高炉炉料结构优化研究

高炉炉料质量与结构对炼铁的影响摘要：炼铁工序的成本控制是否科学、合理将直接影响整个企业的效益和竞争力。

在生铁成本中原、燃料占很大比重，精料和炼铁成本的关系密切。

本文分析了影响入炉原、燃料质量的主要因素及其对高炉炼铁的影响，探讨了当前资源环境条件下比较合理的炉料结构形式。

得出如下结论：要以“精料方针”为原则，制定出有利于高炉冶炼的炉料质量指标；在条件允许的情况下首先要保证入炉原料的品位要高；不断探索出提高炉料冶金性能的方法措施或工艺，为高炉提供具有良好冶金性能的优质原、燃料；结合高炉炼铁的铁矿资源和生产工艺特点，综合评价分析，采用科学合理的炉料结构进行生产。

关键词：高炉炼铁；品位；成分；冶金性能；炉料结构0引言我国钢铁工业近年来高速发展，我国粗钢产量还是要占全球粗钢产量的将近一半，为国民经济发展做出了重要的贡献。

高炉炼铁主导现代炼铁工艺，高炉炼铁系统的能耗占钢铁生产能耗的70%以上，如何在高炉炼铁生产中降低燃耗、节约成本，已是现代钢铁企业十分关注的重大课题。

而高炉炼铁生产指标的改善和技术进步主要是基于含铁炉料质量的改善与高炉炉料结构的合理化，所以研究掌握影响高炉炉料质量的因素与合理的炉料结构对降低炼铁成本具有十分重要的意义。

国内外高炉炼铁实践同样说明：炉料结构影响生铁产量和焦比，对高炉炼铁成本的影响起主导作用。

因此，研究高炉合理炉料结构具有重要的现实意义和实用价值。

高炉生产所用含铁炉料包括烧结矿、球团矿和块矿，国内外高炉炼铁的炉料结构没有固定的模式，每个高炉都是根据本企业所能获得自然资源的条件（品级和价格）、铁矿石的冶金性能、物理性能、化学成分以及高炉炼铁成本等因素来选择合适的炉料结构。

所以，在高炉投产以前或炉料发生变化时，都要对高炉炉料结构进行优化。

高炉炉料结构优化不仅包括对含铁炉料搭配模式的优化，还应该包括各种含铁炉料自身性能的优化。

1原、燃料质量影响高炉炼铁的因素主要有两方面：原、燃料质量水平对高炉炼铁生产的影响率在70%左右；操作水平、设备、管理、外界因素等占30%。

高炉用料结构优化设计何安政，徐鸣( 江苏沙钢集团淮钢特钢有限公司, 江苏淮安223002)摘要: 介绍了江苏沙钢集团淮钢特钢有限公司高炉实际用料结构。

运用成本分析方法对不同品位、不同价格的矿及使用比例进行测算, 提出了低成本高炉用料结构优化方案。

实践表明, 合理使用品位稍低、价格低的原料, 可实现低成本采购、低成本配料、低成本炼铁的目的。

关键词:用料结构。

成本分析。

优化设计引言江苏沙钢集团淮钢特钢有限公司(以下简称“淮钢特钢”)炼铁厂是公司长流程生产线的龙头。

铁水在公司生产流程中所占成本比重约70%左右。

因此,研究如何进一步降低铁水制造成本, 对提高淮钢特钢钢材产品的市场竞争力、提高经济效益有着重要意义。

淮钢特钢由于自产烧结矿、球团矿不足, 高炉还需要外购约10%～20% 比例的高价球团矿、块矿。

如果能降低这一部分外购矿的采购、用料成本, 则可有效降低生铁成本。

1高炉实际用料结构淮钢特钢2010 年5 月份高炉实际用料结构及价格如表1 所示。

由表1 可以看出, 高炉用料结构比较复杂, 外购矿使用比例近15%, 仅入炉的球团矿就有三种, 品位、价格差别较大。

该用料结构过多的考虑了高炉指标的改善, 但没有考虑其经济性, 不同品位、不同价格的矿使用比例缺乏合理性。

2用料结构优化设计按照“价格低, 多用。

价格高, 少用或不用”的原则, 重新对用料结构进行模拟设计: ( 1) 挖掘生产潜力, 提高自产矿的使用比例至90% : 即烧结矿使用比例75%、自产球团矿使用比例15% , 不足部分用价格相对比较便宜的外购沿江球团矿弥补。

(2)减少外购矿的使用比例至10% , 高价格的进口生矿、进口球团矿价格最高, 完全不用, 使用一部分价格比较便宜的国产沿江球团矿。

(3)起护炉作用的钒钛矿用量不变。

模拟低成本用料结构如表2 所示。

3对比分析3. 1技经指标变化2 种炉料结构高炉主要技经指标计算结果如表3 所示。

由表3 可以看出, 模拟低成本用料结构入炉品位、矿比、干焦比等指标均较差。

新钢10#高炉优化炉料结构的生产实践0 概况新钢10#高炉（2500m3）于2009年11月10日投产，在高炉投产后的生产中过程中，10#高炉通过采用优质精料，大风量、高风温、高顶压、高富氧、高煤比、高冶强以及计算机控制一系列等炼铁新技术，自投产以来经济技术指标曾取得较好的成绩。

但受钢铁行业产能过剩影响，钢铁企业间的竞争日趋激烈。

为提升企业竞争力，新钢从降低吨铁成本出发，尽可能的降低高炉原料的入炉品位。

进入2010年以来，10#高炉入炉品位基本维持在53.2%～54.7%。

随着10#高炉入炉品位的下降，10#高炉炉况的稳定性逐步变差，对炉外的各种干扰，10#高炉炉况波动变化表现十分敏感，经常因压差高而被迫减风、减氧、甚至慢风作业，同时由于10#高炉抗炉况波动性差，导致10#高炉的各项经济技术指标大幅下降。

1 高炉优化炉料结构所采取的操作措施针对目前的10#高炉原燃条件恶化及高炉操作管理中存在的不足，今年元月开始，在10#高炉实行合理优化炉料结构的操作尝试。

1.1 “精料”观念1.1.1稳步提高原燃料质量，持续优化炉料结构，结合新钢地理受限等先天不足条件，不断提高自产焦炭质量，在煤比不断提高的同时，进一步提高焦炭在炉中“骨架”作用。

1.1.2强化槽下对入炉原燃料的控制与管理，主要加强对入炉原燃料输送过程各焦炭种类和矿石种类对应入仓和原燃料质量异常管理及检查，严格控制影响入炉矿石、焦炭质量及水分等参数的跟踪。

比如：筛网是否破坏，是否有大块的矿石焦炭漏出，筛网是否要更换，返矿中矿焦的比例多少。

1.2 优化焦炭使用配比目前10#高炉使用的焦炭主要有三种，即：6m焦、4.3m焦和外购焦（主要为新昌南焦和赵城焦），各焦炭具体成分如表1。

10#高炉6m焦分别放在21#、23#、25#仓；4.3m焦放在22# 、24#仓；26#仓位外购焦，三种焦炭按一定比例往炉内拉料，当其中有一种或两种以上焦炭成分及冶金性能发生变化时，所在仓的焦炭应用量减少，防止焦炭成分波动带来炉温及炉况的大波动。

高炉燃料结构如何优化？来源：重点推荐2013-09-05低成本与高产顺行兼得高炉燃料结构如何优化？高炉的燃料结构包括焦炭、焦丁和喷吹燃料（煤粉、天然气、重油、焦炉煤气、废塑料、废轮胎等）。

我国和亚洲大多数国家及欧盟国家以喷吹煤粉为主，近20年来国内外高炉通过增大喷吹燃料量、尽量减少焦比的途径降低高炉燃料成本，但随着高炉炉容的扩大和喷吹比提高，焦炭作为透气、透液骨架的作用更加突出。

受世界优质焦煤、肥煤资源的制约和2008年以来经济危机的影响，焦炭质量和入炉铁矿品位普遍呈下行态势，又制约了4000m3以上大型高炉的喷煤比提高。

如何既实现较低的燃料比和较低的燃料成本，又确保高炉顺行高产？这须要重新优化设计高炉的燃料结构，并配套相应的使用方法和设备。

不同区域燃料消耗行为有别在高炉中、上部块状带，需要焦炭的高反应性提供气体还原剂，而在高炉下部软融带及以下区域，需要焦炭的高反应后强度、较大粒度和较低的反应性来维持透气、透液性。

对于焦炭反应性而言，高炉的上部和下部要求是矛盾的。

入炉焦炭中包括一部分高反应性焦炭时，与未燃煤粉作用类似，煤气中的CO2会优先与高反应性焦炭和未燃煤粉发生熔损气化反应，使层装大块焦炭减少与CO2的熔损气化数量和粒度衰减，从而起到保护层装大块焦炭的作用，确保层装大块焦炭到达炉腹和炉缸时，仍保持足够高的热强度和粒度，改善死焦堆的透气透液性。

在软融带及以下区域，浮氏体和其他难还原元素的直接还原都需要碳素消耗，主要取决于直接还原度的大小，与焦炭的反应性高低关系不大。

因此，炉顶入炉的高反应性焦炭或块状无烟煤的极限数量，为料线至风口间碳素熔损反应量和直接还原消耗量加铁水渗碳量，减去未燃煤粉数量。

风口煤粉碳素燃烧率为80%，假设20%左右的挥发分全部燃烧气化，在180kg/t煤比、510kg/t燃料比条件下，合计约有40%（165kg/t）的未燃碳素，剔除25kg/t煤粉中的未燃碳，则焦炭中的碳素约有140kg/t通过熔损反应和直接还原气化及渗碳，即炉顶允许装入的高反应性焦炭或块状无烟煤的极限碳素量为140kg/t，按86%的固定碳折算高反应性焦炭比最大值为163kg/t。

LG钢铁公司高炉入炉料结构优化研究的开题报告
一、研究背景和意义
高炉炉料的结构优化一直是高炉冶炼中的关键技术之一。

高炉入炉
料结构的制定有助于提高高炉炉温的稳定性和燃烧效率，从而提高高炉
的生产效益。

LG钢铁公司作为国内重要的钢铁企业，高炉冶炼是其生产
中不可或缺的环节，因此对高炉入炉料结构的优化研究具有重要的现实
意义。

二、研究内容和方法
本研究将以LG钢铁公司高炉为研究对象，通过文献查阅、现场调研以及实验测试等方式，探讨高炉入炉料结构的优化。

具体研究内容包括：
1、分析高炉入炉料的物理化学特性，确定合理的炉料结构组合；
2、采用物流模拟软件对不同的入炉料结构进行模拟分析，并比较分析其在高炉炉内的流动情况；
3、通过热力学分析对不同入炉料结构的炉渣特性进行比较研究；
4、实验室模拟高炉入炉料模型，对不同入炉料结构进行实验研究，并分析其对高炉产生的影响。

三、预期效果
本研究将对LG钢铁公司高炉入炉料结构进行深入的分析、研究和优化，有望达到以下预期效果：
1、探索合理的高炉入炉料结构组合，提高高炉开炉后炉维稳定性和燃烧效率；
2、优化高炉入炉料结构，提高高炉冶炼的效率和质量；
3、提高LG钢铁公司的生产效益，进一步确立其在国内钢铁市场的
领军地位。

涟钢2200m3高炉炉料结构的优化研究发表日期：2007年12月22日作者：张雪松张建良翟丹宋建成((北京科技大学冶金与生态工程学院) 【编辑录入：meimei】摘要高炉合理的炉料结构是保证高炉炉况顺行的重要因素。

针对涟钢目前的炉料状况进行单一人炉原料的冶金性能系统分析，分别找出了涟钢使用的烧结矿、广东矿、南非矿、海南矿、进口球团矿与自产球团矿的优缺点。

并得到使用75％烧结矿1，配加18％的自产竖炉球团与7％的南非矿作为人炉炉料冶金特性最好，非常有利于高炉的顺行与稳定。

关键词高炉炉料结构冶金性能1 前言众所周知，原料是高炉冶炼的基础，高炉冶炼指标的好坏与所用的原料质量密不可分。

高炉原料的质量应包括三部分：化学成分、机械强度和冶金性能。

从三者间的关系来看，化学成分是基础，机械强度是保证，冶金性能是关键。

高炉操作的两大主题是稳定与顺行，其中稳定是指炉温稳定、充沛均匀及炉缸活跃；顺行是指透气性好，高炉能接受风量，炉况顺行。

当设备条件和操作人员水平一定时，原料的冶金性能将直接影响高炉的稳定和顺行口]。

合理的炉料结构是高炉生产获得高产、优质、低耗的重要因素之一，但炉料结构是否合理，还要受本厂资源条件、生铁成本的限制。

湖南华菱管线股份有限公司涟钢事业部新建6号大高炉，有效容积2200m3，6号高炉于2003年12月4日点火开炉，开炉过程设备正常，生产比较顺利，2004年1月7日利用系数达到2．0，2月份平均达2．08，开炉以来很快达产，炉况一直比较顺行，生产比较稳定。

为了能适应新建大高炉生产的需要，参考了前人对炉料结构所做的工作，对涟钢2200m3高炉炉料结构进行研究，找出适合涟钢高炉生产的合理炉料结构。

2 原料特性及实验方法2．1 原料特性针对涟钢所用原料进行试样化学成分分析，结果见表1。

2.2 实验方法高炉炼铁原料的冶金性能主要包括低温(500℃)还原粉化性能、高温(900℃)还原性能、球团矿高温还原膨胀性能、炉料高温下的荷重软化性能及熔融滴落性能。

高炉合理含铁炉料结构的研究的开题报告
题目：高炉合理含铁炉料结构的研究
一、研究背景
高炉是冶金工业中最为重要的设备之一，其炉料结构的合理设计和优化对于保证高炉的正常运行和生产效率的提高具有重要意义。

高炉含铁炉料结构的合理设计和优
化涉及到多种因素，包括选矿工艺、矿石品位、矿石冶炼性能、冶炼温度、炉料配比等，其中炉料配比是影响高炉冶炼效率和能耗的最为重要因素。

因此，对高炉含铁炉
料结构的研究具有重要的理论和实践意义。

二、研究内容
1. 分析炉料配比对高炉冶炼效率和能耗的影响；
2. 确定高炉炉料中各种矿石的配比比例；
3. 研究不同炉料结构的冶炼效果和能耗消耗差异；
4. 优化炉料结构，提高高炉冶炼效率和降低能耗。

三、研究方法
1. 文献综合和资料收集；
2. 实验室试验和数据采集；
3. 数值模拟和计算机模拟；
4. 多指标优化分析。

四、预期成果
1. 针对高炉含铁炉料结构的不同配比方案，提出冶炼效率和能耗消耗的分析结果；
2. 为高炉炉料结构的优化设计提供理论基础和数据支持；
3. 形成关于高炉含铁炉料结构的研究专著或论文。

五、研究进度安排
1. 第一阶段（6个月）：开展文献综合和资料收集；
2. 第二阶段（8个月）：开展实验室试验和数据采集；
3. 第三阶段（6个月）：进行数值模拟和计算机模拟；
4. 第四阶段（4个月）：进行多指标优化分析；
5. 第五阶段（6个月）：撰写研究成果报告、论文或专著。

以上是本次高炉含铁炉料结构的研究的开题报告，希望能够得到您的认可和支持。

高炉炼铁对炉料质量(de)要求及优化配矿技术王维兴 中国金属学会一． 高炉炼铁炉料质量对生产有重要意义炼铁学基本理论和高炉生产实践均证明,优化高炉炼铁原燃料(de)质量和冶金性能既是高炉高效化、大型化、长寿化、节能减排(de)前提条件,也是提高喷煤比、降低焦比和燃料比(de)基础条件.所谓优化炉料质量即是提高炉料质量是入炉矿品位高,渣量少和改善原燃料性能等.大高炉做到入炉矿品位≥58%、炉料含低SiO 2、低Al 2O 3、低MgO,高炉渣比在300kg/t 铁以下,焦炭(de)反应性（CRI ）≤25%,反应后(de)强度在≥65%等,这是保证高炉生产高效、低耗和大喷煤(de)必要条件.1. 高炉炼铁是以精料为基础钢铁产业发展政策规定：“企业应积极采用精料入炉、富氧喷吹、大型高炉……先进工艺技术和装备.精料是基础.国内外炼铁工作者均公认,高炉炼铁是以精料为基础.精料技术对高炉生产指标(de)影响率在70%,工长操作水平(de)影响占10%,企业现代化管理水平占10%,设备作业水平占5%,外界因素（动力、供应、上下工序等）占5%.在高冶炼强度、高喷煤比条件下,焦炭质量变化对高炉指标(de)影响率在35%左右.炼铁精料技术(de)内涵：精料技术(de)内容有：高、熟、稳、均、小、净,少,好八个方面 ⑴ 高：入炉矿含铁品位高,原燃料转鼓指数高,烧结矿碱度高.入炉矿品位高是精料技术(de)核心,其作用：矿品位在57%条件下,品位升高1%,焦比降1.0%~1.5%,产量增加1.5%~2.0%,吨铁渣量减少30公斤,允许多喷煤粉15公斤.；入炉铁品位在52%左右时,品位下降1%,燃料比升高2.0%~2.2%.高碱度烧结矿是碱度在1.8~2,2（倍）,其转鼓强度高、还原性好.⑵熟：指熟料（烧结和球团矿）比要高,一般>80%.⑶稳：入炉(de)原燃料质量和供应数量要稳定.要求炉料含铁品位波动±<0.5%,碱度波动±<0.08（倍）,FeO含量波动±≤1.0%,合格率大于80%~98%等.详见表4和表5.⑷均：入炉(de)原燃料粒度要均匀.⑸小：入炉(de)原燃料粒度要偏小,详见表7.⑹.净：入炉(de)原燃料要干净,粒度小于5mm占总量比例(de)5%以下,5~10mm粒级占总量(de)30%以下.⑺少：入炉(de)原燃料含有害杂质要少.祥见表10.⑻.好：铁矿石(de)冶金性能要好：还原性高（>60%）、软融温度高（1200℃以上）、软融温度区间要窄（100~150℃）、低温还原粉化率和膨胀率要低（一级<15%,二级<20%））等.2用科学发展观来采购原燃料用精料技术(de)内容来判断铁矿石性能(de)优劣,不能只看其价格,要看它(de)化学成分和物理性能,以及使用效果（造块和高炉冶炼）.要用技术经济分析(de)办法进行科学计算和评价,找出合理采购铁品位(de)数值.算账不能只计算到采购及炼铁效果,还要看对炼钢、轧钢,以致对全公司(de)影响.所以,买低品位铁矿石要有个度.还要研究其对能耗和环境(de)影响.韩国、日本和宝钢买煤,要求煤(de)热值要大于7400大卡.我国有些企业在买6500大卡(de)煤.这样,企业之间(de)能耗水平就不是在一个起点上(de)对标.我国炼铁用焦炭灰分一般在12.5%左右.欧美国家炼铁用(de)焦炭灰分要比我国低3%左右.这样,我国与他们(de)燃料比就有不可比性.韩国FINIX所用(de)煤灰分在6~8%,入炉铁品位在61%,所消耗(de)煤炭为710kg/t（比高炉能耗高）.焦炭质量(de)优劣对企业(de)生产指标影响是很大(de),特别是企业之间(de)吨钢综合能耗、炼铁工序能耗进行进行对标,要作具体分析,要注重所用焦炭(de)质量情况.焦炭质量对高炉(de)影响见表1：表1 指标变动量燃料比变变化铁产量变化炼焦配煤用主焦煤、三分之一主焦煤、肥煤、气煤、瘦煤等.现在,国内外出现采购来(de)煤不是单一煤种,是混煤.造成再按五种煤进行配煤炼焦,出现假象,使焦炭质量下降,给炼铁产生负面影响.我们要用煤岩学(de)办法去分析煤(de)G值、Y值、反射率等指标,来判断煤(de)性质,再进行采购和炼焦配煤.3.原燃料质量对企业节能减排有重大影响炼铁系统(de)能耗占企业总用能(de)70%,成本占60%~70%,污染物排放占70%.所以说,炼铁系统要完成企业(de)节能减排、降成本重任.钢铁联合企业用能结构有80%以上是煤炭,主要也是炼铁用焦炭和煤粉,烧结用煤量较少.2014年中钢协会员企业炼铁燃料比为543.06kg/t,焦比为361.65kg/t,煤比为145.85kg/t.比上年均有所劣化,是原燃料质量变化所致.钢铁企业节能思路是：首先是要减量化用能,体现出节能要从源头抓起.第二是要提高能源利用效率,第三是提高二次能源回收利用水平.减量化用能工作(de)重点是要降低炼铁燃料比和降低能源亏损等.目前,我国炼铁燃料比与国际先进水平(de)差距在50~60kg/t左右.主要原因是,我国高炉入炉矿石含铁品位低,热风温度低、焦炭灰分高等造成(de).在高冶炼强度和高喷煤比条件下,焦炭质量对高炉(de)影响率将达到35%左右.也就是说,焦炭质量已成为极重要(de)因素.近年来,一些大型高炉出现失常,主要原因是焦炭质量恶化和成分波动大,高炉操作如没进行及时合理(de)调整,会影响高炉燃料比（焦比、煤比、小块焦比）变化,影响燃料比变化(de)主要因素见表2.表2 影响高炉燃料比变化(de)因素从表2可看出,M10变化±0.2%,燃料比将变化7kg/t,比焦炭(de)其它指标对高炉指标(de)作用都大.所以,我们应十分关注M10(de)变化,希望其值≤7%.4.新修订(de)高炉炼铁工程设计规范对不同容积(de)高炉使用烧结、焦炭、球团、入炉块矿、煤粉质量均有具体要求.祥见表3~10.表3 .入炉原料含铁品位及熟料率要求注：平均含铁(de)要求不包括特殊矿..表4 烧结矿质量要求表5 球团矿质量要求注：不包括特殊矿石.球团矿碱度应根据高炉(de)炉料结构合理选择,并在设计文件中做明确规定,为保证球团矿(de)理化性能,宜采用酸性球团矿与高碱度烧结矿搭配(de)炉料结构.表6 入炉块矿质量要求表7 原料粒度要求注：石灰石、白云石、萤石、锰矿、硅石粒度应与块矿粒度相同.表8 顶装焦炭质量要求表8 喷吹煤质量要求表10 入炉原料和燃料有害杂质量控制值（kg/t）5.高炉炼铁生产对铁矿石质量(de)要求5.1.高炉炼铁对铁粉矿(de)质量要求：铁矿粉分为烧结粉和球团精粉两类,对两类(de)质量要求列于表11/12表11 对烧结粉矿和球团精粉化学成分(de)要求（%）铁矿粉 种类 TFeSiO 2 Al 2O 3SPK 2O+Na 2OclTiO 2PbZnCuAs烧结粉矿 ≥62.0 ≤5.0 ≤2.0 ≤0.3 ≤0.05 ≤0.2 ≤0.001 ≤0.25 ≤0.1 ≤0.1 ≤0.2 ≤0.07 球团精粉≥66.0 ≤3.5 ≤1.5 ≤0.3 ≤0.05 ≤0.2 ≤0.001 ≤0.25 ≤0.1 ≤0.1 ≤0.2 ≤0.07 表12 对烧结粉矿和球团精粉物理性能(de)要求（%）5.2.高炉炼铁对块矿(de)质量要求：对直接用于高炉冶炼块矿质量要求包括化学成分,物理性能和冶金性能三个方面,分为三级列于表13表13 高炉炼铁对块矿质量要求指标矿粉种类 铁＞6.3mm 1～（200目）比表 积（cm 2/g ） H 2O LOI 烧结粉矿 ＜8.0 ＜22.0 20～30 —— —— ≤6≤6球团精粉——————≥80.0≥1300≤8 ≤1.5表14 高炉炼铁对块矿冶金性能(de)要求5.3.高炉炼铁对烧结矿(de)质量要求：烧结矿是我国高炉炼铁(de)主要原料（占炉料结构(de)75%左右）,它(de)质量很大程度上影响着高炉(de)指标,因此高炉炼铁应十分重视烧结矿(de)质量,配料希望不加MgO,对其(de)质量要求列于表15 表15 高炉炼铁对烧结矿(de)质量要求结矿级别TFe FeO SiO2Al2O3MgOCaO/SiO2S P TiO2K2O+Na2O优质≥58.0 ≤8.0 ≤5.0 ≤1.8 ≤1.8 ≥1.90 ≤0.03 ≤0.05 ≤0.25 ≤0.02 普通≥55.0 ≤10.0 ≤6.0 ≤2.0 ≤2.0 ≥180 ≤0.06 ≤0.07 ≤0.40 ≤0.10 表16 高炉炼铁对烧结物理、冶金性能(de)要求烧结矿级别转鼓指数筛分指数抗磨指数还原度指数低温还原粉化指数T+6.3(%) (%)(%)RI(%) RDI+3.15(%)优质73.0 ≤5.0 ≤6.0 ≥82.0 ≥75.0 普通70.0 ≤8.0 ≤8.0 ≥78.0 ≥70.05.4.高炉炼铁对球团矿(de)质量要求：球团矿也是高炉炼铁(de)一种主要原料,它(de)优势在高品位、低Si02,高MgO它是高炉炼铁(de)优质原料,对球团矿(de)质量要求列于表17表17 高炉炼铁对球团矿(de)质量要求球团矿类别TFe FeO SiO2 MgO S TiO2K2O+Na2OCa酸性≥66.0 ≤2.0 ≤4.0 ≥2.0 ≤0.03 ≤0.25 ≤0. 2 ≤碱性≥64.0 ≤1.0 ≤3.5 —≤0.05 ≤0.25 ≤0. 2 ≥表18 高炉炼铁对球团物理、冶金性能(de)要求球团矿类别抗压强度转鼓指数筛分指数抗磨指数9～15mm 还原度还原膨胀指数(N/个球)T+6.3(%) (%)(%)(%) RI(%) RSI(%)酸性≥2500 ≥90.0 ≤5.0 ≤5.0 90.0 ≥65 ≤15.0 碱性≥2200 ≥88.0 ≤6.0 ≤6.0 85.0 ≥75 ≤20.06.不同容积(de)高炉对炉料质量(de)要求不一样,大高炉要有高质量炉料,见表19中(de)具体数据：表19 2014年不同容积高炉指标7.不同(de)操作制度,可适应不同(de)炉料质量,取得最优(de)技术经济指标,得到低成本.如沙钢5800M3高炉(de)炉料质量比京唐高炉用炉料质量差；但沙钢开发出适应本企业炉料质量(de)优化布料技术,适宜(de)鼓风动能,富氧12.62%,煤比174.98kg/t,煤气CO含量达23.70%,炉缸活跃,铁2水温度充沛,炼铁工序能耗363.09kgce/t,铁水成本较低,取得较好(de)经济效益.因此,各企业要寻找适合本企业炉料质量(de)高炉操作制度,求得优化(de)指标和底成本.二．优化配矿技术优化配矿是要实现铁矿石(de)性质与烧结和球团指标之间(de)内在关系.我们要在满足烧结、球团质量要求和矿石供应条件(de)基础上,通过优化配矿使矿石（单一或混合矿）具备优良(de)制粒性能、成矿性能,造出(de)熟料,能使高炉取得良好(de)技术经济指标.首先,要掌握铁矿石(de)制粒性能、成矿行为,找出影响造块（烧结、球团）质量(de)主要因素,分析出铁矿石成分、性能与熟料质量之间(de)相关内在联系；在满足熟料质量要求(de)基础上,实现最低成本(de)配矿方案.1.铁矿石优化配矿技术针对铁矿粉(de)优化配矿技术已被普遍重视,为企业扩大铁矿资源,降低烧结和炼铁成本、提高企业竞争力,提供了有效支撑.优化配矿技术(de)发展和应用已不在停留在化学成分、成本(de)简单要求,而是结合铁矿粉烧结条件下(de)高温烧结性能,其在烧结过程中(de)作用和贡献,铁矿粉之间性能差异与性能互补性,合理(de)利用不同类型(de)铁矿粉层面.中南大学姜涛等人针对褐铁矿、钒钛磁铁矿、含氟铁矿、镜铁矿、赤/褐混合铁矿等(de)应用问题,建立了快速评价铁矿石成矿性能(de)铁酸钙生成曲线法,揭示了含铁原料基本物化性能与制粒、成矿性能(de)关系,提出了基于调控粘附粉含量、成分、比表面积和核颗粒矿物组成(de)配矿标准,开发出化配矿综合技术经济系统,解决了多品种、难造块铁矿资源快速优化配矿(de)难题.工业生产采用该技术后,使褐铁矿、镜铁矿配比分别增加20%、10%以上,烧结原料成本降低了25元/t以上.2. 铁矿石含铁品位综合评价方法所谓铁矿石品位综合评价法是不仅考虑铁矿石(de)品位,同时兼顾铁矿石(de)有价成分和负价成分,即碱性脉石(de)价值和酸性脉石(de)影响,具体表达式依炉渣(de)二元碱度（R2）还是四元碱度（R4）列为两式：TFe（R2综）=TFe×[100+2R2(SiO2+ Al2O3)-2(CaO+MgO)]-1×100% (1)TFe（R4综）=TFe×[100+2R4(SiO2+Al2O3)-2(CaO+MgO)]-1×100% (2)式中R2、 R4分别为二元和四元炉渣碱度,SiO2、Al2O3、CaO和MgO 均为铁矿石(de)化学成分含量（%）.该两个表达式可说明铁矿石(de)实际品位,既考虑了碱性脉石（CaO+MgO）(de)作用,又扣除了酸性脉石（SiO2+ Al2O3）作为渣量(de)源头对品位造成(de)影响,这就是铁矿石(de)实际品位.这种综合评价法所不足(de)是尚没有考虑有害杂质对品位造成(de)影响（有害元素增加1%,高炉生产增加成本30~50元/吨）,下面以表达式〈2〉举2个实例作计算和分析说明.例1：宝钢进口巴西(de)高品位低SiO2低Al2O3矿(de)实际综合品位分析.进口铁矿粉和炉渣（宝钢1高炉）(de)化学成分列于下表19将表中数据代入〈2〉式得：TFe（R4综）=67.5×[100+2×1.026(0.7+0.74)-2(0.01+0.02)]-1×100% =67.5×[100+2.955-0.06]-1=67.5/102.9×100%=65.60%例2：沿海某钢铁企业进口印度低品位,高SiO 2高Al 2O 3矿(de)实际综合品位分析.进口铁矿粉和炉渣(de)化学成分列于下表20将表中数据代入〈2〉式得：TFe （R 4综）=60.0×[100+2×0.887(6.0+4.0)-2(0.2+0.10)]-1×100%=60.0×[100+17.74-0.6]-1 =60.0/117.14×100% =51.22%实例分析：由以上两个实例可以说明,铁矿石(de)脉石含量对其实际品位有直接影响.在宝钢条件下,进口铁矿石(de)综合品位仅比标出品位低不足 2.0%：△Tfe=标出品位一综合品位=67.5%-65.6%=1.9%.而对沿海某企业(de)高SiO 2高Al 2O 3矿而言,情况就大不一样,△Tfe=60.0%-51.22%=8.78%因此购买铁矿石必须考虑脉石(de)含量,特别要注意酸性脉石(SiO 2+ Al 2O 3)对综合品位(de)影响,达到合理(de)性价比.正因为矿石(de)Al 2O 3含量会影响炉渣Al 2O 3和MgO 含量,因此计算应考虑炉渣(de)四元碱度,而非二元碱度,故建议应采用计算式〈2〉作为铁矿石品位综合评价法.3.铁矿石冶金价值(de)评价方法：这一评价法是前苏联M.A.巴甫洛夫院士提出(de)铁矿石冶金价值(de)计算方法（公式）：P1=(F÷f)(p-C×P2-c×P3-g) (3)式中：P1为铁矿石(de)价值（元/t）, F为铁矿石(de)品位（%） f为生铁(de)含铁量（%） P为生铁车间成本（元/t） C为焦比（t/t） P2为焦炭价格（元/t）c为生铁熔剂消耗（t/t） P3为熔剂价格（元/t）g为炼铁车间加工费（元/t）M.A.巴甫洛夫院士提出(de)上一计算公式,是上世纪四十年代(de)事,当时铁矿石(de)品种很单一,主要是天然块矿入炉,当时高炉炼铁远没有喷煤,有害杂质对矿石冶炼价值(de)影响,也不如当代认识(de)突出,因此是一个很有水平(de)铁矿石价值计算公式,它既考虑了铁矿石(de)品位,同时考虑焦比和熔剂消耗(de)因素,它直接计算出了铁矿石在某厂条件下(de)利用价值,计算出来(de)数据直观所用铁矿石到厂(de)最高价,若购买超过P1(de)价格,就意味着采用这种价格(de)铁矿石冶炼工厂就要亏本.4.铁矿石极限价值和实用价值评价方法：根据现代高炉炼铁喷煤和有害元素对矿石冶炼价值(de)影响,也参照了国内邯钢和华菱集团涟钢对M.A.巴甫洛夫院士计算公式(de)修正意见,提出一个简单易行(de)直接入炉铁矿石价格(de)评价方法（计算公式）：铁矿石(de)剩余价值P 1=P M -P S (4)式中P M 为铁矿石用于冶炼(de)极限价值,P S 为铁矿石(de)实用价值.4.1、矿石(de)极限价值：P M =(F÷f)(P -C 1×P 1-C 2×P 2- C 3×P 3- C 4×P 4-g) (5)〈5〉式中(de)含义是铁矿石(de)极限价值等于生铁成本减去焦炭、喷煤熔剂、有害杂质(de)消耗加上车间加工费之和.〈5〉式中：F 、f 、P 和g 与〈3〉式中相同.C 1、P 1为焦比（t/t ）和焦炭(de)价格（元/t ） C 2、P 2为喷煤比（t/t ）和煤粉(de)价格（元/t ） C 3、P 3为炼铁熔剂消耗（t/t ）和熔剂(de)价格（元/t ） C 4、P 4为有害杂质总量（kg/t ）和其当量价值（元/kg ） 例3：设某厂买入(de)铁矿石品位(F)为62%,生铁(de)含铁量（f ）为95%,生铁(de)成本价格（P ）为2800元/t,炼铁焦比（C1）为380kg/t,焦炭(de)价格为2000元/t,喷煤比(C2)160kg/t,煤粉(de)价格（P2）为900元/t.吨铁有害杂质总量为3.5kg/t,有害杂质(de)当量价值(P4)为30元/kg,将以上数据代入〈5〉式得：P M =62%/0.95×(2800-0.38×2000-0.16×900-0.145×120-3.5×30-120)= 62%/0.95×（2800-760-144-17.4-105-120） = 62%/0.95×（2800-1146.4）= 1079.14元/t例3计算(de)结果告诉我们,在已知(de)条件下,62%品位铁矿石(de)最高买价（P M ）为1079. 14元/t,若超过此值,炼铁会亏本.4.2铁矿石实用价值：P S =C 1×Tfe+C 2(CaO+MgO)-C 3(SiO 2+Al 2O 3)-C 4(CaO+MgO+SiO 2+Al 2O 3+S+P+5×K 2O+Na 2O+PbO+ZnO+ As 2O 3+CuO+5CL) ………… 〈6〉 式中C 1为铁矿石(de)平均成本（元/tFe ）C 2为矿石中碱性脉石(CaO+MgO )(de)价值,C 3为矿石中酸性脉石（SiO 2+Al 2O 3)消耗熔剂(de)当量价值,C 4为矿石中除Fe 元素外其他元素消耗燃料(de)当量价值. 式中其余符号均为铁矿石(de)化学成分.〈6〉式(de)直观性很强,即铁矿石(de)实用价值等于其有价元素价值之和与负价元素消耗之和(de)差值.例5：某厂购进铁矿石(de)化学成分列于下表6设C 1=1815 C 2=400 C 3=520 C 4=430 将上表数据代入〈6〉中得：P S =1800×63.5%+400×(0.2+0.1)%-520×(4.5+1.9)%-430×(0.2+0.1+4.5+1.9)+0.05+0.07+5×0.2+0.18+0.10+0.10+0.15+0.008+5×0.01）%=1143.0+1.2-33.28-35.86 =1075.06元/t若把例3、例4结合起来,则P 1=P M -P S =1079.14-1075.06=4.08元/t 说明在上两种条件下,铁矿石有4.08元/t(de)剩余价值.相当于采用此矿价冶炼一顿生铁有4.08×1.65=6.73元(de)效益,可见效益甚微.注：本例题C 1、C 2、C 3和C 4(de)设定是根据长治钢铁公司(de)设定值由矿价(de)涨幅作适当调整而来(de)（原长钢(de)设定值C 1=585,C 2=100,C 3=172,C 4=143）,本例题中1800是根据平均矿价1200元/t,冶炼一顿生铁,采用63.5%品位需用 1.5吨矿,得吨铁平均矿价1800元.C 2、C 3、C 4各企业可根据本企业(de)实际数据作修正.以上铁矿石(de)极限价值和实用价值适用于直接入炉(de)块矿和球团矿,不适用于烧结生产和球团矿生产(de)粉矿和精粉.因为粉矿和精粉(de)实用价值还受着其烧结特征和球团焙烧特性(de)影响.4.3.烧结粉和球团精粉价值评价方法：已有(de)文献资料,对烧结粉(de)价值评价倾向于用单烧值(de)烧结指标和冶金性能进行经济分析,再根据所用烧结矿(de)炼铁价值去推算铁矿粉(de)价值,而且以自熔性烧结矿为基础.笔者认为这实际上是很难实现(de),笔者曾对十八种进口铁矿粉(de)单烧指标作过质量分析,进行单烧试验(de)料层厚度不同,碱度不同配比和混合料水分不同,且目前全国都生产高碱度烧结矿,难以作出统一(de)价值评价,在烧结生产中,各种矿(de)配比是根据合理(de)配矿实现(de),它(de)基础还是化学成分（包括烧损和有害杂质）,物理性能和高温特性.因此笔者认为对烧结粉矿(de)价值评价最基本(de)还是铁矿粉(de)化学成分（包括有价成分、负价成分和有害元素）和物理特性（烧损、粒度和粒度组成）,对目前已知各种矿粉(de)高温特性（同化性,液相流动性、粘结相强度,生成铁酸钙能力和固相连晶能力,也包括晶体颗粒大小,水化程度等）和已有(de)分类（A 类B 类C 类矿）要加以适当考虑（作修正系数,但这常规还是通过合理配矿解决）,至于用于球团生产(de)精粉也很复杂,同样是赤铁矿精粉,中国(de)、巴西(de)和印度(de)均有各自(de)不同特征.但对铁矿粉价值评价最基本(de)还是品位和化学成分,粒度和粒度组成包括（LOI ）值,基于以上分析,笔者认为对用于烧结和球团生产(de)粉矿和精矿粉,它们(de)价值主要还是应采用品位综合评价法加上有害元素影响,烧损和粒度组成(de)调整方法比较简易实用.铁矿粉(de)价值评价法用TFe 粉综表示:TFe 粉综=TFe×[100+1.5R 4(SiO 2+Al 2O 3)-2(CaO+MgO)+1.5(S+P+5×K 2 +Na 2O+PbO+ZnO+CuO+As 2O 3+5CL)+C 1LOI+C 2Lm]-1×100% (7)式中C1为烧损（LOI ）当量价值,根据经验；当LOI<3%时,C 1取“-0.6”当LOI=3%—6%时C1取“0”,当LOI>6%时.C 1取“0.6”,C 1所取舍尚可由企业作调整.C 2为粒度当量价值,当粉矿(de)粒度+8mm>5或 1.0—0.25mm,含量>22时应作修正,C 2可取绝对值超量%(de)“0.3”.例如粒度+8mm 为11%和（1.0—0.25mm ）为28%时,C 2Lm 项(de)值为0.3×（11-5）+0.3（28-22）=3.6,C(de)数值企业也可根据生产数2据作调整.例5：某钢铁企业购进(de)烧结粉,化学成分指标列于下表7（R4为1.02）粒度：+8mm为9%,（1.0—0.25mm）为24%.将上表中数据代入〈7〉中得：Tfe粉综=62.0×[100+1.5×1.02(6.8+2.6)- 2(0.2+0.1)+1.5(0.05+0.06+5×0.1+0.20+0.18+0.16+0.20+0.10+5×0.02)+0.3（4+2）]-1×100%=62.0×[100+17.907]-1×100%=62.0/117.907×100%=52.58%说明某钢铁公司购进62.0%品位(de)铁矿粉,其实际(de)价值相当于52.26%(de)品位价值.。

第４３卷第３期２０２１年６月甘㊀肃㊀冶㊀金ＧＡＮＳＵ㊀ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹＶｏｌ.４３Ｎｏ.３Ｊｕｎ.ꎬ２０２１文章编号:１６７２￣４４６１(２０２１)０３￣００２４￣０３酒钢４５０ｍ３高炉炉型优化实践李㊀波ꎬ聂㊀波ꎬ宋惊蛰(甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司炼铁厂ꎬ甘肃㊀嘉峪关㊀７３５１００)摘㊀要:酒钢４５０ｍ３高炉利用大修机会ꎬ引进新技术㊁新工艺ꎬ改善现场安全作业环境ꎬ提高企业劳动生产效率ꎬ降低高炉能源消耗ꎬ结合上下部调整ꎬ有力推动了高炉经济技术指标进步ꎮ关键词:高炉设计ꎻ炉型优化ꎻ上下部调整ꎻ生产效果中图分类号:ＴＦ５４㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:ＡＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＰｒａｃｔｉｃｅｏｆ４５０ｍ３ＢｌａｓｔＦｕｒｎａｃｅＳｈａｐｅＬＩＢｏꎬＮＩＥＢｏꎬＳＯＮＧＪｉｎｇ￣ｚｈｅ(ＧａｎｓｕＪｉｕＳｔｅｅｌＧｒｏｕｐＨｏｎｇｘｉｎｇＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＣｏ.Ｌｔｄ.ＩｒｏｎｍａｋｉｎｇＰｌａｎｔꎬＪｉａｙｕｇｕａｎ７３５１００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｄｕｒｉｎｇｔｈｅ４５０ｍ３ｂｌａｓｔｆｕｒｎａｃｅｏｖｅｒｈａｕｌꎬａｌｏｔｏｆｎｅｗｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓａｎｄｎｅｗｐｒｏｃｅｓｓｅｓｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄꎬＩｍｐｒｏｖｅｄｔｈｅｓｉｔｅｓａｆｅｗｏｒｋｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｌａｂｏｒｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙꎬｒｅｄｕｃｅｄｔｈｅｂｌａｓｔｆｕｒｎａｃｅｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ.Ｃｏｍ￣ｂｉｎｅｄｗｉｔｈｕｐｐｅｒａｎｄｌｏｗｅｒａｄｊｕｓｔｍｅｎｔꎬｔｈｅｅｃｏｎｏｍｉｃａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｉｎｄｅｘｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｂｌａｓｔｆｕｒｎａｃｅｈａｓｂｅｅｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｐｒｏｍｏｔｅｄ.ＫｅｙＷｏｒｄｓ:ｂｌａｓｔｆｕｒｎａｃｅｄｅｓｉｇｎꎻｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｓｈａｐｅｏｆｔｈｅｆｕｒｎａｃｅꎻｕｐｐｅｒａｎｄｌｏｗｅｒａｄｊｕｓｔｍｅｎｔꎻｏｐｅｒａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ１㊀引言酒钢宏兴股份公司炼铁厂３号㊁５号高炉有效容积４５０ｍ３ꎬ３号高炉于２００４年５月投产ꎬ２００８年１１月进行中修一次ꎬ于２０１４年１月停炉待修ꎬ一代炉龄９年零５个月ꎬ２０１７年３月大修结束投入生产ꎮ５号高炉于２００９年５月投产ꎬ至２０１６年１１月停炉进行优化升级改造ꎬ一代炉役无中修７年６个月ꎬ２０１７年９月投产ꎮ针对上代炉役生产中存在的冷却系统能力不足㊁耐材侵蚀严重㊁在线检测手段不足等问题ꎬ利用停炉大修机会进行了优化ꎬ同时对风口布局以及炉型进行了升级[１]ꎮ开炉后通过不断摸索上下部制度匹配ꎬ高炉运行稳定ꎬ指标持续改进ꎬ部分指标甚至超过了设计水平ꎮ２㊀高炉设计技术进步２.１㊀高炉内型优化升级近年来ꎬ酒钢炼铁厂利用高炉大修机会ꎬ逐步对部分高炉炉型进行了优化升级改造ꎬ取得了较好的实践效果ꎮ本次３号㊁５号高炉炉型优化升级ꎬ参考和借鉴了２０１３年酒钢１㊁２号高炉优化升级成功经验ꎬ适当增加死铁层深度ꎬ减少了炉缸环流对炉缸耐火材料的冲刷侵蚀ꎬ有效延长炉缸寿命ꎻ适当加大炉腰直径ꎬ缩小炉身角ꎬ减少炉料下降摩擦阻力ꎬ利于炉料下降ꎬ改善高炉顺行ꎻ适当加大炉腰直径ꎬ缩小炉腹角ꎬ风口上方热交换区得到扩大ꎬ煤气利用效率得到提高ꎬ降低能源消耗ꎬ促进经济技术指标进步ꎻ适当降低炉腰㊁炉腹高度ꎬ降低下部高温区阻损ꎬ有利于炉料的下降和炉况的稳定ꎻ适当增加炉身高度ꎬ有利于延长高炉煤气在炉内的停留时间ꎬ提高煤气利用率ꎻ采用砖壁合一的薄内衬技术ꎬ可有效降低炉墙结厚机率ꎬ有利于操作炉型的维护和稳定ꎻ采用新的联管冷却系统和炉底冷却系统设计ꎬ可在水量适当增加的情况下ꎬ大幅度提高冷却水利用率及冷却强度ꎮ这些新技术的使用为高炉高产㊁高效和长寿创造了条件ꎬ有力的促进了高炉经济技术指标进步ꎮ酒钢炼铁厂３号㊁５号高炉设计炉型参数变化情况见表１ꎮ从表１可以看出ꎬ酒钢炼铁厂３号㊁５号高炉大修在保证炉基㊁上料系统利旧的基础上ꎬ适当降低高径比ꎬ炉腹角和炉身角减小ꎬ炉型趋于 矮胖型 ꎬ符合行业高炉炉型发展趋势[２]ꎮ本次大修ꎬ适当加大表１㊀高炉设计炉型参数项㊀目代号单位原设计参数新设计参数(３号高炉)新设计参数(５号高炉)有效容积Ｖｕｍ３４５０４５０４５０有效高度Ｈｕｍｍ１８８００１８５８０１８５８０炉腰直径Ｄｍｍ６６３０７０００７０００死铁层深度ｈ０ｍｍ１０００１３００１３００风口数１６１６１４风口间距ｍｍ１０６０１０８０１２３４了炉喉直径与炉腰直径ꎬ减薄料层厚度ꎬ增加料层透气性ꎬ同时加大了高炉上部横向截面积ꎬ高炉煤气在炉内的停留时间延长ꎬ有利于高炉煤气利用率的提高ꎻ适当扩大了炉缸直径ꎬ同时加高了炉缸高度ꎬ增大炉缸容积更能适应酒钢低品位矿冶炼渣量大的特点[３]ꎮ２.２㊀增加布袋箱体ꎬ改善除尘效果增加一座布袋除尘箱体后ꎬ相同煤气发生量下布袋除尘的过滤风速降低ꎬ除尘系统的过滤面积增加ꎬ煤气含尘量下降２ｍｇ/Ｎｍ３ꎬ缓解了布袋除尘器的运行负荷ꎬ缩短更换周期ꎬ降低了运行成本ꎮ同时在原系统上增加一个除尘箱体ꎬ检修作业时ꎬ可同时离线箱体数量增多ꎬ在不影响生产的前提下增加了检修作业面ꎬ提供了安全生产保障ꎮ２.３㊀采用砖壁合一薄内衬技术高炉内衬直接与高温渣铁接触ꎬ还要承受高温煤气冲刷㊁炉料的摩擦及碱金属的侵蚀ꎬ耐火材料的选择ꎬ将影响投资和使用寿命[４]ꎮ砖壁合一㊁薄壁内衬结构的高炉炉型在设计上就考虑了实际生产中出现的问题ꎬ设计炉型基本上就是操作炉型ꎬ一代炉役其操作炉型基本维持不变[５]ꎮ２.４㊀优化冷却壁供水方式冷却壁采用２根环管供水ꎬ其中供水环管１供１－４段冷却壁及大套用水ꎬ冷却壁两块串联ꎬ铁口区冷却壁单联ꎬ风口大套单联ꎻ风口平台设风口给水包供中套用水ꎻ供水环管２供５－１３段冷却壁用水ꎬ一串到顶 的联管模式ꎮ５－１３段冷却壁回水排至炉身平台排水箱ꎬ然后汇入风口平台排水箱ꎻ炉缸区域冷却壁㊁风口设备冷却回水直接排至风口平台排水箱ꎻ风口平台排水箱的水再汇入回水总管ꎮ在相邻冷却壁进出水联管上ꎬ设置检测元件ꎬ自动检测水流量和温度ꎬ并自动计算炉体热负荷ꎬ为生产调节提供理论依据[６]ꎮ目前炉缸侵蚀模型㊁水温差在线监测等各系统运行稳定ꎬ大幅度减少了岗位人员劳动强度和劳动量ꎮ２.５㊀设置风口成像监控设施在每个风口设置一套风口成像设施ꎬ将监控视频接到高炉值班室监控画面ꎬ便于岗位人员随时监测风口工作状态ꎬ高炉操作人员能随时通过风口变化ꎬ分析判断炉况的变化ꎮ２.６㊀风口小套设置自动检漏装置在风口小套安装自动检漏装置ꎬ对破损风口进行预测和报警ꎬ岗位及时对报警风口进行检查确认ꎬ确保破损风口及时发现ꎬ消除风口漏水不能及时发现对炉况带来的不良影响ꎮ２.７㊀引进炉顶红外摄像仪技术炉顶安装红外摄像仪ꎬ能清晰的看到炉顶气流分布和变化ꎬ为高炉上部调剂提供一定的参考依据ꎬ并且能实时监测溜槽工作状态ꎬ有利于高炉布料设备的维护ꎮ３㊀高炉生产效果３号高炉第１代炉役于２００４年５月投产ꎬ２０１４年停炉待修ꎬ第１代炉役期间月平均利用系数最高达到３.７９ｔ/(ｍ３ ｄ)ꎬ焦比３９６.２ｋｇ/ｔꎬ燃料比５４７.１ｋｇ/ｔꎻ第２代炉役于２０１７年３月投产ꎬ月平均利用系数最高达到３.５５ｔ/(ｍ３ ｄ)ꎬ最好焦比达到４４７.１ｋｇ/ｔꎮ３号高炉两代炉役期间经济技术指标趋势见图１ꎮ图１㊀３号高炉大修前后经济技术指标变化趋势５２第３期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀李㊀波ꎬ等:酒钢４５０ｍ３高炉炉型优化实践㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀５号高炉第１代炉役于２００９年５月投产ꎬ２０１６年停炉大修ꎬ第１代炉役期间月平均利用系数最高达到３.７２ｔ/(ｍ３ ｄ)ꎬ焦比３９４.９ｋｇ/ｔꎬ燃料比５５０.１ｋｇ/ｔꎻ第２代炉役于２０１７年９月投产ꎬ月平均利用系数最高达到３.３９ｔ/(ｍ３ ｄ)ꎬ最好焦比达到４５７.２ｋｇ/ｔꎮ５号高炉两代炉役期间经济技术指标趋势见图２ꎮ㊀㊀从图１㊁图２可以看出ꎬ３号高炉㊁５号高炉２０１７图２㊀５号高炉大修前后经济技术指标变化趋势年投产后ꎬ炉况强化水平较低ꎬ年各项经济技术指标较停炉前最好水平(２０１０年)仍存在较大差距ꎮ２０２０年３月份以来ꎬ结合外围条件变化ꎬ为确保炉况长周期稳定顺行ꎬ炉内开始采用中心加焦的装料制度ꎮ３号高炉在摸索上部装料制度和下部送风制度的匹配过程中ꎬ历经６次下部送风布局调整㊁５号高炉历经８次下部送风布局调整ꎬ结合近期外出对标对表经验ꎬ双高炉最终确定了 上部调整以稳定边缘气流㊁争取风量打开中心为主ꎬ下部送风制度调整以短风口㊁大进风面积为主 的上下部匹配思路ꎮ通过不断摸索ꎬ进入６月份以来ꎬ双高炉经济技术指标逐步改善ꎬ双高炉日利用系数逐步达到３.７０ｔ/(ｍ３ ｄ)以上ꎮ对比３号㊁５号高炉大修改造区别ꎬ此次大修改造ꎬ双高炉除风口个数存在明显区别ꎬ其余各项基本相同ꎮ５号高炉将原有１６个风口减少至１４个风口ꎬ风口间距由之前的１０６０ｍｍ增大至１２３４ｍｍꎬ与国内同级别高炉相近ꎮ风口减少ꎬ在同等条件下鼓风动能增加ꎬ加上炉腰直径的增大㊁炉腹角的缩小更能够适应目前品位低㊁渣量大的原燃料条件ꎬ同时扩大了风口上方热交换区ꎬ有利于炉料的顺畅下降ꎬ改善了高炉顺行情况ꎮ从开炉后达产达标速度来看ꎬ５号高炉用时短于３号高炉ꎬ未来４５０ｍ３高炉大修ꎬ控制合适的风口个数是一个研究方向ꎮ４㊀结语⑴企业结合自身现有条件ꎬ利用新建㊁高炉大修机会ꎬ推广应用行业成熟的四新技术能够有效改善现场安全作业环境ꎬ提高企业劳动生产效率ꎬ降低高炉能源消耗ꎬ促进经济技术指标优化ꎮ⑵摸索上部装料制度与下部送风制度的匹配ꎬ寻找适合企业现有条件的上㊁下部制度ꎬ控制合理煤气流分布㊁改善高炉顺行条件是高炉炉况管理的关键ꎮ⑶在同等条件下ꎬ适当减少高炉风口个数ꎬ能有效提高高炉鼓风动能ꎬ更能适应原燃料条件较差情况下的高炉冶炼ꎮ结合酒钢实际情况ꎬ未来４５０ｍ３高炉大修ꎬ控制合适的风口个数是一个研究方向ꎮ参考文献:[１]㊀周传典.高炉炼铁生产技术手册[Ｍ].北京:冶金工业出版社ꎬ２００２.[２]㊀刘金明.酒钢１㊁２号高炉优化改造实践[Ｊ].甘肃冶金ꎬ２０１６ꎬ３８(０６):９９￣１０１.[３]㊀刘晓璋ꎬ闫朝付.酒钢１高炉大修改造工程设计[Ｃ].中国金属学会ꎬ２０１３.[４]㊀陈㊀冬ꎬ孙刘恒ꎬ汪延来.长钢１号高炉中修优化设计特点及实践[Ｊ].山西冶金ꎬ２０１９ꎬ４２(０５):８６￣８８. [５]㊀张丰红ꎬ武方明.酒钢１号高炉合理操作炉型的探讨[Ｊ].甘肃科技ꎬ２０１５ꎬ３１(０５):４７￣４９.[６]㊀吴㊀栋ꎬ陈治国ꎬ张云龙.联合软水密闭循环系统在酒钢１＃高炉优化升级改造中的应用[Ｃ].全国冶金动力信息网ꎬ２０１４.收稿日期:２０２０￣１０￣１８作者简介:李㊀波(１９８５￣)ꎬ男ꎬ四川省邛崃市(县)人ꎬ助理工程师ꎬ本科学历ꎬ学士学位ꎮ现主要从事高炉管理工作ꎮ６２㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀甘㊀肃㊀冶㊀金㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第４３卷。

高炉炼铁过程炉料结构智能优化摘要：在当代炼铁工艺中，高炉炼铁是最为常见的一种，其在现代钢铁工艺中占主导地位。

目前，高炉生产的生铁仍占世界生铁总量的95%以上，在中国占99.5%以上。

炼铁面临的主要挑战是在原燃料品种质量及价格的频繁波动，因此优化炼铁炉料结构尤为重要。

高炉炼铁主要目的是获得符合炼钢工序质量要求的铁水。

由于产量巨大，即使是小的改进过程也能带来可观的利润，更能节约能源和减少消耗。

鉴于此，本文就高炉炼铁过程炉料结构智能优化展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。

关键词：透烧结；高炉；炼铁；配料1.高炉炼铁智能化平台的建立需求与目标建立高炉炼铁工业智能化平台的目的是收集、处理所有的高炉炼铁数据，建立数据分析平台和智能应用，在数据科学各层面解决生产痛点，助力高炉炼铁数字化、智能化转型。

从平台功能来说，需要满足高炉炼铁数据的采集和预处理、数据存储、数据分析、可视化等功能。

从业务场景来说，满足不同高炉炼铁场景从业人员的数据分析、智能辅助和效率提升的需求。

1.1多源数据的采集需求高炉炼铁数据包含可编程逻辑控制器(pro-grammable logic controller，PLC)系统数据、设备信息数据、生产操作数据、原料检测数据、成品质检数据、生产总结数据和音视频数据等多种类型数据｡企业内存在的高炉炼铁数据被存储在不同服务器中(国内某钢铁企业的高炉炼铁数据根据数据类型不同，分别存储于SQL Server数据库、Oracle数据库、Wonderware数据库和Microsoft Office 之中)，设计平台的数据采集功能需满足对接所有数据来源的要求,并实现数据稳定､高效的传输。

1.2长生命周期历史数据的存储需求一代高炉炉役周期时间普遍较长，并且大型钢铁企业内多以数座高炉同时生产为主要生产形式，而且每座高炉的辅助环节更加丰富，平台的数据存储功能不仅需要提供多种存储方式（文件存储，关系型存储，非关系型存储等），还需提供海量数据的自动化备份以保证数据完整性和安全性，同时提供便捷的扩展接口，满足后期业务增加的需求。