降低高炉炼铁燃料比的技术措施分析

王 杰

针对高炉的使用所带来的影响来说，合理的提高高炉的利用系数，可以有效的降低燃料比。当然，这也是一个企业正确的举措和选择，提高高炉冶炼强度，降低炼铁的燃料比，提高利用系数。不过结合现实情况来看，提高冶炼强度对小高炉的作用尤为明显，但是要想达到最佳的效果，还要采取一些具体措施解决现实问题：配合使用大风机和大风量来对高炉进行操控，以此提高利用系数。使用高压操作技术，提高煤气利用率，合理地配置铁矿原料，树立精料理念，保证原燃料的稳定性，加强对设备的管理及维护，可以充分发挥煤气的最大作用，降低高炉炼铁的燃料比。

1 降低高炉炼铁燃料比的现实意义和价值

社会的进步，科学技术的日渐成熟和发展，各行业在发展中对金属需求量越来越大，但是因为世界范围内的金属矿产资源的数量是有限的，开采作业逐渐增加使，金属资源总量呈合理减少趋势。此形势下，提高金属，煤炭等资源利用率，便于改善这一现状。利用率不只是简单地使用更多的资源，也要在根源上进行管控，如，在炼制环节来逐步提高炼制的出产率。伴随对高炉炼铁燃料技术研究的不断深入，也要更加地注重冶炼全过程不同程序及设备的管理。

通常来说，受到金属矿性质的影响在进行冶炼期间需要把温度控制在适合的范围内，能够更加稳定的炼铁，并且确保冶炼生铁的成效，数量与质量都得到保障。一些企业在炼铁环节，在燃料方面投入很多成本，如不能合理的控制和降低燃料比，这样不仅导致燃料被严重地浪费，也对企业的生产和经营带来不良影响。资金在燃料方面投入增加，会相应减少企业在技术以及发展方面资金投入，对企业的可持续发展带来不良影响。

所以，在此形势下，要想实现经济的发展目的，确保资金合理的使用，为企业的长远发展营造良好的环境，企业还需在确保金属产出质量及数量的基础上，合理的控制燃料比，使用降低高炉炼铁燃料比的相关技术举措，控制能源的损耗，节省企业的成本支出，使企业可以均衡和健康的发展。本文的分析和研究，是为了结合现状，在明确降低高炉炼铁燃料比价值和重要性基础上，为企业这项工作的具体实施提供理论参考依据，便于其更好的实践。

2 降低高炉炼铁燃料比的现状分析

目前，从国内及国外钢铁行业市场发展形势来看，使用有明显优势的技术能够提高炼铁的燃烧效率达到了450kg/t。结合我国现状，高炉炼铁的燃料比可以达到520kg/t，其中有代表性的企业有首钢集团，可达到480kg/t。虽然在科学技术发展带动下，高炉炼铁燃料比有所下降，但是，因为每个地区钢铁行业发展现状不同，所以钢铁行业依旧有很大的发展空间。

想实现钢铁产业的长远和稳定发展，还需明确各类影响高炉炼铁燃料比的因素，例如，喷煤比和入炉焦比。但是因为一些企业并未意识到此影响因素的重要性，同时对高炉炼铁降低燃料比技术不够关注，降低燃料比技术举措未实施，受到内外因素影响并未良好被利用和实施等，均对企业高炉炼铁燃烧比技术使用以及企业经济发展、节能降耗等工作带来不良影响。

3 降低高炉炼铁燃料比的技术措施

3.1 树立精料理念，保证原燃料的稳定性

高炉炼铁环节，炼铁精料对炼铁效果以及质量影响很大。所以，在实际工作环节，相关工作人员还需充分地意识到精料发挥重要作用，优先选择铁含量高的一类矿粉，利于提高烧结的冶金性能。精料的核心思想就是高质量和高品质，若入炉时矿的品质提升1%，则燃料的比例就会下降约1.5%，促使生铁产量进一步提升。但是，因为目前品质有保障的铁矿石的储存量并不多，高品质矿石的数量在逐年减少，市场中此类矿石也越来越稀缺，这也相应的提高了高品质矿石的市场价格。因此，还需在炼铁期间加强管理，在优先选择高品质铁矿石的基础上，为了控制成本支出，应保证燃料质量具有相对的稳定性，也要对入炉矿中铁需要的碱度以及炼铁焦比等进行调整，控制二者的最低。以某厂高炉相邻两个月份生产指标为例。

表1 高炉2021 年11 月和12 月的生产指标情况

由上图表可以看出，综合入炉品位升高0.84%，平均日产增加67.87 吨，约增加比例为67.87/2285.15=2.97%，焦比降低25kg/t,综合燃料比降低15.93kg。可以看出精料方针中“高”的重要性

3.2 优化操作制度，提高煤气利用

做好上下部制度的调整工作，合理和适度的去调整，并且逐步优化机制和制度体系，把制度作为高炉有序运行标准，保证了高炉的稳定运行，取得高产以及优质以及低能耗和长期冶炼的效果。同时，也应依据制度标准合理的搭配上部与下部的调剂，可以确保高炉更加稳定并且顺利的运行。在下部调节期间，主要是对高炉的进风参数陈金霞调整，使得鼓风能够以一定风速以及动能循序渐渐的吹透缸的中心，实现合理分布初期的煤气流的目的。上部调剂是对矿石布料的角度以及料线与批重等进行调整，稳定上部的煤气流。确保上部调剂和下部调剂良好的配合，进而保障高炉的上部稳定下部灵活，实现稳定和顺行的应用目标。

提高高炉的煤气利用率可以有效地降低高炉的燃料消耗，以沙钢5800m3为例，高炉通过梳理合适的上下部制度，上部制度以发展中心气流为主，同时适当控制边缘气流，确保煤气流分布稳定；下部通过调整、优化风口进风面积和改变小套长度来适应原燃料质量的变化，保证气流顺畅。今年以来又逐步取消中心焦，煤气利用获得较大的改善，5800m3高炉煤气利用变化趋势见图1。

图1 5800m3 高炉煤气利用变化趋势图

3.3 做好较高风温的处理工作

高炉炼铁的总能量中约16%～19%的能源来自于热风，此外热风的成本造价不高，所以可以充分地利用热风，来节约和控制生产的成本，如果热风的温度提高高达100℃时，能够有效降低炼铁燃料比约（20±5）kg/t，同时可增加喷煤量30kg/t。如此看来，高风温对高炉炼铁发挥着一定的积极作用，比如，实现了降低燃料比与提升炉内燃料透气比的目的。为了充分发挥高风温的积极影响，需要注意以下几个不同举措的使用：

第一，应确保热风的炉顶温度达到一千四百摄氏度上下，合理设计热风炉的结构，确保其可以承受温度很高的瓦砖。

第二，大墙不可以置于拱顶之下。

第三，送风管道的构建期间可以使用煤气的双预热技术，还应保证管道可以接受高风温。

第四，热风系统优化。

以沙钢5800m3高炉的热风系统为例，热风系统的安全性是一直制约着高炉使用高风温的主要因素，炼铁厂通过对热风系统进行一系列改造，风温使用水平从1150℃增加到目前1220℃，预计改造完成后在1250℃以上。主要措施有：一是2013 年4 月份组织中修，对热风管道进行整体更换；二是增设一座热风炉，目前正在施工，预计明年初投用；三是针对送风管道改造，引进技术先进厂家参与设计与改造。风温使用情况见图2。

图2 5800m3 高炉风温使用情况变化图

3.4 高压技术

相关数据表明提高炉顶煤气压10kPa，能提高高炉产量1.9%，降低3%的焦比，有助于低硅铁的冶炼。要是提高顶压那么会降低增产效果。在顶压提高之后，高炉呈现的明显反应为推动高炉顺行，降低波动，使铁矿石能够促进间接性还原，对其发展十分有利。通过高压操作能够实现一氧化碳转化为二氧化碳，从而达到节焦效果。此外，降低炉内煤气流的实际流速，能够使热风中含有的热量传递至炉料，而且吹出的炉尘量也会大大降低，有助于TRT 发电量的增加。

3.5 冶炼强度对炼铁燃烧比的影响及管控

经过反复的实践，会使高炉炼铁的强度不断上升，但是，若是冶炼的强度高于1.05t/m3d 时，还需增强冶炼的强度，提高高炉炼铁的燃烧比，如果冶炼的强度在1.155t/m3d 时，此时炼铁的燃烧比会伴随冶炼的强度不断提高。因此，还要把冶炼的强度控制在一个适合的范围内，进而取得数值偏低的燃烧比。

以我国钢铁行业代表性企业宝钢公司为例，企业在高炉冶炼期间强度达到约1.15 时，要想进一步增强钢铁强度与生产产量，企业工作人员注入适量的富氧量，并未持续的提高鼓风的风量。这样确保煤气量的充足，确保高炉生产产量。

3.6 提高煤比并且适当降低休风率与慢风率

喷煤量的不断增以及煤粉耗热的逐渐增加，以及风口前理论的燃烧温度不断降低，可以为高炉风温的提高以及富氧鼓风的提高创设有利条件。此外，煤粉内的氢含量不断增加，也相应提升煤气还原的能力以及穿透炉缸的能力，优化炉缸运行环境，改善其工作的状态，确保高炉更加稳定和顺利的运行。以煤代焦是降低高炉炼铁成本的重要环节，但是喷煤并不是喷得越多越好，随着煤比的提高其置换比在不断下降，喷煤量超过高炉冶炼条件下的承受能力，喷煤量增加燃料比也会随之增加，不但影响高炉的稳定顺行而且不经济。所以要考虑到本厂的原料条件及高炉顺行情况控制适宜的相对较高的煤比，如果因为提高煤比影响到高炉顺行，其将适得其反，不但不会降低燃料消耗，反而会增加燃料消耗，甚者导致长期炉况不顺，成本居高不下。此外，还需控制休风率与慢风率的最低。提升整个车间职工工作的积极性，增强其责任意识，做好设备的检查与巡视工作，以免设备出现故障还在使用，以免设备出现故障活动老化，导致出现休减风。相应的做好职工的技能培训工作，降低操作失误的发生率。通过上述举措的实施和落实，使得高炉强化的效果更加明显，各项生产的指标得到明显改善，也相应的提升产量的水平，利用系数从以往的4.06t/（m3.d）变为4.43t/（m3.d）,同时燃料的比例从558kg/t 降低到534kg/t。

3.7 做好生产设备的管理工作

生产设备性能影响燃料热量的应用效果，所以，还需对生产设备进行管理，保证和维持生产设备处于最佳的运行状态，可以有效的降低高炉燃料比。基于生产设备运行稳定性和质量带来的重要影响，具体管理中应优先保障设备的稳定性，然后在此基础上对设备进行管理：

对设备运行期间的参数进行实时的监管，通常来说，受到外界环境以及炉内气流的影响，受到气压以及气温温度变化的影响，设备在长期使用过程中会出现一些异常现象，进而导致热能无法很好的转换，影响热能的使用。良好的对设备进行管理，通过对设备运行的管理，参数的调整等，能够降低设备异常运行的时间。与此同时，针对消耗过大的部件，应及时地更换与检查，以防因为设备出现故障和质量问题，导致出现燃料比异常问题，对高炉燃烧和生产作业带来不良的影响。

生产设备的管理期间，要重点对设备检修和维护，减少高炉出现休风、减风问题。具体检修时，针对高炉可以进行点检修制度，即每间隔两个月安排专人进行一次设备检修活动。而在日常生产作业期间，可以针对高炉可以实施点检和巡查的结合，并且鼓励岗位进行自修及维保点检修，便于降低故障的发生率。针对整个年度并未出现一次设备故障造成减风事故以及休风事故，实现了全风作业及高炉稳定运行目标。

4 结语

综合上述问题，我们可以得出结论，降低高炉炼铁的燃料比，便于实现高炉炼铁的节能减排工作，有效控制生产成本，利于企业实现经济发展目标。针对当下我国高炉炼铁的燃料比具体情况，企业与相关工作人员还需从实际出发，结合现状和不足，采取适合的举措来降低高炉炼铁的燃料比。例如，提升高炉炼铁的操作水平，控制好二氧化碳的含量以及高炉顶煤气的压力与煤粉的燃烧率等，以此降低燃料比，实现节能减排。此外，还需树立精细化生产理念，精细化所使用的炼铁材料，逐步增强原材料稳定性。也可以使用含铁量很高的各类矿石，便于增加钢铁的硬度与强度，便于提升烧结矿的碱度。最后，配合做好高温的处理工作，及时对脱湿鼓风进行处理，也在一定程度上降低高炉炼铁的燃料比。