1、新金钢铁炼铁厂 5#高炉降消耗实践总结河北新金钢铁有限公司炼铁厂 韩迅锋摘要：河北新金钢铁有限公司 5#高炉自 2006 年开炉以来，中心气流过盛，炉顶温度偏高，煤气利用率差，燃料比消耗居高不下。2012 年 3 月采取了一系列强化冶炼措施，并且首次试用了 150m2 带式烧结矿和 510mm 的烧结小料，使煤气利用率大幅度提高，燃料消耗明显下降，在同行中名列前茅。关键词：高炉消耗、粒度组成、燃料比、炉顶温度、煤气利用率1、概述：河北新金钢铁有限公司 5#高炉炉容 493.26m3，于 2006 年开炉投产，2010 年8 月停炉大修，11 月 12 日重新开炉，顺利达产。这期间原燃料条件比较
2、稳定，入炉原料主要是 72m2 烧结料和自产球团矿，由于 72m2 烧结矿粒度不均匀，导致炉内气流过盛，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）表一：5 #高炉 2006 年2011 年各项消耗指标汇总20062010年度指标汇总年份利用系数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年 3.82 415 110 503 525 1.633 1107 60.15 07年 3.90 422 124 521 546 1.665 1114 58.78 08年 3.56 427 120 523 54
3、7 1.692 1098 57.52 09年 3.96 383 141 495 524 1.659 1069 58.36 10年 3.67 383 160 513 546 1.68 1103 56.43 11年 3.85 364 176 503 540 1.717 1101 55.460611年平均 3.79 399 139 509 538 1.674 1099 57.802012年3月份 3.66 335 182 483 517 1.715 1112 54.99差值 -0.13 64 43 26 21 0.041 13 2.812012 年 3 月份 5#高炉遵循了“精料”的操作方针并采取了
4、一系列强化冶炼措施后，降耗工作取得了明显的进展，尤其是 3 月 15 日全用 150m2 带烧料后，燃料比显著下降。下面就高炉的实践情况简述如下：2、强化冶炼是高炉降耗的主要措施（一）降低冶强、提高负荷，增加顶压、降低压差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，2012 年3 月份采取了多次缩小风口面积，增加炉顶压力，降低冶强的措施，最终取得了提高综合负荷，降低高炉消耗的目的。表二：2011 年与 2012 年 3 月份指标对比情况表月份 热压 kpa风量m3/min冶强t/（m3.d）顶压kpa综合负荷 t/t实际风速m/s风口面积m2鼓风动能m/s2011年 295
5、1888 1.27 144 2.95 241.90 0.1597 7037.72012年3月 272 1651 1.14 154 3.33 233.12 0.1510 5936.3差值 23 237 0.13 10 0.38 8.78 0.0087 1101.4由上表可以看出，2012 年 3 月份控制冶强后，炉顶压力提高了 10kpa，风量减少 237m3/min，冶强降低 0.13t/m3.d，实际风速减少了近 10m/s，鼓风动能降低了1101m/s，而高炉的顺行程度明显转好，压量关系适中，风口进风均匀，中心过吹现象基本消失，下料顺畅，探尺行程平稳，出铁时先上渣的现象也逐渐减少，焦炭负荷
6、上升明显，综合负荷在此基础上提高了 0.38 倍。（二）使用双枪直管，实现大富氧、大喷煤2011 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很好实施，进入 2012 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 月份高炉开始使用双枪直吹管，由最初设计的 14 杆煤枪增加到 21 杆，喷煤能力也由原来的 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3.5%，为大喷煤的顺利实施提供了坚实的基础。下图为双枪直吹管的照片：2012 年 3 月份平
7、均煤比达到 182kg/tfe，单天最高可达 198kg/tfe，高炉除尘灰中的含碳量基本稳定在 2025%左右，与 0611 年平均指标相比可降低燃料比20kg/tfe 左右。（三）缩小矿批、提高料速，降低顶温、改善煤气利用率5#高炉自 20062011 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 5.56 批，由于原料条件及设备上的局限性，正常情况下很难突破 6 批料/小时，导致料速偏慢，顶温偏高，煤气利用率较差，对炉顶设备也构成威胁（见下表三）。2012 年 3 月为了提高料速对矿石批重多次调整，调整范围 1824 吨，最终结合卷扬设备能力及高
8、炉适应情况将矿批调整在 2021 吨，料速提高至 6.57.5 批/小时，炉顶温度平均下降了 45，单点最高下降了 80，料速提高后，由炉顶摄像观察煤气流更趋于合理，原来中心过吹的现象基本消失，煤气利用率提高了 5.5%，燃料比降低明显。（见表四）表三：炉顶温度对比表项目 东 西 南 北 平均2012 年3.153.31 192 186 196 194 1922011 年 234 222 254 239 237差值 42 36 58 45 45表四：煤气利用率对比表项目 2011 年平均 2012 年 3 月份 差值Co2 值(%) 16.3 18.5 2.2利用率(%) 40.75 46.2
9、5 5.5综合燃料比(k)g 538 517 21（四）实施低 si 冶炼高炉实践研究表明生铁 si 含量每降低 1%，可降低燃料比 4050kg/tfe。据此5#高炉结合原燃料及设备等情况，经过分析讨论，于 2012 年 4 月份开始试行了低si 冶炼的措施，并取得初步成效。2011 年平均 si=0.43%，2012 年 4 月份平均si=0.35%，2012 年全年平均 si=0.3%，仅此项措施可降低燃料比 57kg/tfe。3、“精料”原则是高炉生产的命脉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、
10、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，5 毫米10 毫米粒级含量小于 30%；小，即原燃料粒度偏小，烧结矿规格为 10 毫米25 毫米的占70%，球团规格为 8 毫米16 毫米，焦炭规格为 5 毫米75 毫米；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 5 毫米粒级的炉料小于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）。（一）烧结矿粒度的改善对高炉的影响2012 年 2 月份以前，5#高炉的原料结构主要是 72m2 烧结矿和外购球团矿，由于 72m2 烧结矿的粒度不均匀，导致中心气流过盛，炉顶温度偏高，煤气利用率差
11、，燃料比偏高（上文已述）。2012 年 3 月 15 日开始使用 150m2 带式烧结矿，燃料消耗明显下降，创 5#炉开炉以来历史新高（见下表五）。表五：2012 年 3 月 17 日4 月 5 日的高炉燃料消耗情况表日 期 焦比 焦丁比 煤比 综合焦比 综合燃料比3月17日 328 0 167 462 4963月18日 328 1 170 464 4993月19日 344 2 170 480 5163月20日 321 2 169 456 4923月21日 340 2 176 481 5183月22日 332 5 172 473 5093月23日 326 5 168 463 4993月24日
12、333 5 174 474 5123月25日 325 6 177 470 5083月26日 322 10 176 471 5083月27日 323 12 179 476 5143月28日 326 15 171 475 5123月29日 312 15 174 464 5013月30日 325 18 179 484 5233月31日 310 21 175 470 5064月1日 310 18 177 470 5054月2日 303 20 176 464 4994月3日 315 21 184 483 5204月4日 320 16 182 482 5184月5日 316 13 158 454 487具
13、体分析如下：（1）从“精料”方针的原则上分析：表六：150m 2 带烧料与 72m2 平烧料品质对比表精料方针 精料要求 150m2 带烧料 72m2 料 差值品位高 54.72% 54.9% 0.18%高强度高 78.18% 76.16% 2.02%稳 质量、成分稳定 稳定 稳定 -均 510mm30% 20.05% 31.14% 11.09%小 1025mm70% 63.71% 39.96% 23.75%少 有害杂质少 -好 冶金性能好配矿原料相同，成分基本稳定-熟 熟料率高 全熟料 全熟料 -（注：上表数据是 2011 年全年 72m2烧结数据及 2012 年 34 月份 150m2带烧
14、料的数据，具体数据表见表七、表八。）由上表六看出，150m 2烧结料基本接近精料的方针，而 72m2平烧料与“精料”方针相差甚远，尤其是粒度组成，150m 2烧结料整体趋于均匀稳定，上限粒度及下限粒度均较少，510mm 的粒度占 20.05%，1025mm 原料粒度达到 63%，而 72m2烧结料 510mm 的粒度多达 30%以上，1025mm 的粒度不足 40%，且强度偏低。表七：72 平烧料与 150 带烧料的化学成分对比（单位：%）名称 TFe FeO S CaO SiO2 R MgO Al2O3 转鼓强 度150 带 54.72 9.021 0.025 11.483 6.175 1.
15、86 2.707 2.164 78.18172 平 54.9 9.479 0.026 10.968 5.709 1.921 2.574 2.155 76.163差值 0.18 0.458 0.001 0.515 0.466 0.061 0.126 0.009 2.018表八：72 平烧料与 150 带烧料的粒度组成对比（2）从高炉布料方面分析：原来用 72m2烧结料时，由于粒度组成不均匀，在布料过程中曾出现环带料量偏析现象，大块矿石大部分流向中心，导致中心气流过盛，破坏了多环布料的设计矩阵，使布料变得不稳定且失去控制，虽经多次调整但效果不佳。2012 年 3 月份开始使用 150m2带烧料后将
16、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”，煤气流更趋于稳定，尤其是炉顶温度降低较明显（见上文），煤气利用率进一步提高，对高炉降低消耗起到关键作用。（二）高炉使用 150m2带烧料后带来的效果进入 2012 年，高炉的降耗工作成为各项工作的重点，如何进一步降低成本消耗成为摆在面前的一个新课题。名称 40mm72 平 3.54 33.14 18.66 21.1 12.6 10.96150 带 1.42 20.05 33.51 30.2 12.69 2.13差值 2.
17、12 13.09 -14.85 -9.1 -0.09 8.835#高炉 2012 年 3 月份入炉原料结构是：3 月 115 日使用 72m2烧结料，16 日以后开始使用 150m2带烧料，在其他原燃料及高炉操作方针未变，全月没有塌料、滑尺、憋压、炉况难行等炉况条件下，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（见表九）。表九：2012 年 3 月份高炉指标对比表日 期 焦比煤比综合焦比综合燃料比综合负荷富氧率 顶压Co2值炉顶温度利用系数116日平均 352 173 491 525 3.25 2.78 153 16 226 4.011731日平均 33
18、2 173 471 505 3.34 2.95 154 18 192 3.98差值 20 0 20 20 0.09 0.17 1 2 34 0.03由表九及上文所述可以清楚的看出，在原燃料质量、原燃料结构、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 倍可降低燃料比 20Kg/tfe 左右。（3）使用烧结小料带来的效果表十：小粒度烧结矿的粒度组成粒度组成 5mm 510mm 1016mm 1625mm 2540mm 40mm% 5.59 6575 1523 01.5 0 02012
19、 年 4 月 25 日高炉按计划配加 510mm 及 1016mm 的小粒度烧结料（粒度组成见下表十），高炉专门设定 1#、8#、9#仓为小料专用仓，考虑到小料对高炉煤气利用的改善效果，也是为了保证高炉的接受能力，故最初配加比例定为10：1，即：每十批正常烧结料加一批小料。正常情况大小料不得混仓、不得同时混合入炉，以免失去分级入炉的效果，引起高炉憋压等问题。同时为了保证小料对高炉煤气的有效改善，故依然按正常布料角度、环带、料线进行布料。随着炉况的接受能力逐渐增强，小料配比逐渐调为 8：1、6：1，最后调整为 4：1，经过近两个多月的试验，高炉稳定顺行良好，适应能力逐渐增强，高炉消耗明显下降，总
20、结如下：1、小粒度烧结矿的配加比例达到 33%对炉况没有明显的影响，对采取强化冶炼的措施也基本没有影响。2、小粒度烧结矿对改善煤气利用起到不可或缺的重要作用，配合其他有效措施可提高综合负荷 0.090.13 左右。3、小粒度烧结矿可以按照正常料的布料角度、环带、料线进行布料，其效果要优于单环小角度的布料方式。4、坚决杜绝大小料混合入炉，必须要实现分级入炉。小粒度分级入炉对高炉的透气性影响较小，仅仅是压量关系略紧，基本不影响高炉顺行。5、在原料条件不变、燃料条件下降的情况下，小粒度烧结料对高炉降耗工作起到决定性的作用。6、高炉入炉含粉率在 8%以下，对高炉影响不大。4、外围及设备的安全运行是高炉
21、降耗的重要保障良好指标的取得与外围设备的安全运行是密不可分的，2012 年 3 月份的休风率与 2 月份相比下降 1.55%，为高炉顺行、降耗、高产、优质奠定了坚实的基础。也为高炉实施强化冶炼及实验小粒度烧结矿的成功提供了保障。五、结语（一）高炉炼铁要坚持以“精料”为基础的原则，尤其是“精料”中的“均”与“小”的方针。（二）小料批快料速是降低炉顶温度的有效措施，是提高煤气利用率的可靠途径，也是降低消耗行之有效的方法。（三）实验证明综合负荷每提高 0.1 倍可降低燃料比 20Kg/tfe 左右。（四）在正常炉况条件下，高炉配加 510mm 的烧结小料达到 33%对高炉顺行基本没有影响。（五）设备的安全运行是降低消耗的重要途径。参考文献：1、文中关于精料方针的内容参考（用科学的方法解决新的矛盾上半年炼铁装备技术指标透视）的文章。2012 年 10 月 10 日
