國(guó)內(nèi)某鋼鐵企業(yè)燒結(jié)車(chē)間生產(chǎn)指標(biāo)分析

張作良 ， 朱亞?wèn)| ， 陳 韌， 李玲玲，孫 野，李曉亮

(1.遼寧科技學(xué)院 冶金工程學(xué)院，遼寧 本溪 117004；2. 遼寧省低品位非伴生鐵礦優(yōu)化應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 本溪 117004；3. 本鋼板材股份有限公司煉鐵廠(chǎng)，遼寧 本溪 117000)

降本增效是企業(yè)追求的永恒目標(biāo)〔1-5〕，特別對(duì)于燒結(jié)工序這樣高消耗、高污染的環(huán)節(jié)來(lái)說(shuō)，強(qiáng)化管理尤為重要。

文獻(xiàn)〔6〕給出了5個(gè)常用的燒結(jié)生產(chǎn)指標(biāo)，分別為：臺(tái)時(shí)產(chǎn)量(t·h-1)；燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)(t·m-2·h-1)；合格率(%)；作業(yè)率(%)；燒結(jié)工序能耗(kgce·t-1)。

文章以國(guó)內(nèi)某鋼鐵企業(yè)燒結(jié)車(chē)間生產(chǎn)為例，該車(chē)間擁有兩臺(tái)265 m2燒結(jié)機(jī)，以上述燒結(jié)生產(chǎn)指標(biāo)為研究對(duì)象，列舉2017-2019年度的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)比較分析，尋求降低燒結(jié)工序能耗空間，為企業(yè)燒結(jié)技術(shù)人員提供參考。

1 燒結(jié)生產(chǎn)指標(biāo)

1.1 作業(yè)率

作業(yè)率反映燒結(jié)機(jī)的運(yùn)行情況，最能體現(xiàn)企業(yè)的管理能力，受停機(jī)時(shí)間影響，包括計(jì)劃停機(jī)(大中修、小修)、內(nèi)因停機(jī)(檢修、設(shè)備、電氣、皮帶、生產(chǎn)操作以及其他因素)、高爐影響(槽滿(mǎn)以及其他因素)、其他外部影響(煤氣、停電以及其他因素)以及待料。2017-2019年的作業(yè)率情況見(jiàn)表1。

表1 2017-2019年的作業(yè)率

由表1可知，從2017年-2019年，停機(jī)時(shí)間逐年降低，相應(yīng)地作業(yè)率逐年升高，2019年達(dá)到94.76%。

1.2 合格率

表2給出了2017-2019年3個(gè)年度的燒結(jié)礦合格率情況。不合格燒結(jié)礦主要包括兩個(gè)方面，F(xiàn)eO含量不合格和R不合格。該企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)為：FeO含量為6%～12%、R為2.00±0.10，此為合格品標(biāo)準(zhǔn)；FeO含量為7%～10%、R為2.00±0.05，此為一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)。而中華人民共和國(guó)黑色冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(YB/T 421-2014，以下簡(jiǎn)稱(chēng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn))規(guī)定的優(yōu)質(zhì)鐵燒結(jié)礦的FeO含量≤9.00%、允許波動(dòng)范圍±0.5%，R的允許波動(dòng)范圍為±0.05；普通燒結(jié)礦的技術(shù)指標(biāo)分為一級(jí)和二級(jí)，一級(jí)為FeO含量≤10.00%、R的允許波動(dòng)范圍為±0.08；二級(jí)為FeO含量≤11.00%、R的允許波動(dòng)范圍為±0.12。可見(jiàn)該企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)的合格品要求與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的普通燒結(jié)礦二級(jí)指標(biāo)相當(dāng)，一級(jí)品要求與普通燒結(jié)礦一級(jí)指標(biāo)相當(dāng)。總地來(lái)說(shuō)，因堿度不合格造成的廢品偏高。

1.3 臺(tái)時(shí)產(chǎn)量和燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)

文獻(xiàn)〔6〕給出的臺(tái)時(shí)產(chǎn)量計(jì)算公式可以預(yù)測(cè)某燒結(jié)機(jī)的產(chǎn)能，而企業(yè)直接根據(jù)產(chǎn)量以及實(shí)際的作業(yè)時(shí)間計(jì)算得到臺(tái)時(shí)產(chǎn)量，這樣二者可以相互印證。與臺(tái)時(shí)產(chǎn)量相關(guān)的參數(shù)有燒結(jié)率、成品率、燒結(jié)機(jī)臺(tái)車(chē)寬度、料層厚度、混合料堆積密度、機(jī)速、燒結(jié)機(jī)有效長(zhǎng)度、垂直燒結(jié)速度、產(chǎn)量和作業(yè)時(shí)間等。其中，成品率和混合料堆積密度未計(jì)算和統(tǒng)計(jì)，燒結(jié)機(jī)臺(tái)車(chē)寬度和燒結(jié)機(jī)有效長(zhǎng)度是固定不變的，機(jī)速和垂直燒結(jié)速度是對(duì)應(yīng)的。表3給出了與臺(tái)時(shí)產(chǎn)量相關(guān)的3個(gè)參數(shù)的最高值、最低值和平均值。這些參數(shù)的值由操作室控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)記錄，每日產(chǎn)生一個(gè)平均值，然后最高值即為該年度某天平均值的最大者，最低值亦如此，而平均值為該年度所有工作日平均值的再平均。

表2 2017-2019年的合格率

表3 2017-2019年與燒結(jié)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量相關(guān)的3個(gè)參數(shù)值

由表3可以看出，燒結(jié)率的平均值更具意義，均在80%～85%之間，呈逐年下降的趨勢(shì)，但并不明顯。恰恰相反，料層厚度的平均值呈逐年增加的趨勢(shì)。而2018年垂直燒結(jié)速度的平均值最高，為18.49%。同時(shí)，從最高值和最低值可以看出，2019年的料層厚度和垂直燒結(jié)速度相對(duì)最穩(wěn)定。2017-2019年的臺(tái)時(shí)產(chǎn)量和燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)值如表4。

表4 2017-2019年的臺(tái)時(shí)產(chǎn)量和燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)值

可以看出，盡管產(chǎn)量和作業(yè)時(shí)間在逐年增加，但是臺(tái)時(shí)產(chǎn)量和燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)卻在逐年降低。

1.4 燒結(jié)工序能耗

燒結(jié)工序能耗反映了燒結(jié)裝備水平和工藝操作情況。該車(chē)間生產(chǎn)單位燒結(jié)礦所消耗包括固體燃料(焦粉和煤粉)、點(diǎn)火用氣體燃料(高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣)、電力、水、蒸汽、氮?dú)獾?。?jīng)折算為標(biāo)準(zhǔn)煤，結(jié)果列于表5。

表5 2017-2019年的燒結(jié)工序能耗值

由表5可知，2018年的燒結(jié)工序能耗最低，為52.64 kgce·t-1。

2 結(jié)果分析

自2017年9月1日至2017年10月10日兩臺(tái)燒結(jié)機(jī)均未生產(chǎn)，所以該年度的作業(yè)率和產(chǎn)量是最低的。同時(shí)，該年度的合格率也是最低的。但臺(tái)時(shí)產(chǎn)量和燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)卻是最高的。所以，作業(yè)時(shí)間在逼近日歷時(shí)間時(shí)，意味著燒結(jié)機(jī)幾乎沒(méi)有停機(jī)，確實(shí)可以提高產(chǎn)量，但臺(tái)時(shí)產(chǎn)量和燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)出現(xiàn)了下降，這就表明最佳的燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)并不一定在最高產(chǎn)量時(shí)獲得。當(dāng)然，從文獻(xiàn)〔6〕給出的燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)計(jì)算公式來(lái)看，產(chǎn)量與燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)是沒(méi)有直接關(guān)系的。但是，實(shí)際產(chǎn)量和工作時(shí)間決定了真實(shí)的燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)。

從與臺(tái)時(shí)產(chǎn)量有直接關(guān)系的燒結(jié)率、料層厚度，以及垂直燒結(jié)速度3個(gè)參數(shù)來(lái)看，比較2017年和2018年的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，2018年的料層厚度和垂直燒結(jié)速度平均值要高于2017年，但卻因?yàn)?017年的燒結(jié)率平均值高于2018年的，出現(xiàn)了2017年的臺(tái)時(shí)產(chǎn)量高于2018年的情況。假設(shè)成品率和混合料堆積密度一定時(shí)，表明燒結(jié)率在上述3個(gè)參數(shù)中對(duì)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量影響最大。

燒結(jié)工序能耗受所使用的燃料情況影響很大，如果使用了低熱值的焦粉，能耗就會(huì)增加。如果不用，燒結(jié)工序能耗可以降到50 kgce·t-1以下。

2018年主要鋼鐵企業(yè)的燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)為1.28 t·m-2·h-1、作業(yè)率為93.42%以及燒結(jié)工序能耗為48.60 kgce·t-1〔7〕。很明顯，該車(chē)間的3個(gè)指標(biāo)值均未達(dá)到，有一定的提升空間。

3 結(jié)論

文章詳細(xì)分析了國(guó)內(nèi)某企業(yè)燒結(jié)車(chē)間常用的5個(gè)燒結(jié)生產(chǎn)指標(biāo)，得出以下兩點(diǎn)結(jié)論：

(1)實(shí)際產(chǎn)量和工作時(shí)間決定了真實(shí)的臺(tái)時(shí)產(chǎn)量和燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)。

(2)與國(guó)內(nèi)2018年主要鋼鐵企業(yè)的燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)、作業(yè)率和燒結(jié)工序能耗3個(gè)指標(biāo)值相比，該車(chē)間均尚有提升空間。