魏志江

（河鋼宣鋼）

摘要：本文系統(tǒng)論述了某鋼鐵1580m³高爐項目的開爐達產(chǎn)達效實踐過程。通過對項目建設(shè)背景、技術(shù)特點、開爐準備工作、生產(chǎn)調(diào)試流程以及達產(chǎn)達效數(shù)據(jù)的全面分析，揭示了1580m³高爐在綠色低碳、智能集約方面的創(chuàng)新實踐。項目采用高壓、富氧、高風(fēng)溫、大噴煤等先進冶煉工藝，以及爐頂均壓煤氣全回收、熱風(fēng)爐自動燒爐等綠色低碳新技術(shù)，實現(xiàn)了高質(zhì)量達產(chǎn)達效目標。數(shù)據(jù)顯示，項目年節(jié)約焦炭5000噸，正常年銷售收入達近37億元，實現(xiàn)年利潤近4000萬元，各項能耗和排放指標均達到同行業(yè)先進水平，為傳統(tǒng)鋼鐵企業(yè)升級改造提供了有益借鑒。

關(guān)鍵詞：1580m³高爐；達產(chǎn)達效；綠色低碳；節(jié)能環(huán)保；技術(shù)創(chuàng)新

1  前言

某鋼鐵作為裝備水平較高的現(xiàn)代化鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，現(xiàn)已形成從"采、選、燒"到"鐵、鋼、材"完整配套的鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)體系。面對國家節(jié)能減排、提質(zhì)增效的產(chǎn)業(yè)政策要求，以及鋼鐵行業(yè)綠色發(fā)展的趨勢，某鋼積極響應(yīng)國家號召，實施了1580m³高爐技改項目，對全流程逐步實施"裝備高效化、工藝現(xiàn)代化、產(chǎn)品精品化、流程集約化、資源循環(huán)化、綠色生態(tài)化"的系統(tǒng)升級改造。1580m³高爐項目是某鋼響應(yīng)國家節(jié)能減排、提質(zhì)增效產(chǎn)業(yè)政策，承載企業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展理念的重點工程。項目于2019年底開工建設(shè)，2020年年底建成并投入試生產(chǎn)，概算投資近6億元，建設(shè)了一座1580m³立方米煉鐵高爐，配套建設(shè)了環(huán)保、燒結(jié)、自溶性球團等附屬設(shè)施。該項目嚴格按照《國務(wù)院關(guān)于化解產(chǎn)能嚴重過剩矛盾的指導(dǎo)意見》、《國務(wù)院關(guān)于鋼鐵行業(yè)化解過剩產(chǎn)能實現(xiàn)脫困發(fā)展的意見》和《鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能置換實施辦法》要求，淘汰兩座600m³高爐，進行煉鐵升級改造。

2  1580m³高爐項目概況與技術(shù)特點

2.1項目基本情況

某鋼1580m³高爐項目是重點技術(shù)改造項目，也是某鋼實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵舉措。項目對側(cè)為3座既有高爐，邊側(cè)為規(guī)劃230m²燒結(jié)車間，對邊側(cè)為規(guī)劃二期高爐，另一側(cè)為規(guī)劃預(yù)留焦爐項目用地。項目設(shè)計容積為1580立方米，年產(chǎn)生鐵約150萬噸，總投資近6億元，配套建設(shè)了環(huán)保、燒結(jié)、自溶性球團等附屬設(shè)施。

項目采用產(chǎn)能置換方式，淘汰了原有的兩座600立方米煉鐵高爐，實現(xiàn)了裝備升級和技術(shù)進步。通過升級改造，某鋼不僅提高了生產(chǎn)效率和技術(shù)水平，還顯著改善了環(huán)境績效，為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。項目于某年底舉行奠基儀式，某年底正式開工建設(shè)，第二年的年底建成并投入試生產(chǎn)，整體建設(shè)周期僅13個月，創(chuàng)造了同類高爐建設(shè)的較快速度。

2.2  技術(shù)特點與創(chuàng)新

1580m³高爐項目采用了多項國內(nèi)外先進的冶煉技術(shù)和環(huán)保工藝，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

(1)在冶煉工藝方面，項目采用高壓、富氧、高風(fēng)溫、大噴煤等先進的冶煉工藝，以"低消耗、低排放、高效率"為原則，實現(xiàn)了高爐高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、低耗、長壽的目標。通過優(yōu)化高爐操作制度，提高頂壓和風(fēng)溫，增加富氧率和噴煤比，顯著降低了燃料消耗和生產(chǎn)成本。

(2)在綠色低碳技術(shù)方面，項目采用爐頂均壓煤氣全回收、高爐休風(fēng)煤氣全回收，熱風(fēng)爐自動燒爐、均壓換爐等綠色低碳新技術(shù)，有效降低了高爐煉鐵系統(tǒng)能源消耗，減少了煉鐵生產(chǎn)過程二氧化碳和污染物排放。這些技術(shù)的應(yīng)用，使高爐煤氣回收利用率達到98%以上，顯著提高了能源利用效率。

(3)在環(huán)保設(shè)施方面，項目配套建設(shè)了先進的環(huán)保、燒結(jié)、自溶性球團等附屬設(shè)施，確保了全流程的環(huán)保性能。特別是針對燒結(jié)環(huán)節(jié)，項目投資近4.6億元技改升級260平方米燒結(jié)系統(tǒng)，有效將廢氣處理后的顆粒物、二氧化硫及氮氧化物排放達到超低排放指標限值要求，氟化物及二噁英排放大氣污染物排放限值要求。

(4)在智能控制方面，項目引入了智能化控制系統(tǒng)和5G技術(shù)，實現(xiàn)了高爐生產(chǎn)的智能化和信息化。通過將5G技術(shù)與AI（人工智能）、云計算、大數(shù)據(jù)、邊緣計算等技術(shù)融合，創(chuàng)新性地開發(fā)出了符合鋼鐵行業(yè)發(fā)展需求的智能制造綜合解決方案，成功打造"5G+智慧鋼鐵"企業(yè)。

某鋼1580m³高爐主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1  某鋼1580m³高爐主要技術(shù)參數(shù)

3  開爐準備與實踐過程

3.1前期準備階段

某鋼高度重視1580m³高爐的開爐準備工作，成立了以總經(jīng)理為首的開爐指揮部，制定了詳盡的開爐方案和應(yīng)急預(yù)案。開爐準備工作主要包括以下幾個方面。

（1）設(shè)備調(diào)試與聯(lián)動試車。在開爐前，組織各專業(yè)技術(shù)人員對高爐本體、熱風(fēng)爐、上料系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)、煤氣系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)等進行了全面的單機試車和聯(lián)動試車，及時發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備缺陷，確保各系統(tǒng)處于良好狀態(tài)。特別是對高溫高壓區(qū)域的設(shè)備進行了嚴格的氣密性試驗和耐壓試驗，保證了系統(tǒng)的安全可靠性。

（2）原燃料準備與質(zhì)量管控。開爐前儲備了足夠的原燃料，包括焦炭、礦石、燒結(jié)礦、球團礦等，并對其質(zhì)量進行了嚴格檢測和控制。針對開爐特點，準備了不同等級的焦炭，包括冶金焦、準冶金焦和普通焦炭，以滿足不同開爐階段的需要。同時，加強了原燃料的篩分工作，確保入爐原料的粒度均勻性，為高爐順利開爐創(chuàng)造了條件。

（3）人員培訓(xùn)與操作規(guī)范制定。組織操作人員進行了系統(tǒng)的培訓(xùn)，包括工藝原理、設(shè)備操作、應(yīng)急預(yù)案等內(nèi)容，并聘請國內(nèi)知名高爐專家進行開爐技術(shù)指導(dǎo)。編制了《1580m³高爐開爐操作手冊》、《1580 m³高爐技術(shù)操作規(guī)程》等規(guī)范文件，使操作人員能夠熟練掌握開爐技術(shù)和操作要點。

3.2開爐操作與調(diào)試階段

1580mm³高爐于2020年年底正式點火開爐，開爐過程分為以下幾個階段。

（1）烘爐階段。采用低速緩慢升溫的烘爐方案，使用熱風(fēng)爐產(chǎn)生的熱風(fēng)對高爐內(nèi)襯進行烘干，嚴格控制升溫速度，避免內(nèi)襯水分急劇蒸發(fā)導(dǎo)致砌體損傷。烘爐過程持續(xù)7天，期間定期檢查爐體膨脹情況，確保爐體安全。

（2）裝料與點火。采用木材+焦炭的開爐裝料方式，先在爐底鋪設(shè)一層木材，上面裝填焦炭，形成穩(wěn)定的燃燒層。裝料完成后，從鐵口插入點火器點燃木材，然后逐漸送風(fēng)，使焦炭燃燒。點火初期采用小風(fēng)量操作，逐步提高風(fēng)量和風(fēng)溫，避免急劇加熱對爐體造成損害。

（3）參數(shù)調(diào)整與達產(chǎn)。隨著爐況的逐步穩(wěn)定，逐步增加風(fēng)量、風(fēng)溫和富氧量，調(diào)整裝料制度，逐步加重負荷，提高冶煉強度。在開爐后一周內(nèi)，主要操作參數(shù)基本達到設(shè)計值，包括風(fēng)量、風(fēng)溫、頂壓等。開爐后第二周，高爐利用系數(shù)達到2.0t/(m³·d)，第三周達到2.5t/(m³·d)，一個月后基本達到設(shè)計利用系數(shù)2.8t/(m³·d)。

3.3  試生產(chǎn)與達產(chǎn)階段

進入試生產(chǎn)階段后，1580m³高爐重點進行了以下工作。

（1）工藝參數(shù)優(yōu)化。通過調(diào)整送風(fēng)制度、裝料制度、熱制度和造渣制度，使高爐運行參數(shù)不斷優(yōu)化，逐步達到最佳狀態(tài)。特別是通過調(diào)整布料矩陣、焦炭層厚度和礦石批重，改善了煤氣流分布，提高了煤氣利用率。同時，優(yōu)化噴煤操作，提高噴煤比，降低燃料成本。

（2）設(shè)備消缺與完善。針對試生產(chǎn)過程中暴露的設(shè)備問題，及時進行消缺和完善，提高了設(shè)備作業(yè)率和可靠性。重點解決了上料系統(tǒng)偶爾卡堵、熱風(fēng)爐閥門泄漏等問題，保證了高爐穩(wěn)定運行。

（3）操作制度規(guī)范化。逐步建立和完善了高爐操作制度，包括正常操作標準、異常爐況處理預(yù)案、設(shè)備點檢維護制度等，使高爐操作更加規(guī)范化和標準化，為長期穩(wěn)定生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

通過以上措施，1580m³高爐在試生產(chǎn)階段實現(xiàn)了快速達產(chǎn)達效，主要技術(shù)經(jīng)濟指標很快達到或超過了設(shè)計水平，為正式生產(chǎn)奠定了堅實基礎(chǔ)。

4  達產(chǎn)達效數(shù)據(jù)分析

4.1主要技術(shù)經(jīng)濟指標

1580m³高爐自2020年年底投入試生產(chǎn)以來，主要技術(shù)經(jīng)濟指標表現(xiàn)優(yōu)異，很快達到并超過了設(shè)計水平。以下是對試生產(chǎn)期間主要數(shù)據(jù)的對比分析。

（1）產(chǎn)量指標。1580m³高爐在試生產(chǎn)期間，日均鐵產(chǎn)量達到3850噸，最高日產(chǎn)量達到4200噸，利用系數(shù)達到2.66t/(m³·d)，超過設(shè)計值2.8t/(m³·d)的95%，三個月后穩(wěn)定達到設(shè)計水平。與改造前的兩座600m³高爐相比，日均鐵產(chǎn)量提高50%以上，勞動生產(chǎn)率大幅提升。

（2）質(zhì)量指標。生鐵合格率達到99.8%，硅偏差降低到0.08%，硫偏差降低到0.005%，生鐵質(zhì)量顯著提高。這主要得益于高爐運行的穩(wěn)定性和均勻性提高，以及操作控制的精確性改善。

（3）消耗指標：燃料比降低到495kg/t，比改造前下降35kg/t；焦比降到335kg/t，比改造前下降45kg/t；煤比提高到160kg/t，比改造前提高30kg/t。這些指標的變化反映了1580m³高爐能源利用效率的顯著提高。

某鋼1580 m³高爐主要技術(shù)經(jīng)濟指標對比見表2。

表2  某鋼1580 m³高爐主要技術(shù)經(jīng)濟指標對比

4.2環(huán)保與節(jié)能效益

1580m³高爐項目在環(huán)保和節(jié)能方面取得了顯著成效，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）節(jié)能減排效果。通過采用先進的環(huán)保技術(shù)和設(shè)備，1580m³高爐年可節(jié)約焦炭5000噸，減少粉塵排放432.8噸，減少二氧化硫排放721.8噸，減少氮氧化物排放800噸。這些成效主要來自于高爐煤氣全回收利用、高效除塵設(shè)施和燒結(jié)煙氣凈化系統(tǒng)的應(yīng)用。

（2）能源綜合利用。某鋼配套投資4.8億元，建成一套30兆瓦高溫高壓、一套50兆瓦超高溫超高壓煤氣發(fā)電機組，使企業(yè)自發(fā)電率達到60%，實現(xiàn)了生產(chǎn)流程節(jié)能降耗與資源綜合利用。此外，建成廢鋼資源利用、集中污水處理、鋼渣熱燜、水渣礦渣微粉等系統(tǒng)，充分利用副產(chǎn)廢棄資源實現(xiàn)資源綜合利用。

（3）綠色制造體系建立。通過1580m³高爐項目的建設(shè)，某鋼建立了高效、清潔、低碳、循環(huán)的綠色制造體系，全面推行綠色制造。公司采用新一代可循環(huán)流程工藝技術(shù)，大力開發(fā)推廣具備能源高效利用、污染減量化、廢棄物資源化利用和無害化處理等功能的工藝技術(shù)，從源頭削減污染，努力創(chuàng)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型鋼鐵企業(yè)。

4.3產(chǎn)品質(zhì)量與市場效益

1580m³高爐的投產(chǎn)不僅提高了產(chǎn)量和效率，還顯著改善了產(chǎn)品質(zhì)量，增強了市場競爭力。

（1）產(chǎn)品質(zhì)量提升。由于高爐運行更加穩(wěn)定、溫度控制更加精確，生鐵成分波動減小，硅偏差和硫偏差明顯降低，生鐵合格率提高到99.8%。這為后續(xù)煉鋼工序提供了高質(zhì)量的鐵水，降低了煉鋼成本，提高了鋼水質(zhì)量。

（2）市場效益顯著。1580m³高爐投產(chǎn)后，正常年銷售收入達到近37億元，實現(xiàn)年利潤近4000萬元。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和高附加值產(chǎn)品比例的增加，提高了企業(yè)的市場競爭力和盈利能力。同時，由于環(huán)保指標的改善，企業(yè)形象和社會認可度得到提升，為可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了良好的外部環(huán)境。

（3）競爭力增強。通過1580m³高爐項目建設(shè)，某鋼工藝技術(shù)達到行業(yè)先進水平，建立起新一代鋼鐵廠節(jié)能環(huán)保、綠色低碳標桿，各項能耗和排放指標均達到同行業(yè)先進水平，從而大力降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益，實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

5  結(jié)語

5.1 項目成功經(jīng)驗

（1）技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動。項目采用高壓、富氧、高風(fēng)溫、大噴煤等先進的冶煉工藝，以及爐頂均壓煤氣全回收、高爐休風(fēng)煤氣全回收等綠色低碳新技術(shù)，顯著提高了技術(shù)裝備水平和能源利用效率。這些創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用，是項目成功的關(guān)鍵因素。

（2）系統(tǒng)工程管理。從項目策劃、設(shè)計、施工到開爐達產(chǎn)，某鋼實施了全過程的系統(tǒng)化管理，確保了項目高質(zhì)量、高效率推進。特別是在開爐過程中，制定了科學(xué)的開爐方案和應(yīng)急預(yù)案，保證了開爐過程的順利和安全。

（3）綠色發(fā)展理念。項目始終堅持綠色低碳、循環(huán)發(fā)展的理念，通過淘汰落后裝備，實施全循環(huán)式生產(chǎn)工藝和清潔化生產(chǎn)，建立了高效、清潔、低碳、循環(huán)的綠色制造體系。這不僅改善了環(huán)境績效，也提高了經(jīng)濟效益和市場競爭力。

5.2未來改進方向

(1)智能制造升級。深入推進5G在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用，把5G技術(shù)與AI（人工智能）、云計算、大數(shù)據(jù)、邊緣計算等技術(shù)融合，創(chuàng)新性地開發(fā)出符合鋼鐵行業(yè)發(fā)展需求的智能制造綜合解決方案，打造"5G+智慧鋼鐵"企業(yè)。通過智能化升級，進一步提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

(2)循環(huán)經(jīng)濟深化。進一步完善能源循環(huán)利用和廢棄物資源化利用系統(tǒng)，提高副產(chǎn)煤氣、余熱余能、固體廢棄物的綜合利用水平，構(gòu)建更加完善的循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈。特別是提高鋼渣、水渣等固體廢棄物的附加值，實現(xiàn)資源效益最大化。

(3)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化。以1580m³高爐為基礎(chǔ)，進一步優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，增加高附加值產(chǎn)品比例，提高市場競爭力。特別是針對新能源、高端裝備制造等新興領(lǐng)域的需求，開發(fā)專用鋼材產(chǎn)品，拓展新的市場空間。

6  展望

(1)全流程綠色改造。按照"裝備高效化、工藝現(xiàn)代化、產(chǎn)品精品化、流程集約化、資源循環(huán)化、綠色生態(tài)化"的要求，對煉鋼全流程實施系統(tǒng)升級改造，將某鋼建設(shè)成為綠色低碳、智能集約、和諧發(fā)展的新時代鋼鐵廠。

(2)工業(yè)旅游融合。按照工業(yè)旅游標準，推動綠色鋼鐵生產(chǎn)基地建設(shè)，將自身打造成工業(yè)旅游區(qū)，加快休閑娛樂配套項目開發(fā)，讓游客感受到綠色、優(yōu)美人文環(huán)境中的鋼鐵，實現(xiàn)與區(qū)域大旅游格局共融共建、和諧發(fā)展的目標。

(3)區(qū)域引領(lǐng)作用。作為較大的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，某鋼將通過1580m³高爐項目的成功實踐，發(fā)揮區(qū)域引領(lǐng)作用，帶動該地區(qū)鋼鐵工業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型和升級發(fā)展，為區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護做出更大貢獻。

參考文獻

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