柯显峰，李 严，岳争超，张小毛
（湖北新冶钢铁前事业部炼铁厂，湖北黄石 435001）
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 引言
目前全球钢铁行业陷入了前所未有的困境，国际市场形势萎靡，国内市场更是供大于求，严重饱和。钢铁企业利润空间被严重压缩，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的50％以上，而高炉能耗（炼铁工序）占炼铁总能耗的70％左右［1］，因此如何搞好高炉的节能降耗工作显得尤为重要。
湖北新冶钢（以下简称新冶钢）1780m3 高炉于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因素影响，高炉被迫控风限产，较投产初期产量降低了约15％～20％，其他各项经济技术指标也有所下降。2015年新冶钢结合1780m3 高炉的自身特点，在强化原燃料质量的基础上，通过采取优化高炉操作、降低生铁中硅的质量分数、强化高顶压操作等措施，不断摸索和实践，在节能降耗工作方面取得了一定的成绩。
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
2015年以前，矿价居高不下。新冶钢降本思路主要围绕配矿进行，导致综合入炉品位偏低，仅56％左右。进入2015年后，随着国际矿价不断下跌，新冶钢调整了高炉用料思路，停止低品位矿石采购。烧结配料中以含铁品位相对较高的澳系粉矿（杨迪粉、纽曼粉、PB粉）为主，烧结矿品位得到逐渐升高。块矿采用性价比相对较高的主流资源（如：纽曼块、PB块、巴西块等），品位基本控制在62.5％以上。球团矿继续以中信泰富特钢集团自产球团为主，供货稳定，品位也能维持在63％左右。新冶钢1780m3高炉2015年的综合入炉品位基本维持在57.1％左右。随着综合入炉品位的升高，渣铁比出现明显下降（见图1），热量消耗也得到降低，对降焦节能、改善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，在满足排料的前提下，尽量延长矿槽筛分备料时间。采用给料机对振动筛给料，大大改善炉料分布均匀度，提高筛面利用率。对筛分难度较大（较潮湿）的块矿进行重点筛分。将块矿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。2015年入炉原料平均粒度见表1。
2.1.3 改善焦炭质量
焦炭是高炉生产最重要的燃料。随着喷煤量的增加，焦比降低，焦炭作为料柱骨架的作用越来越突出。鉴于焦炭对高炉的重要性，稳定焦炭质量，避免其出现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捣固干熄焦。
2015年以前，由于焦化厂有降本要求，主焦煤＋肥煤配比基本维持在68％左右，焦炭CSR基本在67％左右。2015年针对高炉的实际生产情况，对焦炭质量提出了更高的要求。焦化厂调整主焦煤＋肥煤配比并稳定在70％左右，焦炭质量明显改善（见表2），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，由于国际矿价不断下跌，高品位、低二氧化硅的块矿与球团矿相比性价比更高。通过在生产过程中不断摸索，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。在维持熟料率（烧结矿＋球团矿）82％不变情况下，通过调节烧结矿和球团矿配比实现碱度调整，取得了不错的效果。
2.2 高风温操作
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，迫切需要进一步提高风温［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”工作制度。为进行护炉，控制炉缸环炭温度，于2015年初开始停止富氧，同时高炉煤气利用率一直在48％～50％，煤气发热值偏低，这两方面因素对热风炉烧炉都造成很大负面影响。为保证风温大于1200℃，采取了以下措施：首先将热风炉废气温度由410℃提高至430℃，其次充分利用烟道废气提高预热器温度，使烧炉煤气、空气的预热温度均在200℃以上，弥补了煤气热值低的不足，实现了风温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及置换比。烟煤挥发分高，含有一定水分，进入风口后会爆裂，促进分解燃烧，有利于提高燃烧效率。据有关经验，提高挥发分不仅可以增加制粉能力，还可以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，混合煤中烟煤配比提高到60％，煤粉在风口内的燃烧率得到明显改善。同时坚持全风口喷煤操作，实现均喷、广喷，取得了不错的效果，高炉煤比始终稳定在130kg／t以上。
2.4 高顶压操作
高压操作是高炉强化冶炼的手段之一。通过高炉煤气余压透平发电机（简称：TRT 机组）自动控制，将顶压平稳提高到210KPa，减少了炉况波动，降低了煤气流速，抑制了压差升高，对降低生铁中［Si］含量，改善煤气分布，提高煤气利用率起到重要作用。
2.5 采取低硅冶炼技术
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％，焦比可降低4～6kg／t。新冶钢1780m3高炉根据自身生产情况，坚持以［Si］＝0.3％ ～0.5％，渣碱度R2 ＝1.10～1.16，铁水物理热大于或等于1480℃为控制目标。
既能满足低硅要求，也保证了炉缸工作活跃，渣铁具有较好的流动性。2015年1～12月生铁［Si］、［S］分布情况见图2。
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。新冶钢1780m3高炉坚持以“发展中心，适当抑制边缘为主”的思路，不断改善煤气流分布，取得了很好效果。
上部调剂：2015年以前布料矩阵调整较为频繁，效果不理想，主要反映在渣皮波动频繁，静压不稳，给操作带来一定难度，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。2015年4月通过讨论研究最终将布料矩阵调整为C1098764122224O109871332 （见表3），渣皮稳定情况有所好转，煤气利用率能够稳定在48％～50％之间。
下部调剂：受护炉限制，高炉一直未全风作业。为更好的发展中心，鼓风动能按大于或等于10000·m／s进行控制。全部使用斜5°风口小套，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，使得炉缸活跃程度得到改善，初始煤气流分布更为均匀。
2.7 强化工艺管理
高炉长期稳定顺行是节能降耗的前提和保证。如何确保高炉长期稳定顺行，需要各岗位人员精心操作、对设备精心点检维护。通过不断强化工艺管理提高员工的执行力，对逆向操作、责任心不到位，加大管控力度。放铁要做好各项确认工作，加大炉前三大设备的点检维护工作，杜绝跑大流、铁口浅等事故发生，对炮泥、钻头、钻杆实行定量控制，建立完善的奖惩机制。各项基础管理工作的强化和完善，促使2015年各类炉况及生产设备事故率大幅降低，同时操作稳定性得到提高，有力推动了能耗下降。
3 节能降耗指标
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／t，与2014年平均工序能耗344．83kgce／t相比，下降了15．33kgce／t，节能降耗取得了一定效果，具体指标见表4。
4 结语
新冶钢1780m3高炉结合自身生产现状，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，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高炉工况条件的操作制度尤为关键，坚持实施高风温、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，发动全体员工，对高炉生产的各个工艺环节积极挖潜。不断优化工艺参数及操作，加大生产中出现的能源浪费、逆向、违规操作等行为考核管理力度，使每位员工节能降耗意识得到提升。
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．