安 波, 岳 強, 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燒結機自 2011 年5 月投產(chǎn)以來, 通過加強基礎管理工作、優(yōu)化配礦、綜合利用廢棄資源, 開展低品質原料條件下/ 低成本、低消耗、高效益、燒結技術創(chuàng)新, 以最低成本生產(chǎn)出了優(yōu)質燒結礦, 實現(xiàn)了科學燒結、經(jīng)濟燒結和高效燒結的目標。
關鍵詞: 燒結; 優(yōu)化配礦; 固體燃耗; 降本增效
1 前 言
2012 年上半年重點鋼鐵企業(yè)經(jīng)營利潤率在2181% , 扣除非鋼產(chǎn)業(yè)、礦山的利潤后, 實際僅為 0113%, 一批企業(yè)出現(xiàn)虧損, 鋼鐵工業(yè)進入微利時期。同時, 大宗原燃料價格飛漲, 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)要實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展, 必須降低燒結成本和工序能耗。新冶鋼地處內陸, 由于沒有自己的礦山, 所有大宗原燃料需全部外購, 其中燒結進口鐵礦粉比例在 80% 左右。隨著鐵礦石價格大幅上漲, 生鐵成本居高不下, 嚴重制約了企業(yè)的市場競爭力和生存能力。自 2011 年 5 月 265 m2燒結機投產(chǎn)以來, 公司就提出了/ 經(jīng)濟煉鐵的理念, 以降低成本為導向, 開展了低品質原料下的低成本、低消耗、高效益燒結生產(chǎn)實踐。
2 優(yōu)化配礦方案, 不斷提高褐鐵礦和非主流礦配比
2、1 做好技術儲備, 指導原燃料
采購由于按品位定價存在嚴重缺陷, 制定配礦方案時, 并非礦石價格越低越合算, 有害元素超標的, 再便宜也不能用。為了適應市場, 我們利用主流礦與非主流礦的價格差異( 噸度價相差5123 元左右) , 進一步拓展非主流礦資源渠道。為此, 配礦小組組織了相應的探索試驗, 做好必要的技術儲備, 并及時與供應部溝通, 加強信息反饋, 充分把握市場機會。煉鐵事業(yè)部編制了燒結、煉鐵配礦優(yōu)化模型, 將燒結配料計算、高爐配料計算、燒結礦成本預測和鐵水成本預測四個部分有機地結合起來, 測算出每種鐵礦石使用的經(jīng)濟性, 用以指導生產(chǎn)和采購。2011 年9 月~ 2012 年 6 月新冶鋼所用燒結原料成分及價格見表 1。
2、2 優(yōu)化配料結構, 降低原料成本
進入 2012 年以來, 煉鐵事業(yè)部為了最大限度地降低燒結礦成本, 根據(jù)公司原料計劃、不同鐵礦粉價差以及燒結生產(chǎn)情況, 逐步優(yōu)化原料結構, 盡可能采取/ 高價低配、低價高配[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)燒結杯試驗, 重點研究和尋求成本效益最佳的配料方案。同時, 密切跟蹤燒結質量,及時調整燒結機參數(shù), 成功突破了燒結變料技術瓶頸, 實現(xiàn)了在高爐穩(wěn)定順行和確保鐵水質量的前提下使用低價原料替代進口原料和高價原燃料的目標。其中褐鐵礦配比由 3815% 逐步增加至 62% 左右, 其他低品質非主流礦的使用比例在 915%左右, 燒結各項技術經(jīng)濟指標沒有惡化, 燒結礦質量穩(wěn)中有升, 返礦率由 3412% 降至 3012%, 入爐燒結礦中- 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 月燒結原料結構對比列于表 2、表 3, 配礦成本見圖 1。
3 穩(wěn)定原料供應, 努力提高混勻礦質量
3、1 穩(wěn)定原燃料供貨渠道
通過投資西澳鐵礦項目、簽訂長協(xié)合同等方式, 與澳大利亞、巴西、南非等國的礦石供應商建立了良好的貿(mào)易關系, 集團內部統(tǒng)一平衡,穩(wěn)定進口礦粉的供應。國內通過選擇規(guī)模較大的戰(zhàn)略供應商, 確保 CZ精粉每月供應 215~ 310萬 t, DY 精礦每月供應在 310 萬 t 左右, 每批次不小于 5 000 t; 焦粉采購銅陵新亞星干熄焦粉。
3、2 加強混勻造堆作業(yè), 提高混勻礦質量
提前制定混勻礦質量標準和混勻造堆計劃。借鑒寶鋼等硅等鐵智能控制原理, 充分利用 BLOCK 堆料技術, 將一個大堆分成 4 個BLOC, 采取大人字形變起點定終點連續(xù)往返分層堆積方式, 做到料到機行、料斷機停, 確保堆料層數(shù)在 520 層以上, 堆料量約 716 萬 t。為了保證混勻礦質量, 還采取了一系列措施: 1 嚴格控制堆料過程中停機次數(shù)不得超過 5 次, 以減少斷頭、搭頭對大堆質量的影響; 要求崗位人員及時調整下料調節(jié)板、監(jiān)視配料皮帶秤運行,保證配料準確; 加強對混勻料取樣監(jiān)督, 要求取樣規(guī)范、標準, 確保水分、粒度及化學成分真實客觀; 強化取料作業(yè), 消除取料對混勻料質量的影響, 要求尾部料8 000 t 時, 頭部料與尾部料同時取用; 尾部料 5 000 t 留存下來重新造堆。
通過實施以上措施, 2011 年 11 月至今, 燒結混勻料RTFe[ 0135、RSiO2[ 012, 滿足了低品質原料下的燒結生產(chǎn)要求。
4 優(yōu)化工藝操作, 降低燒結礦加工成本
4、1 開展高比例褐鐵礦和高鎂高鋁礦燒結攻關
隨著褐鐵礦配比不斷增加, 為了確保燒結礦質量滿足高爐要求, 我們采取了以下措施:
(1) 適當增加燃料用量, 放寬燃料粒度上限。將燃料配比控制在 3195%~ 413%; 燃料中0~ 3 mm 粒級由 88% 調整到 80% , 同時做好焦粉粒度跟蹤, 確保其中 [ 015mm 粒級在 20% 以下, 平均粒度控制在 1160~ 1170 mm。
( 2) 適當提高混合料水分。針對褐鐵礦濕容量大和制粒時適宜水分高的特點[1], 將混合料水分由原來的618%提高到 711%~ 716% , 從而改善混合制粒效果, 提高料層透氣性, 改善燒結過程的氣體動力學。
( 3) 提高點火溫度, 延長點火時間。為了使褐鐵礦顆粒內的結晶水充分排除, 以保證燒結礦的強度, 將點火溫度從 1 050 ? 50 e 提高到1 080 ? 50 e , 點火時間由 115 min 延長到 10min[6], 彌補了表層熱量不足, 提高了表層燒結礦強度。
( 4) 將料層厚度由 650 mm 提高到 720mm。采用超厚溢出布料技術, 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, 對料面進行預壓, 壓料量控制在 15~ 30 mm。
( 5) 提高生石灰質量是高褐鐵礦燒結提高生產(chǎn)率的重要措施之一。通過提高生石灰的有效 CaO 質量分數(shù)及活性度, 增加了復合鐵酸鈣( SFCA) 的生成量[ 3], 使燒結礦強度、還原性和粒度組成均得到改善, 特別是減少了 5~ 10 mm粒級, 有效降低了燒結礦含粉率。
在保證燒結礦質量和滿足高爐造渣要求的前提下, 我們配用了 Al2O3達 3176% 的 FMG 超特粉和東南亞粉, 以此來降低燒結成本。為盡量避免高鋁高鎂礦配用對燒結生產(chǎn)的影響, 采取了以下措施:
( 1) 平衡鋁硅比。燒結生產(chǎn)要求最佳鋁硅比控制在 011~ 014, 我們通過適當提高燒結礦的 SiO2含量, 配入部分高硅廉價的海南粗粉和巴西粗粉, 有效抑制了Al2O3上升對燒結[ 8]和高爐生產(chǎn)帶來的不利影響。
( 2) 以高爐四元堿度為核心, 保證爐渣四元堿度在 0195~ 110, 適當提高白云石配比, 控制燒結礦的 MgO 含量在 2125%, 保證爐渣中MgO 在 918% 以上[ 4]。與高爐一起開展高鋁渣冶煉技術攻關, 成功解決了燒結礦鋁高帶來的高爐操作難度大的問題。通過分析和總結, 高鋁庫蘭粉配比在 3%左右時燒結綜合效益較佳,所以生產(chǎn)中將庫蘭粉配比控制在 4% 以內。
4、2 立足工序內部挖潛, 降低燒結固體燃耗
( 1) 抓好燒結基礎管理工作, 控制白云石、生石灰 [ 3 mm 的比例必須達到 85%以上, 充分發(fā)揮生石灰對燒結過程的強化造球作用, 確保燒結料溫> 55 e ; 加強篩分系統(tǒng)的管理工作, 將燒結內部返礦率控制在 28? 2%, 外產(chǎn)返礦的消耗要求找到平衡點。
( 2) 遵循低碳、低水、平鋪、厚料、慢機速的操作方針, 努力實現(xiàn)低溫燒結和均勻燒結。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火溫度, 以此來降低燒結礦 FeO 含量和提高還原性。同時, 加大檢查力度, 及時落實各項措施的執(zhí)行情況, 做好技術分析和總結, 使燒結固體燃料消耗降到了4615 kg/ t 左右, 每年節(jié)約成本約 3470 萬元。
4、3 加強管理, 降低燒結礦制造費用
( 1) 借鑒萍鄉(xiāng)鋼鐵股份公司九江分公司的/ 燒結熔劑管理辦法0, 對我公司燒結使用的生石灰和白云石采取噸礦承包的方式進行結算。即, 在燒結礦堿度沒有調整的情況下, 熔劑消耗高于合同標準不予結算。采取該措施后, 燒結礦堿度合格率和穩(wěn)定率較之前提高了 315% 左右, 燒結礦成本降低了 1142 元/ t。
( 2) 制定了能源介質( 包括壓縮空氣、氮氣、蒸汽、混合煤氣、水、電) 管理制度, 并指派專人對燒結區(qū)域的能源介質實施動態(tài)管理, 杜絕跑冒滴漏。調整主抽風機和環(huán)冷風機運行模式,要求主抽風機風門開度保持在 60% 以上, 在燒結礦溫度 [ 150 e 的前提下, 夏季運行三臺環(huán)冷風機, 冬季運行兩臺; 合理利用峰谷電組織生產(chǎn); 在保證點火質量的前提下, 將點火溫度由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。
( 3) 通過制定設備點檢管理制度、設備日常維護保養(yǎng)制度、設備事故管理制度、設備檢修管理制度、電氣設備管理制度、設備潤滑管理制度、固定資產(chǎn)管理制度、備品備件管理制度、外委工程管理辦法等有關制度, 規(guī)范了管理人員的工作標準和職責, 促進了各部門少出差錯, 多出效益。2012 年 3 月燒結系統(tǒng)設備作業(yè)率達到98% 以上, 噸礦維檢費用降低 2164 元。
5 加強固廢回收和余熱利用
( 1) 均勻配加固體廢棄物, 將氧化鐵皮、鋼渣及煉鋼煉鐵除塵灰打入混勻配料室配礦倉參與混勻造堆, 使其在混勻料中的分布更加均勻,減輕其對燒結的不利影響[2]。2012 年 4 月廢棄物使用比例在 813%左右。
( 2) 加強了對余熱回收系統(tǒng)的維護, 利用檢修機會, 對余熱回收系統(tǒng)進行改造, 保證蒸汽溫度\ 170 e 、壓力 \ 6 kPa; 使燒結料溫保持在 55e 以上, 減少了過濕層對燒結生產(chǎn)的影響。
6 生產(chǎn)效果
通過采取一系列措施, 新冶鋼 265 m2燒結機實現(xiàn)了低品質原料下的低成本、低消耗、高效益生產(chǎn)。2011~ 2012 年燒結礦成本變化見圖2, 燒結礦質量及主要技術經(jīng)濟指標列于表 4、表 5。
由圖表可知, 在原料條件劣化的情況下, 燒結礦質量并未下降, 主要技術經(jīng)濟指標甚至穩(wěn)中有升, 而燒結礦成本由原來的 1300 元/ t 降到1050 元/ t 左右, 較好地完成了公司的低成本戰(zhàn)略意圖, 取得了可喜的成績。今后, 我們將繼續(xù)努力, 牢牢抓住降本增效這一關鍵[6], 不斷提高企業(yè)的市場競爭力。
參考文獻
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