降低高炉炼铁生产成本实践

张向伟，申建军 ，王江龙 ，陈立杰

（河北普阳钢铁有限公司 炼铁厂，河北 邯郸 056300）

摘要：河北普阳钢铁有限公司炼铁厂从原料结构、技术改造、提高人员操作水平等方面入手，经过近六个月的持续改进，在保证炉况稳定顺行的基础上，各项经济技术指标不断改善，生铁成本显著下降。

关键词：降低成本；技术改造；操作；节能

1概述

河北普阳钢铁有限公司炼铁厂拥有1260m3高炉2座，1050m3高炉3座， 600m3高炉1座，年产生铁600万吨。依据“十三五”期间钢铁行业发展目标，化解产能过剩、进行大型结构性重组、遏制行业无序竞争、加大产品创新、促进绿色发展。2016年钢铁行业的竞争也愈加激烈，面临的市场形势异常严峻，作为钢铁生产的前端流程，高炉铁水生产成本的降低直接带来钢铁产品成本的降低，极大提高公司的利润空间。

2016年7-12月成本

2 降低成本实践

2.1 建立原燃料管理机制，提高操作水平，降低原燃料成本

2.1.1 降低原燃料库存，控制市场风险

随着钢铁行业整体生产经营形势愈加严峻，钢铁原燃料市场也随之波动，当前钢铁原燃料市场走势并不明朗。原燃料成本在钢铁产品成本中占的比重非常大，采取高位库存不仅占用大量资金，而且在市场原燃料价格降低时造成重大损失。为了规避原燃料市场带来的风险，普阳炼铁厂采取低原燃料库存方案，在不影响生产的前提下，尽可能降低原燃料库存，目前正常生产时普阳炼铁厂原燃料库存使用天数控制在5-7天，很大程度上降低了市场风险。

虽然低库存有效降低了市场风险，但只是把风险转嫁到生产上，并没有消除。为了彻底消除风险，普钢炼铁厂从生产计划、原燃料物流管理等方面进行控制。提前制定生产计划、安排原燃料物流，确保后续原燃料能够按时进厂，保证原燃料进厂数量与消耗平衡。同时做好突发情况预案，遇特殊情况，保证原燃料供应，避免影响正常生产秩序。

2.1.2适应原料变化，稳定配矿结构，高炉增产降本

钢铁生产的能耗和物料消耗的70%左右在炼铁及铁前工序，燃耗亦是如此。虽然“精料”是降低炼铁能耗最重要的技术措施之一，但在严峻的市场形势和巨大的成本压力下，一味的追求“精料”会造成原料成本升高，给炼铁生产成本带来很大的负担。普阳炼铁厂采用优化入炉原燃料结构的方法，实现了由“精料”向“经料”方向的转变，使生铁原燃料成本大幅降低。

普阳炼铁厂的原料组成是自产烧结、自产球团和块矿，为降低生产成本，根据市场情况调整球团和块矿比例，然后通过计算确定烧结配料结构，达到高炉入炉原料成分稳定的要求，避免入炉结构变化对生产造成影响，保证高炉顺行，抓住市场变化，降低生产成本。

2.1.3高煤比和高富氧

高煤比、高风温、富氧是炼铁技术进步的重要标志，是降低焦比，提高生铁产量，实现强化冶炼的重要手段。而且自2016年后半年开始焦炭价格逐渐上涨，目前已达到1600元/吨左右，煤粉价格虽然也有上涨但上涨幅度较小，目前焦炭与煤粉差价达到近800元/吨，提高煤比会带来明显的经济效益。

煤粉燃烧条件越好，未燃煤粉越少，高炉允许的最大喷煤量越大，因此提高煤粉燃烧率是提高煤比的重要措施。而富氧是减少未燃烧煤粉，提高煤比最有效措施。富氧还可以提高理论燃烧温度，以弥补风口前煤粉吸收及裂解所消耗的热量。普阳炼铁厂采用提高富氧率与提高煤比相结合方法，在提高煤比上取得了较好的效果，随着富氧率由2.75%逐步提高到3.93%，高炉煤比达到158kg/t，其中烟煤比达到62kg/t，高炉焦比降至348kg/t，降低了焦炭消耗。

2.1.4 低硅冶炼

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。

普阳炼铁厂主要从降低原燃料带入硅量和抑制硅从炉料中还原两方面进行生铁降硅。通过提高焦炭质量、降低入炉焦比、控制原料SiO2含量降低原燃料带入硅量，在操作方面则通过适当提高碱度，降低Si02活度、降低软熔带、压缩滴落带等措施，使铁水和炉渣在滴落带滞留时间缩短，缩短反应时间，降低铁水硅含量。

目前普阳炼铁厂铁水硅含量稳定在0.2±0.05%范围内，铁水物理热控制在1460℃左右，高炉炉况的稳定顺行，给高炉降低燃料成本提供了有利条件。

2.2.5降低高炉顶温

通过精化原燃料结构，具体包括保证品位、粒度合适、减少矿石中有害元素含量；炉前保证出铁正点率及出铁炉次，减少铁前憋风料慢的情况，顶温不会因为料慢而猛升，具体包括：a.铁水罐配罐能及时到位，不影响炉前正点开铁口。b. 炉前操作到位，不能因铁口难开等原因造成开铁口时间长；炉内精心操作，具体包括选择合适得矿批、负荷，保证较快的料速，且料速较均匀，选择合理造渣制度，增强超前意识等。通过这些措施，降低炉顶温度至100±10℃，取得了良好的经济效益。

2.2 先进节能技术引进，降低能耗指标

2.2.1 高炉鼓风机BPRT系统应用

在炼铁厂中，高炉鼓风机是冶2013年5月1日炼铁厂第一台BPRT机组开始投入使用，应用BPRT系统不仅回收了以往在减压阀组浪费掉的能量，而且将煤气透平产生的压力能，直接作用于鼓风机轴上，同轴驱动，节省了能量的二次转换，同比提高能量利用效率3%~5%，降低了电量耗。对进一步提高资源、能源利用率，减少废弃物排放量，最大限度降低产品的能源消耗量和提高产品质量具有重要的战略意义。随后2014年2月20日炼铁厂第二台BPRT机组也投入了使用，目前两台机组运行良好，与普阳使用TRT机组高炉相比，日节电1.4万KW·h，节电效果明显。

另外，BPRT装置与传统的TRT装置和高炉鼓风机组相比，不需另建厂房，减少了占地面积，同时减少岗位人员，有较好的成本效益。

2.2.2热风炉废气预热和自动烧炉

热风废气温度高达400℃左右，为了有效利用此热量，将废气通过预热器对高炉煤气、助燃空气进行预热，废气温度降低至140℃左右，从而降低煤气消耗，再将此废气引到喷煤磨机上，作为磨制烟煤时的保护气体，同时用余热对煤粉进行烘干，既降低了喷煤烟气炉煤气消耗，又降低了喷吹烟煤时的氮气用量。

由于热风炉烧炉时人工控制煤气流量和助燃空气流量，经常因为调整不及时造成煤气过剩或空气过剩，造成了能源浪费，而热风炉自动烧炉系统通过模糊推理和自适应等技术，实现烧炉状态、外界波动动态判定以及烧炉控制策略选择，并通过空燃比快速寻优和流量优化控制，确保烧炉过程始终（包括强化燃烧期、蓄热期以及减烧期）处于最佳配比燃烧状态，即最佳烧炉状态，进而提高送风温度或降低煤气消耗，实现炼铁工序低碳节能、降耗降本的目的。从2011年开始，炼铁厂各高炉逐步引进了热风炉自动烧炉系统，降低煤气消耗及风温提高效果较好。目前高炉吨铁高炉煤气消耗398.06m3，转炉煤气消耗23.51m3，风温达到1200℃以上，节能效果明显。

2.2.3节能、节电设备改造，工艺改进

近年来炼铁厂对设备的设计功率及实际需求功率进行了统计，经过数据对比分析，分批对高炉电气设备安装变频器，减少了因设备设计能力过大造成的能源浪费，减少了电量消耗。

高炉鼓风机是高炉炼铁生产的关键动力设备，为确保鼓风机的安全稳定运行，在其控制系统中必须配备防喘振自动控制，而炉内状况瞬息万变，鼓风阻力发生扰动，控制系统将使防喘振阀动作，就会在高炉意外崩料和风机喘振之间处于两难的境地，防喘振控制系统兼顾了防喘振调节的快速性和高炉送风压力的稳定性，风机工况点沿防喘线精确控制，自动“钉”在防喘振线上而无需人工操作防喘阀。14年炼铁厂对单个进行高炉鼓风机防喘控制系统使用试验，改造完成后，风机长期在防喘阀全关的状态下运行，防喘阀放风减少，每日每座高炉节约电量6000KW·h左右，降低电量效果明显。

3 结论

1、原燃料消耗是高炉成本的主要组成部分，由于市场形成不明朗，选择低原燃料库存生产是风险最小的生产方式，但同时需要建立完善的原料库存管理方案及应急响应方案，杜绝原燃料库存对生产带来影响。

2、职工是降低成本的主体，提高工人的技术水平，保证高炉在原燃料质量变化时能够稳定顺行是降低成本的基础，确保各项降成本措施能够顺利进行。

3、先进的工艺和设备是降低成本的工具，在市场利润空间下降时，能给我们提供更强的竞争力和生存能力。