强化操作管理降低生铁含硅.doc

强化操作管理降低生铁含硅单 位：安阳钢铁股份有限公司小组名称：炼铁厂5#高炉值班室QC小组发 表 人：孙智慧发表时间：2011年3月一、小组概况 表1 炼铁厂5#高炉值班室QC小组概况小组名称炼铁厂5#高炉值班室小组小组类型攻关型成立时间2009年1月 注册号AG2009/03-14重新注册时间2009年1月本次活动时间2010.12010.12本次活动次数12次小组成员简介姓 名性别年龄文化程度职称/职务组内职务TQC教育情况张希刚男38本科工程师-主任组长 小组全体成员均受过全面质量管理教育。张全喜男36本科工程师-副主任副组长刘春亮男42技校工程师-书记 副组长孙智慧男37本科工程师-工长组员 任景波男36本科助工-工长组员 姚 琳男39本科工程师-工长组员 徐化文男36本科助工-工长组员 杨建国男35技校工长组员 杨 冰男35技校工长组员程志国男34技校工长组员历 年 活动 情 况 小组成立以来，围绕炼铁生产，运用TQC方法，积极开展活动，并在高炉稳定顺行，优化指标，低成本运行等方面取得了满意成绩。制表：徐化文 审核：张希刚 制表时间：2010年1月5日二、选题依据高炉操作方针：高产、优质、低耗、长寿。选择课题：强化操作管理降低生铁含硅市场需要： 降低成本、提高抵御市场风险能力。上、下道工序要求： 上道工序：减轻焦煤采购压力，实现铁焦平衡；下道工序：低硅、低硫。公司指导方针： 低成本运行，综合效益最大化。安钢炼铁厂五高炉自大修投产以来，生铁含硅一直居高不下，生铁成本压力较大。众所周之，降低燃料比可以有效降低生产成本。但在现有既定条件下，如何降低燃料比，只能从操作上下工夫，寻找节能降耗的途径，这是我们小组面临的最大问题。通过认真研究分析以往的技术数据和兄弟高炉的经验数据，我们小组决定从生铁含硅上寻找突破口。降低生铁含硅量不仅是生产趋势，而且在当前严峻的市场形势下，可以降低成本，减轻焦煤用量，降低采购压力，减少环境污染，符合公司经营指导方针和市场需要。并且有利于炼钢的生产。可见，降低生铁含硅不仅可以获得社会和经济上的效益，而且技术上也可以获得更好的指标，并对下道工序的炼钢具有缩短炼钢时间的好处。三、现状调查2010年1月，我们五高炉QC小组对2009年五高炉生铁含硅情况进行统计分析。统计分析数据见表2；表2 安钢炼铁厂5#高炉2009年生铁含硅及燃料比统计表项目1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月全年【Si】，%0.630.660.620.580.590.590.610.620.610.620.610.600.61燃料比，kg/t553551554550545547549556555547548547550制表：孙智慧 审核：张希刚 制表时间：2010年2月10日从表中我们发现，五高炉2009年生铁含硅平均水平是偏高的，而且含硅量较低的月份很少，只有、4、5、6三个月。而燃料比的情况也不理想，较高的月份也是占了多数，并且硅高的月份燃料比基本上都是偏高，尤其是3、9月份，燃料比更高。而且，与兄弟高炉相比较，五高炉生铁含硅和燃料比基本上都是偏高的。四、可行性分析1、可行性分析在同样的外围设备、同样的原料条件下，五高炉出现这种高能耗、低效益的情况，一定有其特殊性给高炉操作带来了不利因素。但这并不是说五高炉没有潜力可挖，相反，如果调整好操作思路，充分发挥五高炉的优势，五高炉降本增效的潜力应该是最大的，进一步降低生铁含硅量的工作困难程度不但不会很大，而且具备更大的潜在优势。降低生铁含硅要求条件严格。包括：精料、稳定的焦炭质量、合理的炉型、适宜的操作制度、良好的设备运行等。五高炉所用原料，包括烧结矿、球团、生矿和焦炭均由炼铁厂统一调度，使用情况基本和其它几个同级别高炉相同；在高炉设计炉型上，五高炉使用大型冷却模块，具有更大的内部空间和炉缸容积，生铁成分稳定性从理论上应该更好；但在生产实际中，实际炉型的稳定性不是很理想，渣皮在炉墙上粘结的不稳定性十分突出；设备运行上，五高炉所有设备均运行正常，不存在生产隐患和频繁发生突发设备事故的可能性，在设备上给降低生铁含硅提供了基础保障；热风炉提供风温达到1100以上，炉缸物理热量来源充足快捷，防事故能力更强。综上所述，只要高炉操作在操作制度上有更进一步的好措施，使渣皮稳定，各种操作制度运用得当，降低生铁含硅是可以实现的。分析五高炉的现状，就高炉操作而言，所要做的就是在现有原料条件和设备条件下，如何提高炉况稳定率，做到长期稳定顺行。在长期稳定顺行的基础上，指标优化也就水到渠成，降低生铁含硅才能更有效果。表3 目标可行性分析表有利因素不利因素1 厂领导大力支持，小组成员经验丰富。2 高炉工艺操作制度完善，高炉操作和管理处于领先水平。3 热风炉大修改造后风温达到1100。4 原料场大型振动筛的投用，可以减少球团矿和块矿中粉末的含量。5 与喷煤车间紧密合作，强化喷煤操作管理。6 设备运行可靠稳定。1 原燃料质量稳定性不可预测。2 料柱透气性对焦炭质量的依赖性增强。3 炉料结构不稳定，容易造成炉况不顺，渣中AL2O315%，MgO8%。4 大型冷却模块设计有缺陷，渣皮和煤气流稳定性差。5 煤粉质量不稳定，影响煤粉燃烧率，煤粉置换率低；6 喷煤设备老化，存在不可测因素。制表：孙智慧 审核：张希刚 制表时间：2010年1月10日2、目标确定经过小组成员认真讨论分析，最后确定2010年降硅工作的目标为： 由2009年生铁含硅0.61%降到0.56%。五、原因分析小组从以上因素进行详细分析，对2009年高炉制约生铁含硅的因素进行了全面剖析，从“人机料法环”几个方面找出末端因素，并绘制出了因果图。（见图）图1 高硅因果图人机料责任心不强调整不到位考虑问题不全面原料成份波动大炉料结构不稳定硅含量高外围设备事故设备事故多焦炭强度差富氧能力差风温水平不高煤粉质量波动大热制度不当自然灾害装料与送风制度不合理气温变化大天气恶劣造渣制度不稳定环法制图人：杨 冰 审核人：张希刚 制图时间：2009年1月25日针对五高炉的具体情况，结合末端因素的分析情况，实现高炉生产指标的优化，生铁含硅量的降低，在“人机料法环”几个方面存在的制约因素，综合起来，不外乎以下几个方面：天气与气温、热制度、装料与送风制度、冷却制度、造渣制度、原料筛分管理与质量、设备运行管理、风温水平的应用、喷煤富氧的应用、操作水平。我们对以上几个方面进行了认真分析，研究和讨论了以上问题在五高炉的实际生产中的重要程度，分析出了重要因素。具体分析如下：天气与气温：天气和气温的变化是影响炉况的因素之一，尤其是空气湿度和温度的影响，直接影响炉温高低，但不至于失去控制，除了特别恶劣天气，完全有条件控制铁水含硅量。结论：非要因热制度：热制度直接表现为铁水含硅量和铁水物理热量的高低水平，热制度制定和执行的程度如何，直接指导和检验着生产情况，直接影响到生铁含硅量的降低。附：2009年热制度硅控制情况控制范围全年平均实现情况0.40-0.650.630.61结论：要因装料与送风制度：装料与送风制度有一个共同的作用，就是共同影响煤气流的分布和煤气的充分利用。在高炉炼铁中，煤气的分布和利用十分关键，决定着炉况的顺行和燃料的消耗。冶炼低硅铁，降低生铁含硅没有炉况的稳定顺行是不行的，而脱离燃料消耗只谈降低生铁含硅也是不科学的，所以，充分利用煤气热能和化学能才是重中之重，是生铁含硅量能不能进一步降低的关键所在。结论：要因冷却制度：五高炉所采用的冷却设备为大型模块，在其它高炉上也有一定的应用，在冷却介质上采用公司统一冷却循环水，水压和其它高炉一样合理控制，水压都稳定在1.8公斤左右，除个别炉况失常和冷却设备损坏等情况外，冷却制度对高炉生产的影响较小，基本不影响生铁含硅量。结论：非要因造渣制度：造渣制度直接关系到生铁质量。高炉炼铁过程中的脱硫很关键，而合理的造渣制度就是对生铁质量的合理控制。没有合适的造渣制度，只能通过提高生铁含硅来保证生铁质量，而且，造渣制度不合理也直接影响煤气在炉内的运行，影响煤气能量的应用，影响生铁硅硫还原。结论：要因原料筛分管理与质量：精料是高炉稳定顺行的基础，实施“高、净、熟、稳、小、匀”的精料方针是高炉高产低耗的基本途径。安钢炼铁厂350m3高炉采用统一的原料储存和管理模式,筛分制度也是相同,可见原料筛分管理并不是制约五高炉生产的主要原因。结论：非要因设备运行管理：五高炉连年来设备运行状况良好，设备运行也在寿命期限之内，不存在设备风险。附：5高炉主要设备运行状况统计设备名称泥炮主卷扬炉顶风机规定寿命2年10年5年20年使用年限1年6年1年4月12年点检周期1次/班1次/班1次/班2次/班结论：非要因风温水平的应用：五高炉的热风炉是先进的顶燃式热风炉，可以提供1100左右的高风温，比同级别其他高炉风温水平都高，完全能满足生产需要。附：各高炉风温情况统计炉别1235最高111010979571183最低97410938301113平均104110049011136结论：非要因喷煤富氧的应用：五高炉的喷煤和富氧是和其他兄弟高炉使用的一个系统，在煤氧的供应上完全一样，不存在限制生产的环节。富氧站1高炉2高炉3高炉5高炉喷吹站1高炉2高炉3高炉5高炉结论：非要因操作水平：五高炉的技术力量还是很过硬的，从车间主任到值班工长都是有长期实践经验的工程师或助理工程师；炉前大组长和小组长都是经过考察，从实际生产中挑选出来的实践经验丰富的资深职工，技术力量并不低。结论：非要因六、要因确定 由以上分析可知，热制度；装料与送风制度；造渣制度，也就是高炉生产的“四大制度”是造成生铁含硅高不稳定的主要原因。七、制定对策针对上述个主要因素，小组制定了相应对策。见表4； 表4 对 策 表序号现 状对 策达到目的负责人1热制度细化炉温管理方式，建立实时分析制度。发现炉温变动及时分析处理，保证煤气二次分布合理，炉况顺行。张希刚任景波孙智慧杨 冰2装料与送风制度探索合理装料与送风制度。稳定气流初始分布及第三次分布，刘春亮杨建国姚琳3造渣制度参考铁水物理热，严格控制生铁含硅含硫。减少生铁质量波动，保证软熔带透气性及炉况顺行，优质低耗。张全喜徐化文杨建国制表人：杨建国 审核：张希刚 制表时间：2010年2月10日八、对策实施在精料的基础上进一步降低生铁含硅，不仅能节能降耗提高产量，而且低硅冶炼有利于降低炉内SiO蒸气，减少炉腹煤气量，能促进炉况顺行、稳定。5高炉在保证了炉缸活跃的基础上，以铁水的物理温度作为主要衡量炉温的手段要求铁水物理温度1420，大胆地降低铁水含硅。降低生铁含硅是一个系统工程，为了保证生铁硅含量下降，我们从四大制度着手，做了以下工作。实施一：下调热制度硅含量 小组研究和分析了近几年来的操作方针中对硅含量的控制方法，并对执行情况进行了总结和讨论，得出的结论是第一，方针制定的范围过高，使工长在调解时余地过大，进而放松警惕，造成硅含量大范围波动，结果显得执行情况差；第二，炉前工作质量制约了生铁含硅的稳定性。所以，小组决心从方针上降低硅含量，改进执行情况，提高执行效果，同时狠抓炉前出铁管理。经过分析，方针中硅含量由2009年的0.40-0.65下调至0.35-0.58，范围缩小，含量下调。实施二：尝试有效的装料与送风制度 加强高炉操作，保证炉况顺行是降低硅含量的必要条件。5高炉由主任张希刚、副主任张全喜、值班室全体工长负责，尝试了有效的装料与送风制度：、 大批重厚焦层高炉内煤气流主要是从焦炭层通过，随着焦炭层厚度的增加，煤气流通过阻力会减小。而焦炭层的厚度取决于焦批的大小，采用大料批后确保了焦窗厚度，提高了炉料透气性，稳定了气流，有利于煤气流的稳定分布和有效利用,为低硅冶炼和燃料比的降低创造条件。表5 平均矿焦批重对比项目矿批/kg焦批/kg攻关前88002050攻关后96002200制表人：杨建国 审核：张希刚 制表时间：2011年2月10日、 大风量、高风温及高富氧率低硅冶炼要求炉缸的热量和热储备要稳定在一个很低的水平，在没有稳定合格的进风状况做保证的前提下，很容易出现煤气流的急剧变化，使炉况出现突然失常，给生产带来大的负面影响，所以我们在送风制度上采用了大风量、高风温及高富氧率的方式来提高炉缸热量的快速补充，并在生产中坚持及时补充炉缸热储备。大风量可以满足高炉冶炼强化，利于吹透中心。由于热风带入炉内的热量占高炉热量来源的近40%，风量增大后，热风带入的热量增加，不仅能及时补充炉缸热量，而且能加大风速和鼓风动能，吹透中心，活跃炉缸，保证回旋区及煤气初始分布，为煤粉的喷吹和燃烧创造条件。但鼓风动能要适宜，过大或过小都不能得到合理的燃烧带和合适的回旋区，不能保证煤气流合理分布。高风温不仅可以提高风口前理论燃烧温度，确保和提高煤粉的燃烧，而且，使用高风温后，热风带入炉内的热量在入炉总热源中的比重增大，可以降低入炉含硅燃料的用量，减少炉内硅还原，为降低生铁含硅量创造条件。高富氧率不仅可以提高风口前理论燃烧温度，利于多喷煤粉，提高煤粉燃烧率，减少吨铁煤气量，提高炉料透气性，而且富氧也是强化冶炼、提高产量的一个重要手段。表6 平均风量、富氧、风温对比项目风量/万m3风温/富氧率/%攻关前4.811002.37攻关后4.9511002.65制表人：杨建国 审核：张希刚 制表时间：2011年2月10日、 上、下部调剂相结合合理的煤气流是高炉稳定顺行指标优化的基础，也是低硅冶炼的首要条件。要取得合理的煤气流分布，必须上下部调剂相互配合，保证煤气在炉缸的初始分布合理，保证煤气流经过固料区后在边缘和中心的科学分布。根据不同的原料条件和冶炼进程，及时改变生产参数，上下调整统一一致。比如，在因故风量降低时，及时改变上部装料制度来适应风量的变化，在原料变化时及时调整风量来适应煤气流的改变等。部位炉缸炉身炉喉上部调剂辅主主下部调剂主主辅、 高顶压稳定压差操作低硅冶炼以后，料柱中矿焦比上升，炉料重量上升，料柱透气性变差，但“炉料重量上升”和“料柱透气性变差”是一个矛盾体，前者有利于炉料下降，而后者对炉料下降是不利的。在这种矛盾下，高炉内煤气流很可能发生分布失常，使炉料产生突然的停滞或塌陷。我们采取适当提高炉顶压力，保证合理压差的方法解决了矛盾，并提高了煤气能量的利用。高顶压不仅能降低压差，有利于煤气稳定分布和炉料均匀下降，保证炉况顺行，而且高顶压能延缓煤气流在炉内的流速，增加煤气与矿石的接触时间，有利于提高煤气热能和化学能的利用，增加煤气对矿石的预热和还原，减少矿石还原过程对燃料的依赖，进而有条件降低燃料消耗，降低入炉总硅量，为低硅冶炼创造条件。表7 平均顶压压差对比项目顶压/KPa压差/KPa攻关前6789攻关后7284制表人：杨建国 审核：张希刚 制表时间：2011年2月10日实施三：适当提高炉渣碱度随着铁水含硅量的下降,铁水物理热也会跟着下降,渣铁流动性降低；而且生铁含硅量下降后，生铁含硫量将受到威胁。如果不采取适当措施，炉缸活跃度将下降，影响正常生产，炉前工作量将大大增加，增加出铁放渣难度，生铁含硫升高，产品质量下降。针对这一状况，我们采取了以提高炉渣二元碱度和三元碱度为主的方法，同时解决了上述困难。二元碱度适当提高后，在不影响高炉顺行的前提下，提高了炉渣的脱硫能力；三元碱度增加主要是提高渣中MgO含量，提高镁铝比，改善渣铁流动性。在个别特殊炉况下，甚至采取增添萤石入炉来改善渣铁流动。表8 平均炉渣碱度对比项目二元碱度三元碱度渣中MgO攻关前1.121.317.62攻关后1.161.3810.84制表人：杨建国 审核：张希刚 制表时间：2011年2月10日九、效果检查1、 活动前后指标对比：（见图）开展攻关以后，五高炉生铁含硅大幅度下降，铁水物理热充足，在适当提高炉渣碱度后，生铁含硫下降，渣中MgO含量提高，渣铁流动性改善，生产稳定性增强，生铁产量质量均上了一个新台阶。生铁成本有所下降，工序能耗降低，完全符合攻关前的预期，获得了一定的经济效益和社会效益，提高了小组能力，攻关活动很成功。表9 活动前后指标对比项目攻关前攻关目标攻关后生铁含硅/%0.610.560.53制表人：贶宝毅 审核：张希刚 制表时间：2010年2月10日制图人：杨 冰 审核人：张希刚 制图时间：2011年1月25日2、经济效益；本次PDCA循环，生铁含硅降到了0.53%，超过活动目标0.02%，较2009年下降了0.08%。根据经验生铁含硅每降低01，生铁增产0507，燃料比降低4-6kg/t来计算，年创经济效益：增产情况：年产量-年产量（1+