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唐钢炼铁厂生产过程精细化实践

闫宝忠，薛凤萍，郝新文，周永宁

(河北钢铁集团唐钢公司炼铁厂，河北唐山  063020)

摘要：唐钢炼铁厂通过操作标准化提高了人员素质及生产组织水平。通过对生产工序参数进行“基准值、目标值”控制实现了参数的不断优化；通过优化配矿结构、控制混匀矿的SiO₂保证入炉烧结矿的相对稳定，降低了生铁成本；通过开展提高烧结能效的技术研究降低了烧结工序能耗；通过降低铁水硅含量、控制高炉有害元素保高炉稳定顺行降低了燃料比；充分利用能源集中管控平台，量化、细化能源管理工作，不断降低各项能源消耗。

关键词：精细化；优化；控制；能源

前言

近年来，国内钢铁产量迅速提高，铁矿石和煤炭需求量剧增，原燃料价格逐年上涨。原燃料的高价位和钢材市场的低迷使钢铁厂的利润空间被挤压得越来越小。在这种大环境下，企业必须加强精细化管理，努力优化资源结构、降低能源消耗，不断降低生产成本，才能在市场中生存和发展。

唐钢炼铁厂紧紧抓住“挖潜增效”这条主线，将精细化管理贯穿到技术、管理和具体操作的每个环节，对生产过程进行精细化管理，努力探索合理的高炉基本操作制度、烧结操作方法。各工序主动对标，持续改善，不断提高，不断优化各项工艺参数，以各项技术经济指标的全面改善来提高综合效益，实现了炼铁生产的可持续发展。

1生产过程精细化的必要性

精细化管理就是提高每个管理环节中的“质量”，是将每项管理责任精确细化到每天、每件事、每个人，实施全方位管理，把管理的各要素全部纳入严密的控制系统。而生产过程精细化管理主要是抓管理标准、实现深层次管理，提高管理层的精细化管理意识，实现管理方式转变，坚持创新管理与精细管理相结合，提高管理的科学化水平。生产过程精细化控制使工艺要求得到贯彻落实，达到提升技能、规范管理、精确控制、稳定操作的目的，使产品质量持续稳定，是提升企业整体执行力的一个重要途径。

近年来，国家提出实施大型优势企业优先发展战略，培育具有较强国际竞争力的特大型钢铁企业集团。唐钢集团作为国内外具有较强影响力的大型骨干企业，经过几年的不断发展，形成了一定的规模优势。集团牢牢把握“由大到强”这个主题，紧紧抓住“挖潜增效”这条主线，继续推进“深化整合、精细管理、科技创新”三大任务，把全员全方位的精细化管理贯穿于生产经营的全过程。炼铁厂为了适应集团发展的需要，需要在“精细”上下功夫，对生产的各个工序、各个环节、各项工作实行全过程的“精、准、细、严”管理，将管理责任具体化、明确化，将管理过程数量化，使每道工序、每个环节都严密受控、有机衔接。通过生产过程精细化管理，实现生产全过程控制，最大限度地减少原材料和能源的消耗，提高资源和能源的利用效率，降低生产成本，提高合竞争能力。

2生产过程精细化的实施

2．1  规范各项管理制度，实现标准化作业

按专业对全厂的各项规章制度重新规范和修订，对每项工作，每件事都做到制度化、数量化、精准化。在操作岗位中全面推行精细化操作，实行“口唱手指”复述式操作，通过口、手、脑的共同行为，实现对某一具体操作的高度准确，从而降低事故率。推行‘口唱手指”复述式操作后，统一了岗位的操作，实现了操作标准化，岗位工操作时精力集中、操作准确，提高了人员素质及生产组织水平。

2．2生产工序参数实行基准值、目标值控制

烧结生产实行主要参数“基准值、目标值”精细化控制。对烧结燃料比、烧结矿FeO、烧结矿R2等设定基准值和目标值，并按参数“基准值和目标值”进行控制，应用推移图、因果图等科学方法，实现全过程的跟踪、控制，提高了生产参数调整的及时性和准确性，实现了参数的不断优化、生产指标的不断提升。

2．3优化配矿结构，保入炉烧结矿成分稳定

高炉入炉料结构为烧结矿+球团矿+天然块矿。根据市场价格测算高炉入炉矿成本，不断优化高炉配矿结构。由于高炉入炉料中78％(北区)以上为烧结矿，因此优化烧结配矿尤为重要。混匀矿占烧结矿原主料消耗的90％以上，优化烧结配矿结构实际上就是要优化混匀矿的配矿结构。

2011年，由于原材料价格不断上涨，高品位外矿资源越来越紧张。为了求得炼铁效益的最大化，结合资源现状不断优化混匀矿的配矿结构，钢渣、高炉瓦斯灰、烧结除尘灰、粗颗粒及各种清车底料等固体废弃物参加混匀配料(表1)，节省了部分含铁料，降低了原料成本。对铁矿粉烧结性能进行检测、研究，以保证配矿相对合理。为了保持混匀矿性能的相对稳定，为烧结生产创造良好的原料条件，通过控制混匀矿SiO₂的方式来保证入炉烧结矿SiO₂的稳定。1～10月控制混匀矿SiO₂稳定在4．16％～4．21％，以保证烧结矿SiO₂稳定在4．99％～5．07％。11月份，为了进一步降低生铁成本，寻求合理的性价比，价格低廉、品位较低的褐铁矿在混匀矿中的配比提高到了13．04％，烧结矿TFe由57％左右降低到了56．69％，SiO₂由5．0％左右提高到5．22％。2011年参加混匀矿配料的国内精粉、外矿粉配比和混匀矿、烧结矿TFe、SiO₂如下表2、表3、表4。

2．4开展提高烧结能效的技术研究，降低烧结工序能耗

烧结工序能耗约占钢铁生产总能耗的8．3％，仅次于炼铁，是钢铁生产的第二耗能大户。降低烧结工序能耗对降低钢铁生产的能耗、降低吨钢成本具有非常重要的作用。

开展提高烧结能效的技术研究，降低烧结工序能耗。

为降低烧结点火热耗，烧结点火器操作采取关闭第一排烧咀，适当关闭另两排烧咀的方式低控烧结点火温度，将点火温度降低20℃，在确保料面达到点火要求的前提下减少煤气消耗，提高煤气能效利用率，煤气单耗由39．54m³／t降至35．74m³／t。

采用低温厚料层烧结，降低固体燃耗。烧结料层提高后，在烧结机速相同的条件下高温保持时间延长，有利于铁酸钙的发育和黏结相的发展，而且料层越厚，料层中下部自动蓄热作用越强，在相同燃料比时料层中下部获得的热量也就越多，料层所能达到的温度也就越高，有利于液相的形成。为实现厚料层烧结采取如下措施：

(1)布料方式上选用了梭式布料器、园辊给料机、多辊布料器联合布料技术。

(2)改善生石灰质量，提高生石灰配比。

(3)外矿配比增加后透气性过好，将原来的双排疏料器改为单排疏料器。

另外，烧结限产时随着限产幅度不同合理控制主排风门开度，烧结电耗由36．57kWh／t降至34．60kWh／t。

严格实行低水低C、厚铺慢转操作法，在保证烧结矿质量满足高炉的前提下尽量将FeO控制在8～9％之间，烧结固体燃耗由57．82kg／t降至56．95kg／t。

严格控制烧结终点，不过烧，减少生产波动，保证余热发电所需的烟气温度，提高烧结余热发电量。

通过采取以上措施，烧结工序能耗由2010年的52．65 kgee／t降至2011年的45．34 kgce／t。

2．5降低铁水含硅量

生铁中硅含量是高炉冶炼条件和技术水平的标志性指标，是提高产量、减少燃料消耗、降低生铁成本的重要因素，也是节能、降耗、增产的一项重要措施。降低铁水中硅含量，不仅能够使炼铁工序降低燃料比、提高产量，而且在炼钢工序中低硅铁水可大大缩短吹炼时间、提高转炉效率，降低石灰消耗和钢铁料消耗，降低炼钢成本，也有利于品种钢的冶炼。由于受到多方面因素的影响(包括原燃料质量波动，高炉各项基本制度的合理匹配、高炉壁体温度的稳定控制等)，导致炼铁厂铁水含硅量一直偏高。2011年，炼铁厂采取以下措施降低铁水含硅量：

(1)稳定原燃料质量，提高焦炭质量和煤粉质量，降低炉料带入的硫含量，提高焦炭的热强度，确保高炉热制度、造渣制度的稳定。

(2)各高炉根据自身条件，制定适宜的装料、送风制度，确保炉况长期稳定顺行，减少炉况失常次数，减少铁水成分波动。

(3)根据生产条件的变化及时控制好气流和壁体温度，避免出现波动影响炉温。

(4)推进标准化作业，提高操作人员的技术水平和主动性，稳定风量和料批，稳定风温和综合负荷。稳定基本操作制度，保证煤气流分布合理且稳定，在操作上使炉缸温度均匀化，形成良好的炉缸工作制度。

通过以上措施的实施，2011年2月始铁水含硅量比2010年同期有了不同程度的降低。

2．6控制高炉有害元素

对高炉炼铁生产有危害的元素主要是指碱金属(K₂O、Na₂O)、Pb、Zn等。碱金属、锌在高炉中循环和富集。随高炉炉役的延长，参与循环富集的有害元素越来越多，部分沉积在炉衬、炉底等部位，直接损坏炉底和炉衬，甚至结瘤，严重影响高炉的顺行和缩短高炉寿命，因此，对影响高炉生产的有害元素进行分析，并在高炉冶炼过程中进行控制，为高炉的稳定顺行打下基础。

对高炉所使用的原燃料进行现场取样，分析化学成分发现参加烧结混匀配料的动力污泥K₂O含量1．594％，Na₂O含量0．62％，Zn含量1．626％，因此2010年8月份始混匀矿中不再配加动力污泥。

焦炭是高炉碱金属负荷的主要来源。采取各种技术措施降低燃料比，减少燃料带入高炉的碱金属；降低焦炭和煤粉的灰分含量以及灰分中的碱金属含量；由于入炉焦炭中的碱金属含量略高于喷吹煤粉中的碱金属含量，降低喷吹煤灰分含量和灰分中碱金属含量的空间要比焦炭大，因此适当改变燃料结构，提高喷煤比。

控制合理的炉渣成分，提高炉渣的排碱能力。根据碱金属危害情况采取定期炉渣排碱措施，尽可能地增加出铁、出渣次数，缩短碱金属在炉渣中的还原时间，抑制碱金属在炉渣中的还原和挥发。

2．7优化能源管理，量化、细化能源管控

充分利用公司能源集中管控平台，量化、细化能源管理工作，充分发挥新增电表、新增动力介质计量仪表功能，精确计量风水电气(汽)等动力消耗数量，不断降低各项能源消耗，推进能源管控向深度、广度延伸拓展，提高铁前系统能源综合利用率。

3结语

唐钢炼铁厂通过生产过程实施精细化管理，提高了管理的科学化水平，实现了规范管理、精确控制、稳定操作，实现了生产现场物流的有序运行，二次资源得到了综合利用，降低了生铁成本，满足了生产日益发展的需要，取得了良好的经济效益和社会效益。