蕪湖新興抓源頭控成本煉鐵生產實踐

陳那港， 張衛華， 李志剛， 沈洪流

（蕪湖新興鑄管有限責任公司煉鐵部， 安徽 蕪湖 241000）

蕪湖新興鑄管有限責任公司（以下簡稱蕪湖新興）是新興鑄管股份公司的全資子公司，前身是國家冶金部56 家地方骨干企業之一蕪湖鋼鐵廠。蕪湖新興煉鐵部目前有兩臺265 m2的燒結機，兩座1280 m3的高爐。煉鐵部共計年產生鐵282 萬t，自用燒結礦540 萬t。蕪湖新興沒有自己的礦山，是個典型的倚江而建吃百家料成長起來的鋼鐵企業。因為環保限產原因，多數企業因環保設備未建或環保排放不達標而被關停，鋼材市場價格開始跌宕起伏，部分大中小鋼鐵企業出現虧損或嚴重虧損，個別企業因虧損嚴重而被迫停爐、停產和限產。如首鋼、武鋼、鞍鋼、馬鋼、銅陵有色等。蕪湖新興在加大對燒結、球團、煉鐵工序環保資金投入的同時，煉鐵部在對內挖潛增效和轉變配礦結構上下工夫，但原燃料采購價格并不是越便宜越好，必須考慮到低價料和高價料搭配生產出來的燒結礦品位、粒級、轉鼓強度、孔隙率、色澤、還原度及高爐入爐礦配礦比、熟料率、含粉率、粉化率、成分及微量元素和堿負荷、入爐燃料的成分、強度、粒級，高爐操作的順行與否，與七分原料三分操作密切相連。原料的冶金物理化學性能的好壞直接影響到了爐況的順行與否、氣流和料速的穩定。蕪湖新興焦化部配套建有6.3 m 的焦爐兩座，自產焦炭保證高爐入爐焦炭質量的穩定，從而穩固了高爐骨架，為高爐操作的平穩順行打下基礎。

1 優化入爐料結構降本增效

1.1 精料入爐實踐

未來10 年到20 年，高爐煉鐵依然是最為經濟有效的還原鐵素最佳方式。高爐冶煉是個逆流反應器，入爐料需從高爐槽下震動篩中均勻的布置在上料小車或皮帶中，自下而上地送入料罐中，再自上而下地從中間罐中下到布料器中，逆著煤氣流均勻地布置在料柱上。讓料柱密切地接觸炙熱的煤氣流沖刷洗禮，使得料柱除焦炭外的部分從軟熔帶間接還原到融熔滴落帶，再到爐缸區的直接還原和間接還原共存區間，全部經受得住塊礦和氣流的沖撞擊打，氣、液、固三態的相互作用力和反作用力的交替及反復激烈的氧化還原反應，才能滿足入爐原燃料質量的穩定及冶金物理化學性能好的要求，尤其是體積越大的、穩定性越好的高爐，對入爐的原燃料質量要求則越高。

蕪湖新興目前在保證1 280 m3的高爐入爐原燃料的合格要求和減低原燃料采購成本的主要措施如下：

1）根據蕪湖新興的每周一次的產供銷快速聯動機制，采購部提供的廉價粉塊礦和原燃料成分，迅速對成本及燒結高爐生產核料測算，列表得出各有害元素及堿金屬的負荷是否超標及燒結礦和鐵水成分是否符合要求。若綜合鐵水成本和成分均滿足當月成本預算要求則可以建議采購部采購該種原燃料，否則聯系廠家進行退貨處理。

2）在原燃料進廠時，煉鐵部料場收料班聯合蕪湖新興質量技術部和監控部對進廠原燃料進行取樣，對成分及水分、雜質進行分析，在控制質量的同時控制采購成本。

3）在弋江作業區的東外料場和三山作業區綜合料場堆放的物料均要求篩分隊伍對采購進廠的塊礦粉礦、焦化焦丁、焦粉、高爐返焦粉、落地燒結礦/燒結開機料進行1～2 遍的篩分去粉，篩好的焦丁送高爐使用見下圖1 所示，篩下物送燒結工序配入燃料使用見下圖2 所示。保證入爐原燃料的精、凈、去夾渣，防止進入槽下篩網和上料罐時造成堵塞，若原燃料含粉率高會影響高爐料柱的透氣性，或形成煤氣管道行程，爐況難行。

圖1 料場篩分出焦丁供高爐使用

圖2 料場篩下的焦粉供燒結使用

4）要求料場的進料班員工和原料工部皮帶工及班長、高爐工長、工部領導、機關管理人員密切關注皮帶上原燃料的粒度、含粉率、色澤、外觀裂紋強度、孔隙度、雜質含量并結合檢化驗查詢系統進行嚴格把關，對燒結機停機后再次開機的未燒結好的開機料（見圖3 所示），因開機料顏色灰黃、粉末多、強度差堅決落地等待篩分后再行少量配加消化。回吃的落地燒結礦必須進行篩分后，篩好的落地燒進高爐倉見圖4所示。一旦目測發現以上物料不合格入爐質量標準，根據實物情況立即采取對該種物料少進或停進。通知監控部員工和工長到現場取樣做篩分和轉鼓，待數據出來后再行安排，搭配消化或恢復正常進料。

圖3 開機料強度低，粉化率高

圖4 合格燒結礦強度高，粒度大粉末低

1.2 優化燒結配料結構

蕪湖新興為了使得低價料能搭配燒出目標品位的燒結礦，在有害元素和堿金屬含量均不超標的情況下，加大廉價高品位的氧化鐵皮的配比，以便實現生產出的燒結礦物美價廉的目標。但在生產過程中往往有時因為某種原料未達標或熔劑質量達不到要求，或外部供應的焦氣壓力不夠或雨天物料過潮造成下料量不準、人為或自動加水系統出點小故障，都是會導致蕪湖新興難以實現低成本、高質量、穩定、順行的連續生產。為了避免此類情況的出現，指定專人負責制，一人負責一塊區域。因為一旦有一個環節出問題就報廢一批燒結礦，導致蕪湖新興的生產成本直線上升。

1.3 嚴控入爐燃料質量

焦炭除了作為發熱劑和還原劑外，另外一個重要作用作為高爐料柱骨架也是蕪湖新興關注的重點。整個龐大的料柱全部依靠著焦窗作為支撐，直至爐缸區域熔損反應化為氣體、燒成灰末、融入爐渣、排出爐外。所以焦炭的強度和粒度對料柱的影響非常大，焦窗所能承受的礦批負荷越大對礦批降焦比提煤比，將廉價的風溫、風量和氧氣用上去，噸鐵成本降得越低。聯合蕪湖新興職能部門、監控部門每天三次，工長每兩個小時一次、管理人員多人多次不定時定期監測焦炭粒度、強度并形成記錄文件追溯近期質量的波動情況，及時要求焦化部門更改煤種或延長結焦時間，以保證焦炭的成分、粒度、強度合乎高爐對入爐焦炭的質量要求。不同質量的焦炭強度、粒級、含粉量差別較大，對比下圖5 與圖6 焦炭明顯差距，焦炭的冷態、熱態強度不同對高爐料柱的骨架及良好透氣性和透液性造成極為嚴重的影響。

圖5 混合焦強度低，粒級小含粉高

圖6 干熄焦強度高，粒度大含粉率低

高爐噴煤的主要目標是降低高爐對焦炭的依賴，降低噸鐵成本，將焦炭作為發熱劑和還原劑的作用轉移到煤粉中。噴煤對原煤種的成分要求非常嚴格，因為煤粉磨好后直接從風口噴吹入爐燃燒，直接與熔融滴落渣鐵界面相接處是氣液固體相互混合反應的區域。煤粉的粒度過大，直接導致煤粒在風口回旋區爆裂爆燃形成未燃煤粉黏附在風口上下部焦炭處，將焦炭間及焦炭內壁糊死，直接影響焦炭層透氣透液性能，熔融渣子和鐵水不能順利連續進行滴落的機械運動，嚴重者會造成高爐下部懸料、爐況失常的后果。無煙煤的性能優于煙煤，且含碳量、灰分、揮發分均好于煙煤，還不會易燃易爆，但有控制的配加煙煤能帶來可觀的經濟效益，所以蕪湖新興采取15%煙煤搭配85%的無煙煤混合噴吹入爐。鞍鋼、萊鋼等鋼鐵公司的噴煤實踐數據表明：在氮氣壓力充足和氧含量監控報警安全設施可靠的情況下，配加20%以內的煙煤不會發生燃爆事故。個別大型煉鐵廠已經連續安全配加35%～40%以上的煙煤，每個廠的實際情況不一樣但最不可觸碰的原則是保爐況順行。蕪湖新興近期也會根據實際情況做增加煙煤配比的實踐：噴煤雖然能大幅度置換焦炭，降低高爐噸鐵成本，但不是能無限制的大量噴煤操作的。山東某一鋼鐵公司700 m3的小高爐設置兩個出鐵口，為的是能保證每爐均能出盡殘余渣鐵量，但其一昧地追求經濟煉鐵。消化的是入爐礦料綜合品位在44%～50%間，渣量較大。其所吃的焦炭和塊礦全部都是外購的低價料，質量長時間得不到保障導致爐況經常失常，大量的坐料補焦，低價節省下來的塊礦差價全部都增加到入爐焦碳費用，噸鐵成本不比吃高品位料低，其為了降低成本曾將煤比噴吹到180 kg/t 時還能保證爐況順行，但增加到185～190 kg/t 之間時，爐況難行。究其原因是大量的噴煤后，富氧量跟不上，導致煤粉在風口回旋區內燃燒不完全，形成小顆粒的未燃煤粉將熔融滴落帶糊死，且其品位低造成渣量大料柱透氣性變差高爐下部形成熱懸料現象。而寶鋼4 號4 000 m3的大高爐在保高爐穩定順行的前提下將煤比提高到250 kg/t，長期穩定在焦煤比在1:1 的幅度。這說明除了操作高爐的作業長需要有豐富的實踐經驗以外，高爐在有條件的接受大煤比的同時，大高爐的穩定性比小高爐的穩定性要高一些。否則一旦造成爐況波動大，直接影響噸鐵成本和當月利潤的完成，所以蕪湖新興一直在穩步探索中。

2 1 280 m3高爐塊礦混搭降本增效

2.1 塊礦混搭入爐

高爐有限度的調整爐料結構，逐步配加塊礦的主要目的就是降低噸鐵成本。塊礦的價格較比熟料價格低，但國外的塊礦品位高、有害元素低、脈石低、含粉率低但價格高，例如蕪湖新興經常采購的紐曼和南非、巴西塊礦等；國內塊礦主要是海南、湖北黃石、黃梅等，情況與國外礦相反。單純配加燒結礦加球團或燒結礦加球團加國外礦噸鐵成本高無利潤可圖，最佳的方法是將塊礦倉外篩盡粉后將燒結礦+球團+國外塊礦+國內塊礦，只配加國內塊礦會降低入爐料的綜合品位，會造成高爐渣量大，鐵量少，產量低、成本上升。實踐證明2013 年10 月—11 月份，以煉鐵部為例根據預算計劃，入爐綜合品位平均保證在56.5%，兩座1 280 m3高爐可以完成28 萬噸的月產計劃，但11 月份的入爐綜合品位平均只有56.15%，導致兩座高爐比預算計劃少產近3000 噸鐵水，當月噸鐵渣量多出0.35%。

2.2 抓源頭聯動降本

經過連年來嚴抓來料源頭，綜合配料、實施精料原則、抓篩分、抓管理、調配比快速聯動，煉鐵部取得了較好的技術經濟指標。

以三山 1 280 m3的 1 號高爐為例，2013 年 1月—10 月份高爐生產技術經濟指標如表1。

表1 2013 年1 月—10 月份三山1 280 m3 1 號高爐技術經濟指標

通過表1 可以看出：

1）受國內外鋼鐵市場經濟形勢的影響，1 280 m3高爐入爐礦綜合品位不超過57%，最低只有54.19%，品位的高低對高爐產量影響較大。

2）蕪湖新興大幅度提高風溫從1 月份的1 159 ℃提升到10 月份的1206 ℃，最高的月份為1 215 ℃。

3）風溫的提高使得焦比從1 月份的437 kg/t 降到了10 月份的359 kg/t，最低的月份只有348 kg/t。

4）燃比隨著焦比的降低而降低，從541 kg/t 降到495 kg/t，噴煤比提高到了162 kg/t。隨著風溫和富氧率的提升，噴煤比和負荷得以大幅度的提升，置換焦比較高。

5）高爐利用系數從最初的2.69 t/（m3·d）提高到2.96 t/（m3·d）。

6）品位的波動直接影響著礦耗波動，因品位降低導致入爐礦中所含的脈石增加，渣量增加，產量減少。

通過堅持不懈的嚴抓來料源頭，嚴控進料過程，層層把關，跟蹤調查分析總結，采用高、低價精料混合搭配使用，以低成本高效益厚利潤的管理理念在蕪湖新興煉鐵生產實踐中取得了一定的成效。

3 結論

1）追逐最低的廉價方法煉鐵是目前低迷的鋼鐵市場形勢下鋼鐵企業必須采用的生存技能。

2）在追求最低原燃料采購價格時將會使原燃料的品位有所降低和所含的有害元素有所升高，但必須加強入爐原燃料質量的控制，高爐槽下的震動篩網的定期檢查及人工篩分工作和兩小時一次的巡視看料制度，還要進一步加強和提高。

3）燒結工部和高爐工部在使用低原料配礦石而減少配加高價富礦時，要密切關注成本上升的幅度、燒結礦冶金物理化學性能的波動、入爐礦綜合品位的變化。

4）蕪湖新興高爐爐料結構中墨西哥塊礦和海南塊礦的配比高低，取決于兩者間相互替用后在高爐冶煉過程還原性能的難易和生鐵產量及燃比的高低，不能僅看塊礦價格的高低而蠻目配加。

5）蕪湖新興高爐想要大幅度的降低噸鐵成本主要還是以依靠廉價的高風溫和富氧大噴煤來降低焦比，以節約大量的焦炭。

6）體積、軟硬件配置不同的高爐不能盲目用同種爐料結構和操作方法，只有在保證高爐爐況順行的前提下，一切有利于降低噸鐵成本、增加利潤調整爐料結構，生產實踐都是需要逐步嘗試的。