生產(chǎn)經(jīng)驗表明，當(dāng)渣量超過350kg/t時，煤比不宜超過180kg/t；渣量超過300kg/t，煤比不宜超過200kg/t。隨著國際市場鐵礦石價格的不斷上漲，人們不得不考慮低品質(zhì)鐵礦的利用。但隨著鐵礦品位的下降、高爐冶煉的渣比增加，增加了高爐冶煉難度。
日鋼通過深入的技術(shù)研究，成功地摸索出一套低成本爐料結(jié)構(gòu)的冶煉技術(shù)，其主要特點(diǎn)是:低品位、大渣量、高鋁渣。通過2007年、2008年兩年的生產(chǎn)實踐，日鋼采取高風(fēng)溫、大富氧、助燃劑噴吹等技術(shù)措施，提高煤粉置換比，降低燃料消耗，突破了大渣量、高煤比、低燃料比冶煉的技術(shù)瓶頸。
隨著煤比提高、礦焦比增加，焦炭在爐內(nèi)將承受更大的負(fù)荷，同時，風(fēng)口煤粉燃燒，增加了CO2濃度，加劇了焦炭的氣化反應(yīng)，降低了焦炭強(qiáng)度。因此，高噴煤冶煉提高了對焦炭質(zhì)量的要求，必然帶來焦炭價格的升高。選擇適宜的焦炭標(biāo)準(zhǔn)是必要的，可以避免成本浪費(fèi)，日鋼首先建立了完備的焦炭質(zhì)量評價體系。
超高濃相噴吹時容易發(fā)生堵槍、結(jié)焦等，甚至燒槍，影響煤-比增加，是制約噴吹的一個關(guān)鍵性問題。為解決噴煤輸送問題，日鋼將煤粉200目粒級由原60%～70%降至40%～50%，噴吹濃度降至30～40kg/m3，提高噴吹壓力，改善輸煤流態(tài)化效果，實現(xiàn)了.單槍噴煤量達(dá)到15t/h，滿足了高爐的高煤比需求。
另外，在此基礎(chǔ)上，日鋼還開發(fā)出大渣量、高煤比操作下獲得低燃料比的操作技術(shù):一是提高煤粉置換比。煉鐵噴煤實踐表明，當(dāng)煤比低于180kg/t時，煤粉風(fēng)口燃燒率70%～80%；煤比達(dá)到200kg/t時，煤粉風(fēng)口燃燒率60%～70%，說明超過180kg/t部分的煤粉在風(fēng)口燃燒不超過20%。因此，可以說明改善煤粉燃燒，減少未燃煤粉，是實現(xiàn)高爐高煤比的技術(shù)關(guān)鍵。日鋼并未走“提高煤粉-200目粒級”的老路子，而是從創(chuàng)新角度著手。
①大富氧。經(jīng)驗表明，高爐富氧在2.5%以內(nèi)時，隨著富氧的進(jìn)一步提高，燃料比上升，這是在煤比偏低的條件下得出的結(jié)論。大富氧與高煤比相結(jié)合，當(dāng)高爐將富氧率提高到3.5%～4.5%時，煤粉置換比提高到0.95～1.05，富氧的效益增加。此外，提高富氧率，有利于理論燃燒溫度升高，增加1%富氧率，提高煤比15～20kg/t。
②噴吹助燃劑。日鋼高爐率先采用噴吹輕燒白云石等熔劑作為助燃劑，改善煤粉燃燒。助燃劑配比3%～5%，降低燃料比5～8kg/t，同時減少燒結(jié)礦中熔劑的配比。
③均噴廣噴。限制噴煤量調(diào)節(jié)幅度、頻次，單次調(diào)整煤量不超過0.5噸，班調(diào)節(jié)次數(shù)不超過3次，穩(wěn)定風(fēng)口前燃燒反應(yīng)，減少未燃煤粉增加的惡劣影響。
二是高風(fēng)溫。風(fēng)溫是高爐經(jīng)濟(jì)且利用率高的能源，是降低燃料比和生鐵成本的有效措施之一。自2007年以后，日鋼煉鐵的平均風(fēng)溫超過1160℃，部分高爐風(fēng)溫已經(jīng)突破1200℃。日鋼16座高爐平均超過1170℃的高風(fēng)溫，是熱風(fēng)爐使用低熱值的高爐煤氣燒爐實現(xiàn)的。高爐風(fēng)溫之所以能夠逐年增高，。原因取決于三個方面:
①送風(fēng)系統(tǒng)滿足高風(fēng)溫供風(fēng)的要求。
②針對使用高爐煤氣燒爐，燒爐技術(shù)得到突破。正常燒爐時，采取“兩燒兩送”的燒爐制度；在煤氣壓力低于6kPa時，高爐采取“三燒一送”的燒爐制度，延長燒爐時間。針對高爐煤氣熱值低，率先采用富氧燒爐技術(shù)，富氧率0.5%～1%，提高風(fēng)溫30℃～50℃。
③風(fēng)溫使用上推行“全風(fēng)溫”操作。通過提高煤比，抵消了高風(fēng)溫帶來的理論燃燒溫度增加，穩(wěn)定了高爐的熱制度。熱風(fēng)爐燒爐技術(shù)成熟，高爐風(fēng)溫波動小于15℃，在同類高爐中屬于先進(jìn)水平。三是下部制度的調(diào)整。日鋼高爐加長了風(fēng)口，增加了風(fēng)口回旋區(qū)的長度，風(fēng)口長度按照爐缸直徑的6%～6.8%選擇；斜風(fēng)口角度由70減為5°，增加了回旋區(qū)面積，減少了煤粉對風(fēng)口的沖刷；風(fēng)口面積縮小3%～5%。四是上部制度的調(diào)整。高爐調(diào)劑要求上下部相適應(yīng)，下部制度變化必然帶來上部制度的變化，以期達(dá)到最佳煤氣利用率。日鋼采取的措施主要有兩個方面:
①高頂壓操作。高頂壓可以有效限制壓差，降低爐內(nèi)煤氣的流速，達(dá)到減少管道行程，利于爐況順行，提高煤氣利用率，降低燃料比，加大風(fēng)量，強(qiáng)化高爐冶煉，同時，還可以抑制高爐內(nèi)SiO2的還原，有利于低硅冶煉。
②多環(huán)布料。多環(huán)布料是無料鐘爐頂設(shè)備使用后前沿的技術(shù)之一，科學(xué)地使用多環(huán)布料，比單環(huán)布料(或者鐘式爐頂)降低燃料比20～30kg/t。多環(huán)布料的特點(diǎn):在爐喉料面形成一個適當(dāng)?shù)钠脚_和中心漏斗。焦炭平臺是根本性的，平臺的寬度以接近1/3R為宜。
五是低硅冶煉。日鋼采取的主要措施是:穩(wěn)定操作、活躍爐缸、提高渣堿度、降低硅偏差等。最后通過改進(jìn)操作，16座高爐的平均硅含量降低到0.39%，同時，降硅時，注意到鐵水物理熱的變化，特別是2010年，鐵水物理熱提高到1499℃，實現(xiàn)了真正意義上的低硅冶煉。低硅冶煉，是多環(huán)布料技術(shù)、選擇合理渣相組成、高頂壓、高風(fēng)溫、高富氧等技術(shù)成功應(yīng)用后的一個具體體現(xiàn)，是煉鐵系統(tǒng)進(jìn)步后的必然結(jié)果。
六是合理配煤。經(jīng)驗表明，煤粉質(zhì)量對高爐燃料比的影響是綜合性的，僅僅追求高熱值而忽視成分影響，并不能取得最好效果。工業(yè)生產(chǎn)中，往往忽視揮發(fā)份對煤粉質(zhì)量的影響。日鋼控制噴煤煤粉揮發(fā)份15%～17%，能提高煤氣中H2利用率，高煤比后煤氣氫含量2.0%～3.0%。
七是煤氣在線監(jiān)控。日鋼對高爐煤氣利用率實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控，做到爐況變化可預(yù)測、調(diào)劑效果可視化，是提高高爐操作水平的一項重要技術(shù)進(jìn)步。
大渣量高煤比條件下的低燃料比冶煉技術(shù)，是一項綜合技術(shù)，日鋼全面把它運(yùn)用于高爐生產(chǎn)，取得業(yè)內(nèi)矚目的成績，2007年～2010年6月煉鐵主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)如表9所示，渣量超過380kg/t以上，煤比已經(jīng)達(dá)到187～188kg/t，燃料比低于540kg/t，年均工序能耗低于400kgce/t。其中，全澳大利亞煤噴吹、噴吹助燃劑、富氧燒爐均屬率先使用的技術(shù)，多環(huán)布料的運(yùn)用在同行業(yè)處于領(lǐng)先水平。
（來源：中國冶金報）
