降低高炉燃料比

降低高炉燃料比第1页，共37页，2023年，2月20日，星期四一、小组概况：本小组成立于2010年9月，具有扎实的QC理论基础知识、丰富的冶炼理论知识和生产实践经验，小组成员有行政领导、工程技术人员和班组骨干。河北新金炼铁厂高炉降耗QC小组成立于2010年第2页，共37页，2023年，2月20日，星期四组长任现生成员助工2人，技术人员2人，工程师3人小组名称QC成本攻关小组注册日期2010.9课题名称降低5#炉综合燃料比小组类型攻关型活动周期2011年1--5月份活动次数8次小组成员简介姓名性别年龄文化程度职务及职称技术等级组内分工任现生男41大专厂长工程师组长郭江平男39大专技术科长工程师组员韩迅锋男35大专高炉主任工程师组员张晓正男33中专高炉副主任助工组员刘占平男33中专高炉工长助工组员史明庆男42高中高炉工长技术员组员焦先超男36高中高炉工长技术员组员小组成员情况：第3页，共37页，2023年，2月20日，星期四

二、选题理由：

厂部要求指标5#炉综合燃料比降低到525kg/t以下本工序存在问题中心气流过盛，炉顶温度偏高，煤气利用率差，燃料比消耗偏高。选择课题降低5#炉综合燃料比第4页，共37页，2023年，2月20日，星期四三、目标值的确定：1、5#炉综合燃料比降低到525kg/t以下。2、目标值的可行性分析：

河北新金钢铁有限公司炼铁厂5#高炉自2006年3月份开炉以来，中心气流过盛，炉顶温度偏高，煤气利用率差，燃料比消耗偏高等。根据5#高炉目前现状，通过对外考察经QC小组分析研究解决上述问题后，高炉应具备降耗的条件，可以完成上述目标。第5页，共37页，2023年，2月20日，星期四四、现状调查：河北新金钢铁有限公司炼铁厂5#高炉炉容493.26m3，于2006年开炉投产，长期以来入炉原料主要是72m2烧结料和球团矿。由于72m2烧结矿粒度不均匀，导致装料制度与送风制度不太匹配，气流过盛，煤气利用率较低，燃料比消耗偏高，虽采取多方面措施，但效果并不理想（见下表）。第6页，共37页，2023年，2月20日，星期四表一：5#高炉2006—2010年部分消耗指标汇总表2006—2010年度部分指标汇总年度利用系数焦比煤比综合焦比综合燃料比矿比风温综合品位06年3.824151105035251.633110760.1507年3.904221245215461.665111458.7808年3.564271205235471.692109857.5209年3.963831414955241.659106958.3610年3.673831605135461.68110356.4306—10年平均3.80406130510536

1.664109558.30第7页，共37页，2023年，2月20日，星期四五、原因分析：

2011年2月15日，我们小组召开原因分析会，采用头脑风暴法对影响高炉消耗方面等多种原因进行分析，并把各种影响因素绘制出鱼刺图如下：第8页，共37页，2023年，2月20日，星期四操作技能低高炉消耗控制富氧率低除尘设备效果差高炉设备陈旧喷煤量偏小冶强控制偏高顶压低焦炭强度低员工责任心差烧结矿粒度不均匀综合负荷偏低煤气利用率偏低炉温偏高综合燃料比偏高环机法人料第9页，共37页，2023年，2月20日，星期四六、要因确认：影响环节序号末端原因确认标准确认过程确认方法结果确认时间负责人人1员工责任心差质量体系检查全部符合对生产过程进行专项审核，未发现不符合项。现场调查非要因2011年2月15日韩迅锋2操作技能低员工技能操作标准员工素质能满足生产需要现场调查非要因2011年2月15日韩迅锋料3富氧率偏低与同行业对标对一天的消耗量进行统计现场调查要因2011年2月15日任现生4喷煤量低与同行业对标对一天的消耗进行统计现场调查要因2011年2月15日任现生5焦炭强度低与同行业对标对进厂焦炭抽查化验现场调查非要因2011年2月15日郭江平6烧结矿粒度不均匀与同行业对标现场抽查分析现场调查要因2011年2月15日郭江平第10页，共37页，2023年，2月20日，星期四环7除尘效果差与同行业对标对现场灰尘进行测试现场调查非要因2011年2月15日张晓正机8高炉设备陈旧与同行业对标对设备进行现场查看现场调查非要因2011年2月15日张晓正法9综合负荷偏低与同行业对标对一天的综合负荷进行统计现场调查要因2011年2月15日郭江平10顶压偏低与同行业对标对一天的顶压进行统计现场调查要因2011年2月15日韩迅锋11冶强控制偏高与同行业对标对一天的冶强进行统计现场调查要因2011年2月15日韩迅锋12煤气利用差与同行业对标对煤气进行抽查分析现场调查要因2011年2月15日韩迅锋13炉温偏高与同行业对标对一天的炉温进行统计现场调查要因2011年2月15日韩迅锋第11页，共37页，2023年，2月20日，星期四

经过小组成员对末端原因的确认，归纳出以下5方面主要原因：

1、冶强控制偏高，风温、顶压使用偏低。2、富氧率偏低、导致喷煤量偏低。

3、矿批偏大、料速较慢，炉顶温度偏高。

4、炉温偏高。

5、烧结矿粒度组成不合理，5-10mm粒级偏高,基本在40%以上。第12页，共37页，2023年，2月20日，星期四七、制定对策：序号要因对策目标地点负责人完成日期1冶强控制偏高，风温、顶压使用偏低降低冶强、提高负荷，增加顶压、降低压差综合燃料比降到525kg/t以下5#高炉郭江平2011年3月2富氧率偏低、导致喷煤量偏低使用双枪直管，实现大富氧、大喷煤综合燃料比降到525kg/t以下5#高炉任现生2011年3月第13页，共37页，2023年，2月20日，星期四3矿批偏大、料速较慢，顶温偏高在大富氧的条件下缩小矿批、增快料速，降低顶温、提高煤气利用率综合燃料比降到518kg/t以下5#高炉张晓正2011年3月4炉温偏高实施低Si冶炼综合燃料比降到518kg/t以下5#高炉韩迅锋2011年3月5烧结矿粒度组成不合理，5-10mm粒级偏高，基本在40%左右实施以“精料”为原则的操作方针综合燃料比降到518kg/t以下5#高炉韩迅锋2011年3月第14页，共37页，2023年，2月20日，星期四八、对策实施：（一）针对第一点冶强控制偏高，风温、顶压使用偏低的原因：

采取了降低冶强、提高负荷，增加顶压、降低压差的措施

5#高炉大修开炉后，受原燃料市场条件的制约，炼铁成本压力较大，2011年3月份采取了降低冶强，提高综合负荷，增加炉顶压力，降低炉内压差的措施，取得了初步成效。月份热压kpa风量m3/min冶强t/m3.d顶压kpa压差kpa综合负荷实际风速m/s2010年1—5月平均29018381.31

1441462.952382011年3月27016321.131561143.33211差值－20－206－0.1812－320.38－27表二：2010年与2011年3月份指标对比情况表第15页，共37页，2023年，2月20日，星期四由上表可以看出，2011年3月份控制冶强后，风量下降206m3/min，冶强降低0.18t/m3.d，实际风速降低了27m/s，炉顶压力提高了12kpa。降低冶强后，降低了煤气流速，使炉料与煤气接触时间延长，同时也提高了煤粉的燃烧率，增加了炉内间接还原度；提高顶压不但可以进一步稳定气流，对降低消耗也起到关键的作用，使煤气利用率进一步提高（见下文），综合负荷在此基础上也提高了0.38。第16页，共37页，2023年，2月20日，星期四（二）针对第二点富氧率偏低、喷煤量偏低的原因实施了：使用双枪直管，加大喷煤量，提高富氧率的措施

2010年以前5#高炉由于受制氧、喷煤生产能力的制约，大富氧、大喷煤的措施一直未能实施，进入2011年后随着公司规模的扩大，高炉具备了大富氧大喷煤的能力，同年2月份高炉开始使用自制双枪直吹管，由原来设计的14杆煤枪增加到21杆，煤量也由原来的12500kg/h提高到18000kg/h的水平，随着高炉大喷煤的实现，大富氧也相应跟上，富氧率由原来的1.35%提高到2.93%，最高可达3.7%，为大喷煤的顺利实施提供了坚实的基础。

2011年3月份平均煤比达到173kg/tfe，单天最高可达198kg/tfe，与06—10年平均指标相比可降低焦比15kg/tfe以上，使炼铁总体成本下降3—5元/tfe。第17页，共37页，2023年，2月20日，星期四

（三）针对第三点料速慢，顶温高的原因实施:缩小矿批、增快料速，降低顶温、提高煤气利用率的措施

5#高炉自2006—2010年生产期间，始终坚持固定矿批调焦批的操作制度，矿石批重基本固定在24吨，料速稳定在5.5—6批，由于原料条件及设备上的局限性，正常情况下料速很难突破6批料/小时，导致炉顶温度偏高，煤气利用率极差，燃料消耗居高不下，不但造成炼铁成本的增加，对炉顶设备也构成威胁。（见下表三）表三：炉顶温度对比表项目东（℃）西（℃）南（℃）北（℃）平均（℃）2011年3月份1921861961941922010年平均234222254239237差值－42－36－58－45－45第18页，共37页，2023年，2月20日，星期四表三（附一）：炉顶温度对比趋势图第19页，共37页，2023年，2月20日，星期四2011年3月为了提高料速对矿石批重多次调整，调整范围18—24吨，最终结合卷扬能力及高炉适应情况将矿批调整在23吨，配合大富氧使料速提高至6.5—7批/小时，炉顶温度平均下降了45℃，降低燃料比13kg/tfe。煤气利用率提高了5%，使燃料比降低近40kg/tfe。（见下表四）表四：煤气利用率对比表月份CO2值（%）利用率（%）2010年平均16%40%2011年3月份18%45%差值2%5%第20页，共37页，2023年，2月20日，星期四（四）针对第四点炉温偏高的原因：实施低Si冶炼的措施

高炉实践研究表明生铁si含量每降低1%，可降低燃料比40—50kg/tfe。据此5#高炉结合原燃料及设备等情况，经过分析讨论，于2011年3月份开始实施了低si冶炼的措施，并取得初步成效。（见下表）月份平均Si（%）降耗效果（kg/tfe）铁水温度（℃）2010年平均0.4317.214502011年3月份0.30121438差值－0.13－5.2－12第21页，共37页，2023年，2月20日，星期四（五）针对烧结矿粒度组成不合理的原因：实施了“精料”原则的操作方针

炼铁理论和实践表明，炼铁精料技术水平对高炉生产技术指标的影响率为70%。精料技术的主要要求是：高，即矿品位高、原燃料转鼓强度高、烧结矿碱度高：稳，即原燃料的质量、成分和供应量稳定；均，即原燃料粒度均匀，5mm—10mm粒级含量小于30%；小，即原燃料粒度偏小，烧结矿规格为10mm—25mm的占70%，球团规格为8mm—16mm，焦炭规格为5mm—75mm；少，即含有害杂质少、原料中含非铁元素少、燃料中非可燃成分少、小于5mm粒级的炉料小于5%；好，即炉料的冶金性能好；熟，即炉料要用熟料（烧结矿、球团矿）。

下面就“精料”的方针进一步阐述：第22页，共37页，2023年，2月20日，星期四1、烧结矿粒度组成的变化对高炉带来的效果

3月份原料结构：72%的烧结料＋28%的球团矿燃料结构：华丰1/3＋陆顺1/3＋承先1/3＋小焦＋喷煤

3月1—15日使用72m2烧结料，3月16—31日使用150m2带烧料，

全月在高炉操作方针未变，炉况顺行的条件下，仅仅是烧结矿粒度组成的变化就使得3月份上半月与下半月的燃料消耗情况犹如天壤之别（见表五）。第23页，共37页，2023年，2月20日，星期四表五：2011年3月1—16日与17—31日高炉指标对比表日期焦比kg/t煤比kg/t综合焦比kg/t综合燃料比kg/t综合负荷富氧率%顶压kpaCo2值%炉顶温度℃利用系数t/m3.d1—16日平均3521734915253.252.78153162264.0117—31日平均3321734715053.342.95154181923.98差值－200－20－200.090.1712－34－0.03第24页，共37页，2023年，2月20日，星期四

由表五所示，在全月炉况顺行的条件下，在原燃料质量、结构、高炉操作方针等未改变的情况下，仅仅是烧结矿粒度组成发生变化就使得综合负荷提高了0.09，综合燃料比降低20kg/tfe，由此可大概推算出：

综合负荷每提高0.1可降低燃料比20Kg/tfe左右第25页，共37页，2023年，2月20日，星期四2、具体分析如下：（1）从“精料”方针的原则上分析：表六：150m2带烧料与72m2平烧料的对比精料方针精料要求150m2带烧料72m2料差值高品位高54.72%54.9%－0.18%强度高78.18%77.16%1.018%稳质量、成分稳定稳定稳定---均5—10mm＜30%20.05%33.14%－13.09%小10—25mm≥70%63.71%29.96%33.75%少有害杂质少配矿原料相同，成分基本稳定---好冶金性能好---熟熟料率高全熟料全熟料---

第26页，共37页，2023年，2月20日，星期四

由上表六看出，150m2烧结料整体趋于均匀稳定，5—10mm的粒度占20.05%，10—25mm原料粒度达到63%以上，基本符合“精料”的方针；而72m2烧结料5—10mm的粒度多达30%以上，10—25mm的粒度不足40%，且强度略低，与“精料”方针相差甚远。

第27页，共37页，2023年，2月20日，星期四（2）从高炉布料方面分析：

由于5#炉矿石布料角度较大，边缘抑制较重，料面呈大漏斗状，边缘高中心低。用72m2烧结料时，由于粒度组成不均匀，在布料过程中就会出现环带料量偏析现象，大块矿石大部分流向中心，小块矿石留在边缘，破坏了多环布料的设计矩阵，使布料变得不稳定且极难控制，虽经多次调整但效果不佳。

2011年3月16日开始使用带烧料后将这一问题基本解决，在布料过程中由于原料粒度均匀，各环带上的实际料量与设计矩阵料量大体相等，达到了多环布料各环带上“均匀布料”的优点，使得料面的漏斗变浅变小，料面趋于“平坦型”，煤气流更趋于合理稳定，尤其是炉顶温度降低较明显，煤气利用率进一步提高，对降低高炉消耗产生巨大了影响。（上文已述）第28页，共37页，2023年，2月20日，星期四九、效果检查及效益计算：

1、效果检查：

2006—2010年度指标与2011年3月份指标对比年度利用系数t/m3.d焦比kg/t煤比kg/t综合焦比kg/t综合燃料比kg/t矿比t/t风温℃综合品位%06年3.824151105035251.633110760.1507年3.904221245215461.665111458.7808年3.564271205235471.692109857.5209年3.963831414955241.659106958.3610年3.673831605135461.68110356.4306—10年平均3.804061305105361.664109558.302011年3月份3.993321734835181.692111456.22

第29页，共37页，2023年，2月20日，星期四通过上表数据显示，经过QC小组全体成员的刻苦努力及各方面的积极配合，5#高炉各项指标均有所改善，尤其是燃料比指标，全月达到518kg/tfe，比计划目标低7kg/tfe，圆满完成了厂部预定的目标！目标完成了！！！第30页，共37页，2023年，2月20日，星期四2.经济效益：1）经过本次QC小组攻关，5#炉的综合燃料比降到了518kg/tfe，超额完成的预定目标525kg/tfe，并取得巨大的经济效益。

月份利用系数t/m3.d焦比kg/t煤比kg/t综合焦比kg/t综合燃料比kg/t矿比t/t风温℃综合品位%06—10年平均3.804061305105361.664109558.302011年3月份3.993321734835181.692111456.22差值0.19－7443－27－180.02819－2.08第31页，共37页，2023年，2月20日，星期四 通过以上数据对比吨铁综合燃料比降低值为： 536－518=18kg/tfe