柯顯峰，李 嚴，岳爭超，張小毛
（湖北新冶鋼鐵前事業部煉鐵廠，湖北黃石 435001）
摘 要：對高爐節能降耗工作進行了總結和分析，并結合湖北新冶鋼1780m3高爐自身特點，提出了一系列節能降耗措施，在高爐節能降耗方面取得了不錯的成績。
關鍵詞：高爐；節能降耗；措施；操作
1 引言
目前全球鋼鐵行業陷入了前所未有的困境，國際市場形勢萎靡，國內市場更是供大于求，嚴重飽和。鋼鐵企業利潤空間被嚴重壓縮，國內多家鋼鐵企業面臨減產或停產的局面。煉鐵系統作為整個鋼鐵聯合企業的能源消耗大戶，直接消耗的能源占鋼鐵生產總能耗的50％以上，而高爐能耗（煉鐵工序）占煉鐵總能耗的70％左右［1］，因此如何搞好高爐的節能降耗工作顯得尤為重要。
湖北新冶鋼（以下簡稱新冶鋼）1780m3 高爐于2011年8月16日投產，各項經濟技術指標取得了不錯的成績。進入2014年后，受爐缸環炭溫度偏高等因素影響，高爐被迫控風限產，較投產初期產量降低了約15％～20％，其他各項經濟技術指標也有所下降。2015年新冶鋼結合1780m3 高爐的自身特點，在強化原燃料質量的基礎上，通過采取優化高爐操作、降低生鐵中硅的質量分數、強化高頂壓操作等措施，不斷摸索和實踐，在節能降耗工作方面取得了一定的成績。
2 節能降耗措施
2.1 提高精料水平
精料是高爐強化的物質基礎，強化高爐冶煉必須將精料放在首位。高爐想要取得更好的指標，更好的實現節能降耗的目標，需要努力提高精料水平。
2.1.1 提高綜合入爐品位
2015年以前，礦價居高不下。新冶鋼降本思路主要圍繞配礦進行，導致綜合入爐品位偏低，僅56％左右。進入2015年后，隨著國際礦價不斷下跌，新冶鋼調整了高爐用料思路，停止低品位礦石采購。燒結配料中以含鐵品位相對較高的澳系粉礦（楊迪粉、紐曼粉、PB粉）為主，燒結礦品位得到逐漸升高。塊礦采用性價比相對較高的主流資源（如：紐曼塊、PB塊、巴西塊等），品位基本控制在62.5％以上。球團礦繼續以中信泰富特鋼集團自產球團為主，供貨穩定，品位也能維持在63％左右。新冶鋼1780m3高爐2015年的綜合入爐品位基本維持在57.1％左右。隨著綜合入爐品位的升高，渣鐵比出現明顯下降（見圖1），熱量消耗也得到降低，對降焦節能、改善料柱透氣性起到促進作用。
2.1.2 強化原燃料篩分，減少入爐粉末
強化原燃料篩分管理，必須確保原燃料進入高爐礦槽之前盡量過篩。做好原燃料的清篩工作，嚴格控制各種原燃料的篩分速度，在滿足排料的前提下，盡量延長礦槽篩分備料時間。采用給料機對振動篩給料，大大改善爐料分布均勻度，提高篩面利用率。對篩分難度較大（較潮濕）的塊礦進行重點篩分。將塊礦振動篩篩板由雙層棒條篩改為單層棒條篩，大大提高了篩分效果。2015年入爐原料平均粒度見表1。
2.1.3 改善焦炭質量
焦炭是高爐生產最重要的燃料。隨著噴煤量的增加，焦比降低，焦炭作為料柱骨架的作用越來越突出。鑒于焦炭對高爐的重要性，穩定焦炭質量，避免其出現較大波動對高爐的節能降耗尤為重要。目前新冶鋼1780m3高爐所使用的焦炭為搗固干熄焦。
2015年以前，由于焦化廠有降本要求，主焦煤＋肥煤配比基本維持在68％左右，焦炭CSR基本在67％左右。2015年針對高爐的實際生產情況，對焦炭質量提出了更高的要求。焦化廠調整主焦煤＋肥煤配比并穩定在70％左右，焦炭質量明顯改善（見表2），為1780m3高爐降低焦比提供了必要條件。
2.1.4 優化爐料結構
新冶鋼1780m3高爐爐料結構基本以75％燒結礦＋10％球團礦＋15％塊礦為主。進入2015年，由于國際礦價不斷下跌，高品位、低二氧化硅的塊礦與球團礦相比性價比更高。通過在生產過程中不斷摸索，適當提高燒結堿度，降低燒結礦、球團礦配比，提高塊礦配比。目前爐料結構基本以74％燒結礦＋8％球團礦＋18％塊礦為主。在維持熟料率（燒結礦＋球團礦）82％不變情況下，通過調節燒結礦和球團礦配比實現堿度調整，取得了不錯的效果。
2.2 高風溫操作
風溫是高爐廉價、利用率最高的能源。每提高100℃風溫約降低焦比4％～7％。在當前能源緊張的形勢下，迫切需要進一步提高風溫［2］。新冶鋼1780m3高爐配備了3座頂燃旋切式熱風爐，實行“兩燒一送”工作制度。為進行護爐，控制爐缸環炭溫度，于2015年初開始停止富氧，同時高爐煤氣利用率一直在48％～50％，煤氣發熱值偏低，這兩方面因素對熱風爐燒爐都造成很大負面影響。為保證風溫大于1200℃，采取了以下措施：首先將熱風爐廢氣溫度由410℃提高至430℃，其次充分利用煙道廢氣提高預熱器溫度，使燒爐煤氣、空氣的預熱溫度均在200℃以上，彌補了煤氣熱值低的不足，實現了風溫1200℃以上，為降焦節能創造了條件。
2.3 提高噴煤比
爐況穩定順行、高風溫、高富氧是實現高煤比的前提，但新冶鋼1780m3高爐長期停氧操作，僅通過高風溫提高煤粉的燃燒率，實現起來相對困難。通過優化噴吹工藝，采用煙煤和無煙煤混合噴吹，煙煤和無煙煤混合噴吹有利于提高噴煤比及置換比。煙煤揮發分高，含有一定水分，進入風口后會爆裂，促進分解燃燒，有利于提高燃燒效率。據有關經驗，提高揮發分不僅可以增加制粉能力，還可以提高煤粉在風口內的燃燒率，有利于提高煤比［3］。在生產過程中，通過不斷實踐和摸索，混合煤中煙煤配比提高到60％，煤粉在風口內的燃燒率得到明顯改善。同時堅持全風口噴煤操作，實現均噴、廣噴，取得了不錯的效果，高爐煤比始終穩定在130kg／t以上。
2.4 高頂壓操作
高壓操作是高爐強化冶煉的手段之一。通過高爐煤氣余壓透平發電機（簡稱：TRT 機組）自動控制，將頂壓平穩提高到210KPa，減少了爐況波動，降低了煤氣流速，抑制了壓差升高，對降低生鐵中［Si］含量，改善煤氣分布，提高煤氣利用率起到重要作用。
2.5 采取低硅冶煉技術
冶煉低硅生鐵是高爐節能降耗的一項重要措施之一。生鐵中［Si］每降低0.1％，焦比可降低4～6kg／t。新冶鋼1780m3高爐根據自身生產情況，堅持以［Si］＝0.3％ ～0.5％，渣堿度R2 ＝1.10～1.16，鐵水物理熱大于或等于1480℃為控制目標。
既能滿足低硅要求，也保證了爐缸工作活躍，渣鐵具有較好的流動性。2015年1～12月生鐵［Si］、［S］分布情況見圖2。
2.6 合理的上、下部調劑相結合
合理的上、下部調劑，能夠實現煤氣流合理分布，爐缸工作良好，爐況穩定順行。新冶鋼1780m3高爐堅持以“發展中心，適當抑制邊緣為主”的思路，不斷改善煤氣流分布，取得了很好效果。
上部調劑：2015年以前布料矩陣調整較為頻繁，效果不理想，主要反映在渣皮波動頻繁，靜壓不穩，給操作帶來一定難度，而且渣皮波動后進入爐缸耗熱，被迫補焦或提高噴煤量額外補熱，對降本十分不利。2015年4月通過討論研究最終將布料矩陣調整為C1098764122224O109871332 （見表3），渣皮穩定情況有所好轉，煤氣利用率能夠穩定在48％～50％之間。
下部調劑：受護爐限制，高爐一直未全風作業。為更好的發展中心，鼓風動能按大于或等于10000·m／s進行控制。全部使用斜5°風口小套，并將風口長度由555mm 加長至580mm，風口直徑以115mm為主。通過上、下合理調劑，使得爐缸活躍程度得到改善，初始煤氣流分布更為均勻。
2.7 強化工藝管理
高爐長期穩定順行是節能降耗的前提和保證。如何確保高爐長期穩定順行，需要各崗位人員精心操作、對設備精心點檢維護。通過不斷強化工藝管理提高員工的執行力，對逆向操作、責任心不到位，加大管控力度。放鐵要做好各項確認工作，加大爐前三大設備的點檢維護工作，杜絕跑大流、鐵口淺等事故發生，對炮泥、鉆頭、鉆桿實行定量控制，建立完善的獎懲機制。各項基礎管理工作的強化和完善，促使2015年各類爐況及生產設備事故率大幅降低，同時操作穩定性得到提高，有力推動了能耗下降。
3 節能降耗指標
新冶鋼1780m3高爐始終堅持以精料為基礎，以節能為中心，改善煤氣能量利用，選擇適宜冶煉強度，各項經濟技術指標明顯進步，工序能耗逐步降低。2015年平均工序能耗329．5kgce／t，與2014年平均工序能耗344．83kgce／t相比，下降了15．33kgce／t，節能降耗取得了一定效果，具體指標見表4。
4 結語
新冶鋼1780m3高爐結合自身生產現狀，在長期護爐操作的不利局面下，不斷優化操作，并對節能降耗中存在的瓶頸進行攻關，總結了一系列節能降耗措施，在節能降耗方面取得了不錯的成績。
（1）始終堅持以“精料”為基礎。原燃料條件的改善，為高爐節能降耗，奠定了物質基礎。
（2）高爐穩定順行是節能降耗的前提和保證。建立符合新冶鋼1780m3高爐工況條件的操作制度尤為關鍵，堅持實施高風溫、高頂壓操作、降低生鐵中［Si］的質量分數等措施，降低能耗。
（3）通過建立各項管理制度，發動全體員工，對高爐生產的各個工藝環節積極挖潛。不斷優化工藝參數及操作，加大生產中出現的能源浪費、逆向、違規操作等行為考核管理力度，使每位員工節能降耗意識得到提升。
參考文獻：
［1］ 陳聰．高爐節能［J］．科技情報開發與經濟，2004，14（6）：122．
［2］ 周傳典．高爐煉鐵生產技術手冊［M］．北京：冶金工業出版社，2008：501．
［3］ 馬輝，周永平，唐利霞．安鋼9號高爐富氧噴煤生產實踐［J］．南方冶金，2009，2（1）：53．