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湖北新冶钢1780m3高炉节能降耗实践

时间:2020-02-14 09:51来源:湖北新冶钢铁前事业部炼 作者:柯显峰 李严 点击:
  • 摘  要  对高炉节能降耗工作进行了总结和分析,并结合湖北新冶钢1780m3高炉自身特点,提出了一系列节能降耗措施,在高炉节能降耗方面取得了不错的成绩。

    关键词  高炉  节能降耗  措施  操作


    1  概况

    目前全球钢铁行业陷入了前所未有的困境,国内外市场形势萎靡,国内市场更是供大于求,市场严重饱和,钢铁企业利润空间严重被压缩,国内多家钢铁企业面临减产或停产的局面,炼铁系统作为整个钢铁联合企业的能源消耗大户,直接消耗的能源占钢铁生产总能耗50%以上,而高炉能耗 (炼铁工序) 占炼铁总能耗的7 %左右[1],因此如何搞好高炉的节能降耗工作尤为重要。

    湖北新冶钢(以下简称新冶钢)1780m3高炉2011年8月16日投产,各项经济技术指标取得了不错的成绩,进入2014年后受炉缸环炭温度偏高等影响,高炉被迫控风限产,较投产初期产量降低了约15%~20%,各项经济技术指标也受到了一定的影响,在2015年中新冶钢1780m3高炉结合自身特点,在采取强化原燃料质量的基础上,优化高炉操作、降低生铁中硅的质量分数、高顶压操作等措施下,通过不断摸索和实践,节能降耗工作取得了一定的成绩。

    2  节能降耗措施

    2.1  提高精料水平

    精料是高炉强化的物质基础,强化高炉冶炼必须将精料放在首位,高炉想要取得更好的指标,更好的实现节能降耗的目标,需要努力提高精料水平。

    2.1.1 提高综合入炉品位

    在2015年以前国内外矿价居高不下,新冶钢1780m3高炉降本思路主要围绕配矿进行,导致综合入炉品位整体偏低,综合入炉品位仅56%左右,进入2015年随着国际矿价的下跌,新冶钢停止低品位矿的采购,烧结配料中以含铁品位相对较高的澳粉(杨迪粉、纽曼粉、PB粉)为主,烧结品位逐渐升高;并采用性价比相对较高的块矿,如:纽曼块、PB块、巴西块等,其含铁品位基本都在62.5%以上;球团矿以中信泰富特钢集团自产球团为主,供货稳定,品位基本维持在63%以上;新冶钢1780m3高炉在2015年综合入炉品位基本维持在57.5%左右,随着综合入炉品位的升高,渣铁比明显下降(见图1),热量消耗降低,对降焦节能、改善炉内料柱透气性起到促进作用。

    2.1.2 强化原燃料筛分减少入炉粉末

    强化原燃料筛分管理,必须确保原燃料在进入高炉矿槽之前尽量过筛,做好原燃料的清筛工作,严格控制各种原燃料的筛分速度,在满足正常排料的前提下,尽量延长振料时间;另外对矿槽每个仓安装了给料机,并将筛分难度相对较大的块矿(块矿较为潮湿),进行重点筛分,并将其块矿的振动筛筛板,由双层棒条筛改为单层棒条筛,大大提高了筛分效果。

    2.1.3 改善焦炭质量

    焦炭是高炉生产最重要的燃料之一,但随着喷出燃料的增加,焦比降低,焦炭作为料柱骨架的作用越来越重要。鉴于焦炭对于高炉的重要作用,稳定焦炭质量、避免成分较大波动对高炉的节能降耗尤为重要。目前新冶钢1780m3高炉所使用的焦炭为直供捣固一级干熄焦,2015年以前由于焦化厂的降本需求,将主焦煤+肥煤配比基本维持在68%,焦炭CSR基本在67%左右,2015年针对高炉的实际生产需求,提出相应的质量要求,焦化厂调整主焦煤+肥煤配比稳定维持在70%左右,焦炭质量明显改善,为1780m3高炉降低焦比提供了必要条件。

    2.1.4 优化炉料结构

    新冶钢1780m3高炉炉料结构基本以75%烧结矿+10%球团矿+15%块矿为主,进入2015年由于国际矿价下跌,高品位、低二氧化硅的块矿资源与球团矿相比性价比更高,通过在生产过程中不断的摸索,适当提高烧结碱度,降低烧结矿、球团矿配比,提高块矿配比。目前炉料结构基本以74%烧结矿+8%球团矿+18%块矿为主,入炉碱度调整在维持(烧结矿+球团矿)配比82%不变情况下,调节烧结矿和球团矿配比,取得了不错的效果。

    2.2  高风温操作

    高风温是高炉廉价、利用率最高的能源,每提高100℃风温约降低焦比4%~7%,在当前能源紧张的形势下,迫切的需进一步提高风温[2]。新冶钢1780m3高炉配备了3座顶燃旋切式热风炉,实行“两烧一送”。新冶钢1780m3高炉为兼顾护炉,稳定控制炉缸环炭温度在300℃以下,于2015年初开始停止富氧,同时高炉煤气利用率基本维持在48%-50%,造成煤气发热值偏低,对热风炉烧炉带来了一定困难,如何保证送风风温大于1200℃,送风时间60-90min,进行了攻关。首先将热风炉烧炉废气温度由410℃提至430℃,其次利用烟道废气提高预热器温度,使烧炉煤气、空气的预热温度控制在250℃以上,为热风炉烧炉创造了有利条件,实现了送风风温1200℃以上,为降焦节能创造了条件。

    2.3  提高喷煤比

    炉况稳定顺行、高风温、高富氧是实现高煤比的前提,但新冶钢1780m3高炉长期停氧操作,仅通过高风温提高煤粉的燃烧率,实现起来相对困难,通过优化喷吹工艺,采用烟煤和无烟煤混合喷吹,烟煤和无烟煤混合喷吹有利于提高喷煤比和煤焦值换比,烟煤挥发分高,且含有一定水分,进入风口后会爆裂,促进分解燃烧和残炭燃烧,燃烧效率高,据有关经验,提高挥发分可以增加制粉能力,提高煤粉在风口内的燃烧率,有利于提高煤比[3]。在生产过程中,通过不断实践和摸索,混合煤中烟煤配比控制在60%,煤粉在风口内的燃烧率得到明显改善,另外高炉坚持全风口操作,喷煤均喷、广喷,取得了不错的效果,高炉煤比始终稳定维持在130-135kg/TFe。

    2.4  高顶压操作

    高压操作作为高炉强化冶炼的手段之一,根据炉顶设备的承受能力(260KPa)和操作要求,通过高炉煤气余压透平发电装置(简称:TRT机组)自动控制,将顶压稳定控制在210±5KPa,减少了炉况的波动,降低了煤气流速,抑制了压差的升高,有利于降低生铁中[Si]含量,改善煤气分布,提高煤气利用率。

    2.5  实现低硅冶炼

    冶炼低硅生铁是高炉节能降耗的一项重要措施之一,生铁中[Si]每降低0.1%,焦比降4-6kg/TFe。结合新冶钢1780m3高炉的实际生产情况,长期护炉的目标,制定了操作方针[Si]:0.35%-0.60%,渣碱度R2:1.13-1.16,铁水物理热≥1480℃,保证炉缸工作活跃,渣铁具有较好的流动性。日常生产过程中,加大对生铁中[Si]的抽查管理力度,对违反操作方针的,按制度进行相应考核。2015年1~12月生铁[Si]、[S]分布情况。

    2.6  合理的上、下部调剂相结合

    合理的上、下部调剂,能够实现煤气流合理分布,炉缸工作良好,炉况稳定顺行。结合新冶钢1780m3高炉的实际生产特点,操作制度上坚持以“发展中心,适当抑制边缘为主”的措施,改善煤气流合理分布,取得了很好的效果。上部调剂:2015年以前日常调剂中布料矩阵调整较为频繁,效果不理想,主要反映在炉内渣皮波动频繁,静压不稳,给操作上带来一定难度,而且渣皮波动后进入炉缸耗热,被迫补焦或提高喷煤量额外补热,对降本十分不利,进入2015年4月通过讨论研究最终将布料矩阵最终调整为C1098764  122224O10987  1332,炉内渣皮稳定情况有所好转,煤气利用始终维持在48%~50%之间。下部调剂:由于长期护炉的需要,为更好的发展中心,鼓风动能按≮10000kg.m/s进行控制,全部使用斜5°风口,并将风口长度由555mm加长至580mm,风口直径以¢115mm为主。通过上、下合理调剂,使得炉缸活跃程度的改善,初始煤气流分布更为均匀。

    2.7  强化工艺管理

    高炉的长期稳定顺行是节能降耗的前提和保证,如何确保高炉的长期稳定顺行,需要高炉各岗位人员的精心操作、对设备精心点检维护,生产过程中提高各岗位员工在对操作方针的执行力,对逆向操作、责任心不到位引起高炉慢风、休风或造成炉况波动的,加大考核管理力度。炉外放铁做好各项确认工作,加大炉前三大设备的点检维护工作,杜绝跑大流、铁口浅等,对炮泥、钻头、钻杆实行定量控制,建立完善的奖惩机制。

    3  节能降耗取得的成绩

    新冶钢1780m3高炉始终坚持以精料为基础,以节能为中心,改善煤气能量利用,选择适宜冶炼强度,各项经济技术指标明显进步,工序能耗逐步降低,2015年平均工序能耗329.5kgce/TFe,较2014年平均工序能耗344.83kgce/TFe相比,下降了近15.63kgce/TFe,节能降耗取得了一定效果。

    4  结语

    新冶钢1780m3高炉结合目前生产现状,在长期护炉操作的不利局面下,不断优化操作,并对节能降耗中存在的瓶颈进行攻关,并总结了一系列节能降耗措施,在节能降耗方面取得了不错的成绩。

    (1)始终坚持以“精料”为基础,原燃料条件的改善,为高炉节能降耗,奠定了物质基础。

    (2)高炉稳定顺行是节能降耗的前提和保证,建立符合新冶钢1780m3高炉合适的操作制度尤为关键,坚持以高风温操作、提高焦丁比、高顶压操作、降低生铁中[Si]的质量分数等措施,降低能耗。

    (3)通过建立各项管理制度,发动各岗位员工,对高炉生产的各个工艺环节积极挖潜,不断优化操作及工艺参数。加大对对生产中出现能源浪费、逆向操作、违规操作等行为的考核管理力度,使每位员工的节能降耗意识得到提升。

    5  参考文献

    [1] 陈聪. 高炉节能[J].科技情报开发与经济,2004,14(6):122.

    [2] 周传典. 高炉炼铁生产技术手册[M].北京:冶金工业出版社,2008:501.

    [3] 马辉,周永平,唐利霞. 安钢9号高炉富氧喷煤生产实践[J].南方冶金,2009,2(1):53.

    (责任编辑:zgltw)
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