降低高爐煉鐵燃料比的技術措施分析

王 杰

針對高爐的使用所帶來的影響來說，合理的提高高爐的利用系數，可以有效的降低燃料比。當然，這也是一個企業正確的舉措和選擇，提高高爐冶煉強度，降低煉鐵的燃料比，提高利用系數。不過結合現實情況來看，提高冶煉強度對小高爐的作用尤為明顯，但是要想達到最佳的效果，還要采取一些具體措施解決現實問題：配合使用大風機和大風量來對高爐進行操控，以此提高利用系數。使用高壓操作技術，提高煤氣利用率，合理地配置鐵礦原料，樹立精料理念，保證原燃料的穩定性，加強對設備的管理及維護，可以充分發揮煤氣的最大作用，降低高爐煉鐵的燃料比。

1 降低高爐煉鐵燃料比的現實意義和價值

社會的進步，科學技術的日漸成熟和發展，各行業在發展中對金屬需求量越來越大，但是因為世界范圍內的金屬礦產資源的數量是有限的，開采作業逐漸增加使，金屬資源總量呈合理減少趨勢。此形勢下，提高金屬，煤炭等資源利用率，便于改善這一現狀。利用率不只是簡單地使用更多的資源，也要在根源上進行管控，如，在煉制環節來逐步提高煉制的出產率。伴隨對高爐煉鐵燃料技術研究的不斷深入，也要更加地注重冶煉全過程不同程序及設備的管理。

通常來說，受到金屬礦性質的影響在進行冶煉期間需要把溫度控制在適合的范圍內，能夠更加穩定的煉鐵，并且確保冶煉生鐵的成效，數量與質量都得到保障。一些企業在煉鐵環節，在燃料方面投入很多成本，如不能合理的控制和降低燃料比，這樣不僅導致燃料被嚴重地浪費，也對企業的生產和經營帶來不良影響。資金在燃料方面投入增加，會相應減少企業在技術以及發展方面資金投入，對企業的可持續發展帶來不良影響。

所以，在此形勢下，要想實現經濟的發展目的，確保資金合理的使用，為企業的長遠發展營造良好的環境，企業還需在確保金屬產出質量及數量的基礎上，合理的控制燃料比，使用降低高爐煉鐵燃料比的相關技術舉措，控制能源的損耗，節省企業的成本支出，使企業可以均衡和健康的發展。本文的分析和研究，是為了結合現狀，在明確降低高爐煉鐵燃料比價值和重要性基礎上，為企業這項工作的具體實施提供理論參考依據，便于其更好的實踐。

2 降低高爐煉鐵燃料比的現狀分析

目前，從國內及國外鋼鐵行業市場發展形勢來看，使用有明顯優勢的技術能夠提高煉鐵的燃燒效率達到了450kg/t。結合我國現狀，高爐煉鐵的燃料比可以達到520kg/t，其中有代表性的企業有首鋼集團，可達到480kg/t。雖然在科學技術發展帶動下，高爐煉鐵燃料比有所下降，但是，因為每個地區鋼鐵行業發展現狀不同，所以鋼鐵行業依舊有很大的發展空間。

想實現鋼鐵產業的長遠和穩定發展，還需明確各類影響高爐煉鐵燃料比的因素，例如，噴煤比和入爐焦比。但是因為一些企業并未意識到此影響因素的重要性，同時對高爐煉鐵降低燃料比技術不夠關注，降低燃料比技術舉措未實施，受到內外因素影響并未良好被利用和實施等，均對企業高爐煉鐵燃燒比技術使用以及企業經濟發展、節能降耗等工作帶來不良影響。

3 降低高爐煉鐵燃料比的技術措施

3.1 樹立精料理念，保證原燃料的穩定性

高爐煉鐵環節，煉鐵精料對煉鐵效果以及質量影響很大。所以，在實際工作環節，相關工作人員還需充分地意識到精料發揮重要作用，優先選擇鐵含量高的一類礦粉，利于提高燒結的冶金性能。精料的核心思想就是高質量和高品質，若入爐時礦的品質提升1%，則燃料的比例就會下降約1.5%，促使生鐵產量進一步提升。但是，因為目前品質有保障的鐵礦石的儲存量并不多，高品質礦石的數量在逐年減少，市場中此類礦石也越來越稀缺，這也相應的提高了高品質礦石的市場價格。因此，還需在煉鐵期間加強管理，在優先選擇高品質鐵礦石的基礎上，為了控制成本支出，應保證燃料質量具有相對的穩定性，也要對入爐礦中鐵需要的堿度以及煉鐵焦比等進行調整，控制二者的最低。以某廠高爐相鄰兩個月份生產指標為例。

表1 高爐2021 年11 月和12 月的生產指標情況

由上圖表可以看出，綜合入爐品位升高0.84%，平均日產增加67.87 噸，約增加比例為67.87/2285.15=2.97%，焦比降低25kg/t,綜合燃料比降低15.93kg。可以看出精料方針中“高”的重要性

3.2 優化操作制度，提高煤氣利用

做好上下部制度的調整工作，合理和適度的去調整，并且逐步優化機制和制度體系，把制度作為高爐有序運行標準，保證了高爐的穩定運行，取得高產以及優質以及低能耗和長期冶煉的效果。同時，也應依據制度標準合理的搭配上部與下部的調劑，可以確保高爐更加穩定并且順利的運行。在下部調節期間，主要是對高爐的進風參數陳金霞調整，使得鼓風能夠以一定風速以及動能循序漸漸的吹透缸的中心，實現合理分布初期的煤氣流的目的。上部調劑是對礦石布料的角度以及料線與批重等進行調整，穩定上部的煤氣流。確保上部調劑和下部調劑良好的配合，進而保障高爐的上部穩定下部靈活，實現穩定和順行的應用目標。

提高高爐的煤氣利用率可以有效地降低高爐的燃料消耗，以沙鋼5800m3為例，高爐通過梳理合適的上下部制度，上部制度以發展中心氣流為主，同時適當控制邊緣氣流，確保煤氣流分布穩定；下部通過調整、優化風口進風面積和改變小套長度來適應原燃料質量的變化，保證氣流順暢。今年以來又逐步取消中心焦，煤氣利用獲得較大的改善，5800m3高爐煤氣利用變化趨勢見圖1。

圖1 5800m3 高爐煤氣利用變化趨勢圖

3.3 做好較高風溫的處理工作

高爐煉鐵的總能量中約16%～19%的能源來自于熱風，此外熱風的成本造價不高，所以可以充分地利用熱風，來節約和控制生產的成本，如果熱風的溫度提高高達100℃時，能夠有效降低煉鐵燃料比約（20±5）kg/t，同時可增加噴煤量30kg/t。如此看來，高風溫對高爐煉鐵發揮著一定的積極作用，比如，實現了降低燃料比與提升爐內燃料透氣比的目的。為了充分發揮高風溫的積極影響，需要注意以下幾個不同舉措的使用：

第一，應確保熱風的爐頂溫度達到一千四百攝氏度上下，合理設計熱風爐的結構，確保其可以承受溫度很高的瓦磚。

第二，大墻不可以置于拱頂之下。

第三，送風管道的構建期間可以使用煤氣的雙預熱技術，還應保證管道可以接受高風溫。

第四，熱風系統優化。

以沙鋼5800m3高爐的熱風系統為例，熱風系統的安全性是一直制約著高爐使用高風溫的主要因素，煉鐵廠通過對熱風系統進行一系列改造，風溫使用水平從1150℃增加到目前1220℃，預計改造完成后在1250℃以上。主要措施有：一是2013 年4 月份組織中修，對熱風管道進行整體更換；二是增設一座熱風爐，目前正在施工，預計明年初投用；三是針對送風管道改造，引進技術先進廠家參與設計與改造。風溫使用情況見圖2。

圖2 5800m3 高爐風溫使用情況變化圖

3.4 高壓技術

相關數據表明提高爐頂煤氣壓10kPa，能提高高爐產量1.9%，降低3%的焦比，有助于低硅鐵的冶煉。要是提高頂壓那么會降低增產效果。在頂壓提高之后，高爐呈現的明顯反應為推動高爐順行，降低波動，使鐵礦石能夠促進間接性還原，對其發展十分有利。通過高壓操作能夠實現一氧化碳轉化為二氧化碳，從而達到節焦效果。此外，降低爐內煤氣流的實際流速，能夠使熱風中含有的熱量傳遞至爐料，而且吹出的爐塵量也會大大降低，有助于TRT 發電量的增加。

3.5 冶煉強度對煉鐵燃燒比的影響及管控

經過反復的實踐，會使高爐煉鐵的強度不斷上升，但是，若是冶煉的強度高于1.05t/m3d 時，還需增強冶煉的強度，提高高爐煉鐵的燃燒比，如果冶煉的強度在1.155t/m3d 時，此時煉鐵的燃燒比會伴隨冶煉的強度不斷提高。因此，還要把冶煉的強度控制在一個適合的范圍內，進而取得數值偏低的燃燒比。

以我國鋼鐵行業代表性企業寶鋼公司為例，企業在高爐冶煉期間強度達到約1.15 時，要想進一步增強鋼鐵強度與生產產量，企業工作人員注入適量的富氧量，并未持續的提高鼓風的風量。這樣確保煤氣量的充足，確保高爐生產產量。

3.6 提高煤比并且適當降低休風率與慢風率

噴煤量的不斷增以及煤粉耗熱的逐漸增加，以及風口前理論的燃燒溫度不斷降低，可以為高爐風溫的提高以及富氧鼓風的提高創設有利條件。此外，煤粉內的氫含量不斷增加，也相應提升煤氣還原的能力以及穿透爐缸的能力，優化爐缸運行環境，改善其工作的狀態，確保高爐更加穩定和順利的運行。以煤代焦是降低高爐煉鐵成本的重要環節，但是噴煤并不是噴得越多越好，隨著煤比的提高其置換比在不斷下降，噴煤量超過高爐冶煉條件下的承受能力，噴煤量增加燃料比也會隨之增加，不但影響高爐的穩定順行而且不經濟。所以要考慮到本廠的原料條件及高爐順行情況控制適宜的相對較高的煤比，如果因為提高煤比影響到高爐順行，其將適得其反，不但不會降低燃料消耗，反而會增加燃料消耗，甚者導致長期爐況不順，成本居高不下。此外，還需控制休風率與慢風率的最低。提升整個車間職工工作的積極性，增強其責任意識，做好設備的檢查與巡視工作，以免設備出現故障還在使用，以免設備出現故障活動老化，導致出現休減風。相應的做好職工的技能培訓工作，降低操作失誤的發生率。通過上述舉措的實施和落實，使得高爐強化的效果更加明顯，各項生產的指標得到明顯改善，也相應的提升產量的水平，利用系數從以往的4.06t/（m3.d）變為4.43t/（m3.d）,同時燃料的比例從558kg/t 降低到534kg/t。

3.7 做好生產設備的管理工作

生產設備性能影響燃料熱量的應用效果，所以，還需對生產設備進行管理，保證和維持生產設備處于最佳的運行狀態，可以有效的降低高爐燃料比。基于生產設備運行穩定性和質量帶來的重要影響，具體管理中應優先保障設備的穩定性，然后在此基礎上對設備進行管理：

對設備運行期間的參數進行實時的監管，通常來說，受到外界環境以及爐內氣流的影響，受到氣壓以及氣溫溫度變化的影響，設備在長期使用過程中會出現一些異常現象，進而導致熱能無法很好的轉換，影響熱能的使用。良好的對設備進行管理，通過對設備運行的管理，參數的調整等，能夠降低設備異常運行的時間。與此同時，針對消耗過大的部件，應及時地更換與檢查，以防因為設備出現故障和質量問題，導致出現燃料比異常問題，對高爐燃燒和生產作業帶來不良的影響。

生產設備的管理期間，要重點對設備檢修和維護，減少高爐出現休風、減風問題。具體檢修時，針對高爐可以進行點檢修制度，即每間隔兩個月安排專人進行一次設備檢修活動。而在日常生產作業期間，可以針對高爐可以實施點檢和巡查的結合，并且鼓勵崗位進行自修及維保點檢修，便于降低故障的發生率。針對整個年度并未出現一次設備故障造成減風事故以及休風事故，實現了全風作業及高爐穩定運行目標。

4 結語

綜合上述問題，我們可以得出結論，降低高爐煉鐵的燃料比，便于實現高爐煉鐵的節能減排工作，有效控制生產成本，利于企業實現經濟發展目標。針對當下我國高爐煉鐵的燃料比具體情況，企業與相關工作人員還需從實際出發，結合現狀和不足，采取適合的舉措來降低高爐煉鐵的燃料比。例如，提升高爐煉鐵的操作水平，控制好二氧化碳的含量以及高爐頂煤氣的壓力與煤粉的燃燒率等，以此降低燃料比，實現節能減排。此外，還需樹立精細化生產理念，精細化所使用的煉鐵材料，逐步增強原材料穩定性。也可以使用含鐵量很高的各類礦石，便于增加鋼鐵的硬度與強度，便于提升燒結礦的堿度。最后，配合做好高溫的處理工作，及時對脫濕鼓風進行處理，也在一定程度上降低高爐煉鐵的燃料比。