刘川川 1 ，郝良元 2

( 1． 河钢集团邯钢公司 生产制造部，河北 邯郸 056015; 2． 河钢集团钢研总院，河北 石家庄 050023)

摘要: 随着环保意识的逐步加强，煤炭生产、加工企业的关停、压产力度越来越大。冶金焦炭价格近期明显上涨。高炉用焦炭与喷煤价差进一步加大，降焦增煤可实现降本增效。河钢邯钢铁前系统 2017 年通过改善入炉原燃料质量、优化高炉各项操作制度、加强日常外围管理等措施，在实现炉况稳定顺行基础上，经济指标大幅改善。焦比较 2016 年降低了69 kg/t，煤比升高了47 kg/t，燃料比降低了22 kg/t，实现了降本增效目标。

关键词: 高炉; 喷煤比; 优化

0 引言

受国内煤矿、焦化企业不断减产的影响，焦炭价格大幅上涨。通过测算河钢集团邯钢公司( 简称“河钢邯钢”) 高炉用焦炭与喷吹煤相比价差拉大，降焦增煤效益显著。2017 年以来，铁前系统从改善原燃料质量、优化高炉操作制度、规范日常管理等方面入手制定了一系列降焦增煤措施，在实现高炉顺行的基础上，指标大幅改善，其中煤比由原来平均不足100 kg /t 提高至近 130 kg /t，实现了降本增效。

1 降焦增煤措施

1． 1 提高综合入炉品位

提高综合入炉品位可以有效提高高炉利用系数、降低渣量，而降低渣量可以显著改善高炉软融带和滴落带的透气性，为喷煤创造条件。根据生产实践，入炉品位每提高 1%，可降低焦比 1% ～ 1．5%，高炉增产 1．5% ～2%，吨铁渣量下降 20～25 kg，可多喷煤 10 ～ 15 kg /t。因此提高入炉品位是降焦增煤的重要措施^［1］ 。铁前系统改变传统思路，优化混匀料配矿结构，低 SiO₂ 高品位巴西矿粉配比由15%提高至 24%，澳系低品位褐铁矿比例由 32% 降至23%，国内高品位优质精粉配比保持在 6%～9%，同时逐步减配厂内杂废料，最终烧结矿品位由56．7%提高至 57．5%，综合入炉品位由 57．8% 提高至 58．7%，渣铁比由 320 kg /t 降至 309 kg /t。

1． 2 提高熟料比

河钢邯钢高炉炉料结构为高碱度烧结矿+酸性球团矿+块矿，因以针状铁酸钙为黏结相的高碱度烧结矿的还原性和冶金性能明显优于生矿，提高其配比后可以扩大高炉中、上部温度区域还原反应，提高煤气利用率，减少下部直接还原反应吸热量，从而降低焦比。因此，为提高烧结矿配加比例，铁前技术人员结合前期配矿结构优化，将烧结矿 SiO₂ 由5．3%降至 5．15% 以下，碱度由 1．95 逐步降至 1．8～1．85，高炉烧结矿比例由 74% 提高至 81%，熟料比相应提高至 84%，为炉况顺行、降焦增煤创造了条件。

1． 3 改善焦炭质量

随着高炉大型化、高冶强操作生产的发展，对焦炭质量要求也越来越高。尤其高炉降焦增煤后，矿焦比升高，焦炭在炉内负荷加重，滞留时间延长，同时由于焦窗面积减小而导致料柱透气性下降。铁前技术人员通过优化炼焦炭配煤结构，重点推进降灰降硫工作，一是大力开发低灰低硫煤种资源，逐步增加山西区域优质焦煤，并适当调配进口低灰焦煤; 二是稳定低灰低硫 1/3 焦煤比例在 15%，同时停配性价比差的高灰焦煤及高硫气肥煤，最终将黏结性和结焦性较好的焦煤、肥煤比例保持在 65% ～ 70%，在保证焦炭强度的基础上，控制灰分≤12．5%，硫分≤0． 8%，具体指标见表 1。

通过改善焦炭质量，为高炉顺产、降焦增煤创造了有利条件。

1． 4 优化高炉操作

1． 4． 1 装料制度的调剂

煤比提高后，炉内气流分布会发生较大变化，必须依靠合理的装料制度，在煤气流分布均匀的同时，提高煤气利用率，才能实现经济喷煤。邯钢高炉传统采用平台 + 漏斗的布料模式，以往注重开放中心，过于抑制边缘，而边缘负荷过重则会造成炉体渣皮、水温差不稳定，易引起边缘煤气通路堵塞，最终造成炉况波动。实践中，为保证两股煤气通路顺畅，转变思路，采取适当放开边缘措施，逐步回收最大 α 角( 如 3 200 m³ 高炉最大 α 角由 43°收至 41°) ，矿焦平台适当向中心平移，最外环布料圈数由矿大于焦模式逐步调整为矿焦同角，或矿焦挫角，即焦炭布料角度大于矿石，以减轻边缘负荷。同时控制矿石角差在 8°～10°，焦炭角差在12°，依靠焦炭滚落形成的漏斗深度在2．0 m 左右，保证适宜的中心通道，各档圈数控制在2 ～3 圈，使料面保持稳定，避免崩料、滑料发生。

确保适宜的焦炭和矿石批重。根据炉喉处焦层厚度 500 ～550 mm，炉腰处焦层厚度 200 ～250 mm推算，焦炭批重 3 200 m³ 高炉为 18 ～19 t，2 000 m³高炉控制在 10 ～ 11 t，并逐步加大矿批，其中 3200m³ 高炉矿批控制在87 ～91t，水温差保持在 2．5 ～3．5 ℃。

通过上述调整，高炉稳定性和适应能力大大提高，煤气利用率有所提高，3 200 m³ 为 50% ～51%，2 000 m³ 高炉为 47% ～48%，燃料比平均由520 kg /t降至 510 kg /t 以下。

1． 4． 2 送风制度的调剂

控制适宜的送风比，3 200 m³ 高炉送风比为1．7～1．8，2 000m³ 高炉送风比为 1．8 ～ 1．9，依此控制合理的风量和风口面积。为确保大型高炉吹透中心，保证炉缸良好透液性，3 200 m³ 高炉风速控制在250～260 m /s，动能为 13000 ～14 000 kg·m /s。

1． 4． 3 造渣制度调剂

通过前期优化混匀料结构，削减高铝澳系矿粉，控制渣中 Al₂O₃ 含量≤16%，MgO 含量在 8%左右，炉渣镁铝比为 0．5，二元碱度控制在 1．23 ～1．28，保证了炉渣良好流动性和脱硫能力。

1． 4． 4 热制度调剂

煤比每提高 10 kg /t，风口前理论燃烧温度下降20 ～30 ℃，热补偿增加。为此，铁前系统组织热风炉加大掺烧高热值转炉煤气和焦炉煤气量，并完善煤气、空气双预热系统，将风温提高至 1 160 ℃ 以上。同时根据炉况适当提高富氧率，邯宝 3 200 m³高炉富氧率由原来 1．8%逐步提高至 2．3%，确保煤粉充分燃烧。各高炉风口前理论燃烧温度则控制在2 150 ～2 200 ℃，加强日常操作，煤粉做好早调、微调，炉温稳定至 0．3% ～ 0．4%，铁水物理热均在1 500 ℃以上。

1． 4． 5 加强炉前出铁管理

量化出铁各环节控制标准。其中铁次由原来15 次缩减为 11 次，杜绝大喷铁口现象，出铁时间100 ～120 min，铁速 5 ～6 t/min; 3 200 m³ 高炉铁口深度控制不低于 3 500 mm，2 000m³ 高炉控制不低于 3000 mm，保证了出铁质量，为炉内强化创造了有利条件。

1． 5 加强外围管理

( 1) 严格控制有害元素入炉负荷。制定了《河钢邯钢铁前原燃料有害元素管理办法》，控制 K₂O+ Na₂O≤3．5 kg /t Fe，Zn≤0． 3 kg /t Fe，配矿结构中适当减少或停配碱金属、锌负荷高的杂废料。

( 2) 块矿筛分管理。通过加强港口筛分、高炉槽下调整振筛筛距和振时，确保入炉料 5 mm 以下含量≤5%，减小对料柱透气性的影响。

( 3) 优化混喷煤比例。综合煤粉性价比、燃烧率、发热值等考虑，控制无烟煤比例 50% ～55%，烟煤比例 45% ～50%，混合煤挥发分在( 20 ±1) %。

( 4) 提高磨煤机台时产量，满足生产需求。煤粉粒度 －200 目控制在 65%以上。同时加强设备维护，提高作业率，保磨机台时产量达 50 t/h。

2 实施效果

优化措施实施后，高炉实现稳定顺行，各项经济技术指标均有大幅改善，详见表 2 ～ 4。可以看出，优化后，煤比提高了47 kg /t，焦比降低了69 kg /t，燃料比整体下降了 22 kg /t。

3 结语

( 1) 2017 年河钢邯钢铁前系统通过改善入炉原燃料质量、优化高炉各项操作制度、加强日常外围管理等措施，在实现炉况稳定顺行基础上，经济指标得到大幅改善，其中焦比较 2016 年降低了 69 kg /t，煤比升高了 47 kg /t，燃料比降低了 22 kg /t，实现了降本增效。

( 2) 高炉降焦增煤是一项系统工程，从入炉料质量、外围管理到高炉操作制度，都需要精心保障和优化。

( 3) 高炉喷煤要有一个经济合理的范围，不能盲目追求高煤比冶炼。每座高炉生产条件不同，随着喷煤比逐步提升，外围原燃料条件、高炉操作制度、炉型管理等都要有一个相互匹配和平稳过渡的阶段，只有确保炉况稳定顺行，降低综合燃料比才能实现经济喷煤，达到降低企业成本的目的。对于高炉最佳喷煤比的认识及攻关，今后仍有待于进一步研究。