摘要：通過查閱我國(guó)2015年19座4000m3以上大型高爐的生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)，將本鋼新1號(hào)高爐與其他18座高爐進(jìn)行對(duì)比分析，嘗試從原燃料條件、生產(chǎn)操作等方面剖析本鋼新1號(hào)高爐存在的問題及差距。并在此基礎(chǔ)上，根據(jù)新1號(hào)高爐實(shí)際情況，分析解決問題的可行性，提出具體的改進(jìn)方向及措施，從而實(shí)現(xiàn)本鋼在“新常態(tài)”時(shí)代背景下的節(jié)能減排、降本增效。

關(guān)鍵詞：大型高爐；生產(chǎn)指標(biāo)；節(jié)能減排；降本增效；

1.序言

隨著大型高爐煉鐵單位投資少、效能高和冶煉成本低等優(yōu)勢(shì)的不斷顯現(xiàn)，高爐大型化已經(jīng)成為了我國(guó)煉鐵技術(shù)主流的發(fā)展方向[1]。隨著2015年9月寶鋼湛江1號(hào)高爐、2015年10月包鋼8號(hào)高爐和2016年7月寶鋼湛江2號(hào)高爐相繼點(diǎn)火投產(chǎn)，我國(guó)4000m3以上大型高爐總數(shù)已經(jīng)達(dá)到22座。以寶鋼、首鋼為代表的大型高爐，通過幾十年的科研攻關(guān)和技術(shù)創(chuàng)新，不斷完善操作理念，持續(xù)優(yōu)化操作水平，在高爐操作與管理上取得了巨大的進(jìn)步，大部分指標(biāo)已經(jīng)處于世界先進(jìn)水平[2-3]。

    本鋼作為我國(guó)較早的鋼鐵企業(yè)之一，曾經(jīng)為新中國(guó)建設(shè)做出過貢獻(xiàn)。而隨著我國(guó)高爐大型化的不斷發(fā)展，本鋼也于2008年10月9日建成并投產(chǎn)了我國(guó)東北地區(qū)最大的高爐，本鋼新1號(hào)高爐，高爐容積4747m3。新1號(hào)高爐采用了很多當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)設(shè)備，如盧森堡PW公司生產(chǎn)的帶分料器的固定上料罐串罐式無鐘爐頂，薄壁內(nèi)襯銅冷卻壁，聯(lián)合軟水密閉循環(huán)，環(huán)保英巴法水渣處理，環(huán)縫煤氣清洗及TRT余壓發(fā)電等。投產(chǎn)一段時(shí)間內(nèi)，也創(chuàng)下了日產(chǎn)過萬，焦比320kg/t以下，燃料比500kg/t以下的本鋼歷史最好指標(biāo)[4]。但由于受到原燃料條件和大高爐操作理念不完善的限制，新1號(hào)高爐在長(zhǎng)期維持高效低耗方面做的不好，與國(guó)內(nèi)先進(jìn)指標(biāo)還存在明顯的差距。

本文根據(jù)中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)高爐生產(chǎn)技術(shù)專家委員會(huì)2015年對(duì)我國(guó)4000 m3以上大高爐的月度生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)[5-6]，重點(diǎn)對(duì)高爐主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、原燃料指標(biāo)、操作參數(shù)等進(jìn)行對(duì)比，認(rèn)清本鋼新1號(hào)高爐存在的問題及差距。并在此基礎(chǔ)上，根據(jù)新1號(hào)高爐實(shí)際情況，分析解決問題的可行性，提出具體的改進(jìn)方向及措施。希望可以通過本文的研究，為我國(guó)其他大型高爐的發(fā)展提供參考。由于寶鋼湛江1號(hào)、2號(hào)高爐和包鋼8號(hào)高爐投產(chǎn)時(shí)間較近，不參與本文的統(tǒng)計(jì)及分析。

2.主要指標(biāo)對(duì)比

2.1 高爐利用系數(shù)及燃料消耗

中國(guó)19座大高爐的爐容與利用系數(shù)，大高爐的平均爐容為4565.47 m3，平均利用系數(shù)為2.06 t/(m3·d)，本鋼新1號(hào)高爐容積4747m3，利用系數(shù)為1.98 t/(m3·d)，低于國(guó)內(nèi)平均水平0.08 t/(m3·d)，相差并不是很大。這說明包括本鋼在內(nèi)的中國(guó)煉鐵，由重視生產(chǎn)指標(biāo)等短期效益向高爐長(zhǎng)壽、優(yōu)質(zhì)鐵水生產(chǎn)方向轉(zhuǎn)變，高爐操作者更加注重長(zhǎng)期的效益和高爐的穩(wěn)定順行。燃料消耗方面，大高爐焦比、煤比和燃料比情況，全國(guó)大高爐平均焦比為347.11 kg/t、煤比為154.18 kg/t、燃料比為501.29 kg/t。從燃料結(jié)構(gòu)來看，寶鋼的四座高爐焦比最低，煤比最高，說明置換比是很高的，整體燃料比在485 kg/t左右，已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平。本鋼新1號(hào)高爐焦比為389.74 kg/t，煤比125.25 kg/t，燃料比515 kg/t，與平均水平相比，分別相差42.63 kg/t，28.93 kg/t和13.71 kg/t，與國(guó)內(nèi)先進(jìn)企業(yè)指標(biāo)相比，均有很大的上升和優(yōu)化空間。

2.2 原燃料指標(biāo)

   原燃料條件對(duì)高爐煉鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的貢獻(xiàn)率約為70%，所謂的“七分原料，三分操作”。那么，如何在不增加冶煉成本的情況下，完成好“精料”工作，將是一場(chǎng)持久戰(zhàn)。

2.2.1焦炭

焦炭是高爐冶煉的最后一道防線。隨著富氧大噴煤技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)大型高爐置換比呈現(xiàn)逐步上升的趨勢(shì)，以寶鋼為代表的低焦比、高煤比、低燃料比技術(shù)得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步。隨著低焦比冶煉技術(shù)的日趨成熟，焦炭在高爐內(nèi)的作用也是日漸突出，因此對(duì)入爐焦炭的質(zhì)量提出了更高的要求。是我國(guó)大型高爐2015年使用焦炭質(zhì)量情況，焦炭灰分平均為11.96%，含S量平均為0.69%；新1號(hào)高爐焦炭灰分為12.14%，含S量為0.71%；焦炭M40平均為89.61%，M10平均為5.56%，新1號(hào)高爐焦炭M40為89.47%，M10為5.47%，焦炭CSR平均為69.11%，CRI平均為22.71%，新1號(hào)高爐焦炭CSR為68.79%，CRI為20.41%；焦炭平均粒度平均為51.33mm，焦丁比平均為37.21kg/t，新1號(hào)高爐焦炭平均粒度為51.69mm，焦丁比為56.66kg/t。從以上指標(biāo)可以看出，本鋼新1號(hào)高爐使用焦炭的灰分和含S較高，冷強(qiáng)度和熱強(qiáng)度指標(biāo)接近國(guó)內(nèi)平均水平，反應(yīng)性和平均粒度稍好，但焦丁比高出平均水平近20kg/t。本鋼新1號(hào)高爐使用的焦炭是本鋼自產(chǎn)焦炭，從精料角度出發(fā)，焦炭質(zhì)量還有進(jìn)一步優(yōu)化的空間，努力改善冷強(qiáng)度和熱強(qiáng)度的同時(shí)，減少高爐焦丁用量，從而對(duì)優(yōu)化爐況有所幫助。

2.2.2爐料結(jié)構(gòu)及入爐品位

由于我國(guó)自產(chǎn)的鐵礦石品位較低，因此大部分的高品位鐵礦石需要從國(guó)外進(jìn)口，大高爐的爐料結(jié)構(gòu)為高堿度燒結(jié)礦、球團(tuán)礦及塊礦。 所示為全國(guó)大高爐的爐料結(jié)構(gòu)比例圖，大高爐燒結(jié)礦、球團(tuán)礦及塊礦的平均比例為71.12%、21.21%、7.71%，本鋼新1號(hào)高爐分別為68.52%、25.85%、5.63%。為入爐原料的平均粒度及入爐品位，其平均值分別為20.93 mm和59.17%，新1號(hào)高爐為20.19mm和58.88%，這兩個(gè)指標(biāo)均低于平均水平。本鋼應(yīng)發(fā)揮出自有礦山礦石品位高的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步提高入爐品位和平均粒度，為新1號(hào)高爐生產(chǎn)提供更優(yōu)質(zhì)的原料。

  2.3操作參數(shù)

2.3.1鐵水情況

為大高爐鐵水含硅量及鐵水溫度、平均值分別為0.43%、1504℃；本鋼新1號(hào)高爐分別為0.47%、1497℃。對(duì)于低硅冶煉的高爐，應(yīng)該在保持適當(dāng)?shù)蔫F水溫度時(shí)，盡量降低高爐的生鐵含硅量。從數(shù)據(jù)可以看出，新1號(hào)高爐再進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)低硅冶煉技術(shù)上還有優(yōu)化的空間，在保證高爐穩(wěn)定順行的前提下，可以采取相應(yīng)的方法繼續(xù)優(yōu)化。高爐生鐵一級(jí)品率是指生鐵含硅量大于0.25%，含硫量小于0.03%的生鐵占所有生鐵的比例。為大高爐鐵水含硫量和一級(jí)品率，平均值分別為76.82%，0.029%，新1號(hào)高爐分別為79.5%，0.031%，一級(jí)品率稍好于平均水平。

2.3.2 爐渣情況

全國(guó)大高爐的平均渣量及二元堿度，平均水平分別為302.79 kg/t，1.19；本鋼新1號(hào)高爐分別為368.16kg/t，1.14，渣量較大，堿度較低，這當(dāng)然與爐料結(jié)構(gòu)有關(guān)系，可以發(fā)現(xiàn)，應(yīng)該提高燒結(jié)礦的品位，減少球團(tuán)礦的配比，適當(dāng)提高爐渣堿度，從而提高大高爐爐缸的蓄熱能力，提高脫硫效率，減少渣中的帶鐵量。

是我國(guó)大高爐爐渣中Al2O3、MgO含量以及MgO/Al2O3，平均水平分別為14.12%、7.36%和0.52，本鋼新1號(hào)高爐分別為11.95%、7.9%、0.66。可以看出，本鋼新1號(hào)高爐原料中的Al2O3含量較低，而MgO含量較高，因此MgO/Al2O3最高，從合理爐渣結(jié)構(gòu)角度出發(fā)，造成了MgO資源的浪費(fèi)。因此可以減少燒結(jié)礦中菱鎂石的配比，提高燒結(jié)礦的品位，降低焦比，提高產(chǎn)量，降低爐渣中的MgO/Al2O3，進(jìn)而從燒結(jié)和高爐兩方面實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，降本增效。《本鋼高爐低鎂爐渣冶煉技術(shù)攻關(guān)》已經(jīng)確認(rèn)為本鋼集團(tuán)2016年重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，預(yù)計(jì)每年可以節(jié)約冶煉成本近千萬元。

2.3.3 煤氣利用率

煤氣利用率是反應(yīng)高爐生產(chǎn)水平的重要指標(biāo)之一，煤氣利用率高時(shí)，燃料比一般較低。而煤氣利用率除了與原燃料條件有關(guān)外，當(dāng)然與操作水平也是息息相關(guān)[7]。上下部調(diào)劑是否和諧統(tǒng)一、煤氣流分布是否合理就是決定煤氣利用率高低的重要原因。全國(guó)大高爐煤氣利用率平均為48.54%，本鋼新1號(hào)高爐為僅為44.76%，比平均值還要低近4個(gè)點(diǎn)。因此，進(jìn)入2016年，本鋼板材煉鐵廠集中力量在優(yōu)化操作制度上下功夫，本鋼新1號(hào)高爐通過優(yōu)化裝料制度，改善了煤氣流的分布，成功減輕了邊緣，減少了中心焦量，促使煤氣分布由Ⅲ型向Ⅳ型靠攏[8]，煤氣利用率上升至49%左右，進(jìn)一步降低了燃料消耗。

3.結(jié)論

近年來我國(guó)大高爐得到了充分的發(fā)展，操作水平顯著提高，裝備水平與智能化水平也得到了加強(qiáng)，以寶鋼、首鋼為代表的大型高爐已經(jīng)取得了令人矚目的優(yōu)異成績(jī)。在鋼鐵行業(yè)進(jìn)入“新常態(tài)”的時(shí)代背景下，本鋼也要向知名企業(yè)看齊，對(duì)比分析自身的差距和不足，逐步通過轉(zhuǎn)型升級(jí)、發(fā)展創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)企業(yè)的節(jié)能減排、降本增效。

作為遼寧省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的領(lǐng)軍企業(yè)，本鋼集團(tuán)肩負(fù)著“以鋼鐵力量支撐美好生活”的神圣使命，瞄準(zhǔn)“中國(guó)最具影響力的特大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)和備受尊重的世界500強(qiáng)優(yōu)秀企業(yè)”目標(biāo)，傾力構(gòu)建面向世界面向未來的全新戰(zhàn)略布局，努力把自身打造成為社會(huì)和公眾提供最具價(jià)值產(chǎn)品與服務(wù)、為員工創(chuàng)造幸福生活的世界級(jí)優(yōu)秀企業(yè)集團(tuán)。

作為本鋼的一名普通員工，我只想說：百年本鋼鑄就百年輝煌，且行且遠(yuǎn)且美好！

參考文獻(xiàn)

[1] 徐樂江．深化改革努力創(chuàng)新加快鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展—在中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)2014年理事(擴(kuò)大)會(huì)議上的報(bào)告[J]．中國(guó)鋼鐵業(yè)，2014(2)：5．

[2] 朱仁良. 寶鋼大型高爐操作技術(shù)與管理[J]. 煉鐵，2014,33(4):1.

[3] 張賀順,任全烜,郭艷永,等. 首鋼京唐公司煉鐵低成本冶煉實(shí)踐[J]. 中國(guó)冶金,2015,25(9):27.

[4] 王鳳民.本鋼新1號(hào)高爐投產(chǎn)一年思考[J].2010年全國(guó)煉鐵生產(chǎn)技術(shù)會(huì)議暨煉鐵學(xué)術(shù)年會(huì)文集（上）,2010,116.

[5] 周傳典. 高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊(cè)[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，2002.

[6] 姜曦, 周東東.近年來我國(guó)大高爐生產(chǎn)指標(biāo)淺析[J]. 煉鐵，2016,35(3):10.

[7] 劉云彩. 現(xiàn)代高爐操作[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，2016.

[8] 劉云彩. 高爐布料規(guī)律（第四版）[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2012.