摘  要  本文主要介紹了宣鋼2#高爐為降低燃料比所采取的幾項技術措施。通過實施后，宣鋼2#高爐的燃耗大幅下降，焦比降低6kg/t，煤比降低3kg/t，燃料比降低5kg/t，二次能源焦丁提高了4kg/t，風溫提高了28℃。在獲得可觀經濟效益的同時，減少了噸鐵碳消耗，降低了環(huán)境污染，做到了經濟效益與環(huán)保的兼顧。

關鍵詞  高爐  燃耗  環(huán)保  低碳

1  前言

宣鋼2#高爐自開爐后，經過不斷的攻關，在高爐操作上取得了重大突破，2#高爐技術經濟指標逐步優(yōu)化，產量提高，焦比下降，降低工序能耗。但是只是與自身以往比較，與集團內部、全國同行業(yè)先進水平比較，還有較大的差距，CO2排放量較高，不能實現(xiàn)低碳煉鐵。各種能源介質消耗也有較大的差距。為進一步降低高爐燃料消耗，充分利用節(jié)能設備、節(jié)能工藝，提高二次能源和固體廢棄物的利用，降低煉鐵成本，提高宣鋼公司整體競爭力，2#高爐在高爐操作方面開展了一系列的優(yōu)化措施，取得了很好的效果。

2  優(yōu)化高爐操作

2.1  控制爐型，維持高爐長期穩(wěn)定順行

2012年10月份2#高爐轉順后，觀察各部溫度的變化，建立符合宣鋼原料條件的爐型的標準，尤其是進入2016年10月份以來，對爐型參數(shù)提出了更高的要求。隨著2#高爐順行期限的延長，不斷對爐型參數(shù)進行修正，如此良性循環(huán)。

某項爐型參數(shù)出現(xiàn)跑偏時，通過上部調劑結合中部調劑進行調整，以進一步提高爐況的穩(wěn)定性，提高爐況對外圍條件的適應能力。延長高爐順行期限是宣鋼2#高爐實現(xiàn)低碳煉鐵的基礎。

冷卻水量的調整要求是，當壁體溫度或水溫差偏離正?？刂茦藴始皶r進行水量的增減，保持渣皮相對穩(wěn)定，保持規(guī)整的操作爐型。銅冷卻壁熱面的渣皮保護層厚度適當并穩(wěn)定，能夠減少銅冷卻壁區(qū)域熱損失和保持合理操作爐型。如渣皮結厚或大量脫落，破壞操作爐型，引起上部散料層溫度波動，容易造成爐況波動，因此，操作爐型管理對保證高爐爐況穩(wěn)定順行具有重要意義。根據(jù)高爐風量、爐體各部熱負荷、水溫差,控制水量3000±200t/h。通過控制操作爐型,爐況保持長期穩(wěn)定順行，并為進行低硅冶煉、進一步降低燃耗奠定基礎。

2016年冬季燒結生產使用直供料期間，由于燒結礦成分波動較大，導致燒結礦理化性能波動大，使上部溫度波動，爐體熱負荷升高，及時采取抑制邊緣氣流的上部裝料制度，或邊緣加礦或邊緣減焦，或外揚角度，同時減輕焦炭負荷，改善料柱透氣性，縮小礦批，保證一定的料速，焦比控制在370-380kg，爐型參數(shù)很快回歸正常，爐況能快速恢復。

1.2  高爐下部調劑

下部調劑的標準是提高風速、提高鼓風動能，鼓風動能要達到12000-13500kgm/s，風口回旋區(qū)向爐缸中心延伸，打透中心，均勻爐缸圓周工作，從高爐下部保證足夠的中心氣流，控制合適的風口回旋區(qū)，保證初始煤氣流分布合理，活躍爐缸，提高高爐抵御外圍條件變化的能力。2016年1月份全開風口作業(yè)，風口面積0.3248m2，由于鼓風動能未能達到打透爐缸中心的目的，爐況穩(wěn)定性變差，被迫堵一個風口作業(yè)，送風風口面積問0.3153m2，鼓風動能達到了12500-13500kgm/s，爐缸工作進一步活躍，2#高爐具備了進一步降低燃料消耗的條件。

1.3  高爐上部調劑

高爐裝入制度的作用是，根據(jù)送風制度，選擇合理布料參數(shù)，使煤氣流分布合理，提高煤氣利用率。形成平臺加淺漏斗的料面，既不主張發(fā)展邊緣，也不強調過分發(fā)展中心。形成有利于高爐穩(wěn)定順行的料面形狀是高爐上部調劑的目標。而料面形狀必須與下部的送風制度相匹配才能實現(xiàn)高爐長期的穩(wěn)定順行。宣鋼2#高爐基本的上部裝料制度是，礦批60t，班料速54±2批，料線1500mm，裝法為 。此上部裝料制度特點是，邊緣負荷重，礦批小，料速快，焦比高煤比低，中心部位焦量多，對外圍適應能力不強，爐況穩(wěn)定性不盡人意，進一步強化冶煉降低焦比難度較大。

1.4  低硅冶煉

熱渣制度的調整、控制要求是保證充沛的渣鐵熱量和良好流動性，促進爐缸工作的進一步改善。宣鋼2#高爐控制鐵水溫度在1490~1510℃，保證了熱量收支平衡和高爐安全運行。由于宣鋼入爐原料中TiO2含量相對偏高，據(jù)有關資料介紹，當生鐵中[Ti]含量達到0.080%以上時將會起到護爐作用，或多或少的會影響爐缸工作狀態(tài)。為了降低鈦還原帶來的弊端，在保證充沛的渣鐵熱量前提下，降低生鐵含[Si]0.25-0.40%（原0.35～0.50%），最大限度的降低生鐵含[Ti]，保持良好渣鐵流動性。由于降低了生鐵含[Si]量，為了保證爐缸充沛的熱量，提高爐渣堿度至1.10~1.20倍。

1.5  經濟噴煤

為了實現(xiàn)低燃料比低碳煉鐵，必須實現(xiàn)經濟噴煤比，即提高噴煤比不增加燃料比、提高噴煤比高爐除塵灰含碳量不上升。經濟噴煤比是最低焦比、最低燃料比、最高利用系數(shù)下的噴煤比。為了實現(xiàn)低碳冶煉、經濟噴煤，宣鋼2#高爐富氧率由3.0%提高至3.8%，風溫由1100℃提高至1150℃，風口前的理論燃燒溫度提高至2350-2400℃之間，為風口前的煤粉充分燃燒創(chuàng)造了良好的條件，確保了較高的噴煤置換比。高爐上下部操作制度調整匹配，氣流分布均勻穩(wěn)定后，在高爐降低焦比過程中，實現(xiàn)了降低焦比降低燃料比，高爐煤比替代焦比，從而實現(xiàn)了經濟噴煤。

1.6  精料技術

高質量的燒結礦能較好的滿足高爐生產的要求，為高爐生產提供了精料，是高爐長期穩(wěn)定順行降低燃料消耗實現(xiàn)低碳煉鐵的物質基礎。燒結生產通過料面壓料，調整焦粉、煤粉配比以及合適的燃料粒度，廠計劃物流組合理制定入燒原料結構，根據(jù)燒結礦成分燒結車間微調高低硅含量的礦粉，以及改善進場鈣鎂灰質量，保證了燒結礦成分的穩(wěn)定，進而保證了燒結礦質量。通過高爐穩(wěn)定順行期間燒結礦質量變化對爐況的影響，對相關數(shù)據(jù)連續(xù)統(tǒng)計，查找對應關系，結合我廠燒結生產情況，2016年1月份提出了對燒結礦成分要求是， SiO2含量5.4～5.8%，F(xiàn)eO含量9.0～10.0%，燒結礦堿度2.1～2.3倍。

穩(wěn)定煤粉質量。由于煤粉的揮發(fā)分、固定碳波動較大，影響高爐下部熱制度的穩(wěn)定性，進而影響高爐爐況的長期穩(wěn)定性，導致高爐燃料消耗升高，不利于宣鋼2#高爐低碳環(huán)保煉鐵。為了穩(wěn)定煤粉質量，與采購分公司、物流公司等單位協(xié)調，從貨源、進廠驗質、配煤、噴吹等過程加強管理，改造配煤計量等部分設備，實現(xiàn)了煤粉質量的改善，穩(wěn)定率煤粉質量。

1.7  高壓、高風溫、高富氧率操作

宣鋼2#高爐爐頂壓力215 kpa，維持壓差≤170kpa，減緩了爐內煤氣流速，進一步改善了爐況順行和提高了煤氣能量利用，發(fā)展爐內間接還原，抑制直接還原，減少爐塵吹出量，促進爐溫穩(wěn)定并逐步降低，保證高爐進一步強化冶煉。

高風溫主要是通過廉價的煤氣燃燒獲得的，它增加高爐的下部熱量，以及改善煤粉在風口前的燃燒狀態(tài)，提高煤粉的置換率，有利于降低高爐的燃料比。為了提高風溫，根據(jù)公司煤氣平衡狀況，各高爐按照公司有關管理規(guī)定按時換爐，如不能按時換爐及時向有關單位協(xié)調；充分發(fā)揮空氣煤氣雙預熱，提高煤氣空氣溫度；摻燒轉爐煤氣提高煤氣熱值；充分發(fā)揮自動燒爐技術，控制合理的空燃比，降低空氣煤氣消耗；加強熱風工的技能培訓，提高操作水平。

增加富氧率有利于提高噴吹煤粉的燃燒率，減少未燃煤粉對高爐爐況不利影響，降低灰鐵比和燃料比。宣鋼2#高爐富氧率由3.0%提高至3.8%。

1.8  優(yōu)化爐前出鐵組織

為了減緩鐵口布置對爐缸工作不均勻性對高爐降低燃料消耗的影響，通過改造澆筑模具和提高施工質量，提高大壕、鐵鉤的使用壽命，熱修補技術，某一個鐵口連續(xù)出鐵，優(yōu)化出鐵組織和修補大壕盡量使用1#、3#鐵口或2#、3#鐵口（即南北對出），減少1#、2#號鐵口同時使用的時間，以進一步提高爐缸圓周工作的均勻性，保持爐況長期穩(wěn)定順行，利于高爐節(jié)能降耗，利于低碳環(huán)保煉鐵。

由于上述爐型管理改善爐況順行程度、上下部操作制度等技術措施的成功實施，宣鋼2#高爐爐況穩(wěn)定性明顯改善，達到了長期穩(wěn)定順行，具備了降低燃料比的條件。宣鋼2#高爐下部送風制度部分參數(shù)。

2  充分發(fā)揮節(jié)能設備和節(jié)能工藝的作用

宣鋼2#高爐煤氣處理系統(tǒng)采用干法除塵工藝。由于宣鋼2#高爐經過系統(tǒng)的調整后，爐況穩(wěn)定性大大改善，對外圍條件的適應能力提高，減風現(xiàn)象大大減少，爐頂壓力比較穩(wěn)定，干法除塵余壓發(fā)電設備（TRT）較濕法的噸鐵發(fā)電量高，提高了二次能源的利用效率，從根本上解決了二次水污染及污泥處理問題，減少環(huán)境污染，是鋼鐵工業(yè)發(fā)展循環(huán)經濟、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要技術途徑，進一步加快宣鋼節(jié)能減排、建設環(huán)境友好型企業(yè)起到積極作用。

高爐能源介質消耗包括水、電、煤氣、氮氣、氧氣和鼓風等消耗。節(jié)能設備和工藝的利用有效地降低了高爐能源消耗。由于爐況穩(wěn)定順行，爐頂溫度低于200℃，杜絕了爐頂打水；爐頂布料準確率提高后，不再使用氮氣進行二次均壓。TRT余壓發(fā)電技術是通過透平機將高爐爐頂煤氣的壓力能轉變?yōu)闄C械能，再由機械能轉為電能的裝置，是煉鐵余壓利用一項很好的節(jié)能措施。

3  二次能源和固廢的回收利用

高爐除塵灰和煤氣除塵灰中含有大量的碳和鐵元素，重力除塵灰、旋風除塵灰經過廠內運輸用于燒結原料，干除塵灰經過脫鋅后再次返回燒結原料，不僅節(jié)約了成本，還有效地減少了污染。小塊焦為高爐焦槽下篩網(wǎng)的篩下物，宣鋼2#高爐槽下設有小塊焦回收系統(tǒng)，粒度一般大于10mm的小塊焦回收，以礦焦混裝形式入爐回收利用，小于10mm的小塊焦用于燒結燃料。小塊焦的回收利用是提高煉鐵能源利用率的有效途徑。生產實踐表明，一定比例的小塊焦使用比例有利于高爐的穩(wěn)定順行。因此，小塊焦的回收利用對高爐冶煉和降低能耗具有顯著的效果。

4  取得的效果

4.1  提高了TRT發(fā)電量

由于宣鋼2#高爐爐況順行程度明顯改善，爐況順行周期延長，爐頂壓力能維持較高水平并比較穩(wěn)定，有利于提高TRT發(fā)電量，2105年發(fā)電量為28599.57萬kw?h，2016年發(fā)電量為30106.3萬kw?h，增加發(fā)電量1506.73萬kw?h。

4.2  增加小塊焦消耗

2015年月均外加小塊焦552.44t，2016年月均外加小塊焦722.75t，月均增加170.31t，充分利用了二次能源。

4.3  宣鋼2#高爐技術經濟指標改善

宣鋼2#高爐2014年技術經濟指標逐步改善。

與2015年前比較，宣鋼2#高爐利用系數(shù)提高0.003t/m3.d，焦比降低6kg/t，煤比降低3kg/t，燃料比降低5kg/t。降低了燃料消耗，實現(xiàn)了經濟噴煤，實現(xiàn)了低碳環(huán)保煉鐵。

5  結語

通過開展攻關活動，推動了宣鋼煉鐵技術進步和生產管理水平的提高，不僅降低了生鐵成本，而且減少了CO2、SO2排放，充分利用率二次能源和廢棄物，減少場地占用，實現(xiàn)了低碳環(huán)保煉鐵，實現(xiàn)了綠色發(fā)展