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          數據指標

          高爐優化操作分析之高煤比

          時間:2020-09-24 11:53:22|來源:煉鐵|瀏覽:|評論:0條   [收藏] [評論]

          高爐優化操作分析之高煤比——冶金交流中心高爐數據分析解讀報告中信特鋼集團、鐵前王琳1前言高爐噴煤的目的,就是降低鐵水成本。高爐噴煤除了煤粉代替焦炭降低鐵水成本外,還有其它好處:噴…

          高爐優化操作分析之高煤比
          ——冶金交流中心高爐數據分析解讀報告
          中信特鋼集團、鐵前王琳
          1前言
          高爐噴煤的目的,就是降低鐵水成本。
          高爐噴煤除了煤粉代替焦炭降低鐵水成本外,還有其它好處:
          噴煤可以調劑爐況改善高爐爐缸工作狀態,使高爐更加穩定順行;
          噴吹的煤粉在風口前代替熾熱的焦炭氣化燃燒會降低理論燃燒溫度,為高爐采用高風溫和富氧創造了條件;
          噴吹煤粉氣化過程中放出比焦炭多的氫氣,有利于礦石還原和高爐操作指標的改善;
          噴煤粉代替焦炭減少焦炭生使用量,可降低煉焦生產對環境造成的污染。
          噴煤作為高爐強化冶煉的四大措施之一,為高爐增產降耗提供了支持。
           
          現代高爐的標志是強化冶煉,即:高頂壓、大噴煤、高風溫和富氧。
          古代高爐到現代高爐跨越了三大步:第一步是十八世紀初年由木炭冶煉改成了焦炭冶煉;第二步是十九世紀初改冷風鼓風為熱風鼓風,有了熱風自然就想到了噴吹燃料。十九世紀中葉在法國煉鐵廠實現了噴煤。第三步是20世紀初高爐使用蒸汽鼓風機,所以英文高爐叫作鼓風爐(Blast Furnace),采用蒸汽機鼓風后,極大地提高了冶煉強度,為后來的噴煤創造了條件。隨后,中東發現并開采了石油,高爐噴煤技術發展基本再無進展。直至20 世紀60年代初,歐洲及中國、美國的一些工廠才陸續開始在高爐上試驗噴煤。70年代末,第二次石油危機的岀現,加快了高爐噴煤技術的研究和發展,特別是歐洲和日本更是在實際應用上取得了重大突破。到二十世紀后期,歐洲和日本已有少部分高爐月均噴煤比達到了了200kg/t。
          我們國家在1964年開始研究噴煤技術,首先在首鋼和鞍鋼做了工業試驗。是世界上較早采用高爐噴煤技術的國家之一,由于我國國內煤炭資源較為豐富而外匯短缺。從20世紀60年代開始高爐噴煤到70年代,我國高爐噴煤煤種多、噴吹量大、效益高,高爐噴煤普及率和噴煤量在國際上一度處于領先水平。80年代后期,我國高爐平均噴煤比在50-60kg/t。90年代以后,高爐噴煤技術納入國家科技攻關計劃,大型高爐全部設置噴煤裝置,噴煤高爐不斷增加,噴煤工藝改造步伐加快,大噴吹成為我國高爐煉鐵技術的主流。從1995年起,我國高爐煤比逐步提高,1995年重點企業平均噴煤比僅為58.5kg/t,到上世紀末已經達到118kg/ t,2002年達到了 125kg/t。
          注:上世紀60-70年代,當時石油價格大概2美元/桶,人民幣匯率2.5左右國內煤炭定價在20-30元/t。
          近年來我國重點企業高爐煤比趨勢圖:

          2近年來高煤比典型案例
          我國高爐噴煤發展,與世界上高爐噴煤一樣的,都面遇到了噴煤繼續提高的瓶頸。每個鋼鐵公司,每個公司內不同的高爐,每個高爐不同的時段,都存在著煤比有時高有時低的狀況。大家一直在努力找出影響高煤比的主要因素,并加以改進。但是至今,仍沒有一個可以持續保持高爐高煤比的分析結論是經得住驗證的,或許高煤比的制約因素在我們思考之外,或許高煤比制約因素在高爐不同的階段是不同的綜合因素。
          這里,先列舉國內高煤比的高爐的煤比變化趨勢,供大家分析參考。
          注:我不是這些高爐的操作者,僅僅是根據高爐數據進行分析。
          談到高煤比,不得不說國內的B廠高爐。B廠大型高爐在1997年開始了煤比攻關,煤比提升一鳴驚人、一飛沖天。煤比由1997年108kg/t上升至1999年207kg/t,全公司平均煤比保持在200kh/t上下持續了9年,取得了非凡業績。
          B廠高爐二十年來高爐煤比變化:

          于是乎大家就開始研究B廠高爐噴煤,通過簡單比對就直觀的得出研究結論是:焦炭好、礦石好所以煤比高。B廠原料質量高和穩定性,確實國內其他企業是無法相比的。但是,現實是在2007年以后,煤比逐漸下降。焦炭依舊是好焦炭,礦石依舊好礦石,但是煤比逐年下降。
          這個有好原料才有高煤比的結論,影響深遠。我甚至一度將煤比+渣比≤500kg/t寫進了規程里,作為操作指南,但事實證明是錯的,讓我至今汗顏。
           
          第二個高煤比典型案例T公司高爐煤比,T公司高爐生在了福窩里。高爐就坐在焦煤堆上,吃著自產高品位精粉。起點就高,開爐煤比就上了檔次了,達到了200kg/t。但隨后就走了下坡路,一路下滑。理由說是原料不好了。但是發表過一篇文章談的是高爐技術指標進步,其中闡述了改善原料提高了高爐指標,但數據道出了實情。如下圖:

          第三個高煤比典型案例是國內W公司。W公司因為過高富氧也有過燃料比升高的困惑,但是最近八年來,除了2014-2015年因鋼鐵市場虧損,噴煤量降低以外,其余時間里WG高爐煤比都在160kg/t以上。

          第四個高煤比典型案例是L公司高爐,L公司高爐噴煤做的非常成功。較低的入爐品位,合適的焦炭質量,粒煤噴吹等,持續創造出高煤比的佳績。

          國內還有許多中、小高爐在悶聲發大財,高煤比、低燃料比,低成本做的非常出色。
          3高煤比之不忘初心:噴煤目的是降本
          提高煤比的初心降低成本。僅僅對比煤比是沒有意義的。無論國內和國外,都有高爐曾經短時間的將煤比提高到260kg/t以上,但是過高噴煤效率下降,燃料比升高,得不償失。
          我們在實際工作中也經常遇到同樣的情況,我們在敦促高爐提高煤比時,高爐就拿出數據上上下下前后左右的申訴提高煤比后燃料比升高,到處叫喊著說:“得不償失,高爐做低煤比低燃料比才是降本之道。”
          我們需要說明的是:我們談高爐高煤比的基礎是燃料比不升高。提高煤比的初心是降低鐵水成本。并不是為了高煤比而再提高焦炭質量、提高入爐品位、提高了燃料比。
          高質量焦炭是需要花錢買的,高的入爐品位礦石也是需要花錢買的,提高煤比如果造成了成本上升,就是違背了最初提高煤比的初心。
          如果我們扣除了市場因素、地域因素、資源因素,扣除入爐品位因素而僅僅按照燃料比水平的高低來核算2019年—2020年上半年高爐成本大概排序,得到的結果如下:
          說明:扣除品位因素后,燃料比指標排序:沒有扣除高爐加廢鋼因素:
          燃料比校核比對
          序號 企業爐號 爐容 系數 焦比 焦丁 煤比 燃料比 風溫 富氧 品位 燃料比
          m3 t/d.m3 kg/t kg/t kg/t kg/t % % 校核
          1 元立 1076 2.6 294 21 178 493 1188 6.31 56.48 488.84
          2 川威鋼鐵 1750 2.76 345 32 140 517 1200 3.49 54.19 495.9
          3 湖北新冶鋼 1780 2.72 313 33 145 485 1194 2.73 58.04 499.54
          4 安泰鋼鐵 1250 2.76 325 42 134 501 1182 1.73 57.75 506.41
          5 青鋼 1800 2.78 309 36 160 506 1178 2.96 57.26 507.56
          6 寶鋼 4907 2.17 296 24 172 493 1221 3.82 58.98 507.59
          7 江西新鋼 2500 2.47 342 22 148 509 1210 3.25 56.57 508.35
          8 山東富倫 1496 2.63 348 26 134 509 1144 1.47 56.97 508.57
          9 福建三鋼 1309 3.1 322 30 154 506 1213 3.62 57.58 510.6
          10 馬鋼長江 1165 3.27 331 30 141 502 1179 2.52 58.39 512.61
          11 永鋒淄博張鋼 1350 3.13 373 0 126 498 1124 3.09 58.99 513.36
          12 蕪湖新興 1280 3 350 20 144 514 1191 0.99 57.47 517.28
          13 石鋼 1080 2.4 333 36 154 522 1152 3.68 56.44 518.07
          14 朝陽鋼鐵 2600 2.22 311 56 150 535 1175 2.24 57.29 518.68
          15 太鋼 3483 2.24 325 25 147 498 1227 4.51 59.83 518.8
          16 西林鋼鐵 1175 3.36 368 38 136 539 1130 3.15 54.06 519.8
          17 濰坊特鋼 1273 3.01 353 27 140 521 1120 1.63 56.96 519.87
          18 天津軋三鋼鐵 1260 2.89 360 25 135 519 1156 3.15 57.24 521.11
          19 龍門鋼鐵 1554 2.72 352 28 144 524 1176 2.92 56.66 521.54
          20 首鋼遷鋼 3069 2.42 317 36 154 508 1204 3.18 59.04 523
          成本校核比對:
          序號 企業 爐容 系數 焦比 焦丁 煤比 燃料比 品位 成本
          m3 t/d.m3 kg/t kg/t kg/t kg/t % CSR% 校核
          1 元立 1076 2.6 294 21 178 493 56.48 61.58 1941
          2 寶鋼 4907 2.17 296 24 172 493 58.98 69.6 2011
          3 青鋼 1800 2.78 309 36 160 506 57.26 67.5 2023
          4 江西新鋼 2500 2.47 342 22 148 509 56.57 62.93 2025
          5 湖北新冶鋼 1780 2.72 313 33 145 485 58.04 69 2025
          6 川威鋼鐵 1750 2.76 345 32 140 517 54.19 68 2031
          7 山東富倫 1496 2.63 348 26 134 509 56.97 62.37 2038
          8 福建三鋼 1309 3.1 322 30 154 506 57.58 68 2039
          9 安泰鋼鐵 1250 2.76 325 42 134 501 57.75 65.09 2042
          10 龍騰特鋼 1080 3.65 349 17 159 525 57.42 58.97 2042
          11 石鋼 1080 2.4 333 36 154 522 56.44 63.69 2045
          12 馬鋼長江 1165 3.27 331 30 141 502 58.39 68 2057
          13 蕪湖新興 1280 3 350 20 144 514 57.47 65.24 2058
          14 太鋼 3483 2.24 325 25 147 498 59.83 67.4 2058
          16 西林鋼鐵 1175 3.36 368 38 136 539 54.06 59.61 2059
          17 龍門鋼鐵 1554 2.72 352 28 144 524 56.66 63.18 2062
          18 首鋼遷鋼 3069 2.42 317 36 154 508 59.04 67.49 2062
          19 濰坊特鋼 1273 3.01 353 27 140 521 56.96 63.49 2062
          20 朝陽鋼鐵 2600 2.22 311 56 150 535 57.29 67.45 2062
           
          注:按照每提高1%的入爐品位焦比降低7.5kg/t,鐵水成本上升15元/t;
          按照每提高焦炭1%的反應后強度,焦炭價格上升10元/t。
          沒有扣除加廢鋼的高爐,因為廢鋼比我們無法獲得準確數據。
          根據冶金交流中心數據,我們得出全國高爐成本校核。
          4用冶金交流中心高爐數據分析高煤比
          以數據說話,在信息化和智能化即將到來煉鐵的今天,數據的作用越來越大。去年我們大家聚會分析了高爐入爐品位對利用系數的影響,得出了當入爐品位達到57%以后,再提高入爐品位不再會對提高產量起到促進作用。得出了每提高1%的入爐品位可以降低7.5kg/t的數據。
          這次會議,我們一起相聚常州,不抱成見、暢所欲言來探討交流如何提高高煤比,降低鐵水成本。
          延伸閱讀
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