湖北新冶鋼1780 m3高爐節(jié)能降耗實(shí)踐

柯顯峰,李 嚴(yán),岳爭(zhēng)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(shí)踐

柯顯峰,李 嚴(yán),岳爭(zhēng)超,張小毛

(湖北新冶鋼鐵前事業(yè)部煉鐵廠,湖北黃石 435001)

對(duì)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1780 m3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(cuò)的成績(jī)。

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(guó)際市場(chǎng)形勢(shì)萎靡,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)更是供大于求,嚴(yán)重飽和。鋼鐵企業(yè)利潤(rùn)空間被嚴(yán)重壓縮,國(guó)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(gè)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(jiǎn)稱(chēng)新冶鋼)1780 m3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(cuò)的成績(jī)。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1780 m3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(guò)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(jī)。

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(guó)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(gòu)。燒結(jié)配料中以含鐵品位相對(duì)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(duì)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(jiàn)圖1),熱量消耗也得到降低,對(duì)降焦節(jié)能、改善料柱透氣性起到促進(jìn)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(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(guò)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(zhǎng)礦槽篩分備料時(shí)間。采用給料機(jī)對(duì)振動(dòng)篩給料,大大改善爐料分布均勻度,提高篩面利用率。對(duì)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(dòng)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(jiàn)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(lái)越突出。鑒于焦炭對(duì)高爐的重要性,穩(wěn)定焦炭質(zhì)量,避免其出現(xiàn)較大波動(dòng)對(duì)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(duì)高爐的實(shí)際生產(chǎn)情況,對(duì)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(jiàn)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(tuán)礦+15%塊礦為主。進(jìn)入2015年,由于國(guó)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(guò)在生產(chǎn)過(guò)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(guò)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(cuò)的效果。

表2 2015年與2014年焦炭指標(biāo)對(duì)比

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(shì)下,迫切需要進(jìn)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(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(kāi)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(duì)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1780 m3高爐長(zhǎng)期停氧操作,僅通過(guò)高風(fēng)溫提高煤粉的燃燒率,實(shí)現(xiàn)起來(lái)相對(duì)困難。通過(guò)優(yōu)化噴吹工藝,采用煙煤和無(wú)煙煤混合噴吹,煙煤和無(wú)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(huì)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(guò)程中,通過(guò)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(cuò)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(qiáng)化冶煉的手段之一。通過(guò)高爐煤氣余壓透平發(fā)電機(jī)(簡(jiǎn)稱(chēng):TRT機(jī)組)自動(dòng)控制,將頂壓平穩(wěn)提高到210 k Pa,減少了爐況波動(dòng),降低了煤氣流速,抑制了壓差升高,對(duì)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4～6 kg/t。新冶鋼1780 m3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(dòng)性。2015年1～12月生鐵[Si]、[S]分布情況見(jiàn)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(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(dòng)頻繁,靜壓不穩(wěn),給操作帶來(lái)一定難度,而且渣皮波動(dòng)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(duì)降本十分不利。2015年4月通過(guò)討論研究最終將布料矩陣調(diào)整為C1098764122224O109871332(見(jiàn)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(dòng)能按大于或等于10 000 kg·m/s進(jìn)行控制。全部使用斜5°風(fēng)口小套,并將風(fēng)口長(zhǎng)度由555 mm加長(zhǎng)至580 mm,風(fēng)口直徑以φ115 mm為主。通過(guò)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(qiáng)化工藝管理

高爐長(zhǎng)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(zhǎng)期穩(wěn)定順行,需要各崗位人員精心操作、對(duì)設(shè)備精心點(diǎn)檢維護(hù)。通過(guò)不斷強(qiáng)化工藝管理提高員工的執(zhí)行力,對(duì)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(duì)炮泥、鉆頭、鉆桿實(shí)行定量控制,建立完善的獎(jiǎng)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(lèi)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(dòng)了能耗下降。

3 節(jié)能降耗指標(biāo)

新冶鋼1780 m3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329.5 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(jiàn)表4。

4 結(jié)語(yǔ)

新冶鋼1780 m3高爐結(jié)合自身生產(chǎn)現(xiàn)狀,在長(zhǎng)期護(hù)爐操作的不利局面下,不斷優(yōu)化操作,并對(duì)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(cuò)的成績(jī)。

(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1780 m3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(guò)建立各項(xiàng)管理制度,發(fā)動(dòng)全體員工,對(duì)高爐生產(chǎn)的各個(gè)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(shí)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(jì)技術(shù)指標(biāo)

[1] 陳聰.高爐節(jié)能[J].科技情報(bào)開(kāi)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(cè)[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(hào)高爐富氧噴煤生產(chǎn)實(shí)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(jí)工程師,主要從事高爐冶煉技術(shù)研究及管理工作。。