近年,全國重點鋼鐵企業高爐生產技術經濟指標出現全面滑坡。煉鐵燃料比532kg/t,比上年上升3kg/t;入爐焦比為401kg/t,比上年升高3kg/t;噴煤比為131kg/t,比上年下降6kg/t;利用系數為2.563t/(m3.d),比上年下降0.114t/(m3.d);熱風溫度為1085℃;休風率為1.838%,比上年上升0.314%。這是近年來沒有出現過的煉鐵技術經濟指標大面積下滑的現象。因此節能減排成為高爐煉鐵必須面對的問題。
1高爐煉鐵要精細化操作
1.1用科學發展觀來指導煉鐵生產
高爐煉鐵是一門成熟的生產技術,近年來得到不斷補充和發展。高爐煉鐵生產有著它固有的一些生產規律和基本要求。國內外煉鐵界已公認高爐煉鐵要以精料為基礎。煉鐵理論和生產實踐已表明,高爐煉鐵精料水平對高爐煉鐵技術經濟指標的影響因素在70%左右,而高爐操作只占10%,煉鐵生產現代化管理占10%,設備作業占5%,外界因素(原燃料供應、動力、上下生產工序等)影響占5%。大高爐對原燃料的質量要求要高于中小高爐,高噴煤比操作的高爐對焦炭質量的要求會更高,大高爐對焦炭質量有熱性能要求等。
1.2高爐煉鐵的生產條件論
實現高爐煉鐵高風溫,就要先分析出是熱風爐提供不了高風溫,還是高爐操作中沒有用上高風溫,然后再進行具體分析。熱風爐提供高風溫的條件是:拱頂耐火材料要能耐高溫(用硅磚),為防拱頂鋼板被晶界腐蝕,在鋼板內鋪一層鋁箔。使用大蓄熱面積的19~30孔格子磚。送風和燒爐的熱風爐拱頂溫差要控制在100~150℃,相應送風時間要控制在1小時以內,單純使用低熱值高爐煤氣要采用空氣、煤氣雙預熱技術,或混燒部分高熱值的轉爐煤氣、焦爐煤氣。熱風爐的送風系統要能夠經受高風溫,使用節水節能熱風閥等。對于高爐用不上高風溫要進行具體分析。一般來講,高風溫的使用要與高噴煤比來相互配合。正常生產的高爐風口區理論燃燒溫度控制在2200±50℃為宜,風溫太高了會促進硅的還原,使渣鐵流動性變差,導致軟熔帶煤氣阻力增大。噴吹10kg/t煤粉,會使風口理論燃燒溫度下降20~35℃。大于100kg/t煤比,正好消納高風溫的負作用。但是,要肯定高風溫會使高爐軟熔帶下移,使軟熔區間變窄,有著促進煤氣流順暢的積極作用。高風溫是高煤比的關鍵技術支撐,也是降燃料比的有效手段。風溫提高100℃,會使煉鐵燃料比下降15~20kg/t。
1.3煉鐵精料方針的落實要從采購開始
鋼鐵聯合企業的原燃料采購是全企業生產開始的源頭。原燃料質量、數量狀況對企業的生產經營起著重大作用,是高爐精料的源頭。原燃料質量差,會使高爐生產無回天之力,有滅頂之災的危險。如某個高爐增購入劣質土焦,造成高爐休風后送不進去風,被迫扒爐,爐缸內全是焦粉。
不要表揚購買劣質原燃料而為企業降低生產成本的人,因為劣質原燃料對高爐生產有巨大的破壞作用。高爐用劣質原燃料會使煉鐵燃料比升高,產量下降,噴煤比下降,其經濟損失遠遠超過購買劣質原料所省下來的錢。生鐵產量減產造成煉鋼、軋鋼工序經濟損失就更大。但是,也不是單純追求購買高品位鐵礦石。對每個企業來說均有一個合理的經濟品位值,也存在市場供應狀況的因素。總體上講,誰把握住合理的礦石采購品位這一關,誰就會使企業經濟效益上一個臺階。包鋼、濟鋼等企業對購買來低品位礦石進行再選,提高品位后的礦石再去煉鐵,創造出好的經濟效益。
1.4科學開展煉鐵原燃料準備工作
原燃料場對進料要按質、按品種堆放,不許混堆,并要保持一定的堆放量。這樣才能保證下道工序能夠正常進行。原料場對鐵礦粉要進行平鋪混均工作。將多種礦粉進行分層平鋪,可達500~600層,每堆達25~60萬t。然后,再用專用設備取行切取,而且需要場地較大,以便堆放2~3堆。這種混均平鋪切取的方法,可使供給燒結的精礦粉含鐵品位、堿度波動范圍很窄,達到含鐵品位在≤0.5%以內,合格率在95%以上;堿度波動范圍小于等于0.05,合格率大于95%。
1.5用科學的方法優化配礦
多種礦粉混合后的礦粉冶金性能是不一樣的,其采購和生產成本也會不一樣。這里有一定的科學規律。礦粉的不同配比,對燒結生產來講會有不同燒結礦的技術指標,對高爐煉鐵來講會有不同的礦粉還原度、軟熔溫度、軟熔區間。對于混合礦粉還要要求有害雜質要少。這要通過燒結杯試驗,中心化驗室進行測定。不同礦種的配比還有一個經濟性問題。技術與經濟分析要相結合,最后確定出一個科學、合理、經濟的配礦方案。這樣對于高爐煉鐵才是最優的選擇。目前,鐵礦石供應緊張,造成一些企業原料場堆放量不足,甚至出現某些料種斷料的現象。這會給高爐生產造成波動。
1.6高爐煉鐵要實現精細化操作
大多數高爐工長可以準確判斷高爐運行狀態,并能采取相應的調整措施,在高爐生產走勢定性的方面準確判斷失誤少,但是在定量化處理上有分寸失當的現象。這也是高爐生產不穩定的原因之一。
精細化操作高爐,首先要及時、準確地掌握入爐原燃料變化的信息,并能定量地進行及時調整。如高爐入爐礦品位波動1%,煉鐵燃料比要波動1.5%;熱風溫度下降100℃,會影響燃料比15~20kg/t;焦炭質量變化對高爐生產的影響。
1.7穩定是高爐生產的靈魂
“鞭打快!本褪菍Ω郀t生鐵產量永遠沒有滿足的時候。高爐生產順行,總是希望多出鐵,明天產量要比今天高。要求高爐生鐵產量不斷爬坡是不科學的,危害也比較大。往往一些高爐出現幾天的高產,但月平均和年平均值并不高,這就是人為因素的影響。高爐生產希望維護一個合理的爐型,保護好這個合理的爐型,而且合理的爐型也不是一朝一夕就能夠形成和穩定存在。領導要求不斷創高產,就是在不斷破壞合理的爐型,同時在高爐操作制度上也要不斷變化才能相適應。這樣,高爐生產是處于不穩定狀態,容易出現失常狀態。高爐放衛星、創高產會帶來供料的不平衡,下游煉鋼節奏也被打亂。高爐高產往往使原燃料供應緊張,為滿足數量,失去了質量保障。劣質原燃料加入高爐,高爐就會難以接受,很快就會進入難行階段,被迫減風、減產,合理爐型維持不住,就會使高爐處于不穩定狀態。我們希望高爐在高水平上穩定,穩定才會有高產。
2煉鐵系統是鋼鐵工業節能減排工作的重點
煉鐵系統的能耗占鋼鐵聯合企業總能耗70%,污染物排放占三分之一,所以煉鐵系統應當承擔鋼鐵聯合企業的節能降耗,降成本,實現環境友好的重任。
2.1高風溫是降低煉鐵燃料比的工作重點
熱風給高爐煉鐵帶來的熱量占總能量的16%~19%。熱風是廉價的能源,應當讓其充分發揮企業節能的作用。風溫升高100℃,可降低煉鐵燃料比15~25kg/t,可允許多噴炊煤粉20~35kg/t。熱風爐壽命一般在20年以上,要重視建設熱風爐質量上的高要求,以期它發揮長效節能功能。
2.2提高噴煤比,促進企業結構節能
高爐噴煤是煉鐵系統結構優化的中心環節,有著結構節能的效果。噴煤工序能耗為20~35kg/t,焦化工序能耗為123kg/t。多噴吹1t煤粉,就可降低煉鐵系統能耗約100kg/t,并且減少了煉焦過程的環境污染,還有效地降低煉鐵生產成本。
2.3煉鐵多用球團礦可以節能
球團工序能耗為30kg/t,燒結工序能耗為56kg/t。用1t球礦代替燒結礦,煉鐵系統就可降低能耗約26kg/t。這就是優化煉鐵爐料結構實現節能。球團礦含鐵品位要比燒結礦高5%,高爐入爐品位升高1%,焦比下降1.5%。
2.4提高高爐操作水平
通過無料鐘爐頂設備進行科學布料,實現大礦批、多環布料、中心加焦等,使高爐內煤氣流分布均勻,提高CO2含量可以節能。煤氣中CO2含量升高0.5%,可降低燃料比經10kg/t,降低煉鐵工序能耗0.5kgce/t。
穩定煉鐵原燃料成分,促進高爐冶煉低硅鐵。生鐵含Si降低0.1%,可降煉鐵燃料比4~5kgce/t。
提高爐頂壓力,可降低煤氣在高爐內的流速,使熱風中的熱量充分傳遞給爐料,有增加風量的效果,也有增產節焦的效應。爐頂煤氣壓力升高10kPa,可增產10±2%,降低煉鐵焦比3%~5%,有利于冶煉低Si鐵,提高TRT發電能力。