10號高爐降低燃料消耗量的攻關實踐

喻冰鶴

（新余鋼鐵集團有限公司，江西 新余 338000）

受國內礦企、焦化企業不斷減產的影響，焦炭價格大幅上漲。冶煉廠高爐在日益嚴峻的市場環境中同樣面臨巨大沖擊和考驗。為了實現自身良好發展，必須開展技術與管理革新工作，通過生產成本的合理控制降低經營成本并提升產品競爭力，在激烈的市場競爭中取得發展優勢。為了實現上述目標，企業需要從生產管理、日常管理等環節出發，對傳統管理模式進行優化和改進，降低生產成本并提升生產效率，以此提高企業經營效益水平。

1 限制燃料消耗量的因素

（1）爐缸熱狀態。t理下降是最主要的問題所在。在高爐冶煉生產過程中，一般都將設定一個t理最小閾值，確保該閾值超過液體產品的氣化溫度，避免溫度過高影響液體材料的正常成形確保渣鐵的生產效率。

（2）燃料燃燒速率。燃燒速率是煉鐵生產最重要的問題，也是燃料消耗量的決定性因素。若粉狀燃料氣化水平在特定時間、空間條件下達不到80%～85%之間的良好水平，必然導致生產效率低下、原料浪費、高爐受損等問題[1]。

（3）流體力學因素。若噴出燃料量過大，則會導致料柱透氣性下降的問題，對高爐的正常運行產生不利影響。

2 提升燃料利用率的攻關措施

2.1 優化配料結構，改善槽下篩分

對于冶煉廠而言，其最顯著的生產優勢為相對較高的燒結配比，通常能夠達到83%-88%之間的高水平，為高爐穩定運轉提供了有力保障。良球、燒結礦是高爐入爐鋅的主要來源，后者也是鋅元素與堿金屬的主要來源。為了降低鋅元素與堿金屬含量改善生產條件，冶煉廠高爐從2019年1月以后，優化了配料結構，靈活變動云浮塊礦，降低三氧化二鋁的含量，將渣比維持著相對良好的水平，能夠有效提升高爐下部的鋅、堿金屬排放能力。此外，為了盡可能降低原料里粉末材料的含量，改善鋅、堿金屬在生產過程中的沉積與富集現象，在不影響原料載入與排出能力的前提下，需要盡可能減少焦炭、燒結礦等的篩分速率，分別將燒結礦、焦炭的篩分速率控制在110t/h、80t/h左右的良好水平，同時做好振動篩的保養工作確保其良好的運行狀態[2]。

2.2 改善焦炭質量

在高爐設備、生產技術工藝創新發展的推動下，焦炭質量對生產的重要性不斷提升，如何提升焦炭質量也成為生產關注的重點。特別是在高爐降焦技術應用之后，生產流程中的礦焦比不斷上升，高爐生產過程中將面臨越來越大的焦炭負荷，使得燃料透氣性不斷下降，生產效率隨之下降。因此，若想保證生產效率，基于一定的焦炭強度標準，需要對其中的灰分、硫分進行合理控制，基本標準詳見下表所示：

表1 不同單位的焦炭質量對比（%）

在高爐生產技術革新方面，目前比較有效的方式主要包括提高焦炭品質。高質量的焦炭有利于提升生產效率和綜合效益。

冶煉廠的代表性革新之一就是提升6m焦炭在原材料中的比重，以此提升焦炭的綜合性能。在控制燃料消耗量的同時，焦炭也將需要發揮更大的骨架作用，這就使得高爐透氣性下降。具體情況詳見下表：

表2 冶煉廠高爐6m焦炭的使用比例

表3 2019年冶煉廠高爐部分燃料消耗情況

2.3 維持高爐合理的操作制度

若無法保證原燃料的良好品質，那么對操作流程進行改進將成為提升高爐運轉效率與生產效率的關鍵所在。

2.3.1 裝料制度的調劑

若燃料比取值增大，那么高爐中將出現十分突出的氣流分布特征變化情況。為了避免上述變化的不利影響，必須確保裝料制度的科學性，在確保相對均勻穩定的燃氣流分布特征的同時改善其利用水平，從而提升燃料消耗的綜合水平。目前，冶煉廠高爐仍然采取平臺+漏斗的傳統生產模式，側重于開放中心管理，過度注重邊緣抑制問題，導致邊緣負荷過大引發爐體渣皮、水溫變動等問題，進而導致燃氣通路不暢無法保證穩定的爐況。在生產過程中，可對邊緣進行優化和改進，根據實際生產情況將其調整至更加合理的設計水平，從而降低邊緣負荷提升生產過程的穩定性。保證適宜的中心通道，使料面保持穩定，避免崩料、滑料發生[3]。

2.3.2 送風制度的調劑

控制適宜的送風比，進入冶煉廠高爐總風量與總燃料燃燒比值為1.4～1.45，基于以上標準對風量、風口面積進行科學控制有利于提升生產效率。冶煉廠的合理風速為在250～260m/s，動能為13000～14000kg·m/s。

2.3.3 造渣制度調劑

通過前期優化爐料結構，控制相對較低的爐渣堿度（R2:1.18～1.20,R4:0.97～0.99）以降低爐渣粘度，以改善高爐下部的透氣性和透液性，若渣中Al2O3偏高時，二元堿度控制在上限。以此實現相對優秀的脫硫效果提升爐渣流動速率。

2.3.4 熱制度調劑

通常情況下，燃料消耗情況與風口前燃燒溫度呈負相關關系，前者每提升10kg/t，后者一般會同步下降20℃～30℃左右，進而需求更多的熱補償。因此，適當提高風溫能夠同步降低燃料消耗量從而改善生產效率[4]。此外，也可根據生產實際對富氧率指數進行調整，保證爐缸熱量儲備充足，維持良好的渣鐵流動性。減少爐溫波動，[Si]:0.4%～0.5%，物理熱1500℃～1520℃。

2.4 優化出鐵組織

合理控制爐前生產環節有利于提升冶煉生產的穩定性。針對其生產實際，對生產設備進行保養維修能夠有效改善生產流程，發揮先進生產設備的優勢作用提高生產效率。

2.5 加強外圍管理

（1）嚴格控制有害元素入爐負荷。合理控制原材料中的鋅、堿金屬含量能夠有效降低生產損耗提高生產效益。在日常生產中，要做好半倉上料，提高篩分效率，努力將入爐粉末控制在最小值，以降低爐料表面積，減少鋅蒸汽的吸附，從而促進鋅排出高爐[5]。

（2）塊礦篩分管理。將5mm入爐料的比重控制在不超過5%的水平，能夠顯著改善料柱的透氣性從而提升生產效率[6]。

（3）粉狀燃料的質量管理。優化粉狀燃料質量管理措施能夠提升其組分的穩定性，避免噴吹不均勻影響生產效率。

3 實施效果

實踐表明，以上優化措施的應用能夠顯著改善生產流程提高生產效率，優化結果詳見下表所示。與優化前相比，改良之后焦比降低了11kg/t，燃料比整體下降了5kg/t。

4 結語

原燃料質量下降已經成為影響冶煉生產效率和綜合效益的主要因素。為了克服上述問題，必須改進原燃料管理制度，針對影響生產效率和經濟效益的因素采取科學合理的改進措施，能夠顯著提升高爐冶煉效率，在降低能耗、原料損耗的同時提高生產效率，從而提升生產效益水平。這就是原燃料質量管理的意義所在。