梁紅星
(邯鋼集團邯寶鋼鐵有限公司，河北 邯鄲 056001)
摘 要: 以邯寶煉鐵廠 1 號高爐為例，簡要分析了高爐降低生產成本的方向和措施。主要列舉了優化爐料結構、降低燃料比、降焦增煤以及降低動能消耗方面的措施，其中著重介紹了邯寶 1 號高爐在降低燃料比方面所采取的措施，包括保持爐況穩定順行、調整氣流分布、堅持精料方針、提高頂壓、零加濕操作、提高風溫等措施。
關鍵詞: 高爐; 成本; 燃料比; 風溫; 加濕
0 引言
近年來，鋼鐵行業的持續低迷形勢迫使各鋼鐵企業全面地進入了降本增效的行列。邯寶 1 號高爐是邯鋼的第一座 3 200 m3 高爐，在第一代爐齡中取得了較好的成果。大修結束后全力投入到降本增效的行動中。通過優化爐料結構、降焦增煤、降低燃料比、降低動力成本等措施，有效降低了高爐冶煉成本。
1 降本增效的措施
對于高爐來說，冶煉成本主要來自兩個方面，一是原燃料的成本，另一個則是動力成本。要降低高爐的冶煉成本勢必要從這兩點出發。
1．1 降低原燃料成本
原燃料成本包括原料成本和燃料成本兩個方面。
1．1．1 優化爐料結構，降低原料成本
要降低原料成本，途徑較簡單，就是合理地增加低價原料配比，減少高價原料配比。邯寶高爐幾種常用原燃料價格見表 1。
由表 1 可知，球團礦價格最高，而價格較低的低價塊，是高爐近幾年開始配用的生礦塊，比起常規的生礦塊最明顯的區別就是品位下降。
如圖 1 所示，邯寶 1 號高爐在配料結構上逐漸去掉了最高價的球團礦，增加了價格較低的燒結礦及低價生礦塊配比，從原來的 75%燒結礦+20%生礦塊+5%球團礦逐漸優化到了 80%燒結礦+20%生礦塊( 18%澳礦塊+2%低價生礦塊) 的穩定爐料結構。
1．1．2 降低燃料成本
在高爐的冶煉成本中，燃料的成本比重很大，降低燃料成本也是高爐降本增效最有成效的手段之一。降低燃料成本，一方面要通過降低燃料比來實現。目前，國內各鋼企高爐在燃料比方面差別較大，高的有 550 kg /t 以上，低的不到 500 kg /t。在當前煤粉、焦炭價格居高不下的情況下，50 kg /t 的燃料比可使一個企業在成本上取得巨大的競爭力。所以，1 號高爐將主要措施放在了降低燃料比上。
如圖 2 所示，邯寶 1 號高爐的燃料比逐漸從2023 年 525 ～ 530 kg /t 降到了目前的不超505 kg /t，效果顯著。而與優化爐料結構一樣，優化入爐燃料結構，降低高價格燃料比例，提高低價格燃料比例，即降低焦比、提高煤比也是降低燃料成本的重要手段，2023 年國內鋼企焦比、煤比相互差距巨大。全焦比高的在 450 kg /t 以上，低的不到350 kg /t; 煤比高的將近200 kg /t，低的不到100 kg /t。降燃料比與降焦增煤是相互關聯的，某些時段某些高爐為了獲取高的煤比，開放氣流，結果煤比提高了，但是焦比未降低甚至升高，燃料比隨之大幅升高，燃料成本不降反增。同時，某些高爐不講客觀條件，只為降低燃料比，結果燃料比是降低了，但是焦比大幅升高，煤比數據不盡如人意，燃料成本降低有限甚至不降反升。故而，在降低燃料成本時，要合理地規劃燃料比與焦煤比的目標范圍，以獲取最大的收效。1 號高爐為了實現降低燃料成本主要采取了以下幾個方面的措施。
⑴爐況穩定順行是基礎
高爐的一切指標攻關都是在爐況順行的基礎上進行的，所以在降低燃料比或降焦增煤的過程中，要根據實際情況量力而為，切不可破壞高爐的穩定順行［1］。高爐的穩定順行主要有兩個標志，一個是氣流穩定，另一個就是爐缸工作狀況穩定( 也稱為熱制度穩定) 。在前幾年鋼鐵形勢好的時候，為了維持高風高氧以獲取高產，高爐大力發展中心氣流，這樣的爐況也是長期穩定的，但缺點就是燃料比高。在降燃料比的時候，要適當地抑制中心氣流，發展邊緣氣流，雖然仍要以中心氣流為主，但不過分發展，如若把握不好，易造成氣流不穩，管道、懸料的出現概率升高，不僅燃料比不降反增，焦比升高，而且風氧大幅萎縮，高爐的其他指標均會損失。同時在降低冶煉成本的過程中，很多時候都會進行低硅冶煉，須把握好硅素的控制水平，切不可造成爐缸熱量不足，輕則鐵水質量下降，出現號外鐵水，重則引起爐況大幅波動，高爐指標全面損失。
⑵調整氣流分布是主要手段
降低燃料比及降焦增煤的關鍵在于優化氣流分布，在爐況穩定順行的基礎上，控制合理的水溫差并取得較高的煤氣利用率。2012 年，1 號高爐使用“平臺+漏斗”料制，將燃料比控制在了 490 kg /t 以下，降本效果顯著［2］，但是隨著原燃料的變化及行業形勢的發展，料制中增加了中心焦，且中心焦料不斷增加，爐況雖然長期穩定，但是燃料比高，長期維持在 530 kg /t，有時甚至高達 550 kg /t，這種情況顯然不符合當下的情況，且由于長期使用中心焦料制，死料柱肥大，爐缸活躍度降低，高爐接受出鐵或爐溫波動的影響能力下降，除了燃料比高，其他指標也不盡如人意。故而高爐在 2024 年 1 月份，直接去掉了中心焦，并拉大角差，擴大平臺。
⑶堅持“凈、穩”精料方針
高爐生產中原燃料的影響占比 70%，所以在生產過程中堅持“高、熟、凈、小、勻、穩”六字方針。但隨著行業形勢的發展和技術的進步，高爐的熟料率在下降，入爐品位在降低，備料流程在簡化，六字方針不斷受到挑戰。1 號高爐的工作者們也在順勢而為，入爐品位降到了 57% 以 下，熟料率也降到了80%及以下，燒結礦不再分級。方針的執行重點抓“凈、穩”。一是嚴格控制槽下的備料速度減少粉末入爐，另一方面則是盡量保持原燃料品種的穩定。
1 號高爐在 2023 年多次出現氣流穩定但燃料比20 kg /t以上的突然變化，最終的結果就是爐溫的大幅波動，造成燃料的浪費甚至爐況的波動，被迫增加焦比來恢復爐況。在高爐的日常操作中，原燃料質量的大幅波動令操作者談虎色變。
⑷提高頂壓
高爐提高頂壓可以提高產量、降低焦比、改善爐料透氣性、促進高爐順行、提高煤氣利用率、降低燃料比，直接或間接地促進降低燃料比及降焦增煤。由圖3( a) 可知，1 號高爐也逐漸地將頂壓從 220 kPa 提高到了 235 kPa; 從圖 3( b) 可知，風量明顯提高，但是壓差不升反降，這也與上述中調整氣流分布有關。
⑸零加濕操作
加濕鼓風對高爐的影響是多方面的，但在實際操作中主要的應用有兩個方面，一是可以作為調劑爐溫的 手 段，1 號高爐的經驗是鼓風中每增加1 g /m3 加濕，燃料比升高 1 kg /t，由于加濕的滯后時間大約是噴煤的 1 /3，所以能起到快速調劑爐溫的作用; 另外，就是能降低風口理論燃燒溫度，降低下部壓差，促進爐缸徑向溫度分布更加合理，有利于爐況順行。1 號高爐在 2023 年月平均加濕量在 5 ～10 g /m3，目前高爐已基本實現“0”加濕操作，對燃料比的下降起到了不可或缺的作用。
⑹提高風溫
高爐的熱量來源主要有風口前碳素燃燒產生的熱量和鼓風帶入的物理熱兩個方面，提高風溫就可以減少由碳素燃燒產生的熱量需求，即可以降低燃料比; 另外，風溫的提高是增加煤比的重要手段［1］。
所以提高風溫在降低燃料成本方面的作用很大。1號高爐在 2012—2013 年期間實現了490 kg /t以下的燃料比，當時風溫使用的是1 200 ℃，但由于熱風爐本身設備狀況問題及廠內煤氣平衡原因，風溫目前僅能用到 1 130 ℃，而國內有多家鋼企 2023 年風溫達到 1 200 ℃以上，甚至個別企業用到了 1 300 ℃，所以風溫已經成為 1 號高爐降低燃料成本的限制因素。
1．2 降低動能成本
降低動能成本方面，首先，降低燃料比可有效減少風氧的消耗; 其次，主要是引進了熱風爐自動燒換爐系統及熱風爐富氧燒爐技術，降低熱風爐燒爐煤氣的使用量; 再次，提高頂壓以提高 TRT 的發電量;此外，就是出臺措施盡量減少水、電、煤氣等的浪費。
2 降本增效效果
通過各項措施的綜合作用，1 號高爐在產量維持穩定的情況下，取得了明顯的降本增效成果。燃料比 下 降 了 約 20 kg /t，其中焦比下降了將近20 kg /t，煤比沒有明顯變化，降本 50 元/t; 爐料結構的優化使成本下降了 10 元/t; 動能消耗上也有明顯的下降。
3 結語
⑴高爐的降本增效要從高爐生產的各方面入手，降低原燃料成本是主要手段，動能成本也至關重要。
⑵降本增效要在高爐穩定順行的基礎上進行，過程中短暫的影響不可避免，但不能導致高爐長期的順行變差。
⑶降焦增煤和降低燃料比的幅度要合理規劃，不可顧此失彼。
⑷高爐降本增效的手段是多種多樣的，企業要根據自身的現實條件，選擇適合自己的降本增效道路和目標。
參考文獻:
［1］ 梁紅星，夏萬順，郝飛飛．邯寶 3 200 m3 高爐降本增效實踐［J］．河北冶金，2013( 08) : 36-38+22．
［2］ 張妹英，夏萬順．“平臺+漏斗”布料制度在邯鋼西區 1高爐的應用［J］．河南冶金，2017，25( 06) : 43-46．
［3］ 李會波．邯寶煉鐵廠 1#高爐低燃料比穩定生產實踐［C］/ /河北省冶金學會．2013 年河北省煉鐵技術暨學術年會論文集，河北鋼鐵集團邯鋼邯寶公司煉鐵廠，2013: 5．