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(xiàng)技術(shù)措施。通過(guò)實(shí)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(fēng)溫提高了28℃。在獲得可觀經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，減少了噸鐵碳消耗，降低了環(huán)境污染，做到了經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)保的兼顧。

關(guān)鍵詞  高爐  燃耗  環(huán)保  低碳

1  前言

宣鋼2#高爐自開(kāi)爐后，經(jīng)過(guò)不斷的攻關(guān)，在高爐操作上取得了重大突破，2#高爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)逐步優(yōu)化，產(chǎn)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(tuán)內(nèi)部、全國(guó)同行業(yè)先進(jìn)水平比較，還有較大的差距，CO2排放量較高，不能實(shí)現(xiàn)低碳煉鐵。各種能源介質(zhì)消耗也有較大的差距。為進(jìn)一步降低高爐燃料消耗，充分利用節(jié)能設(shè)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(jìng)爭(zhēng)力，2#高爐在高爐操作方面開(kāi)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(zhǎng)期穩(wěn)定順行

2012年10月份2#高爐轉(zhuǎn)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(biāo)準(zhǔn)，尤其是進(jìn)入2016年10月份以來(lái)，對(duì)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(zhǎng)，不斷對(duì)爐型參數(shù)進(jìn)行修正，如此良性循環(huán)。爐型標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

某項(xiàng)爐型參數(shù)出現(xiàn)跑偏時(shí)，通過(guò)上部調(diào)劑結(jié)合中部調(diào)劑進(jìn)行調(diào)整，以進(jìn)一步提高爐況的穩(wěn)定性，提高爐況對(duì)外圍條件的適應(yīng)能力。延長(zhǎng)高爐順行期限是宣鋼2#高爐實(shí)現(xiàn)低碳煉鐵的基礎(chǔ)。

冷卻水量的調(diào)整要求是，當(dāng)壁體溫度或水溫差偏離正常控制標(biāo)準(zhǔn)及時(shí)進(jìn)行水量的增減，保持渣皮相對(duì)穩(wěn)定，保持規(guī)整的操作爐型。銅冷卻壁熱面的渣皮保護(hù)層厚度適當(dāng)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(jié)厚或大量脫落，破壞操作爐型，引起上部散料層溫度波動(dòng)，容易造成爐況波動(dòng)，因此，操作爐型管理對(duì)保證高爐爐況穩(wěn)定順行具有重要意義。根據(jù)高爐風(fēng)量、爐體各部熱負(fù)荷、水溫差,控制水量3000±200t/h。通過(guò)控制操作爐型,爐況保持長(zhǎng)期穩(wěn)定順行，并為進(jìn)行低硅冶煉、進(jìn)一步降低燃耗奠定基礎(chǔ)。

2016年冬季燒結(jié)生產(chǎn)使用直供料期間，由于燒結(jié)礦成分波動(dòng)較大，導(dǎo)致燒結(jié)礦理化性能波動(dòng)大，使上部溫度波動(dòng)，爐體熱負(fù)荷升高，及時(shí)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(yáng)角度，同時(shí)減輕焦炭負(fù)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(fù)。

1.2  高爐下部調(diào)劑

下部調(diào)劑的標(biāo)準(zhǔn)是提高風(fēng)速、提高鼓風(fēng)動(dòng)能，鼓風(fēng)動(dòng)能要達(dá)到12000-13500kgm/s，風(fēng)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(fēng)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(kāi)風(fēng)口作業(yè)，風(fēng)口面積0.3248m2，由于鼓風(fēng)動(dòng)能未能達(dá)到打透爐缸中心的目的，爐況穩(wěn)定性變差，被迫堵一個(gè)風(fēng)口作業(yè)，送風(fēng)風(fēng)口面積問(wèn)0.3153m2，鼓風(fēng)動(dòng)能達(dá)到了12500-13500kgm/s，爐缸工作進(jìn)一步活躍，2#高爐具備了進(jìn)一步降低燃料消耗的條件。

1.3  高爐上部調(diào)劑

高爐裝入制度的作用是，根據(jù)送風(fēng)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(tái)加淺漏斗的料面，既不主張發(fā)展邊緣，也不強(qiáng)調(diào)過(guò)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(diào)劑的目標(biāo)。而料面形狀必須與下部的送風(fēng)制度相匹配才能實(shí)現(xiàn)高爐長(zhǎng)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(diǎn)是，邊緣負(fù)荷重，礦批小，料速快，焦比高煤比低，中心部位焦量多，對(duì)外圍適應(yīng)能力不強(qiáng)，爐況穩(wěn)定性不盡人意，進(jìn)一步強(qiáng)化冶煉降低焦比難度較大。

1.4  低硅冶煉

熱渣制度的調(diào)整、控制要求是保證充沛的渣鐵熱量和良好流動(dòng)性，促進(jìn)爐缸工作的進(jìn)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(yùn)行。由于宣鋼入爐原料中TiO2含量相對(duì)偏高，據(jù)有關(guān)資料介紹，當(dāng)生鐵中[Ti]含量達(dá)到0.080%以上時(shí)將會(huì)起到護(hù)爐作用，或多或少的會(huì)影響爐缸工作狀態(tài)。為了降低鈦還原帶來(lái)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(dòng)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(jīng)濟(jì)噴煤

為了實(shí)現(xiàn)低燃料比低碳煉鐵，必須實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)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(jīng)濟(jì)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(shí)現(xiàn)低碳冶煉、經(jīng)濟(jì)噴煤，宣鋼2#高爐富氧率由3.0%提高至3.8%，風(fēng)溫由1100℃提高至1150℃，風(fēng)口前的理論燃燒溫度提高至2350-2400℃之間，為風(fēng)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(diào)整匹配，氣流分布均勻穩(wěn)定后，在高爐降低焦比過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了降低焦比降低燃料比，高爐煤比替代焦比，從而實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)噴煤。

1.6  精料技術(shù)

高質(zhì)量的燒結(jié)礦能較好的滿足高爐生產(chǎn)的要求，為高爐生產(chǎn)提供了精料，是高爐長(zhǎng)期穩(wěn)定順行降低燃料消耗實(shí)現(xiàn)低碳煉鐵的物質(zhì)基礎(chǔ)。燒結(jié)生產(chǎn)通過(guò)料面壓料，調(diào)整焦粉、煤粉配比以及合適的燃料粒度，廠計(jì)劃物流組合理制定入燒原料結(jié)構(gòu)，根據(jù)燒結(jié)礦成分燒結(jié)車間微調(diào)高低硅含量的礦粉，以及改善進(jìn)場(chǎng)鈣鎂灰質(zhì)量，保證了燒結(jié)礦成分的穩(wěn)定，進(jìn)而保證了燒結(jié)礦質(zhì)量。通過(guò)高爐穩(wěn)定順行期間燒結(jié)礦質(zhì)量變化對(duì)爐況的影響，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)連續(xù)統(tǒng)計(jì)，查找對(duì)應(yīng)關(guān)系，結(jié)合我廠燒結(jié)生產(chǎn)情況，2016年1月份提出了對(duì)燒結(jié)礦成分要求是， SiO2含量5.4～5.8%，F(xiàn)eO含量9.0～10.0%，燒結(jié)礦堿度2.1～2.3倍。

穩(wěn)定煤粉質(zhì)量。由于煤粉的揮發(fā)分、固定碳波動(dòng)較大，影響高爐下部熱制度的穩(wěn)定性，進(jìn)而影響高爐爐況的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，導(dǎo)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(zhì)量，與采購(gòu)分公司、物流公司等單位協(xié)調(diào)，從貨源、進(jìn)廠驗(yàn)質(zhì)、配煤、噴吹等過(guò)程加強(qiáng)管理，改造配煤計(jì)量等部分設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了煤粉質(zhì)量的改善，穩(wěn)定率煤粉質(zhì)量。

1.7  高壓、高風(fēng)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(nèi)煤氣流速，進(jìn)一步改善了爐況順行和提高了煤氣能量利用，發(fā)展?fàn)t內(nèi)間接還原，抑制直接還原，減少爐塵吹出量，促進(jìn)爐溫穩(wěn)定并逐步降低，保證高爐進(jìn)一步強(qiáng)化冶煉。

高風(fēng)溫主要是通過(guò)廉價(jià)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(fēng)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(fēng)溫，根據(jù)公司煤氣平衡狀況，各高爐按照公司有關(guān)管理規(guī)定按時(shí)換爐，如不能按時(shí)換爐及時(shí)向有關(guān)單位協(xié)調(diào)；充分發(fā)揮空氣煤氣雙預(yù)熱，提高煤氣空氣溫度；摻燒轉(zhuǎn)爐煤氣提高煤氣熱值；充分發(fā)揮自動(dòng)燒爐技術(shù)，控制合理的空燃比，降低空氣煤氣消耗；加強(qiáng)熱風(fēng)工的技能培訓(xùn)，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(duì)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(duì)爐缸工作不均勻性對(duì)高爐降低燃料消耗的影響，通過(guò)改造澆筑模具和提高施工質(zhì)量，提高大壕、鐵鉤的使用壽命，熱修補(bǔ)技術(shù)，某一個(gè)鐵口連續(xù)出鐵，優(yōu)化出鐵組織和修補(bǔ)大壕盡量使用1#、3#鐵口或2#、3#鐵口（即南北對(duì)出），減少1#、2#號(hào)鐵口同時(shí)使用的時(shí)間，以進(jìn)一步提高爐缸圓周工作的均勻性，保持爐況長(zhǎng)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(shù)措施的成功實(shí)施，宣鋼2#高爐爐況穩(wěn)定性明顯改善，達(dá)到了長(zhǎng)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(fēng)制度部分參數(shù)見(jiàn)表2。

2  充分發(fā)揮節(jié)能設(shè)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(jīng)過(guò)系統(tǒng)的調(diào)整后，爐況穩(wěn)定性大大改善，對(duì)外圍條件的適應(yīng)能力提高，減風(fēng)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(shè)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(wèn)題，減少環(huán)境污染，是鋼鐵工業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要技術(shù)途徑，進(jìn)一步加快宣鋼節(jié)能減排、建設(shè)環(huán)境友好型企業(yè)起到積極作用。

高爐能源介質(zhì)消耗包括水、電、煤氣、氮?dú)?、氧氣和鼓風(fēng)等消耗。節(jié)能設(shè)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(zhǔn)確率提高后，不再使用氮?dú)膺M(jìn)行二次均壓。TRT余壓發(fā)電技術(shù)是通過(guò)透平機(jī)將高爐爐頂煤氣的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，再由機(jī)械能轉(zhuǎn)為電能的裝置，是煉鐵余壓利用一項(xiàng)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(fēng)除塵灰經(jīng)過(guò)廠內(nèi)運(yùn)輸用于燒結(jié)原料，干除塵灰經(jīng)過(guò)脫鋅后再次返回?zé)Y(jié)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(shè)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(jié)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(chǎn)實(shí)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(duì)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(zhǎng)，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(wàn)kw·h，2016年發(fā)電量為30106.3萬(wàn)kw·h，增加發(fā)電量1506.73萬(wàn)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(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)改善

宣鋼2#高爐2014年技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)逐步改善，見(jiàn)表3。

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(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)噴煤，實(shí)現(xiàn)了低碳環(huán)保煉鐵。

5  結(jié)語(yǔ)

通過(guò)開(kāi)展攻關(guān)活動(dòng)，推動(dòng)了宣鋼煉鐵技術(shù)進(jìn)步和生產(chǎn)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(chǎng)地占用，實(shí)現(xiàn)了低碳環(huán)保煉鐵，實(shí)現(xiàn)了綠色發(fā)展。