文档介绍：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

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1750m3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。

针对经验知识摸索法的不足,在高炉生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