青钢炼铁降低工序能耗实践

1、青钢炼铁降低工序能耗实践 【摘 要】针对当前钢铁市场形势，青钢炼铁通过采用精料、优化操作制度，提高煤比降低焦比等措施，使炼铁工序能耗从2005年的524.1 kg标煤/t降到2010年的418.61 kg标煤/t，其中2009年6月份达到最低411.49标煤/t。【关键词】高炉 工序能耗 降耗措施1.前言随着目前钢铁市场形势变化，钢铁企业如何节能降耗、降本增效显得尤为重要。炼铁工序能耗在钢铁联合企业能耗中占有举足轻重的地位，其工序能耗约占钢铁总工序能耗的70%。由于能耗高，也必然带来环境污染严重（包括粉尘和 CO 、SO 、NO 等）。因此青钢炼铁公司通过学习先进企业，结合自身特点和外围情况，

2、不断探索实践，使多项技术经济指标不断完善，其中2009年6月份工序能耗达411.49kg标煤/t，2010年全年累计到4月工序能耗达418.61kg标煤/t，比2008年降低30 kg标煤/t，节能降耗工作取得了较好的效果。2.青钢降低炼铁工序能耗措施工序能耗是指钢铁生产过程中的某一基本工序中，生产单位产品所消耗的能源总量，是衡量各工序能耗高低的重要指标。2010年4月份工序能耗结构情况见表1。表1 2010年4月份炼铁工序能耗结构情况燃料消耗 动力消耗 能源回收 工序能耗 焦炭 煤粉 焦丁 电 氧气 新水 煤气 TRT 单耗kg/t 311.01 118.54 38.84 16.08 3.6

3、4 0.153 65.67 2.66 419.93比例% 74.06 28.23 9.25 3.83 0.87 0.036 15.64 0.63 100.00从表1可以看出，燃料消耗在炼铁整个工序能耗中占绝大比例；所以，降低炼铁工序能耗，首先要想方设法降低燃料消耗，特别是要提高煤比降低焦比。青钢炼铁自2004年高炉喷煤工程建成投产以后，通过技术进步、改进设备和科学管理，并积极参加国内同行业的技术指标对标，取得了较好的成绩，2005年以来的青钢炼铁工序能耗情况见表2表2 2005年以来青钢炼铁工序能耗情况年份2005年2006年2007年2008年2009年2010年工序能耗kg/t524.14

4、51.6448.8446.6416.9418.61 备注：2010年累计到4月份表3 2009年06月炼铁工序能耗结构情况燃料消耗 动力消耗 能源回收 工序能耗 焦炭 煤粉 焦丁 电 氧气 新水 煤气 TRT 单耗kg/t 308.55 128.62 24.78 15.88 3.5 0.17 67.62 2.39 411.49比例% 74.98 31.26 6.02 3.86 0.85 0.04 16.43 0.58 100.00由表2、表3可以看出，2010年工序能耗比2005年降低了105.5 kg标煤/t，有效地降低了焦炭的消耗。2.1 降低燃料比燃料比是指冶炼1t生铁消耗的焦炭和喷吹煤

5、粉的总和。青钢高炉燃料消耗占吨铁能耗约112%，节能的重点在于节约燃料消耗。降低焦比和燃料比，不仅直接降低了高炉的燃料消耗，同时降低了高炉的鼓风电耗。2.1.1 高风温 通过热风带入高炉的热量大约占高温区热收入的16%，提高热风温度是降低燃料消耗的最直接，最廉价的技术措施。高风温的实现要解决三个问题：一是高风温的供给；二是避免热风炉炉壳出现晶间应力腐蚀；三是热风炉寿命要达到2025年1。 自2005年以来，青钢通过新建高炉、大修高炉逐步将原来的内燃式热风炉改造为顶燃式热风炉，对隔墙短路、拱顶渣化的热风炉进行抢修，热风炉的蓄热室格子砖改原来的七孔格子砖为十九孔格子砖，等技术措施，提高热风温度降低

6、焦比；解决热风温度提高后热风管道过热、膨胀节漏气、破裂等问题保障高风温的送出。同时高炉采用全关冷风大闸的方式将送出的热风能量全部利用，现平均热风温度达到1144，扣除即将大修的4#高炉，其余高炉平均热风温度可达到1158，燃料消耗占吨铁能耗从08年的112.35%降低到10年111.54%，工序总能耗降低约28 kg标煤/t。表4 自2006年以来青钢热风温度情况（）时间06年07年08年09年10年风温10581095103611191130 备注：2008年4#高炉热风炉炉役后期，影响热风温度比较大，08年给4# 新建一座热风炉。2.1.2 提高煤比 喷煤是高炉系统优化的核心。2004年1

7、1月青钢喷煤工程一期竣工投产，高炉开始喷煤之后，高炉焦比大幅下降，煤比迅速提高，但由于诸多方面的原因，2005年至2008年高炉煤比在130kg/t水平停滞不前。进入2009年后，由于原燃料质量改善，富氧率提高，高炉操作改进，煤比逐步提高，现基本达到170kg/t水平，燃料比同时降到525kg/t水平，迈入国内同类高炉先进行列。2010年高炉燃燃料比和工序能耗情况见表5.表5 2009年青钢高炉燃料比和工序能耗情况表(单位: kg/t)月份焦比煤比小焦块燃料比工序能耗1月325.63156.8241.07523.52417.192月326.42158.3144.01528.74421.033月

8、322.64157.1843.86523.68416.064月327.31156.1845.6529.09417.2合计325.5157.1243.64526.26418.612.1.3 添加煤粉助燃剂 生产实践证明，随着高炉喷煤量的增加，风口前煤粉的燃烧率有逐渐下降的趋势，对煤粉的充分利用不利，同时还会影响高炉的顺行。青钢炼铁根据生产实际，2009年10月-12月在煤粉中添加煤粉助燃剂以提高煤粉的燃烧率，提高煤粉置换比，降低焦比。表6 青钢添加煤粉助燃剂试验结果（kg/t）煤比焦比焦丁比燃料比综合焦比校正5#基准期173.8297.8650.31521.97474.63实验期172.2291

9、.8944.95509.04463.36对比-1.6-5.97-5.36-12.93-11.27-8.616#基准期174.86303.7747.55526.18479.32实验期172.1299.3344.22515.65470.18对比-2.76-4.44-3.33-10.53-9.145.82由表6可知，煤粉添加助燃剂后，在保持煤比基本不变的情况下，焦比有非常明显的降低，5#、6#高炉平均降低5.21 kg/t，扣除其他因素的影响，综合焦比平均降低7.22 kg/t。2.1.4 焦炭添加焦炭改性剂 在当前高炉喷煤比达到一定水平，焦比降低也到一定瓶颈时，寻求新的降低焦比方法就显得非常迫切，

10、青钢炼铁通过外出参观学习，与高校交流等途径，决定进行在焦炭上喷洒焦炭改性剂试验室试验，主要是通过喷洒焦炭改性剂来降低焦炭反应性（CRI）、提高焦炭反应后强度（CSR）达到降低焦比的目的。2.2 做好精料工作 原燃料质量稳定是高炉稳定顺行的保障，精料是降低炼铁工序能耗的物质基础。2.2.1 减少入炉原料粉末 青钢炼铁根据自2007进口块矿粉末增多的问题，新建块矿与筛分系统，加强对入炉块矿的预筛分；增建原料转运站烧结预筛分系统，并加强设备运转管理；同时加强槽下筛分管理，通过采取用双层棒条自清理机烧筛代替原有的梳齿筛等设备改造，以及采用控制料流、及时清理筛面等措施降低入炉粉末，目前高炉入炉粉末基本控

11、制在34%左右。2.2.2 减少入炉焦炭粉末青钢炼铁高炉生产多年来深受焦炭水份波动大、焦炭粉末多的影响，尤其是在焦炭质量不好及下雨、雪天气情况下。为解决此问题于2008年在高炉槽下投入使用焦炭烘干工程，利用热风炉废气对料仓内的焦炭进行预烘干，不但降低了焦炭的含水量，还能保持焦炭水分的稳定性，减少焦炭水分波动对炉况的不利影响，使焦炭水分降低约5%，且焦炭水分稳定，特别是雨季时效果更加明显，焦炭粉末降低3%以上，保证了高炉顺行。2.3 优化高炉操作制度，提高煤气利用率青钢每座高炉根据各自炉型设计特点，不断探索优化高炉操作制度。装料制度上先后经历正同装，大矿批分装到当前的大中矿批分装。送风制度上，风

12、口的长度由230mm到280mm，直到当前的以310mm为主，少数330mm为辅的格局，标准风速145m/s左右，选择较大的鼓风动能，优化炉缸初始煤气流分布，控制合理的冶炼强度，从而不断提高炉况顺行、稳定水平，提高煤气利用率。在热制度上以渣铁物理温度为主要参考标准，控制硅偏差，推行低硅冶炼，精心操作。在造渣制度上，提高炉渣三元碱度，降低二元碱度，控制炉渣MgO/Al2O30.66水平。2.4 提高TRT回收效率高炉TRT装置，是利用高炉炉顶煤气压力驱动汽轮膨胀机膨胀做功，带动发电机发电的能量回收机组，实际上是回收了原来在减压阀门中白白浪费的能量。自2007年年底开始到2008年4月中旬，青钢6

13、座高炉先后配备了3套共用型TRT装置，通过高顶压操作，青钢高炉TRT装置吨铁发电量21kWh，可降低工序能耗2.47kg/t。由于调压阀组不严密，风机、管道阀门系统压力等方面的问题，青钢高炉TRT装置发电量仍待继续提高。2.5 提高煤气回收量，降低煤气消耗 由于青钢煤气系统管理和计量上面的先天不足，炼铁工序外煤气用户的使用总量即为炼铁工序的煤气回收量，这一管理思路使炼铁工序的能源回收量减少很多。青钢缺乏高热值煤气，在煤气用户采用蓄热式燃烧方式，在高炉燃料比下降吨铁煤气量大幅减少的情况下，再上技改项目煤气供应量已显不足。高炉工序通过改善计量，改变热风炉形式，优化热工制度、余热回收等形式提高热效率

14、，减少煤气消耗，同时通过监督煤气计量等形式提高煤气回收量。2005年以来青钢高炉吨铁煤气回收量见表7.表7 2005年以来青钢高炉吨铁煤气回收量年份2005年2006年2007年2008年2009年煤气回收量m3/t484.00547.90556.52630.70636.82.6 加强能源管理，减少动力消耗 高炉鼓风机、热风炉助燃风机、除尘风机、磨煤机等设备是炼铁工序用电的主要设备，通过制订消耗定额，配套相应考核管理办法，降低耗用电量。炉前水力冲渣，循环水泵房是炼铁工序主要用水点，通过按水质串级使用，引厂内工业和生活废水补充冲渣水，水平衡测试制订消耗定额，配套相应考核管理办法，降低新水耗用量。对于氧气、氮气、压缩空气、蒸汽等能源介质主要是合理使用，减少跑冒滴漏等。青钢还大力宣传节能降耗，降成本的重要性和迫切性，鼓励各岗位职工以合理化建议、自主管理等多种形式参与节能降耗。3.结语3.1 高炉生产的稳定顺行是降低高炉工序能耗的基础，必须继续做好精料工作，维护好设备，稳定和提高高炉的稳定顺行水平。3.2 高风温，大喷煤，能源回收是降低工序能耗的主要措施。3.3 跟踪国内同行先进指标，对