柯顯峰,李 嚴,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)

湖北新冶鋼1780 m3高爐節(jié)能降耗實踐

柯顯峰,李 嚴,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)

對高爐節(jié)能降耗工作進行了總結(jié)和分析,并結(jié)合湖北新冶鋼1780 m3高爐自身特點,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。

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,嚴重飽和。鋼鐵企業(yè)利潤空間被嚴重壓縮,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)1780 m3高爐于2011年8月16日投產(chǎn),各項經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)取得了不錯的成績。進入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%,其他各項經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)也有所下降。2015年新冶鋼結(jié)合1780 m3高爐的自身特點,在強化原燃料質(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)量分數(shù)、強化高頂壓操作等措施,不斷摸索和實踐,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

精料是高爐強化的物質(zhì)基礎(chǔ),強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,礦價居高不下。新冶鋼降本思路主要圍繞配礦進行,導(dǎo)致綜合入爐品位偏低,僅56%左右。進入2015年后,隨著國際礦價不斷下跌,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。球團礦繼續(xù)以中信泰富特鋼集團自產(chǎn)球團為主,供貨穩(wěn)定,品位也能維持在63%左右。新冶鋼1780 m3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作用。

圖1 2015年新冶鋼1780 m3高爐入爐品位與渣鐵比

2.1.2 強化原燃料篩分,減少入爐粉末

強化原燃料篩分管理,必須確保原燃料進入高爐礦槽之前盡量過篩。做好原燃料的清篩工作,嚴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間。采用給料機對振動篩給料,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)的塊礦進行重點篩分。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。

表1 2015年入爐原料平均粒度

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1780 m3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1780 m3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1780 m3高爐爐料結(jié)構(gòu)基本以75%燒結(jié)礦+10%球團礦+15%塊礦為主。進入2015年,由于國際礦價不斷下跌,高品位、低二氧化硅的塊礦與球團礦相比性價比更高。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%球團礦+18%塊礦為主。在維持熟料率(燒結(jié)礦+球團礦)82%不變情況下,通過調(diào)節(jié)燒結(jié)礦和球團礦配比實現(xiàn)堿度調(diào)整,取得了不錯的效果。

表2 2015年與2014年焦炭指標(biāo)對比

2.2 高風(fēng)溫操作

風(fēng)溫是高爐廉價、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,迫切需要進一步提高風(fēng)溫[2]。新冶鋼1780 m3高爐配備了3座頂燃旋切式熱風(fēng)爐,實行“兩燒一送”工作制度。為進行護爐,控制爐缸環(huán)炭溫度,于2015年初開始停止富氧,同時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,彌補了煤氣熱值低的不足,實現(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、高富氧是實現(xiàn)高煤比的前提,但新冶鋼1780 m3高爐長期停氧操作,僅通過高風(fēng)溫提高煤粉的燃燒率,實現(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,進入風(fēng)口后會爆裂,促進分解燃燒,有利于提高燃燒效率。據(jù)有關(guān)經(jīng)驗,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。同時堅持全風(fēng)口噴煤操作,實現(xiàn)均噴、廣噴,取得了不錯的效果,高爐煤比始終穩(wěn)定在130 kg/t以上。

2.4 高頂壓操作

高壓操作是高爐強化冶煉的手段之一。通過高爐煤氣余壓透平發(fā)電機(簡稱:TRT機組)自動控制,將頂壓平穩(wěn)提高到210 k Pa,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)能降耗的一項重要措施之一。生鐵中[Si]每降低0.1%,焦比可降低4～6 kg/t。新冶鋼1780 m3高爐根據(jù)自身生產(chǎn)情況,堅持以[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。

圖2 2015年1～12月份高爐生鐵[Si]、[S]分布

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1780 m3高爐堅持以“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,而且渣皮波動后進入爐缸耗熱,被迫補焦或提高噴煤量額外補熱,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C1098764122224O109871332(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10 000 kg·m/s進行控制。全部使用斜5°風(fēng)口小套,并將風(fēng)口長度由555 mm加長至580 mm,風(fēng)口直徑以φ115 mm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。

表3 布料矩陣調(diào)整情況

2.7 強化工藝管理

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)備精心點檢維護。通過不斷強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。放鐵要做好各項確認工作,加大爐前三大設(shè)備的點檢維護工作,杜絕跑大流、鐵口淺等事故發(fā)生,對炮泥、鉆頭、鉆桿實行定量控制,建立完善的獎懲機制。各項基礎(chǔ)管理工作的強化和完善,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1780 m3高爐始終堅持以精料為基礎(chǔ),以節(jié)能為中心,改善煤氣能量利用,選擇適宜冶煉強度,各項經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)明顯進步,工序能耗逐步降低。2015年平均工序能耗329.5 kgce/t,與2014年平均工序能耗344.83 kgce/t相比,下降了15.33 kgce/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1780 m3高爐結(jié)合自身生產(chǎn)現(xiàn)狀,在長期護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1780 m3高爐工況條件的操作制度尤為關(guān)鍵,堅持實施高風(fēng)溫、高頂壓操作、降低生鐵中[Si]的質(zhì)量分數(shù)等措施,降低能耗。

(3)通過建立各項管理制度,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、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。

表4 2015年新冶鋼1780 m3高爐工序能耗及部分經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)

[1] 陳聰.高爐節(jié)能[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟,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)實踐[J].南方冶金,2009,2(1):53.

Practice of Energy Saving at 1780 m3BF in Hubei Xinyegang Steel Co.,Ltd.

KE Xianfeng,LI Yan,YUE Zhengchao,ZHANG Xiaomao
(Hubei Xinyegang Iron-making Department,Huangshi 435001,Hubei,China)

The energy saving and consumption reduction of Blast Furnace are summarized and analyzed,Combined with the characteristics of 1780m3Blast Furnace in Hubei Xinyegang Steel Co.,Ltd.A series of energy saving measures are put forward,Achieved good results in saving energy and reducing consumption in the blast furnace.

blast furnace,energy saving,mesdures,operation

TF54

A

1001-5108(2017)01-0018-04

柯顯峰,男,碩士,高級工程師,主要從事高爐冶煉技術(shù)研究及管理工作。。