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(nèi)礦企、焦化企業(yè)不斷減產(chǎn)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(huán)境中同樣面臨巨大沖擊和考驗。為了實現(xiàn)自身良好發(fā)展，必須開展技術(shù)與管理革新工作，通過生產(chǎn)成本的合理控制降低經(jīng)營成本并提升產(chǎn)品競爭力，在激烈的市場競爭中取得發(fā)展優(yōu)勢。為了實現(xiàn)上述目標，企業(yè)需要從生產(chǎn)管理、日常管理等環(huán)節(jié)出發(fā)，對傳統(tǒng)管理模式進行優(yōu)化和改進，降低生產(chǎn)成本并提升生產(chǎn)效率，以此提高企業(yè)經(jīng)營效益水平。

1 限制燃料消耗量的因素

（1）爐缸熱狀態(tài)。t理下降是最主要的問題所在。在高爐冶煉生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)效率。

（2）燃料燃燒速率。燃燒速率是煉鐵生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生不利影響。

2 提升燃料利用率的攻關措施

2.1 優(yōu)化配料結(jié)構(gòu)，改善槽下篩分

對于冶煉廠而言，其最顯著的生產(chǎn)優(yōu)勢為相對較高的燒結(jié)配比，通常能夠達到83%-88%之間的高水平，為高爐穩(wěn)定運轉(zhuǎn)提供了有力保障。良球、燒結(jié)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(chǎn)條件，冶煉廠高爐從2019年1月以后，優(yōu)化了配料結(jié)構(gòu)，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(chǎn)過程中的沉積與富集現(xiàn)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(jié)礦等的篩分速率，分別將燒結(jié)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(yǎng)工作確保其良好的運行狀態(tài)[2]。

2.2 改善焦炭質(zhì)量

在高爐設備、生產(chǎn)技術(shù)工藝創(chuàng)新發(fā)展的推動下，焦炭質(zhì)量對生產(chǎn)的重要性不斷提升，如何提升焦炭質(zhì)量也成為生產(chǎn)關注的重點。特別是在高爐降焦技術(shù)應用之后，生產(chǎn)流程中的礦焦比不斷上升，高爐生產(chǎn)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(chǎn)效率隨之下降。因此，若想保證生產(chǎn)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(zhì)量對比（%）

在高爐生產(chǎn)技術(shù)革新方面，目前比較有效的方式主要包括提高焦炭品質(zhì)。高質(zhì)量的焦炭有利于提升生產(chǎn)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(fā)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(zhì)，那么對操作流程進行改進將成為提升高爐運轉(zhuǎn)效率與生產(chǎn)效率的關鍵所在。

2.3.1 裝料制度的調(diào)劑

若燃料比取值增大，那么高爐中將出現(xiàn)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(wěn)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(tǒng)生產(chǎn)模式，側(cè)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(fā)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(wěn)定的爐況。在生產(chǎn)過程中，可對邊緣進行優(yōu)化和改進，根據(jù)實際生產(chǎn)情況將其調(diào)整至更加合理的設計水平，從而降低邊緣負荷提升生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性。保證適宜的中心通道，使料面保持穩(wěn)定，避免崩料、滑料發(fā)生[3]。

2.3.2 送風制度的調(diào)劑

控制適宜的送風比，進入冶煉廠高爐總風量與總?cè)剂先紵戎禐?.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(chǎn)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(diào)劑

通過前期優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)，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(xiàn)相對優(yōu)秀的脫硫效果提升爐渣流動速率。

2.3.4 熱制度調(diào)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(chǎn)效率[4]。此外，也可根據(jù)生產(chǎn)實際對富氧率指數(shù)進行調(diào)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(yōu)化出鐵組織

合理控制爐前生產(chǎn)環(huán)節(jié)有利于提升冶煉生產(chǎn)的穩(wěn)定性。針對其生產(chǎn)實際，對生產(chǎn)設備進行保養(yǎng)維修能夠有效改善生產(chǎn)流程，發(fā)揮先進生產(chǎn)設備的優(yōu)勢作用提高生產(chǎn)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(chǎn)損耗提高生產(chǎn)效益。在日常生產(chǎn)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(chǎn)效率[6]。

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

3 實施效果

實踐表明，以上優(yōu)化措施的應用能夠顯著改善生產(chǎn)流程提高生產(chǎn)效率，優(yōu)化結(jié)果詳見下表所示。與優(yōu)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(jié)語

原燃料質(zhì)量下降已經(jīng)成為影響冶煉生產(chǎn)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(chǎn)效率和經(jīng)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(chǎn)效率，從而提升生產(chǎn)效益水平。這就是原燃料質(zhì)量管理的意義所在。