安钢低成本炉料结构运行技术的研究

安钢低成本炉料结构运行技术的研究=（安阳钢铁公司）摘要：安钢通过应用低成本高效益运行技术，不仅大大缓解了高炉原燃料供应紧张、库存下降的矛盾，确保了公司整体生产的稳定，而且有效降低了铁前系统生产的总体成本，使炼铁厂实现了在低成本原料条件下的效益最大化。关键词：低成本炉料高炉1前言安钢目前有300m3高炉5座，m3高炉2座，年需各种铁矿石400多万吨，燃料100多万吨，高炉原燃料成本及生铁成本的高低，对于安钢生产总体成本的影响举足轻重。因此，在目前竞争日趋激烈的市场形势下，开展高炉低成本高效益运行课题研究，不仅十分必要，而且意义重大。自2000年下半年开始，国内原燃料市场资源争夺日趋激烈，特别是山西的炼焦煤资源。钢材市场的激烈竞争，加上原燃料采购紧张、价格上涨，这两方面的不利因素，给安钢的正常生产，特别是给高炉生产带来较大威胁。高炉生产作为安钢生产的中心环节，在严峻形式下，能否继续保持稳定顺行、稳产高产，直接关系到安钢的整体效益。如何降低炉料成本，实现低成本高效益运行，成为炼铁厂最重要的攻关课题。2研究的主要内容（1）结合安钢条件，研究适合安钢高炉的低成本合理炉料结构，优选价格低、冶炼性能好的海南块作为炉料结构中酸性矿的主要组成部分，逐步去掉价格不断上涨的印度球团矿；充分利用自产烧结矿、水冶球，并测算出最佳配比，适当配入品位较高的南非块和价格低廉的滦川块，通过科学搭配，有效降低了炉料结构的总体成本。（2）在低成本的炉料结构条件下摸索其冶炼性能特点，摸索高炉操作特点，挖掘高炉潜能，创新高炉操作，使高炉在低成本的原燃料条件下操作指标不下降。追求低成本运行中生产效益的最大化。（3）通过设备管理上水平，促进高炉生产设备稳定运行，促进高炉生产稳定。（4）在低成本运行中，摸索高炉最佳操作制度，促进高炉对原燃料质量变化的适应能力。（5）高炉低成本高效益运行技术研究的中心内容是确保高炉稳产高产，降本增效。3主要措施2002年上半年，安钢1～5号高炉炉料结构是以高碱度烧结矿配加酸性烧结矿和部分球团矿为主，6号高炉是以高碱度烧结矿配加部分生矿为主。由于原料价格不断上涨，特别是进口球团矿的价格比国内球团矿高30%～50%。因此，炉料结构中再继续使用成本高、质量较好的印度球团矿，已经不太现实，而随着7号高炉的建成投产，铁前系统现有的原料结构又必须重新调整，28m2烧结机必须停止生产酸性烧结矿，而重新生产高碱度烧结矿。2002年5月份，停止了酸性烧结矿的生产，停用了进口球团矿。这样，使高炉熟料率明显下降，研究如何降低炉料结构成本，便成为摆在炼铁厂面前十分紧迫的任务。表12002年与2001年高炉入炉品位对比，%时间2001年平均2002年上半年2002年7月2002年8月2002年9月2002年10月2002年11月2002年12月入炉品位59.0358.5358.1157.4157.5257.5757.4457.863.1对现有原料进行性能研究，综合评价通过了解各种矿石的性能及冶炼特点，再结合资源价格进行综合评价，才能更好的确定其最佳配比。首先对各种酸性矿进行分析。原使用的印度球团矿，虽然其品质较优，但资源紧张，价格又不断上涨，对原料成本影响太大，已不能再继续使用。水冶球团矿作为自产球团矿，虽然供应量不大，但供应稳定，其品位也在60%以上，应为酸性矿的首选。海南块是国内块矿品质最好的，其冶炼性能特别适合高炉使用，而且其品位近来有所提高，可保持在58%以上，价格稳定，是满足炉料结构酸碱平衡较理想的品种；南非块品位在65%以上，品位高，成本稳定，有害杂质少，而价格比进口球便宜得多，适当配入，对提高入炉品位十分有利；滦川块品位偏低，50%左右，但价格也非常低，适当少量搭配使用可有效降低炉料成本。表22002年炉料结构与2001年对比，%烧结矿酸烧海南块南非块栾川块国内球水球印度球2002年上半年71.010.313.01.00.70.76.07.12002年7月82.58.02.27.32002年8月81.4312.56.072002年9月82.7511.875.382002年10月81.329.780.128.782002年11月83.3811.10.50.924.12002年12月80.998.420.054.885.662001年74.12.11.61.10.82.26.011.793.2结合各高炉特点，实施合理炉料配比由于1~5号高炉和6、7号高炉的生产工艺特点不尽相同，因此300m3高炉和380m3高炉炉料结构要进行具体研究，科学区分，见表2。1～5号高炉由于具有喷煤设备，对原料的质量和熟料率的要求有所提高，加上目前1～5号高炉使用的高碱度烧结矿主要依靠质量相对差的老系统烧结机提供，因此，1～5号高炉的炉料结构应保持一定的球团矿配比。6、7号高炉使用的酸性料以高品位生矿为主。具体各高炉而言，根据各高炉的适应能力和炉役时间不同，又可区别细分。例如，对于适应外界变化能力强，炉役时间短的高炉，适当提高生矿比例，减少球团矿配比；对炉况经常波动，炉役后期的个别高炉，可相对增加球团矿比例，减少海南、滦川块等生矿用量。3.3加大原料抽查力度，加强信息反馈定期或不定期对焦炭M40、M10、灰份等主要质量指标进行抽查，发现质量指标波动，及时向有关单位和高炉反映。经常了解掌握进厂煤质量情况，分析研究焦炭总体质量的变化趋势，提前预测焦炭质量变化对高炉的影响，每当焦炭质量出现较大波动，对高炉顺行造成影响时，及时把炉子状况反馈到焦化厂和有关职能单位。2002年焦炭质量出现了几次较大波动，如表3。表32002年焦炭出现几次较大波动的主要指标情况，%1.9～1.155.8～5.1010.1～10.8M40最小值79.278.480.4M10最高值9.28.47.6灰份最高值13.3913.3413.32S份最高值0.530.450.603.4精心操作高炉在高炉操作方面，采取传统操作方法与创新操作思路相结合，对于焦炭质量较小的波动，高炉操作坚持早动、少动、积极主动的原则，以稳为主。如遇焦炭质量出现较大波动，高炉操作则要采取大动作、大调整、多种手段、综合处理、一步到位的措施，尽可能避免炉况出现较大波动。在这种情况下，高炉操作的核心目的都要围绕保护炉况顺行。因此，在2002年几次较大的焦炭质量波动期间，通过采取一系列措施，高炉都顺利渡过了难关，避免了炉子大凉、炉缸冻结等恶性事故的发生。高炉的具体操作方法有：3.4.1维护炉缸的稳定活跃炉缸是高炉初始煤气产生的地方，也是大量渣、铁储存的场所。炉缸工作状况的好坏，直接影响到高炉的稳定顺行。针对原料质量下降、粉末增多，易出现炉缸堆积现象，采取了加强筛分管理，提高筛分效果，尽可能筛除原料粉末；风口布局采用长短相结合，大小相结合，风口直径最大采用120mm，最小为80mm，风口长度最长采用260mm。通过合理的组合搭配，有效消除了由于原料强度差、粉末增加造成的炉缸中心堆积现象。3.4.2调整炉渣成份，制定适宜的造渣制度由于生产烧结矿所使用的进口粉矿比例增大，取消了钢渣，使烧结矿中Al2O3含量升高，MgO含量下降，炉渣中Al2O3含量由13.5%左右升高到14.0%以上，MgO含量由7.05%下降到6.5%左右，炉渣流动性变差。针对这一难题，采取了加萤石洗炉、加白云石增加MgO含量等措施，积极调整造渣制度，保持炉缸温度充足，改善炉渣流动性。通过这些措施，有效改善了炉缸工作状态，减少了炉况波动。3.4.3维持合理操作炉型维持合理操作炉型，对于高炉顺行至关重要。但由于原料强度下降，粉末太多，极易造成炉况失常，塌滑料增多，易造成炉身下部、炉腰部位炉墙结厚结瘤，影响炉况顺行。针对这种情况，采取了中部调节手段，通过控制炉身下部、炉腰部位的冷却壁进出水温差（见表4），使该部位炉墙内型保持合理，有效避免了粘结现象的发生；另外，在原料条件较差时，还适当调整装料制度，疏松边缘气流，主动改善料柱透气性，尽可能避免高炉塌滑料造成炉墙粘结。表4炉身中部、下部、炉腰、炉腹部位的水温差要求冷却壁形式温差控制范围炉身中部冷却板5～10℃炉身下部镶砖冷却壁20～30℃炉腰镶砖冷却壁15～25℃炉腹镶砖冷却壁10～20℃4应用效果分析（1）2002年，炼铁厂高炉炉料结构中减少、最终取消了进口印度球团矿，适当增加了生矿比例，有效降低了炉料结构总体成本。（2）由于高炉使用了较低成本的原燃料，有效缓解了铁前系统炉料的采购和供应压力，高炉接受了总体质量下降的焦炭，确保了焦化厂在炼焦煤质量下降的条件下，进行炼焦生产，大大缓解了焦化厂煤源紧张、库存下降的压力。（3）高炉低成本高效益运行技术的应用，正是在市场激烈竞争、原燃料价格不断上涨的形势下进行的，由于降本增效方面效果明显，因此有效提高了安钢在市场的竞争力。（4）在高炉熟料率比2001年下降4.18%，入炉品位下降0.98%的条件下，通过应用低成本高效益运行技术，确保了高炉稳定顺行。高炉全年利用系数达到了3.24t/(m3·d)，与原燃料条件非常好的2001年相同。实现了低成本原料条件下的稳产高产。（5）生铁产量的稳定和提高，较好地满足炼钢生产的需要，缓解了公司缺铁的矛盾，对稳定公司整体大局，对公司整体效益的提高，起到非常重要的作用。5结语（1）安钢高炉低成本高效益运行技术的研究，有效促进了高炉的稳定顺行、稳产高产，确保了公司钢铁平衡生产，确保公司整体系统生产的稳定。（2）高炉低成本高效益运行技术研究，为高炉炉料结构提供多种选择，并且拓宽了采购渠道，极大地缓解了原燃料采购供应紧张的矛盾，促进了铁前系统生产稳定。（3）原料市场供应紧张、价格上涨的不利条件下，探索合理最佳成本炉料结构，有效促进了原燃料成本的降低。（4）开展高炉低成本高效益运行技术攻关，有效促进高炉管理和高炉操作的创新，促进高炉操作水平上台阶。（5）开展高炉低成本高效益运行技术攻关，有效降低了生铁成本，稳定和提高了生铁产量，满足了炼钢对铁水的需求，极大的缓解了价格不断上涨的废钢的采购压力。（6）精料方针是提高高炉经济技术指标的基本条件，因此，开展低成本高效益运行技术研究，必须是在坚持精料方针的前提下运行。