構(gòu)建天然氣在鋼鐵生產(chǎn)過程中降低消耗的新管理模式

王艷紅

摘 要：堅(jiān)持一切以效益為中心，將降成本、降費(fèi)用、提售價(jià)主思想融入企業(yè)的生產(chǎn)管理中，著力于提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。特材研制公司利用能源管理，依據(jù)數(shù)據(jù)反映制定相應(yīng)的改進(jìn)措施，建立企業(yè)能源管理的長效機(jī)制和制度，進(jìn)一步推動(dòng)和管理天然氣消耗工作。以科技創(chuàng)新為支撐，通過一系列的技術(shù)創(chuàng)新，合理利用燃?xì)?，使天然氣管理更為科學(xué)可控，最終提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：天然氣；效益；降低成本；能源管理；技術(shù)創(chuàng)新

TO CONSTRUCT A NEW MANAGEMENT MODE OF REDUCING THE CONSUMPTION OF NATURAL GAS IN THE PROCESS OF STEEL PRODUCTION

Wang Yanhong

（Zhang Xuan Technology Special Materials Research and Manufacturing Company? ? Xuanhua? ? 075100，China）

Abstract：Adhere to the efficiency as the center， the main idea of reducing costs， reducing costs， raising prices into the production management of enterprises， and focus on improving the economic benefits of enterprises.Special material development company uses energy management， formulates corresponding improvement measures according to data reflection， establishes long-term mechanism and system of enterprise energy management， and further promotes and manages natural gas consumption.With the support of scientific and technological innovation， through a series of technological innovation， rational use of gas， natural gas management is more scientific and controllable， and ultimately improve the economic benefits of enterprises.

Key words：natural gas；benefit；cost reduction；energy management；technological innovation

0? ? 引? ? 言

張宣科技特種材料研究制造公司總投資3.6億余元，于2021年7月全線貫通投運(yùn)。該公司緊跟行業(yè)綠色低碳發(fā)展趨勢，緊扣碳達(dá)峰碳中和內(nèi)在要求，聚焦國家戰(zhàn)略需求和先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展方向，以替代進(jìn)口、研發(fā)國內(nèi)急需的特種材料為目標(biāo)，面向客戶提供內(nèi)燃機(jī)用熱端材料、航空航天及軍工級(jí)特種合金，以及富含“綠色”元素的航天級(jí)超高強(qiáng)鋼、高端模具鋼等主要產(chǎn)品。

公司主體工藝設(shè)備包括電弧爐、LF鋼包精煉爐、VOD精煉爐、真空感應(yīng)爐、真空自耗爐、恒熔速保護(hù)氣氛電渣爐、自由鍛錘、45MN快鍛機(jī)及鋼水罐預(yù)熱式烘烤器4座，蓄熱式加熱爐10座，臺(tái)車式加熱爐1座，臺(tái)車式處理爐12座，具備年產(chǎn)1.1萬t特種材料供應(yīng)能力。

1? ? 現(xiàn)? ? 狀

天然氣是特材研制公司的外購燃料，其消耗的高低直接影響到特材研制公司的經(jīng)濟(jì)效益。該公司圍繞張宣科技公司降本增效的總體目標(biāo)和要求，本著“降成本 提售價(jià)”的核心任務(wù)，以宣傳發(fā)動(dòng)和重點(diǎn)攻關(guān)為手段，通過細(xì)化管理、完善制度、實(shí)施一系列工藝優(yōu)化工程，有效推動(dòng)了工作的規(guī)范化和制度化，實(shí)現(xiàn)燃?xì)庀牡慕档?，從而推?dòng)了降本增效工作的建設(shè)。

特材研制公司于2022年天然氣噸鋼消耗900 m3/t，面對競爭日益激烈的特材市場與當(dāng)前鋼鐵企業(yè)的嚴(yán)峻形勢，能源介質(zhì)成本制約著特材研制公司效益的提高，為進(jìn)一步提高各項(xiàng)技經(jīng)指標(biāo)，降低工序成本，全面提升特材產(chǎn)品創(chuàng)效能力，對影響天然氣能耗指標(biāo)的工藝進(jìn)行優(yōu)化改造。

2? ? 項(xiàng)目建設(shè)措施

2.1? ? 采用先進(jìn)管理手段，加強(qiáng)天然氣消耗管理

按照新型的能源管理體制，特材研制公司采用了現(xiàn)代化管理模式。一是通過能源網(wǎng)絡(luò)圖、能源平衡表、能源基準(zhǔn)標(biāo)桿分析等能源評(píng)審工具，重點(diǎn)分析天然氣使用和消耗情況，為能源成本分析提供依據(jù)；二是建立主要消耗天然氣設(shè)備臺(tái)帳、重點(diǎn)消耗天然氣崗位臺(tái)帳，加強(qiáng)對主要用能設(shè)備和崗位的管理，見圖1、圖2。

特材研制公司實(shí)行能源介質(zhì)指標(biāo)日報(bào)制度、周例會(huì)制度。每天對全公司能源介質(zhì)使用總量和使用時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，統(tǒng)計(jì)出能源日消耗成本完成情況，對照主要設(shè)備能源單位時(shí)間消耗統(tǒng)計(jì)表，分析指標(biāo)單耗未完成原因，并在全公司通報(bào)當(dāng)日指標(biāo)單耗完成情況。通過實(shí)施能源介質(zhì)指標(biāo)日報(bào)制度，時(shí)刻掌握天然氣動(dòng)態(tài)和變化趨勢，及時(shí)采取措施，進(jìn)行糾偏。利用周例會(huì)從量化的工序能耗，進(jìn)行橫向、縱向比較分析，總結(jié)周能源指標(biāo)完成情況，結(jié)合生產(chǎn)、工藝實(shí)際情況，制定下一周節(jié)能降耗措施和主攻方向，達(dá)到有效動(dòng)態(tài)控制能源介質(zhì)消耗的目的。

2.2? ? 積極引入精益生產(chǎn)理念，創(chuàng)新能耗管理

特材研制公司目前生產(chǎn)鋼種較多，訂單加熱制度差別大，生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)不同品種鋼組爐入爐的情況。針對生產(chǎn)鋼種復(fù)雜、加熱制度差別大、調(diào)火工操作難度大的問題，積極引入精益生產(chǎn)理念，創(chuàng)新管理，通過開展知識(shí)培訓(xùn)和勞動(dòng)競賽，開闊降低天然氣消耗的思路。

1）根據(jù)生產(chǎn)制造部下發(fā)的訂單計(jì)劃和半成品庫的坯料準(zhǔn)備情況，合理安排生產(chǎn)，保證有特殊加熱工藝要求的鋼種集中生產(chǎn)，有利于降低天然氣消耗。

2）根據(jù)鋼種的加熱工藝不同，合理安排坯料入爐順序，避免要求加熱溫度相差較大的鋼種一起入爐，減少燃?xì)鉄嶂怠⒂昧康念l繁調(diào)節(jié)，保證加熱爐內(nèi)的燃?xì)庖逊€(wěn)定的熱值燃燒。

3）與質(zhì)量部、技術(shù)部相關(guān)人員溝通，對原有作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行完善，使作業(yè)指導(dǎo)書與加熱爐爐況相符合，制定《Cr-Mo-V系列模具鋼牌號(hào)組爐方案》，更有利于燃控操作和降低天然氣消耗。

4） 積極開展燃?xì)鉅t燃控知識(shí)培訓(xùn)和勞動(dòng)競賽，完善崗位作業(yè)指導(dǎo)書，提高操作技能，收到良好效果。

2.3? ? 加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)技術(shù)、成本“雙豐收”

2.3.1? ? 預(yù)熱式烘烤器燒嘴改造

特材研制公司6 t預(yù)熱式烘烤器天然氣流量40 ～ 80 m3/h，導(dǎo)致燒嘴出口混合氣流速低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)流量。烘烤器底部溫度偏低，在實(shí)際使用過程中天然氣流量大，消耗高。為降低天然氣消耗，該公司冶煉區(qū)主動(dòng)更改烘烤器燒嘴混合氣出口尺寸，并在燃?xì)獬隹谔幵黾勇菪龑?dǎo)葉，改造后效果明顯，見圖3。天然氣噸鋼消耗降低2.99 m3，節(jié)約噸鋼燃?xì)獬杀?0.8元，見表1。

2.3.2? ? 鍛材H13水冷超細(xì)化方案優(yōu)化

特材研制公司最初H13鍛后熱處理執(zhí)行的工藝是超細(xì)化工藝+球化退火工藝，需耗時(shí)7天左右，熱處理時(shí)間較長。其中超細(xì)化工藝結(jié)束具備進(jìn)入球化退火需要2.5天（約60 h）左右，每爐次超細(xì)化+球化退火工藝消耗天然氣約 2 900 ～ 3 100 m3。針對該工藝熱處理時(shí)間長，天然氣消耗量大的問題，特材研制公司優(yōu)化工藝，采用優(yōu)化超細(xì)化工藝+球化退火工藝，即在第一鍛正火結(jié)束出爐后采用風(fēng)冷或空冷的方式冷卻H13鍛材，優(yōu)化后超細(xì)化工藝結(jié)束具備進(jìn)入球化退火需要39 h，縮減了鍛材熱處理時(shí)間，降低了燃?xì)庀摹?/p>

特材研制公司持續(xù)做好技術(shù)創(chuàng)新工作，不斷優(yōu)化超細(xì)化工藝，并最終優(yōu)化出水冷超細(xì)化工藝。水冷超細(xì)化工藝是用淬火爐直接加熱做熱處理后，鍛材H13直接進(jìn)入淬火池進(jìn)行水冷，水冷冷卻至400 ℃后直接進(jìn)入球化退火工藝，水冷超細(xì)化工藝結(jié)束具備進(jìn)入球化退火僅需15 h。水冷超細(xì)化工藝縮短熱處理時(shí)間，降低燃?xì)庀?，同時(shí)提高生產(chǎn)效率。

結(jié)合目前生產(chǎn)情況，熱處理爐裝入量按照每爐25 t計(jì)算，優(yōu)化水冷超細(xì)化后天然氣消耗變化和生產(chǎn)時(shí)間變化與原工藝對比（生產(chǎn)時(shí)間統(tǒng)一按照具備進(jìn)入球化退火工藝條件計(jì)算），見表2。

采用水冷超細(xì)化工藝，與原工藝對比，整爐次燃?xì)庀目山档? 000 m3，平均噸鋼可降低80 m3，燃?xì)鈨r(jià)格按照3.2元/m3計(jì)算，整爐次可降低成本6 400元，噸鋼可降低256元。與優(yōu)化超細(xì)化工藝對比，整爐次燃?xì)庀目山档?00 m3，平均噸鋼可降低32 m3，燃?xì)鈨r(jià)格按照3.2元/m3計(jì)算，整爐次可降低成本2 560元，噸鋼可降低102.4元。

3? ? 結(jié)? ? 論

特材研制公司利用能源管理，依據(jù)數(shù)據(jù)反映制定相應(yīng)的改進(jìn)措施，建立企業(yè)能源管理的長效機(jī)制和制度，進(jìn)一步推動(dòng)和管理天然氣消耗工作；以科技創(chuàng)新為支撐，通過一系列的技術(shù)創(chuàng)新，合理利用燃?xì)猓固烊粴夤芾砀鼮榭茖W(xué)可控，最終提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。構(gòu)建天然氣消耗的有序化、標(biāo)準(zhǔn)化新管理模式，最終提高天然氣綜合利用效率和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

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