首钢2号高炉空料线降料面实践.doc

2010年全国炼铁低碳技术研讨会论文集首钢高炉经济冶炼的思考张贺顺 马洪斌（首钢总公司）摘要：本文客观分析了首钢高炉经济冶炼面临的问题，以管理创新和技术创新为主要手段，深入探讨了高炉经济冶炼应对的措施。关键词：高炉 经济冶炼 燃料费用0、前言随着国内钢铁产能的急剧增加，钢铁企业之间的竞争加剧，钢铁产业面临“原燃料涨价、产品降价”的不利局面，因此，钢铁企业对炼铁工序节能降耗、降低成本的要求更加迫切。高炉经济冶炼就是在特定的原燃料条件下，实现高炉冶炼的经济效益最大化。首钢高炉在追求经济冶炼的过程中，从“高炉炉况高水平长期顺稳是最大的经济效益”理念出发，以管理创新和技术创新为主要手段，客观分析了高炉经济冶炼面临的问题，深入探讨了高炉经济冶炼应对的措施，在特定的原燃料条件下，逐步向高炉经济冶炼的目标迈进。1、经济冶炼面临的问题1.1传统考核机制不适合经济冶炼传统的高炉生产考核机制强调喷煤降焦，没有系统考虑煤比提高的成本是否超过了焦比降低的费用，高炉喷煤降焦过程可能出现生产成本上升的局面。综合焦比考虑炉内实际的燃料消耗，而燃料比考虑炉内实际的燃料消耗与未利用的煤粉，两者的侧重点不一致，燃料比虽然在一定程度上更能反映高炉冶炼节能降耗的水平，但又不能直接的反应生产成本。因此，传统的高炉生产考核机制已不适合高炉经济冶炼的需要，迫切需要改革，从管理方面为高炉经济冶炼指明方向。1.2不重视煤气利用率的提高传统的高炉生产考核机制下，为提高煤比，高炉的煤气利用率往往较低，这是得不偿失的。高炉冶炼过程煤气利用率的提高多半只是焦炭负荷加重的结果，高炉操作中过于强调透气性指数的绝对值，没有主动提高煤气利用率的动机，从而导致高炉燃料消耗的极大浪费。1.3风温适应透气性指数的不正规操作高炉基本冶炼制度的不到位，往往造成高炉透气性指数的不稳定，高炉工长通过改变风温寻找心目中的“正常透气性指数”，“风温追着透气性指数跑”，人为加剧了透气性指数的波动，风温的降低也将造成燃料消耗的浪费。1.4原燃料质量频繁波动导致无法低硅炼铁原燃料质量频繁波动，如烧结矿FeO含量的波动，焦炭、煤粉灰分的波动，高炉热制度难于稳定控制，为了确保炉缸热度在正常范围，高炉必须将铁水含硅量控制在较高水平，不利于燃料比的降低。高炉操作又往往忽略原燃料质量的变化，不去认真分析炉内热度变化的主因，结果造成人为加剧炉温波动范围，也造成燃料消耗的浪费。2、经济冶炼应对的措施2.1以炉料结构费用与性能的切合为基础原燃料费用的降低应以燃料费用的降低为主，以原料费用的降低为辅，因为炉料结构的改变涉及炉料常温性能、高温冶金性能的改变，尤其是软熔性能的改变，易造成软熔带位置上移，间接还原区减少，这将增加炉内的直接还原，造成煤气利用率下降、燃料比升高。因此，炉料结构费用的降低必须要与炉料结构性能寻找最佳结合点，避免炉料结构费用的降低造成燃料费用的大幅上升。炉料结构的化学成分也决定了高炉炉渣的性能，炉料结构的改变可能伴随着渣系的改变，若炉渣性能发生明显改变，将影响高炉的基本冶炼状态，甚至破坏炉况的顺行，因此炉料结构费用的降低不应大幅改变炉料结构性能。2.2以燃料费用的降低为目标相对炉料结构费用的降低，燃料费用的降低更易实现，通过喷吹煤粉置换价格昂贵的焦炭可以有效实现降低燃料费用的目的。综合焦比与燃料比的差异在于对煤粉的折算，燃料比将高炉内部没有能够利用的煤粉计入，更能反映高炉冶炼水平，高炉冶炼必须尽可能提高煤粉的利用率，以促进燃料比的降低。高炉生产考核机制应从燃料费用着手，确立以燃料费用为中心的考核机制，燃料费用如下式表述。 公式（1）：吨铁燃料费用；、：焦炭、煤粉、焦块的单位入炉成本（含运输、加工等费用）；、：焦比、煤比、焦块比。燃料费用的考核机制将高炉生产与经济冶炼直接挂钩，高炉冶炼生产过程应根据实际状况、燃料采购情况，寻求最低的燃料费用，实现高炉经济冶炼。2.3以煤气利用率的提高为主要手段煤气分布空间形态决定了高炉的煤气利用率，空间形态从下部煤气分布形态和上部煤气分布形态两方面分析，两者相互影响，下部煤气分布形态对煤气分布起决定性作用。下部煤气分布形态，需要考虑如何维持炉缸的活跃工作状态及炉缸的长寿，下部煤气尽量向中心渗透对这两者都是有利的，煤气向中心渗透的程度则受送风制度及装料制度的影响。上部煤气分布形态，主要是依靠装料制度，实现对下部煤气分布形态下的煤气流进行再分配，最大可能提高煤气利用率，实现节能降耗。煤气利用率的提高是降低燃料比的主要手段，煤气利用率提高，炉料在高炉内部上部间接还原区的还原比较充分，高炉下部区域的直接还原减少，充分利用了煤气的化学能，减少了高炉的燃料消耗。煤气利用率的提高应以炉况的顺稳为基础，通过有意识的调整装料制度，将矿石由中间环带向中心与边缘摊开，使得煤气利用率得以提高。图 1 首钢高炉炉喉径向煤气分布指数（十字测温温度/顶温）2.4以风温的提高为重要措施风温为高炉下部提供了大量的显热，直接加热滴落的渣铁，提高渣铁的物理温度，有利于降低燃料比。但高炉操作中遇到透气性指数偏紧时，往往采取降低风温的措施，这是对风温资源的浪费。首先，因炉热引起的透气性指数偏紧，高炉操作可以通过超前的调剂煤粉喷吹量等给予解决；其次，因煤气稳定性差引起的透气性指数偏紧，高炉操作降低风温适应透气性指数是错误的操作方式，煤气稳定性差往往伴随着炉缸热度的欠缺，维持风温使用而采取减风控制是最佳的操作方法。高炉基本制度应提高对煤气对炉热等炉况变化的适应能力，确保煤气的稳定性，高炉操作应坚持定风温操作，超前判断、超前调剂煤粉喷吹量等，实现对炉内热制度的稳定控制。2.5以原燃料质量的稳定为保障高炉冶炼过程控制充足而稳定的炉缸热度，是保证高炉稳定顺行的基础。首钢高炉冶炼过程对于炉缸热度的衡量一直采取铁水含硅量与铁水物理热结合的方式，高炉经济冶炼应在可接受的铁水物理热条件下，降低铁水含硅量，但原燃料质量的稳定是高炉低硅冶炼的基础，为适应原燃料质量波动，无法进一步降低铁水含硅量。目前首钢高炉炉缸热度控制在铁水物理热15055、铁水含硅量0.45%0.50%，随着原燃料质量的稳定，可以进一步降低炉缸热度控制标准，向铁水物理热15005、铁水含硅量0.40%0.45%的控制目标迈进。图 2 首钢高炉铁水物理热与含硅量3、经济冶炼的目标3.1低价原燃料与炉况顺稳的统一低价原燃料与炉况顺稳之间不存在必然的矛盾，低价原燃料往往质量较差，因此，不同价位的原燃料对应不同的冶炼指标，不能以最差的原燃料质量要求最好的冶炼指标，高炉冶炼关注的应是成本费用的高低，主要利用低价原燃料价格低的优势，而不是利用冶炼指标，实现生产成本的降低。高炉生产的矛盾多来源于原燃料质量及高炉基本制度的不到位，一定的原燃料条件下，高炉可以通过基本制度的调整实现炉况的顺稳，达到相应的冶炼指标，切忌不顾原燃料质量的变化，盲目寻求冶炼指标的条。高炉要勤于寻找影响炉况顺稳的因素，深入分析解决，实现低价原燃料与炉况顺稳的统一。3.2节能降耗与经济冶炼的统一节能降耗与经济冶炼本身不存在矛盾，但如果脱离经济冶炼的规律，节能降耗可能进入误区，节能降耗强调的是高炉生产耗用物料数量的降低，而经济冶炼强调的是高炉生产耗用成本的降低，两者之间存在价格因素，高炉生产需要利用价格的指挥棒作用调动节能降耗的方向，实现经济冶炼的目标，达到节能降耗与经济冶炼的统一。4、结语(1)高炉经济冶炼就是在特定的原燃料条件下，实现高炉冶炼的经济效益最大化。首钢高炉在经济冶炼方面面临：传统考核机制不适合经济冶炼、不重视煤气利用率