高炉炉料结构优化研究现状及展望.doc

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1、http://www.gtjia.com高炉炉料结构优化研究现状及展望苏步新，张建良，闫炳基，胡正文，邵久刚，国宏伟(北京科技大学冶金与生态工程学院，北京100083)摘要通过对目前高炉炉料结构优化研究现状进行归纳总结，将其分类为经验知识摸索法、实验室试验探索法、数学方法优化法以及采用仿真技术的优化法。通过对各种研究方法的综合比较及评价，指出高炉炉料结构优化研究的未来发展趋势。关键词高炉；炉料结构；优化；方法1前言高炉炼铁在整个钢铁冶炼流程中是一个关键，其目标是保证“优质，低耗，高产，长寿，高效益”[1]。如今

2、我国高炉生产面临着两方面的问题，一方面高炉生产原燃料资源日益紧缺，且价格不断攀升；据统计，炼铁工序占钢铁生产能耗的70％以上[2]，而在生铁成本中原燃料又占85％左右(原材料占60％左右，燃料约占25％)[3]，这就导致了钢铁生产成本的不断升高。另一方面，高炉生产还必须保证顺行、稳定和高效。故而如何实现在高炉生产正常进行的条件下，最大限度的降低炼铁成本将是企业提高竞争力，增加经济效益的关键。因此高炉炉料结构优化一直是炼铁工作者的研究重点。本文就高炉炉料结构优化的研究现状进行报道。目前国内外关于这方面的研究方法笔

3、者归纳总结出有经验知识摸索法、实验室试验探索法、数学方法优化法以及采用仿真技术的优化方法。2高炉炉料结构优化研究方法2．1经验知识摸索法本方法通常适用于现场的调控，可以通过采用不同的炉料结构方式，尝试高炉顺行的情况，当高炉不顺时再进行适当的调节，以此确定适宜本高炉的炉料结构。如宝钢[4]在世界铁矿石资源状况日趋紧张的环境下，对宝钢高炉的用原料结构变化进行了探讨，逐步降低球团矿比例，增加烧结矿比例，确定块矿的合理搭配。此外，宝钢不断拓宽用矿品种，大量质量较差的铁矿石新品种在高炉生产中得到应用。济钢[5]对其175

4、0m3高炉经济炉料冶炼实践进行总结。得出目前高炉的经济炉料主要以“低品位、高块矿配比和高Al2O3为主要内容，针对其高炉操作的不利影响，通过改变其布料制度，调整送风制度，提高富氧率等，取得了高炉经济指标不断优化，铁水成本不断降低的良好效果。石钢[6]高炉由于受各种因素的影响，高炉炉料结构从高低两种碱度烧结矿搭配少量土球团矿、澳矿阶段发展到为80％～85％高碱度烧结矿搭配15％～20％酸性球团矿阶段。随着炉料结构的改善，高炉利用系数不断提高。邢钢[7]高炉在随着产量指标的不断进步同时物料平衡出现了问题，主要是球团

5、矿不足，同时球团矿SiO2偏高。为此通过降低烧结矿碱度同时降低球团矿SiO2来保证物料平衡，但效果不理想。为此，邢钢通过讨论和生产实践的验证，先后完成了高炉配加硅石、高炉配加蛇纹石试验，都取得了比较好的效果，使其高炉炉料结构更加合理、优化。以上这种以高炉实践为中心的经验知识摸索法，直接用高炉实践来检验是否成功，结果直观，可靠性强。但以经验来指导进行高炉炉料结构变化，具有较大的盲目性，一旦新的炉料结构不适合高炉，会严重影响高炉正常生产，从而导致尝试成本过高。2．2实验室试验探索法针对经验知识摸索法的不足，在高炉生

6、产实践之前需要对炉料进行冶金性能检测，通过实验室试验结果来指导高炉实践生产。北京科技大学郭豪等[8]对韶钢高炉入炉含铁炉料进行还原性、低温还原粉化及熔滴性能的试验研究，分析了不同入炉原料和综合炉料结构的冶金性能，并结合炉料成本分析，得出了在当前原料条件下高炉炉料结构的合理搭配。重庆大学杜云贵等[9]http://www.gtjia.com针对水钢现有原料条件，通过对单一矿石冶金性能的测试，研究了水钢烧结矿搭配钒钛球团矿的合理性；在烧结矿配比不变的条件下，用进口块矿对钒钛球团矿配比的加入进行调节，研究了炉料结构的

7、还原性，低温还原粉化性和荷重软化及高温熔滴性能的变化规律。东北大学邬虎林等[10]通过检测分析了包钢单一炉料及综合炉料的冶金性能，并与其他企业的综合炉料的冶金性能进行了对比分析。结果表明，通过合理配矿不仅能提高烧结矿和球团矿的铁品位，而且能改善其冶金性能；包钢烧结矿具有良好的还原性和低温还原粉化性能，但熔融滴落区间较宽，继续降低包钢精矿中的氟、钾、钠含量，适当增加入炉原料中普通矿或澳块矿的比例，有利于其冶金性能的改善。对包钢综合炉料结构进行了优化，并提出了改进的方向。中南大学王海涛等[11]系统研究了我国炼铁生

8、产中几种常用炉料(高碱度烧结矿、酸性球团矿、块矿和钒钛块矿)的高温冶金性能。研究得出：①还原度指数：高碱度烧结矿最高，进口球团矿和进口块矿其次，国内球团矿最低；②低温还原粉化指数(RDI+3.15)：钒钛块矿>进口块矿>进口球团矿>国内球团>高碱度烧结矿；③软化熔滴性能方面：国内球团矿和进口球团矿软化开始温度、矿石熔滴温度，均低于高碱度烧结矿，但其矿石软化温度区间、矿石软熔温度区间均比