降低高炉炼铁生产成本实践

降低高炉炼铁生产成本实践 张向伟，申建军 ，王江龙 ，陈立杰 （河北普阳钢铁有限公司 炼铁厂，河北 邯郸 056300） 摘要河北普阳钢铁有限公司炼铁厂从原料结构、技术改造、提高人员操作水平等方面入手，经过近六个月的持续改进，在保证炉况稳定顺 行的基础上，各项经济技术指标不断改善，生铁成本显著下降。 关键词降低成本；技术改造；操作；节能 1 概述 河北普阳钢铁有限公司炼铁厂拥有1260m3 高炉 2 座，1050m3 高炉 3 座， 600m3 高炉 1 座，年产生铁 600 万吨。依据“十三五”期间钢铁行业 发展目标，化解产能过剩、进行大型结构性重组、遏制行业无序竞争、加大产品创新、促进绿色发展。2016 年钢铁行业的竞争也愈加激烈，面临 的市场形势异常严峻，作为钢铁生产的前端流程，高炉铁水生产成本的降低直接带来钢铁产品成本的降低，极大提高公司的利润空间。 2016 年 7-12 月成本 产量 铁水 原材料 辅助材料 7 月 465134.14 817.61 5.88 8 月 477576.31 854.28 9.17 9 月 435554.02 884.02 5.69 10 月 421913.52 941.18 5.69 11 月 415302.66 973.10 7.84 12 月 443973.64 1072.69 20.40 工序加工费 回收材料 合计 2 降低成本实践 516.64 -56.48 1283.65 583.87 -55.54 1391.78 678.07 -55.35 1512.43 748.58 -52.37 1643.08 946.54 -54.02 1873.46 957.31 -52.55 1997.85 2.1 建立原燃料管理机制，提高操作水平，降低原燃料成本 2.1.1 降低原燃料库存，控制市场风险 随着钢铁行业整体生产经营形势愈加严峻，钢铁原燃料市场也随之波动，当前钢铁原燃料市场走势并不明朗。原燃料成本在钢铁产品成本中 占的比重非常大，采取高位库存不仅占用大量资金，而且在市场原燃料价格降低时造成重大损失。为了规避原燃料市场带来的风险，普阳炼铁厂 采取低原燃料库存方案，在不影响生产的前提下，尽可能降低原燃料库存，目前正常生产时普阳炼铁厂原燃料库存使用天数控制在 5-7 天，很大 程度上降低了市场风险。 虽然低库存有效降低了市场风险，但只是把风险转嫁到生产上，并没有消除。为了彻底消除风险，普钢炼铁厂从生产计划、原燃料物流管理 等方面进行控制。提前制定生产计划、安排原燃料物流，确保后续原燃料能够按时进厂，保证原燃料进厂数量与消耗平衡。同时做好突发情况预 案，遇特殊情况，保证原燃料供应，避免影响正常生产秩序。 2.1.2 适应原料变化，稳定配矿结构，高炉增产降本 钢铁生产的能耗和物料消耗的 70左右在炼铁及铁前工序，燃耗亦是如此。虽然“精料”是降低炼铁能耗最重要的技术措施之一，但在严峻的 市场形势和巨大的成本压力下，一味的追求“精料”会造成原料成本升高，给炼铁生产成本带来很大的负担。普阳炼铁厂采用优化入炉原燃料结构 的方法，实现了由“精料”向“经料”方向的转变，使生铁原燃料成本大幅降低。 普阳炼铁厂的原料组成是自产烧结、自产球团和块矿，为降低生产成本，根据市场情况调整球团和块矿比例，然后通过计算确定烧结配料结 构，达到高炉入炉原料成分稳定的要求，避免入炉结构变化对生产造成影响，保证高炉顺行，抓住市场变化，降低生产成本。 2.1.3 高煤比和高富氧 高煤比、高风温、富氧是炼铁技术进步的重要标志，是降低焦比，提高生铁产量，实现强化冶炼的重要手段。而且自2016 年后半年开始焦炭 价格逐渐上涨，目前已达到 1600 元/吨左右，煤粉价格虽然也有上涨但上涨幅度较小，目前焦炭与煤粉差价达到近800 元/吨，提高煤比会带来明 显的经济效益。 煤粉燃烧条件越好，未燃煤粉越少，高炉允许的最大喷煤量越大，因此提高煤粉燃烧率是提高煤比的重要措施。而富氧是减少未燃烧煤粉， 提高煤比最有效措施。富氧还可以提高理论燃烧温度，以弥补风口前煤粉吸收及裂解所消耗的热量。普阳炼铁厂采用提高富氧率与提高煤比相结 合方法，在提高煤比上取得了较好的效果，随着富氧率由 2.75逐步提高到 3.93，高炉煤比达到 158kg/t，其中烟煤比达到 62kg/t，高炉焦比降 至 348kg/t，降低了焦炭消耗。 2.1.4 低硅冶炼 生铁中硅含量是高炉冶炼条件和技术水平的标志性指标，是提高产量、减少燃料消耗、降低生铁成本的重要因素，也是节能、降耗、增产的 一项重要措施。 普阳炼铁厂主要从降低原燃料带入硅量和抑制硅从炉料中还原两方面进行生铁降硅。通过提高焦炭质量、降低入炉焦比、控制原料 SiO2 含量 降低原燃料带入硅量，在操作方面则通过适当提高碱度，降低 Si02 活度、降低软熔带、压缩滴落带等措施，使铁水和炉渣在滴落带滞留时间缩短， 缩短反应时间，降低铁水硅含量。 目前普阳炼铁厂铁水硅含量稳定在 0.20.05范围内，铁水物理热控制在 1460℃左右，高炉炉况的稳定顺行，给高炉降低燃料成本提供了有 利条件。 2.2.5 降低高炉顶温 通过精化原燃料结构，具体包括保证品位、粒度合适、减少矿石中有害元素含量；炉前保证出铁正点率及出铁炉次，减少铁前憋风料慢的情 况，顶温不会因为料慢而猛升，具体包括a.铁水罐配罐能及时到位，不影响炉前正点开铁口。b. 炉前操作到位，不能因铁口难开等原因造成开 铁口时间长；炉内精心操作，具体包括选择合适得矿批、负荷，保证较快的料速，且料速较均匀，选择合理造渣制度，增强超前意识等。通过这 些措施，降低炉顶温度至 10010℃，取得了良好的经济效益。 2.2 先进节能技术引进，降低能耗指标 2.2.1 高炉鼓风机 BPRT 系统应用 在炼铁厂中，高炉鼓风机是冶 2013 年 5 月 1 日炼铁厂第一台 BPRT 机组开始投入使用，应用BPRT 系统不仅回收了以往在减压阀组浪费掉的 能量，而且将煤气透平产生的压力能，直接作用于鼓风机轴上，同轴驱动，节省了能量的二次转换，同比提高能量利用效率35，降低了电量 耗。对进一步提高资源、能源利用率，减少废弃物排放量，最大限度降低产品的能源消耗量和提高产品质量具有重要的战略意义。随后2014 年 2 月 20 日炼铁厂第二台 BPRT 机组也投入了使用，目前两台机组运行良好，与普阳使用TRT 机组高炉相比，日节电 1.4 万 KWh，节电效果明显。 另外，BPRT 装置与传统的 TRT 装置和高炉鼓风机组相比，不需另建厂房，减少了占地面积，同时减少岗位人员，有较好的成本效益。 2.2.2 热风炉废气预热和自动烧炉 热风废气温度高达 400℃左右，为了有效利用此热量，将废气通过预热器对高炉煤气、助燃空气进行预热，废气温度降低至140℃左右，从而 降低煤气消耗，再将此废气引到喷煤磨机上，作为磨制烟煤时的保护气体，同时用余热对煤粉进行烘干，既降低了喷煤烟气炉煤气消耗，又降低 了喷吹烟煤时的氮气用量。 由于热风炉烧炉时人工控制煤气流量和助燃空气流量，经常因为调整不及时造成煤气过剩或空气过剩，造成了能源浪费，而热风炉自动烧炉 系