中心加矿在高炉上的应用

现代高炉炼铁，多以发展中心气流为主，兼顾边缘气流，所以应运而生的出现了中心加焦技术，以利于发展中心气流，这一技术很快在不少高炉上得到了应用，也为多数高炉操作者认可，所以当您看到本文的题目，一定会嗤之以鼻，以为只是个噱头而已，我甚至已经能猜想到您不以为然的表情了。

记得很早的时候，写过一个《高炉复风初期中心气流发展的原因浅析》的文章，分析了不少高炉特别是小高炉在复风初期中心气流很容易过分的发展的原因，事实上，高炉经过一段时间的休风后，炉内料柱较死，这时候适当的疏松边缘气流不仅有利于料柱的快速松动，也有利于减少炉料下降阻力（减小炉料与炉墙的摩擦力），另一方面，很多的时候，当风压较低时，也是很容易使鼓风吹向中心的，见《低风压发展中心气流》，所以，送风初期一些高炉很容易的出现中心气流过份发展的现象，这时候如果没有及时的采取措施或者是对中心气流过份发展的危害认识不足，甚至一些操作者看到中心气流很旺而沾沾自喜时，悲剧也就应此而生了，往往是频繁塌料伴随着炉凉，笔者听闻或见历过的因复风时中心气流过分发展导致的炉况失常不在少数，往往是几天几周恢复不过来，有的甚至造成炉子大凉，所以，在炉子复风初期，如果能认识到适当疏松边缘气流的重要性，对于快速恢复炉况是必要的。对于一些高炉，习惯性的存在复风初期中心气流过份发展的现象，如何尽快的压制住中心气流，使边缘气流及时的起来，使料柱在最短的时间动起来，无疑是炉况恢复成功与否的关键。显然，采用中心加矿技术是压制中心气流比较好的一种策略。当然可以采用集中将一批或几批料全下到中心，也可以适当加大中心的布矿量来压制中心气流，看操作者的习惯了，目的只是压制中心气流罢了。这是中心加矿技术在高炉复风初期的应用。这样看来，所谓的中心加矿只是临时的应急而已，好象也没什么可宣扬的。    

早在上世纪九十年代，笔者出于赚钱养家的需要，利用工余时间在一个冶炼富锰渣的高炉上加班，也因此对富锰渣的冶炼工艺有了一定的认识和了解。高炉冶炼富锰渣实质上就是一个火法选矿的过程，即把含锰较低的锰矿石中的铁和其它有害杂质除去，以达到富含锰而不含铁和其它有害元素的富锰的炉渣。在高炉内就是一个选择性还原的过程，即选择性的把贫锰矿中的无用元素铁、铅、锌、银、金等元素还原出去，得到富锰的炉渣。冶炼操作的重点是选择性还原，即控制炉内的还原气氛和还原条件，把无用的元素还原出去，把有用的锰元素留下来，达到火法选矿的目的。既然是选择性还原，一定是要通过一定的手段来实现的，主要的手段是控制还原的气氛和还原的温度，当然其实际的冶炼原理在这里无法一一详述（我们只是想要阐述中心加矿在高炉上的应用）。其主要的手段是低风温、低风压、大风量、大矿批、高料线等，熟悉高炉操作的朋友一定也已经看出来了，这些措施都是强烈发展边缘的措施，确实，富锰渣的冶炼就是通过控制煤气流的分布及高温区的高度来选择性的使一些元素达到还原除去，留下有用的元素进入到炉渣中。压制中心气流，发展边缘气流是其主要的且必须的手段，所以，富锰渣高炉的操作时刻是压制中心气流的，可惜笔者那个年代象这样的高炉都是钟形炉顶，想要中心加矿也只有提高料线扩大矿批以尽可能的把矿向中心移动，不知道现在是否有无钟形式的富锰渣高炉，想来是应该有的吧，如果有，想要压制中心气流，显然，中心加矿是最简单可行且有效的办法了。这是中心加矿技术在富锰渣高炉上的应用，当然，富锰渣冶炼并不是简单的中心加矿就万事大吉了，还有很多的对应的操作，这里只是为了阐述中心加矿在高炉上的应用。

年初的时候，曾有机会去四川的一些高炉参观学习，四川的高炉自然是钒钛矿冶炼的，实话说，笔者并没有冶炼钒钛矿的经历，只是这次参观加深了一些对于钒钛矿冶炼的认知，也有了一些不同于书本上论述的见解。偏偏今年的钢铁行情确实是出奇的差，不少企业为了生存，积极的寻求出路，一些能够近距离获得钒钛矿的企业选择改钒钛矿冶炼，笔者知道的是象陕西、云南、内蒙一些厂都有意图改钒钛矿冶炼，以改善生存环境，当然了，钒钛矿冶炼要求能提钒才有利益可图，否则也难有效益，这不是讨论的重点。回到讨论中心加矿技术上，钒钛矿冶炼依现有的技术，钒可以有效的从铁水中提取出来，钒无论是对铁水还是炉渣的熔点还是流动性没有有害的影响，因为钒可以有效的提取出来，所以其实我们是希望钒还原出来的越多越好，也即是钒的回收率越高，越可以增加效益。钛在高炉中形成炭化钛和氮化钛，熔点很高，以微粒的形式存在，无论是对铁水还是炉渣的流动性都产生严重的影响，但氧化钛对炉渣的流动性没有影响，甚至是有利的，所以对于钒钛矿冶炼来说，我们希望高炉内钛还原的越少越好，钛还原的越少，可生成的炭化钛和氮化钛越少，越有利于改善铁水和炉渣的流动性。另一方面，就目前的技术，并不能经济有效的回收钛，可见高炉内增加钛的还原纯害无利，所以，要保证钒钛矿冶炼的顺利进行，关键是控制钛还原的过程，使钛还原的越少越好，实际钒钛矿冶炼过程中也正是按照这样的思路去控制的，如控制硅加钛小于0.5%，控制铁水物理温度在1300-1350℃等，所有这些措施，其实质还是如上面提到的富锰渣冶炼一样，即选择性还原的问题。也就是说，只要我们能够选择性的控制钛的还原，使钛的氧化物不经过还原而直接进入炉渣，就可以实现钒钛矿冶炼的顺利进行，遗憾的是，现在多数的钒钛矿冶炼的高炉，并没有从本质上认识到选择性还原的重要性，而还是一味的主张发展中心气流，这是促进钛还原的，也就出现了一方面努力降低炉温，降低铁水物理热，以求降低钛的还原量，一方面又努力使用高风温，高风压吹透中心，甚至上部采用中心加焦技术以求达到充沛的中心气流的矛盾操作。对于钒钛矿冶炼来说，中心加矿压制中心气流，发展边缘气流，控制钛的还原，无疑是一种可行的思路，当然了，上述提到的富锰渣冶炼控制锰还原的大风量、低风温、低物理热、大矿批、高料线等发展边缘的措施，应用于钒钛矿冶炼应该同样是可行的且有效的，只是因为我们这里只是单纯的讨论中心加矿技术的应用，所以对其它的操作不作详述。    

小结：    

1、高炉操作无定式，关键是认清事物发展的本质。中心加矿技术，本质是压制中心气流发展边缘气流的过程，应用于高炉的选择性还原是有效的。

2、当前的高炉主流的操作是发展中心气流，但是，即便是对普铁高炉，笔者注意到，不少的高炉盲目的过份发展中心气流，使炉况陷入艰难困境的也越来越多，这是盲从的后果，所以才想要写今天的这篇文章。

3、前些时候和一位朋友聊炉况，料面形状布成了盘子形，中心气流宽且大，煤气利用很差，却还要一味的长布料角度压边缘气流，感觉现在一些高炉操作者对中心气流有点盲从了，片面的以为只要压住边缘气流，炉况就能顺行，指标就会转好，其实有点过极了。

4、随着现代高炉原燃料条件的改善，即使是小高炉现在炉墙结厚的现象已经很鲜见了，反而在一些大中型高炉却有抬头的表现，原因在哪儿呢，虽然有些文章分析认为是采用铜冷却壁的原因，但笔者认为，其本质的原因还是过度的强调大角度布料发展中心气流，一些高炉都能明显的看到布料时炉料打到炉喉铁砖上，形成反射布料，却还一味加大布料角度，不结厚都有点不正常了。

5、此文的目的不是想要主张所有的高炉都要中心加矿压制中心气流，而是想要为盲目的发展中心气流思想降一下温，无论是中心加焦还是中心加矿，各有各的应用特点，各有各的适用范围，应根据实际情况和想要达到的目的适当选用，或者叫适者生存吧。