近两年, 随着企业经营压力的增大, 成本意识在高炉日常操作管理中逐步占主导地位, 大型高炉也开始逐步尝试所谓的"经济配料", 这导致了原燃料保障能力下降, 大型高炉的波动及失常也屡见不鲜, 技术经济指标波动加剧。事实上, 大型高炉在各个企业的经营管理以及生产组织中都处于核心地位, 炉况一旦出现波动, 将对整个公司的经营绩效和生产组织造成严重影响, 对高炉长寿也势必造成严重影响。稳定顺行是高炉最大的效益, 大型高炉尤其如此。高炉长寿创造的效益在日常操作管理中往往很容易被忽视, 因此, 必须坚持对大型高炉至关重要的"精料方针"。操作者在努力降低铁水成本的过程中应更加注重炉况的长期稳定顺行及长期效益, 在大型高炉的具体操作及管理方面应更加精细, 用精益化的思路管理和操作大型高炉。
1.3 原燃料指标
焦炭质量的优劣对高炉生产的稳定顺行、技术经济指标、产品质量和高炉长寿至关重要, 对大型高炉影响更大。焦炭质量的评价包括化学成分、灰分、粒度、转鼓强度和高温冶金性能。2015年, 中国大型高炉焦炭平均碳质量分数为86.53%, 平均灰分为11.95%, 平均粒度为50.91 mm, 平均M40为88.98%, 焦炭平均粒径比前4年减小1.04 mm;2016年1~6月, 焦炭的平均灰分为11.94%, 硫质量分数为0.69%, 平均粒度为51.06 mm, 平均M40为89.67%。焦炭平均粒度比2015年增加2.6 mm, M40增加1%, 这说明各企业更重视焦炭质量的改善和提升。
煤粉质量对高炉喷煤操作的稳定顺行和煤焦置换效果均有重要影响。对喷吹煤粉质量的总体要求是有害元素少、灰分低、热值高、输送性能好、反应性和燃烧性高, 而反应性和燃烧性与煤的挥发分呈正比。2015年, 中国大型高炉的煤粉灰分平均为9.37%, 比4年前有所上升, 挥发分为18.33%;2016年1~6月, 大高炉的煤粉灰分平均为9.37%, 挥发分为18.33%。
由于钢铁产量大幅度增长, 优质的铁矿石资源日趋紧张, 而且质量和性能呈逐步下降趋势。中国自产的铁矿石 品位较低, 大部分高品位铁矿石需要从国外进口, 2015年中国的铁矿石对外依存度已达到84%。大型高炉要求吨铁渣量小于300 kg/t、炉料成分稳定、粒度均匀、粉末少, 冶金性能良好及炉料结构合理。烧结矿作为高炉的主要含铁炉料在欧洲和亚洲盛行, 而球团矿作为主要炉料则在北美更普遍。2015年, 中国大型高炉的炉料结构为70.85%的高碱度烧结矿+20.9%的球团矿+8.25%的块矿, 烧结矿占主导地位, 因此, 对烧结矿质量的管理是大型高炉精料管理的主要内容。2015年, 中国大型高炉入炉铁料的平均含铁品位为59.01%, 铁料的平均粒径为20.97 mm, 铁料的平均粒径较4年前增加了0.8 mm。2016年1~6月, 大高炉烧结矿、球团矿及块矿的平均比例为71.46%、19.68%和8.86%, 与2015年相比, 烧结矿的比例不变, 球团矿的比例降低了1.5%, 块矿的比例得到一定提高。
受市场的影响, 中国大型高炉的炉料结构、品种和质量标准也在不断调整, 但仍需继续坚持精料技术。
1.4 主要控制参数
高炉实施低硅冶炼可达到高产、稳产、优质、低耗的目标, 还可降低生铁成本。同时低硅低硫铁水可以降低炼钢渣量, 提高铁的收得率, 缩短冶炼时间, 对开发新钢种、冶炼高级洁净钢、提高转炉生产能力及降低成本有重要意义。对于低硅冶炼的高炉, 应该在保证铁水温度的情况下, 尽量降低高炉生铁中的硅质量分数。2015年, 中国大型高炉铁水的硅质量分数平均值为0.43%, 比4年前降低了0.01%;平均铁水温度为1 503.11℃, 比4年前也降低了1.36℃。2016年1-6月, 大高炉铁水的硅质量分数平均值为0.42%, 平均铁水温度为1 502.6℃, 铁水温度下降幅度不大。
高炉生铁一级品率是指硫质量分数不超过0.03%的生铁占所有生铁的比例。2015年, 中国大型高炉的硫质量分数和一级品率的平均值分别为0.029%和76.35%, 铁水一级品率比4年前降低了2%;2016年1-6月, 大高炉铁水的硫质量分数和一级品率、生铁的硫质量分数及一级品率的平均值分别为0.031%和74.73%, 仍然呈下降趋势, 这主要是受经济配料及使用低品质矿的影响。
中国大型高炉的吨铁渣量有所降低。2015年, 中国大型高炉的平均吨铁渣量为301.02 kg/t, 二元碱度为1.19, 除宝钢4座高炉以外, 吨铁渣量都为300 kg/t以上。2016年1-6月, 平均吨铁渣量为297.73 kg/t, 二元碱度为1.18, 大高炉的吨铁渣量比2015年降低了3 kg/t。与国外的大型高炉相比, 中国的吨铁渣量仍然偏高。
煤气利用率与高炉的吨铁燃料比有着直接的关系。2015年, 中国大型高炉的平均煤气利用率为48.72%。2016年1-6月, 平均煤气利用率为48.21%, 燃料比为517.1 kg/t。宝钢几座高炉的煤气利用率均高于50%, 其燃料比也低于500 kg/t。