柯顯峰，李　嚴(yán)，岳爭超，張小毛

（湖北新冶鋼鐵前事業(yè)部煉鐵廠，湖北黃石　435001）

摘　要：對高爐節(jié)能降耗工作進(jìn)行了總結(jié)和分析，并結(jié)合湖北新冶鋼1780m³高爐自身特點(diǎn)，提出了一系列節(jié)能降耗措施，在高爐節(jié)能降耗方面取得了不錯的成績。

關(guān)鍵詞：高爐；節(jié)能降耗；措施；操作

1　引言

目前全球鋼鐵行業(yè)陷入了前所未有的困境，國際市場形勢萎靡，國內(nèi)市場更是供大于求，嚴(yán)重飽和。鋼鐵企業(yè)利潤空間被嚴(yán)重壓縮，國內(nèi)多家鋼鐵企業(yè)面臨減產(chǎn)或停產(chǎn)的局面。煉鐵系統(tǒng)作為整個鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的能源消耗大戶，直接消耗的能源占鋼鐵生產(chǎn)總能耗的50％以上，而高爐能耗（煉鐵工序）占煉鐵總能耗的70％左右^［1］，因此如何搞好高爐的節(jié)能降耗工作顯得尤為重要。

湖北新冶鋼（以下簡稱新冶鋼）1780m³ 高爐于2011年8月16日投產(chǎn)，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)取得了不錯的成績。進(jìn)入2014年后，受爐缸環(huán)炭溫度偏高等因素影響，高爐被迫控風(fēng)限產(chǎn)，較投產(chǎn)初期產(chǎn)量降低了約15％～20％，其他各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)也有所下降。2015年新冶鋼結(jié)合1780m³ 高爐的自身特點(diǎn)，在強(qiáng)化原燃料質(zhì)量的基礎(chǔ)上，通過采取優(yōu)化高爐操作、降低生鐵中硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、強(qiáng)化高頂壓操作等措施，不斷摸索和實(shí)踐，在節(jié)能降耗工作方面取得了一定的成績。

2　節(jié)能降耗措施

2.1　提高精料水平

精料是高爐強(qiáng)化的物質(zhì)基礎(chǔ)，強(qiáng)化高爐冶煉必須將精料放在首位。高爐想要取得更好的指標(biāo)，更好的實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)，需要努力提高精料水平。

2.1.1　提高綜合入爐品位

2015年以前，礦價(jià)居高不下。新冶鋼降本思路主要圍繞配礦進(jìn)行，導(dǎo)致綜合入爐品位偏低，僅56％左右。進(jìn)入2015年后，隨著國際礦價(jià)不斷下跌，新冶鋼調(diào)整了高爐用料思路，停止低品位礦石采購。燒結(jié)配料中以含鐵品位相對較高的澳系粉礦（楊迪粉、紐曼粉、PB粉）為主，燒結(jié)礦品位得到逐漸升高。塊礦采用性價(jià)比相對較高的主流資源（如：紐曼塊、PB塊、巴西塊等），品位基本控制在62.5％以上。球團(tuán)礦繼續(xù)以中信泰富特鋼集團(tuán)自產(chǎn)球團(tuán)為主，供貨穩(wěn)定，品位也能維持在63％左右。新冶鋼1780m³高爐2015年的綜合入爐品位基本維持在57.1％左右。隨著綜合入爐品位的升高，渣鐵比出現(xiàn)明顯下降（見圖1），熱量消耗也得到降低，對降焦節(jié)能、改善料柱透氣性起到促進(jìn)作用。

2.1.2　強(qiáng)化原燃料篩分，減少入爐粉末

強(qiáng)化原燃料篩分管理，必須確保原燃料進(jìn)入高爐礦槽之前盡量過篩。做好原燃料的清篩工作，嚴(yán)格控制各種原燃料的篩分速度，在滿足排料的前提下，盡量延長礦槽篩分備料時(shí)間。采用給料機(jī)對振動篩給料，大大改善爐料分布均勻度，提高篩面利用率。對篩分難度較大（較潮濕）的塊礦進(jìn)行重點(diǎn)篩分。將塊礦振動篩篩板由雙層棒條篩改為單層棒條篩，大大提高了篩分效果。2015年入爐原料平均粒度見表1。

2.1.3　改善焦炭質(zhì)量

焦炭是高爐生產(chǎn)最重要的燃料。隨著噴煤量的增加，焦比降低，焦炭作為料柱骨架的作用越來越突出。鑒于焦炭對高爐的重要性，穩(wěn)定焦炭質(zhì)量，避免其出現(xiàn)較大波動對高爐的節(jié)能降耗尤為重要。目前新冶鋼1780m³高爐所使用的焦炭為搗固干熄焦。

2015年以前，由于焦化廠有降本要求，主焦煤＋肥煤配比基本維持在68％左右，焦炭CSR基本在67％左右。2015年針對高爐的實(shí)際生產(chǎn)情況，對焦炭質(zhì)量提出了更高的要求。焦化廠調(diào)整主焦煤＋肥煤配比并穩(wěn)定在70％左右，焦炭質(zhì)量明顯改善（見表2），為1780m³高爐降低焦比提供了必要條件。

2.1.4　優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)

新冶鋼1780m³高爐爐料結(jié)構(gòu)基本以75％燒結(jié)礦＋10％球團(tuán)礦＋15％塊礦為主。進(jìn)入2015年，由于國際礦價(jià)不斷下跌，高品位、低二氧化硅的塊礦與球團(tuán)礦相比性價(jià)比更高。通過在生產(chǎn)過程中不斷摸索，適當(dāng)提高燒結(jié)堿度，降低燒結(jié)礦、球團(tuán)礦配比，提高塊礦配比。目前爐料結(jié)構(gòu)基本以74％燒結(jié)礦＋8％球團(tuán)礦＋18％塊礦為主。在維持熟料率（燒結(jié)礦＋球團(tuán)礦）82％不變情況下，通過調(diào)節(jié)燒結(jié)礦和球團(tuán)礦配比實(shí)現(xiàn)堿度調(diào)整，取得了不錯的效果。

2.2　高風(fēng)溫操作

風(fēng)溫是高爐廉價(jià)、利用率最高的能源。每提高100℃風(fēng)溫約降低焦比4％～7％。在當(dāng)前能源緊張的形勢下，迫切需要進(jìn)一步提高風(fēng)溫^［2］。新冶鋼1780m³高爐配備了3座頂燃旋切式熱風(fēng)爐，實(shí)行“兩燒一送”工作制度。為進(jìn)行護(hù)爐，控制爐缸環(huán)炭溫度，于2015年初開始停止富氧，同時(shí)高爐煤氣利用率一直在48％～50％，煤氣發(fā)熱值偏低，這兩方面因素對熱風(fēng)爐燒爐都造成很大負(fù)面影響。為保證風(fēng)溫大于1200℃，采取了以下措施：首先將熱風(fēng)爐廢氣溫度由410℃提高至430℃，其次充分利用煙道廢氣提高預(yù)熱器溫度，使燒爐煤氣、空氣的預(yù)熱溫度均在200℃以上，彌補(bǔ)了煤氣熱值低的不足，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)溫1200℃以上，為降焦節(jié)能創(chuàng)造了條件。

2.3　提高噴煤比

爐況穩(wěn)定順行、高風(fēng)溫、高富氧是實(shí)現(xiàn)高煤比的前提，但新冶鋼1780m³高爐長期停氧操作，僅通過高風(fēng)溫提高煤粉的燃燒率，實(shí)現(xiàn)起來相對困難。通過優(yōu)化噴吹工藝，采用煙煤和無煙煤混合噴吹，煙煤和無煙煤混合噴吹有利于提高噴煤比及置換比。煙煤揮發(fā)分高，含有一定水分，進(jìn)入風(fēng)口后會爆裂，促進(jìn)分解燃燒，有利于提高燃燒效率。據(jù)有關(guān)經(jīng)驗(yàn)，提高揮發(fā)分不僅可以增加制粉能力，還可以提高煤粉在風(fēng)口內(nèi)的燃燒率，有利于提高煤比^［3］。在生產(chǎn)過程中，通過不斷實(shí)踐和摸索，混合煤中煙煤配比提高到60％，煤粉在風(fēng)口內(nèi)的燃燒率得到明顯改善。同時(shí)堅(jiān)持全風(fēng)口噴煤操作，實(shí)現(xiàn)均噴、廣噴，取得了不錯的效果，高爐煤比始終穩(wěn)定在130kg／t以上。

2.4　高頂壓操作

高壓操作是高爐強(qiáng)化冶煉的手段之一。通過高爐煤氣余壓透平發(fā)電機(jī)（簡稱：TRT 機(jī)組）自動控制，將頂壓平穩(wěn)提高到210KPa，減少了爐況波動，降低了煤氣流速，抑制了壓差升高，對降低生鐵中［Si］含量，改善煤氣分布，提高煤氣利用率起到重要作用。

2.5　采取低硅冶煉技術(shù)

冶煉低硅生鐵是高爐節(jié)能降耗的一項(xiàng)重要措施之一。生鐵中［Si］每降低0.1％，焦比可降低4～6kg／t。新冶鋼1780m³高爐根據(jù)自身生產(chǎn)情況，堅(jiān)持以［Si］＝0.3％ ～0.5％，渣堿度R2 ＝1.10～1.16，鐵水物理熱大于或等于1480℃為控制目標(biāo)。

既能滿足低硅要求，也保證了爐缸工作活躍，渣鐵具有較好的流動性。2015年1～12月生鐵［Si］、［S］分布情況見圖2。

2.6  合理的上、下部調(diào)劑相結(jié)合

合理的上、下部調(diào)劑，能夠?qū)崿F(xiàn)煤氣流合理分布，爐缸工作良好，爐況穩(wěn)定順行。新冶鋼1780m³高爐堅(jiān)持以“發(fā)展中心，適當(dāng)抑制邊緣為主”的思路，不斷改善煤氣流分布，取得了很好效果。

上部調(diào)劑：2015年以前布料矩陣調(diào)整較為頻繁，效果不理想，主要反映在渣皮波動頻繁，靜壓不穩(wěn)，給操作帶來一定難度，而且渣皮波動后進(jìn)入爐缸耗熱，被迫補(bǔ)焦或提高噴煤量額外補(bǔ)熱，對降本十分不利。2015年4月通過討論研究最終將布料矩陣調(diào)整為C^1098764₁₂₂₂₂₄O¹⁰⁹⁸⁷₁₃₃₂ （見表3），渣皮穩(wěn)定情況有所好轉(zhuǎn)，煤氣利用率能夠穩(wěn)定在48％～50％之間。

下部調(diào)劑：受護(hù)爐限制，高爐一直未全風(fēng)作業(yè)。為更好的發(fā)展中心，鼓風(fēng)動能按大于或等于10000·m／s進(jìn)行控制。全部使用斜5°風(fēng)口小套，并將風(fēng)口長度由555mm 加長至580mm，風(fēng)口直徑以115mm為主。通過上、下合理調(diào)劑，使得爐缸活躍程度得到改善，初始煤氣流分布更為均勻。

2.7　強(qiáng)化工藝管理

高爐長期穩(wěn)定順行是節(jié)能降耗的前提和保證。如何確保高爐長期穩(wěn)定順行，需要各崗位人員精心操作、對設(shè)備精心點(diǎn)檢維護(hù)。通過不斷強(qiáng)化工藝管理提高員工的執(zhí)行力，對逆向操作、責(zé)任心不到位，加大管控力度。放鐵要做好各項(xiàng)確認(rèn)工作，加大爐前三大設(shè)備的點(diǎn)檢維護(hù)工作，杜絕跑大流、鐵口淺等事故發(fā)生，對炮泥、鉆頭、鉆桿實(shí)行定量控制，建立完善的獎懲機(jī)制。各項(xiàng)基礎(chǔ)管理工作的強(qiáng)化和完善，促使2015年各類爐況及生產(chǎn)設(shè)備事故率大幅降低，同時(shí)操作穩(wěn)定性得到提高，有力推動了能耗下降。

3　節(jié)能降耗指標(biāo)

新冶鋼1780m³高爐始終堅(jiān)持以精料為基礎(chǔ)，以節(jié)能為中心，改善煤氣能量利用，選擇適宜冶煉強(qiáng)度，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)明顯進(jìn)步，工序能耗逐步降低。2015年平均工序能耗329．5kgce／t，與2014年平均工序能耗344．83kgce／t相比，下降了15．33kgce／t，節(jié)能降耗取得了一定效果，具體指標(biāo)見表4。

4　結(jié)語

新冶鋼1780m³高爐結(jié)合自身生產(chǎn)現(xiàn)狀，在長期護(hù)爐操作的不利局面下，不斷優(yōu)化操作，并對節(jié)能降耗中存在的瓶頸進(jìn)行攻關(guān)，總結(jié)了一系列節(jié)能降耗措施，在節(jié)能降耗方面取得了不錯的成績。

（1）始終堅(jiān)持以“精料”為基礎(chǔ)。原燃料條件的改善，為高爐節(jié)能降耗，奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

（2）高爐穩(wěn)定順行是節(jié)能降耗的前提和保證。建立符合新冶鋼1780m³高爐工況條件的操作制度尤為關(guān)鍵，堅(jiān)持實(shí)施高風(fēng)溫、高頂壓操作、降低生鐵中［Si］的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等措施，降低能耗。

（3）通過建立各項(xiàng)管理制度，發(fā)動全體員工，對高爐生產(chǎn)的各個工藝環(huán)節(jié)積極挖潛。不斷優(yōu)化工藝參數(shù)及操作，加大生產(chǎn)中出現(xiàn)的能源浪費(fèi)、逆向、違規(guī)操作等行為考核管理力度，使每位員工節(jié)能降耗意識得到提升。

參考文獻(xiàn)：

［1］　陳聰．高爐節(jié)能［J］．科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2004，14（6）：122．

［2］　周傳典．高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊［M］．北京：冶金工業(yè)出版社，2008：501．

［3］　馬輝，周永平，唐利霞．安鋼9號高爐富氧噴煤生產(chǎn)實(shí)踐［J］．南方冶金，2009，2（1）：53．