适宜理论燃烧温度，永钢高炉通过提高风温、增加富氧率以及采用脱湿鼓风来加以保证。永钢高炉的风温在2023年长期徘徊于1150摄氏度~1180摄氏度之间，送风装置温度偏高。为解决这一问题，永钢炼铁厂在逐步提高风温的同时，对高温下发红的送风装置进行逐步淘汰，引进能够耐受更高温度的设备，并将送风温度提高至1200摄氏度以上。
三是风口插枪深度的选择。煤枪插入深度过浅容易磨损风口，而插入深度过深则会影响煤粉的燃烧效率。为平衡这两者，永钢炼铁厂对风口插枪深度（即距离风口前端的距离）进行了统一规定，以确保燃烧效果。
四是煤粉细度与水分控制标准。煤粉细度越细，其比表面积越大，越有利于煤粉的燃烧；而煤粉水分的增加会直接降低理论燃烧温度，并吸收大量热量，不利于煤粉的充分燃烧。为此，永钢炼铁厂制订了《煤粉细度和水分考核方案》，要求将煤粉细度控制在-200目占比80%以上，水分控制在1.5%以下。
五是配加烟煤，提高煤粉的挥发分与燃烧率。根据烟煤的性价比，永钢炼铁厂适当配加不同比例的烟煤，要求混合煤粉的挥发分不低于15%，以提高煤粉的燃烧率。
送风制度的选择
从2024年3月份起，永钢炼铁厂通过调整配煤结构和优化高炉操作制度等一系列措施，2024年4月-8月份，7座高炉的平均煤比达到182千克/吨，其中7号高炉煤比超过200千克/吨，且在保证高煤比操作的同时，确保了高炉的长期稳定顺行。
为改善煤粉的燃烧效率，永钢高炉逐步缩小风口面积，并通过调整操作，在2024年4月-8月份，将标准风速提升至210米/秒以上，这不仅保证了适宜的鼓风动能和风口回旋区的稳定性，同时结合上部调剂手段，确保了中心气流的充分发展以及初始煤气流的稳定分布。
通过增强中心气流并维持边缘煤气流的平衡，永钢高炉有效改善了高炉的透气性，缓解了未燃煤粉堆积和回旋区长度缩短所引起的边缘煤气流增强的问题。
装料制度的选择
采用“焦包矿+中心焦”的模式。
装料制度的选择必须与原燃料的性质及送风制度相适应。由于永钢高炉没有自有的焦化厂，使用的焦炭种类繁多，且由于老区改造的原因，烧结－高炉的流程较长，导致烧结矿粒度变化较大，尤其是粒度偏小。为提高高炉的适应性，在装料制度的选择上，永钢高炉采用了“焦包矿+中心焦”的模式，以保证稳定的中心气流。这一装料制度的特点是：进一步大范围开放中心区域，改善中心软熔带的厚度，从而提高高炉的应变能力。从该厂炉顶摄像仪的监控中可以观察到，中心气流得到了明显的改善，中心位置形成了一个稳定的火焰区，这为高炉的顺行和稳定运行提供了有力保障。
采用“矿+矿+焦”的超大矿批。
保持足够的炉喉焦炭层厚度至关重要。随着煤比的不断提高，焦炭的负荷越来越大，其透气性和透液性显得尤为重要。因此，在调整焦炭负荷的过程中，当焦炭批次减少到一定程度时，及时增大矿石批次，以确保焦炭窗口的厚度是非常必要的。永钢高炉在煤比达到180千克/吨以后，炉喉焦炭层的平均厚度难以维持。为了确保焦炭层具有足够的厚度，并减少矿石与焦炭界面对高炉操作的不利影响，永钢高炉采用了“矿+矿+焦”的超大矿批布料模式，这一模式有助于保持炉内合理的焦炭层厚度，确保高炉的稳定顺行。
造渣制度及热制度
永钢采用“一罐到底”的模式，没有混铁炉，因此铁水质量的稳定对后续工序至关重要。在造渣制度方面，永钢采取高碱度、低硅、低硫的冶炼方式，炉渣的二元碱度控制在约1.25，镁铝比控制在0.6~0.65之间。这样不仅保证了炉渣的稳定性，还确保了足够的热量供应，使铁水物理热保持在不低于1500摄氏度的条件下，实现低硅、低硫的冶炼。由于永钢的渣量较大，脱硫效率相对较高，在含硅量控制在0.3%的情况下，一级铁水品率能够达到96%以上。（中国冶金报）
[06-25]
[07-03]
[06-20]
[06-20]
[06-19]