梁紅星
(邯鋼集團(tuán)邯寶鋼鐵有限公司，河北 邯鄲 056001)
摘 要: 以邯寶煉鐵廠 1 號(hào)高爐為例，簡(jiǎn)要分析了高爐降低生產(chǎn)成本的方向和措施。主要列舉了優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)、降低燃料比、降焦增煤以及降低動(dòng)能消耗方面的措施，其中著重介紹了邯寶 1 號(hào)高爐在降低燃料比方面所采取的措施，包括保持爐況穩(wěn)定順行、調(diào)整氣流分布、堅(jiān)持精料方針、提高頂壓、零加濕操作、提高風(fēng)溫等措施。
關(guān)鍵詞: 高爐; 成本; 燃料比; 風(fēng)溫; 加濕
0 引言
近年來(lái)，鋼鐵行業(yè)的持續(xù)低迷形勢(shì)迫使各鋼鐵企業(yè)全面地進(jìn)入了降本增效的行列。邯寶 1 號(hào)高爐是邯鋼的第一座 3 200 m3 高爐，在第一代爐齡中取得了較好的成果。大修結(jié)束后全力投入到降本增效的行動(dòng)中。通過優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)、降焦增煤、降低燃料比、降低動(dòng)力成本等措施，有效降低了高爐冶煉成本。
1 降本增效的措施
對(duì)于高爐來(lái)說(shuō)，冶煉成本主要來(lái)自兩個(gè)方面，一是原燃料的成本，另一個(gè)則是動(dòng)力成本。要降低高爐的冶煉成本勢(shì)必要從這兩點(diǎn)出發(fā)。
1．1 降低原燃料成本
原燃料成本包括原料成本和燃料成本兩個(gè)方面。
1．1．1 優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)，降低原料成本
要降低原料成本，途徑較簡(jiǎn)單，就是合理地增加低價(jià)原料配比，減少高價(jià)原料配比。邯寶高爐幾種常用原燃料價(jià)格見表 1。
由表 1 可知，球團(tuán)礦價(jià)格最高，而價(jià)格較低的低價(jià)塊，是高爐近幾年開始配用的生礦塊，比起常規(guī)的生礦塊最明顯的區(qū)別就是品位下降。
如圖 1 所示，邯寶 1 號(hào)高爐在配料結(jié)構(gòu)上逐漸去掉了最高價(jià)的球團(tuán)礦，增加了價(jià)格較低的燒結(jié)礦及低價(jià)生礦塊配比，從原來(lái)的 75%燒結(jié)礦+20%生礦塊+5%球團(tuán)礦逐漸優(yōu)化到了 80%燒結(jié)礦+20%生礦塊( 18%澳礦塊+2%低價(jià)生礦塊) 的穩(wěn)定爐料結(jié)構(gòu)。
1．1．2 降低燃料成本
在高爐的冶煉成本中，燃料的成本比重很大，降低燃料成本也是高爐降本增效最有成效的手段之一。降低燃料成本，一方面要通過降低燃料比來(lái)實(shí)現(xiàn)。目前，國(guó)內(nèi)各鋼企高爐在燃料比方面差別較大，高的有 550 kg /t 以上，低的不到 500 kg /t。在當(dāng)前煤粉、焦炭?jī)r(jià)格居高不下的情況下，50 kg /t 的燃料比可使一個(gè)企業(yè)在成本上取得巨大的競(jìng)爭(zhēng)力。所以，1 號(hào)高爐將主要措施放在了降低燃料比上。
如圖 2 所示，邯寶 1 號(hào)高爐的燃料比逐漸從2023 年 525 ～ 530 kg /t 降到了目前的不超505 kg /t，效果顯著。而與優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)一樣，優(yōu)化入爐燃料結(jié)構(gòu)，降低高價(jià)格燃料比例，提高低價(jià)格燃料比例，即降低焦比、提高煤比也是降低燃料成本的重要手段，2023 年國(guó)內(nèi)鋼企焦比、煤比相互差距巨大。全焦比高的在 450 kg /t 以上，低的不到350 kg /t; 煤比高的將近200 kg /t，低的不到100 kg /t。降燃料比與降焦增煤是相互關(guān)聯(lián)的，某些時(shí)段某些高爐為了獲取高的煤比，開放氣流，結(jié)果煤比提高了，但是焦比未降低甚至升高，燃料比隨之大幅升高，燃料成本不降反增。同時(shí)，某些高爐不講客觀條件，只為降低燃料比，結(jié)果燃料比是降低了，但是焦比大幅升高，煤比數(shù)據(jù)不盡如人意，燃料成本降低有限甚至不降反升。故而，在降低燃料成本時(shí)，要合理地規(guī)劃燃料比與焦煤比的目標(biāo)范圍，以獲取最大的收效。1 號(hào)高爐為了實(shí)現(xiàn)降低燃料成本主要采取了以下幾個(gè)方面的措施。
⑴爐況穩(wěn)定順行是基礎(chǔ)
高爐的一切指標(biāo)攻關(guān)都是在爐況順行的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，所以在降低燃料比或降焦增煤的過程中，要根據(jù)實(shí)際情況量力而為，切不可破壞高爐的穩(wěn)定順行［1］。高爐的穩(wěn)定順行主要有兩個(gè)標(biāo)志，一個(gè)是氣流穩(wěn)定，另一個(gè)就是爐缸工作狀況穩(wěn)定( 也稱為熱制度穩(wěn)定) 。在前幾年鋼鐵形勢(shì)好的時(shí)候，為了維持高風(fēng)高氧以獲取高產(chǎn)，高爐大力發(fā)展中心氣流，這樣的爐況也是長(zhǎng)期穩(wěn)定的，但缺點(diǎn)就是燃料比高。在降燃料比的時(shí)候，要適當(dāng)?shù)匾种浦行臍饬?，發(fā)展邊緣氣流，雖然仍要以中心氣流為主，但不過分發(fā)展，如若把握不好，易造成氣流不穩(wěn)，管道、懸料的出現(xiàn)概率升高，不僅燃料比不降反增，焦比升高，而且風(fēng)氧大幅萎縮，高爐的其他指標(biāo)均會(huì)損失。同時(shí)在降低冶煉成本的過程中，很多時(shí)候都會(huì)進(jìn)行低硅冶煉，須把握好硅素的控制水平，切不可造成爐缸熱量不足，輕則鐵水質(zhì)量下降，出現(xiàn)號(hào)外鐵水，重則引起爐況大幅波動(dòng)，高爐指標(biāo)全面損失。
⑵調(diào)整氣流分布是主要手段
降低燃料比及降焦增煤的關(guān)鍵在于優(yōu)化氣流分布，在爐況穩(wěn)定順行的基礎(chǔ)上，控制合理的水溫差并取得較高的煤氣利用率。2012 年，1 號(hào)高爐使用“平臺(tái)+漏斗”料制，將燃料比控制在了 490 kg /t 以下，降本效果顯著［2］，但是隨著原燃料的變化及行業(yè)形勢(shì)的發(fā)展，料制中增加了中心焦，且中心焦料不斷增加，爐況雖然長(zhǎng)期穩(wěn)定，但是燃料比高，長(zhǎng)期維持在 530 kg /t，有時(shí)甚至高達(dá) 550 kg /t，這種情況顯然不符合當(dāng)下的情況，且由于長(zhǎng)期使用中心焦料制，死料柱肥大，爐缸活躍度降低，高爐接受出鐵或爐溫波動(dòng)的影響能力下降，除了燃料比高，其他指標(biāo)也不盡如人意。故而高爐在 2024 年 1 月份，直接去掉了中心焦，并拉大角差，擴(kuò)大平臺(tái)。
⑶堅(jiān)持“凈、穩(wěn)”精料方針
高爐生產(chǎn)中原燃料的影響占比 70%，所以在生產(chǎn)過程中堅(jiān)持“高、熟、凈、小、勻、穩(wěn)”六字方針。但隨著行業(yè)形勢(shì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，高爐的熟料率在下降，入爐品位在降低，備料流程在簡(jiǎn)化，六字方針不斷受到挑戰(zhàn)。1 號(hào)高爐的工作者們也在順勢(shì)而為，入爐品位降到了 57% 以 下，熟料率也降到了80%及以下，燒結(jié)礦不再分級(jí)。方針的執(zhí)行重點(diǎn)抓“凈、穩(wěn)”。一是嚴(yán)格控制槽下的備料速度減少粉末入爐，另一方面則是盡量保持原燃料品種的穩(wěn)定。
1 號(hào)高爐在 2023 年多次出現(xiàn)氣流穩(wěn)定但燃料比20 kg /t以上的突然變化，最終的結(jié)果就是爐溫的大幅波動(dòng)，造成燃料的浪費(fèi)甚至爐況的波動(dòng)，被迫增加焦比來(lái)恢復(fù)爐況。在高爐的日常操作中，原燃料質(zhì)量的大幅波動(dòng)令操作者談虎色變。
⑷提高頂壓
高爐提高頂壓可以提高產(chǎn)量、降低焦比、改善爐料透氣性、促進(jìn)高爐順行、提高煤氣利用率、降低燃料比，直接或間接地促進(jìn)降低燃料比及降焦增煤。由圖3( a) 可知，1 號(hào)高爐也逐漸地將頂壓從 220 kPa 提高到了 235 kPa; 從圖 3( b) 可知，風(fēng)量明顯提高，但是壓差不升反降，這也與上述中調(diào)整氣流分布有關(guān)。
⑸零加濕操作
加濕鼓風(fēng)對(duì)高爐的影響是多方面的，但在實(shí)際操作中主要的應(yīng)用有兩個(gè)方面，一是可以作為調(diào)劑爐溫的 手 段，1 號(hào)高爐的經(jīng)驗(yàn)是鼓風(fēng)中每增加1 g /m3 加濕，燃料比升高 1 kg /t，由于加濕的滯后時(shí)間大約是噴煤的 1 /3，所以能起到快速調(diào)劑爐溫的作用; 另外，就是能降低風(fēng)口理論燃燒溫度，降低下部壓差，促進(jìn)爐缸徑向溫度分布更加合理，有利于爐況順行。1 號(hào)高爐在 2023 年月平均加濕量在 5 ～10 g /m3，目前高爐已基本實(shí)現(xiàn)“0”加濕操作，對(duì)燃料比的下降起到了不可或缺的作用。
⑹提高風(fēng)溫
高爐的熱量來(lái)源主要有風(fēng)口前碳素燃燒產(chǎn)生的熱量和鼓風(fēng)帶入的物理熱兩個(gè)方面，提高風(fēng)溫就可以減少由碳素燃燒產(chǎn)生的熱量需求，即可以降低燃料比; 另外，風(fēng)溫的提高是增加煤比的重要手段［1］。
所以提高風(fēng)溫在降低燃料成本方面的作用很大。1號(hào)高爐在 2012—2013 年期間實(shí)現(xiàn)了490 kg /t以下的燃料比，當(dāng)時(shí)風(fēng)溫使用的是1 200 ℃，但由于熱風(fēng)爐本身設(shè)備狀況問題及廠內(nèi)煤氣平衡原因，風(fēng)溫目前僅能用到 1 130 ℃，而國(guó)內(nèi)有多家鋼企 2023 年風(fēng)溫達(dá)到 1 200 ℃以上，甚至個(gè)別企業(yè)用到了 1 300 ℃，所以風(fēng)溫已經(jīng)成為 1 號(hào)高爐降低燃料成本的限制因素。
1．2 降低動(dòng)能成本
降低動(dòng)能成本方面，首先，降低燃料比可有效減少風(fēng)氧的消耗; 其次，主要是引進(jìn)了熱風(fēng)爐自動(dòng)燒換爐系統(tǒng)及熱風(fēng)爐富氧燒爐技術(shù)，降低熱風(fēng)爐燒爐煤氣的使用量; 再次，提高頂壓以提高 TRT 的發(fā)電量;此外，就是出臺(tái)措施盡量減少水、電、煤氣等的浪費(fèi)。
2 降本增效效果
通過各項(xiàng)措施的綜合作用，1 號(hào)高爐在產(chǎn)量維持穩(wěn)定的情況下，取得了明顯的降本增效成果。燃料比 下 降 了 約 20 kg /t，其中焦比下降了將近20 kg /t，煤比沒有明顯變化，降本 50 元/t; 爐料結(jié)構(gòu)的優(yōu)化使成本下降了 10 元/t; 動(dòng)能消耗上也有明顯的下降。
3 結(jié)語(yǔ)
⑴高爐的降本增效要從高爐生產(chǎn)的各方面入手，降低原燃料成本是主要手段，動(dòng)能成本也至關(guān)重要。
⑵降本增效要在高爐穩(wěn)定順行的基礎(chǔ)上進(jìn)行，過程中短暫的影響不可避免，但不能導(dǎo)致高爐長(zhǎng)期的順行變差。
⑶降焦增煤和降低燃料比的幅度要合理規(guī)劃，不可顧此失彼。
⑷高爐降本增效的手段是多種多樣的，企業(yè)要根據(jù)自身的現(xiàn)實(shí)條件，選擇適合自己的降本增效道路和目標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
［1］ 梁紅星，夏萬(wàn)順，郝飛飛．邯寶 3 200 m3 高爐降本增效實(shí)踐［J］．河北冶金，2013( 08) : 36-38+22．
［2］ 張妹英，夏萬(wàn)順．“平臺(tái)+漏斗”布料制度在邯鋼西區(qū) 1高爐的應(yīng)用［J］．河南冶金，2017，25( 06) : 43-46．
［3］ 李會(huì)波．邯寶煉鐵廠 1#高爐低燃料比穩(wěn)定生產(chǎn)實(shí)踐［C］/ /河北省冶金學(xué)會(huì)．2013 年河北省煉鐵技術(shù)暨學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼邯寶公司煉鐵廠，2013: 5．