安 波, 岳 強(qiáng), 柯顯峰, 高 峰

( 湖北新冶鋼有限公司, 湖北 黃石 435000)

摘 要: 新冶鋼 265 m2燒結(jié)機(jī)自 2011 年5 月投產(chǎn)以來(lái), 通過(guò)加強(qiáng)基礎(chǔ)管理工作、優(yōu)化配礦、綜合利用廢棄資源, 開(kāi)展低品質(zhì)原料條件下/ 低成本、低消耗、高效益、燒結(jié)技術(shù)創(chuàng)新, 以最低成本生產(chǎn)出了優(yōu)質(zhì)燒結(jié)礦, 實(shí)現(xiàn)了科學(xué)燒結(jié)、經(jīng)濟(jì)燒結(jié)和高效燒結(jié)的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞: 燒結(jié); 優(yōu)化配礦; 固體燃耗; 降本增效

1 前 言

2012 年上半年重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)經(jīng)營(yíng)利潤(rùn)率在2181% , 扣除非鋼產(chǎn)業(yè)、礦山的利潤(rùn)后, 實(shí)際僅為 0113%, 一批企業(yè)出現(xiàn)虧損, 鋼鐵工業(yè)進(jìn)入微利時(shí)期。同時(shí), 大宗原燃料價(jià)格飛漲, 能源總量控制及 CO2減排壓力大, 原燃料條件變差, 穩(wěn)定生產(chǎn)受到挑戰(zhàn)。在此情況下, 鋼鐵企業(yè)要實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展, 必須降低燒結(jié)成本和工序能耗。新冶鋼地處內(nèi)陸, 由于沒(méi)有自己的礦山, 所有大宗原燃料需全部外購(gòu), 其中燒結(jié)進(jìn)口鐵礦粉比例在 80% 左右。隨著鐵礦石價(jià)格大幅上漲, 生鐵成本居高不下, 嚴(yán)重制約了企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和生存能力。自 2011 年 5 月 265 m2燒結(jié)機(jī)投產(chǎn)以來(lái), 公司就提出了/ 經(jīng)濟(jì)煉鐵的理念, 以降低成本為導(dǎo)向, 開(kāi)展了低品質(zhì)原料下的低成本、低消耗、高效益燒結(jié)生產(chǎn)實(shí)踐。

2 優(yōu)化配礦方案, 不斷提高褐鐵礦和非主流礦配比

2、1 做好技術(shù)儲(chǔ)備, 指導(dǎo)原燃料

采購(gòu)由于按品位定價(jià)存在嚴(yán)重缺陷, 制定配礦方案時(shí), 并非礦石價(jià)格越低越合算, 有害元素超標(biāo)的, 再便宜也不能用。為了適應(yīng)市場(chǎng), 我們利用主流礦與非主流礦的價(jià)格差異( 噸度價(jià)相差5123 元左右) , 進(jìn)一步拓展非主流礦資源渠道。為此, 配礦小組組織了相應(yīng)的探索試驗(yàn), 做好必要的技術(shù)儲(chǔ)備, 并及時(shí)與供應(yīng)部溝通, 加強(qiáng)信息反饋, 充分把握市場(chǎng)機(jī)會(huì)。煉鐵事業(yè)部編制了燒結(jié)、煉鐵配礦優(yōu)化模型, 將燒結(jié)配料計(jì)算、高爐配料計(jì)算、燒結(jié)礦成本預(yù)測(cè)和鐵水成本預(yù)測(cè)四個(gè)部分有機(jī)地結(jié)合起來(lái), 測(cè)算出每種鐵礦石使用的經(jīng)濟(jì)性, 用以指導(dǎo)生產(chǎn)和采購(gòu)。2011 年9 月~ 2012 年 6 月新冶鋼所用燒結(jié)原料成分及價(jià)格見(jiàn)表 1。

2、2 優(yōu)化配料結(jié)構(gòu), 降低原料成本

進(jìn)入 2012 年以來(lái), 煉鐵事業(yè)部為了最大限度地降低燒結(jié)礦成本, 根據(jù)公司原料計(jì)劃、不同鐵礦粉價(jià)差以及燒結(jié)生產(chǎn)情況, 逐步優(yōu)化原料結(jié)構(gòu), 盡可能采取/ 高價(jià)低配、低價(jià)高配[3], 綜合利用冶金廢棄物, 如鐵磷粉、地精粉與本地尾礦等, 根據(jù)燒結(jié)杯試驗(yàn), 重點(diǎn)研究和尋求成本效益最佳的配料方案。同時(shí), 密切跟蹤燒結(jié)質(zhì)量,及時(shí)調(diào)整燒結(jié)機(jī)參數(shù), 成功突破了燒結(jié)變料技術(shù)瓶頸, 實(shí)現(xiàn)了在高爐穩(wěn)定順行和確保鐵水質(zhì)量的前提下使用低價(jià)原料替代進(jìn)口原料和高價(jià)原燃料的目標(biāo)。其中褐鐵礦配比由 3815% 逐步增加至 62% 左右, 其他低品質(zhì)非主流礦的使用比例在 915%左右, 燒結(jié)各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)沒(méi)有惡化, 燒結(jié)礦質(zhì)量穩(wěn)中有升, 返礦率由 3412% 降至 3012%, 入爐燒結(jié)礦中- 5 mm 粉末穩(wěn)定在210% 以下, 高爐爐況的穩(wěn)定。2011 年 9~ 12 月與 2012年 1~ 6 月燒結(jié)原料結(jié)構(gòu)對(duì)比列于表 2、表 3, 配礦成本見(jiàn)圖 1。

3 穩(wěn)定原料供應(yīng), 努力提高混勻礦質(zhì)量

3、1 穩(wěn)定原燃料供貨渠道

通過(guò)投資西澳鐵礦項(xiàng)目、簽訂長(zhǎng)協(xié)合同等方式, 與澳大利亞、巴西、南非等國(guó)的礦石供應(yīng)商建立了良好的貿(mào)易關(guān)系, 集團(tuán)內(nèi)部統(tǒng)一平衡,穩(wěn)定進(jìn)口礦粉的供應(yīng)。國(guó)內(nèi)通過(guò)選擇規(guī)模較大的戰(zhàn)略供應(yīng)商, 確保 CZ精粉每月供應(yīng) 215~ 310萬(wàn) t, DY 精礦每月供應(yīng)在 310 萬(wàn) t 左右, 每批次不小于 5 000 t; 焦粉采購(gòu)銅陵新亞星干熄焦粉。

3、2 加強(qiáng)混勻造堆作業(yè), 提高混勻礦質(zhì)量

提前制定混勻礦質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和混勻造堆計(jì)劃。借鑒寶鋼等硅等鐵智能控制原理, 充分利用 BLOCK 堆料技術(shù), 將一個(gè)大堆分成 4 個(gè)BLOC, 采取大人字形變起點(diǎn)定終點(diǎn)連續(xù)往返分層堆積方式, 做到料到機(jī)行、料斷機(jī)停, 確保堆料層數(shù)在 520 層以上, 堆料量約 716 萬(wàn) t。為了保證混勻礦質(zhì)量, 還采取了一系列措施: 1 嚴(yán)格控制堆料過(guò)程中停機(jī)次數(shù)不得超過(guò) 5 次, 以減少斷頭、搭頭對(duì)大堆質(zhì)量的影響; 要求崗位人員及時(shí)調(diào)整下料調(diào)節(jié)板、監(jiān)視配料皮帶秤運(yùn)行,保證配料準(zhǔn)確;   加強(qiáng)對(duì)混勻料取樣監(jiān)督, 要求取樣規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn), 確保水分、粒度及化學(xué)成分真實(shí)客觀;   強(qiáng)化取料作業(yè), 消除取料對(duì)混勻料質(zhì)量的影響, 要求尾部料8 000 t 時(shí), 頭部料與尾部料同時(shí)取用; 尾部料 5 000 t 留存下來(lái)重新造堆。

通過(guò)實(shí)施以上措施, 2011 年 11 月至今, 燒結(jié)混勻料RTFe[ 0135、RSiO2[ 012, 滿足了低品質(zhì)原料下的燒結(jié)生產(chǎn)要求。

4 優(yōu)化工藝操作, 降低燒結(jié)礦加工成本

4、1 開(kāi)展高比例褐鐵礦和高鎂高鋁礦燒結(jié)攻關(guān)

隨著褐鐵礦配比不斷增加, 為了確保燒結(jié)礦質(zhì)量滿足高爐要求, 我們采取了以下措施:

(1) 適當(dāng)增加燃料用量, 放寬燃料粒度上限。將燃料配比控制在 3195%~ 413%; 燃料中0~ 3 mm 粒級(jí)由 88% 調(diào)整到 80% , 同時(shí)做好焦粉粒度跟蹤, 確保其中 [ 015mm 粒級(jí)在 20% 以下, 平均粒度控制在 1160~ 1170 mm。

( 2) 適當(dāng)提高混合料水分。針對(duì)褐鐵礦濕容量大和制粒時(shí)適宜水分高的特點(diǎn)[1], 將混合料水分由原來(lái)的618%提高到 711%~ 716% , 從而改善混合制粒效果, 提高料層透氣性, 改善燒結(jié)過(guò)程的氣體動(dòng)力學(xué)。

( 3) 提高點(diǎn)火溫度, 延長(zhǎng)點(diǎn)火時(shí)間。為了使褐鐵礦顆粒內(nèi)的結(jié)晶水充分排除, 以保證燒結(jié)礦的強(qiáng)度, 將點(diǎn)火溫度從 1 050 ? 50 e 提高到1 080 ? 50 e , 點(diǎn)火時(shí)間由 115 min 延長(zhǎng)到 10min[6], 彌補(bǔ)了表層熱量不足, 提高了表層燒結(jié)礦強(qiáng)度。

( 4) 將料層厚度由 650 mm 提高到 720mm。采用超厚溢出布料技術(shù), 全面推行滿擋板布料制度; 在布料后的平料網(wǎng)上增加配重, 對(duì)料面進(jìn)行預(yù)壓, 壓料量控制在 15~ 30 mm。

( 5) 提高生石灰質(zhì)量是高褐鐵礦燒結(jié)提高生產(chǎn)率的重要措施之一。通過(guò)提高生石灰的有效 CaO 質(zhì)量分?jǐn)?shù)及活性度, 增加了復(fù)合鐵酸鈣( SFCA) 的生成量[ 3], 使燒結(jié)礦強(qiáng)度、還原性和粒度組成均得到改善, 特別是減少了 5~ 10 mm粒級(jí), 有效降低了燒結(jié)礦含粉率。

在保證燒結(jié)礦質(zhì)量和滿足高爐造渣要求的前提下, 我們配用了 Al2O3達(dá) 3176% 的 FMG 超特粉和東南亞粉, 以此來(lái)降低燒結(jié)成本。為盡量避免高鋁高鎂礦配用對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)的影響, 采取了以下措施:

( 1) 平衡鋁硅比。燒結(jié)生產(chǎn)要求最佳鋁硅比控制在 011~ 014, 我們通過(guò)適當(dāng)提高燒結(jié)礦的 SiO2含量, 配入部分高硅廉價(jià)的海南粗粉和巴西粗粉, 有效抑制了Al2O3上升對(duì)燒結(jié)[ 8]和高爐生產(chǎn)帶來(lái)的不利影響。

( 2) 以高爐四元堿度為核心, 保證爐渣四元堿度在 0195~ 110, 適當(dāng)提高白云石配比, 控制燒結(jié)礦的 MgO 含量在 2125%, 保證爐渣中MgO 在 918% 以上[ 4]。與高爐一起開(kāi)展高鋁渣冶煉技術(shù)攻關(guān), 成功解決了燒結(jié)礦鋁高帶來(lái)的高爐操作難度大的問(wèn)題。通過(guò)分析和總結(jié), 高鋁庫(kù)蘭粉配比在 3%左右時(shí)燒結(jié)綜合效益較佳,所以生產(chǎn)中將庫(kù)蘭粉配比控制在 4% 以內(nèi)。

4、2 立足工序內(nèi)部挖潛, 降低燒結(jié)固體燃耗

( 1) 抓好燒結(jié)基礎(chǔ)管理工作, 控制白云石、生石灰 [ 3 mm 的比例必須達(dá)到 85%以上, 充分發(fā)揮生石灰對(duì)燒結(jié)過(guò)程的強(qiáng)化造球作用, 確保燒結(jié)料溫> 55 e ; 加強(qiáng)篩分系統(tǒng)的管理工作, 將燒結(jié)內(nèi)部返礦率控制在 28? 2%, 外產(chǎn)返礦的消耗要求找到平衡點(diǎn)。

( 2) 遵循低碳、低水、平鋪、厚料、慢機(jī)速的操作方針, 努力實(shí)現(xiàn)低溫?zé)Y(jié)和均勻燒結(jié)。控制好混合料水分[5], 將料層逐步提高到 720 mm以上, 并降低焦粉配入量和點(diǎn)火溫度, 以此來(lái)降低燒結(jié)礦 FeO 含量和提高還原性。同時(shí), 加大檢查力度, 及時(shí)落實(shí)各項(xiàng)措施的執(zhí)行情況, 做好技術(shù)分析和總結(jié), 使燒結(jié)固體燃料消耗降到了4615 kg/ t 左右, 每年節(jié)約成本約 3470 萬(wàn)元。

4、3 加強(qiáng)管理, 降低燒結(jié)礦制造費(fèi)用

( 1) 借鑒萍鄉(xiāng)鋼鐵股份公司九江分公司的/ 燒結(jié)熔劑管理辦法0, 對(duì)我公司燒結(jié)使用的生石灰和白云石采取噸礦承包的方式進(jìn)行結(jié)算。即, 在燒結(jié)礦堿度沒(méi)有調(diào)整的情況下, 熔劑消耗高于合同標(biāo)準(zhǔn)不予結(jié)算。采取該措施后, 燒結(jié)礦堿度合格率和穩(wěn)定率較之前提高了 315% 左右, 燒結(jié)礦成本降低了 1142 元/ t。

( 2) 制定了能源介質(zhì)( 包括壓縮空氣、氮?dú)?、蒸汽、混合煤氣、水、?/font>) 管理制度, 并指派專人對(duì)燒結(jié)區(qū)域的能源介質(zhì)實(shí)施動(dòng)態(tài)管理, 杜絕跑冒滴漏。調(diào)整主抽風(fēng)機(jī)和環(huán)冷風(fēng)機(jī)運(yùn)行模式,要求主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)門開(kāi)度保持在 60% 以上, 在燒結(jié)礦溫度 [ 150 e 的前提下, 夏季運(yùn)行三臺(tái)環(huán)冷風(fēng)機(jī), 冬季運(yùn)行兩臺(tái); 合理利用峰谷電組織生產(chǎn); 在保證點(diǎn)火質(zhì)量的前提下, 將點(diǎn)火溫度由1 100 e 降至 1 060 e , 以降低煤氣消耗。采取上述措施后, 煤氣消耗< 01076 GJ/ t、電耗< 39kW#h/ t。