降低5_炉综合燃料比[1]

攻关课题：5#炉综合燃料比降低到518kg/t铁以下
5#炉综合燃料比降低到518kg/t 铁以下
河北新金炼铁厂QC 小组 2011年5月
一、小组概况：
本小组成立于2010年，具有扎实的QC 理论基础知识、丰富的冶炼理论知识和生产实践经验，小组成员有行政领导、工程技术人员和班组骨干。

组长 任现生
成员
助工1人，技术人员3人，工程师3人 小组名称 降成本QC 小组
注册日期
2011.5 课题名称 降低5#炉综合燃料比 小组类型 攻关型 活动周期
2011年1--5月份
活动次数
2次
小组成员简介
姓 名 性 别 年 龄 文化程度 职务及职称
技术等级 组内分工 任现生 男 41 大专 厂长 工程师 组长 郭江平 男 39 大专 技术科长 工程师 组员 韩迅锋 男 35 大专 高炉主任 工程师 组员 张晓正 男 33 中专 高炉副主任 助工 组员
刘占平 男 33 中专 高炉工长 技术员 组员 史明庆 男 42 高中 高炉工长 技术员 组员 焦先超
男
36
高中
高炉工长
技术员
组员
二、选题理由：
三、目标值的确定：
5#炉综合燃料比降低到518以下
中心气流过盛，炉顶温度偏高，煤气利用率差，燃料比消耗偏高。

降低5#炉综合燃料比 厂部 要求指标
本工序
存在问题 选择课题
厂部要求：5#炉综合燃料比降低到518以下
目标值的可行性分析：
河北新金钢铁有限公司5#高炉自2006年开炉以来，中心气流过盛，炉顶温度偏高，煤气利用率差，燃料比消耗偏高。

与同行业进行对标分析，我厂的综合燃料比比同行业偏高，通过于外考察于公关、可以完成以上目标。

四、现状调查：
河北新金钢铁有限公司5#高炉炉容493.26m3，于2006年开炉投产，原燃料条件比较稳定，长期以来入炉原料主要是72m2烧结料和球团矿。

由于72m2烧结矿粒度不均匀，导致装料制度与送风制度不太匹配，气流过盛，煤气利用率较低，燃料比消耗偏高，虽采取多方面措施，但效果并不理想。

（见下表）
表一：5#高炉2006年—2010年各项消耗指标汇总
2006—2010年度部分指标汇总
年度利用系
数
焦比煤比
综合焦
比
综合燃
料比
矿比风温
综合品
位
06年 3.82 415 110 503 525 1.633 1107 60.15
07年 3.90 422 124 521 546 1.665 1114 58.78
08年 3.56 427 120 523 547 1.692 1098 57.52
09年 3.96 383 141 495 524 1.659 1069 58.36
10年 3.67 383 160 513 546 1.68 1103 56.43
06—10
年平均
3.80 406 130 510 536 1.664 1095 58.30
2010年8月高炉停炉大修，11月12日开炉，2011年3月份5#高炉遵循了“精料”的操作方针并采取了一系列强化冶炼措施后，降耗工作取得了明显的进展，尤其是3月15日全用小粒度带烧料后，燃料比显著下降。

下面就高炉的实践情况简述如下：
五、原因分析：
2011年3月14日，我们小组召开原因分析会，采用头脑风暴法对影响高炉消耗方面等多种原因进行分析，并绘制出鱼刺图如下：
六、要因确认：
序号 末端原因 确认标准
确认过程
确认方法 结果 确认时间 负责人 1 员工责任心差 质量体系检查无不符合项。

对生产过程进行专项审核，未发现不符合项。

现场调查 非要因
2010/1/1 韩迅锋 2 操作技能低 员工技能评定 员工素质能满足生产需要 现场调查 非要因 2010/1/1 韩迅锋 3 富氧量偏低 与同行业对标 对一天的消耗进行统计 现场调查 要因 2010/1/1 韩迅锋 4 喷煤的量少 与同行业对标 对一天的消耗进行统计 现场调查 要因 2010/1/1 韩迅锋 5 焦炭强度低 与同行业对标 对进厂焦炭抽查化验
现场调查 非要因 2010/1/1 韩迅锋 6 烧结矿原料的
分析 与同行业对标 现场抽查分析 现场调查 要因 2010/1/1 韩迅锋 7 除尘效果差 与同行业对标 对现场灰尘进行测试 现场调查 非要因 2010/1/1 韩迅锋 8 高炉设备陈旧 与同行业对标 对设备进行现场查看
现场调查 非要因
2010/1/1 韩迅锋 9 综合负荷偏低 与同行业对标 对一天的综合负荷进行统计 现场调查 要因 2010/1/1 韩迅锋 10
顶压偏低
与同行业对标 对一天的顶压进行统计 现场调查 要因 2010/1/1 韩迅锋 11 冶强控制偏高 与同行业对标 对一天的冶强进行统计 现场调查 要因 2010/1/1 韩迅锋 12 煤气利用差 与同行业对标 对煤气进行抽查分析 现场调查 要因 2010/1/1 韩迅锋 13
炉温波动大
与同行业对标
对一天的炉温进行统计
现场调查 要因
2010/1/1
韩迅锋
经过小组成员对末端原因的一一确认，再经过对问题的整合归纳出以下5条主要原因：
操作技能低
高炉消耗控制
富氧量偏小
除尘设备效果差
高炉设备陈旧
喷煤量偏小
冶强控制偏高
顶压低
焦炭强度低
员工责任心差
烧结矿稳定性差
综合负荷偏低 煤气利用率偏低
炉温波动大 综合燃料比偏高
环
机 法
人
料
1.烧结矿整体粒度组成不合理中，5-10mm偏高,基本在40%以上。

2.在冶强控制上偏高、风温、顶压偏低、顶温偏高。

3.富氧率偏低、导致喷煤量偏低。

4.矿批偏大、料速慢。

5.炉温波动相对偏大。

七、制定对策：
序号要因对策目标地点负责人完成日期
1 烧结矿整体
粒度组成不
合理中，
5-10mm 偏
高,基本在
40%以上
“精料”原则是高炉
生产的命脉
综合燃料比降到
518以下
炼铁厂
5#高炉
韩迅锋2011年3月
2 在冶强控制
上偏高、风
温、顶压偏
低、顶温偏
高
降低冶强、提高负荷，
增加顶压、降低压差
综合燃料比降到
518以下
炼铁厂
5#高炉
韩迅锋2011年3月
3
富氧率偏
低、导致喷
煤量偏低
使用双枪直管，实现
大富氧、大喷煤
综合燃料比降到
518以下
炼铁厂
5#高炉
韩迅锋2011年3月
4 矿批偏大、
料速慢
在大富氧的条件下缩
小矿批、增快料速，
降低顶温、提高煤气
利用率
综合燃料比降到
518以下
炼铁厂
5#高炉
韩迅锋2011年3月
5 炉温波动相
对偏大
实施低si冶炼综合燃料比降到
518以下
炼铁厂
5#高炉
韩迅锋2011年3月
八、对策实施：
（一）降低冶强、提高负荷，增加顶压、降低压差
5#高炉大修开炉后，受原燃料市场条件的制约，炼铁成本压力较大，2011年3月份采取了降低冶强，提高综合负荷，增加炉顶压力，降低炉内压差的措施，取得了初步成效。

表二：2010年与2011年3月份指标对比情况表
月份热压风量冶强顶压压差综合负
荷
实际风
速
2010年1—
5月平均
280 1828 1.27 144 136 2.95 234
2011年3月272 1651 1.15 154 118 3.33217
差值－8 －177 －0.12 10 －18 0.38－17
由上表可以看出，2011年3月份控制冶强后，相比2010年风量下降177m3/min，冶强降低0.12t/m3.d，实际风速降低了17m/s，煤气流速的降低使炉料与煤气接触时间延长，同时也提高了煤粉的燃烧率，增加了炉内间接还原度，使煤气利用率进一步提高（见下文）。

降低冶强后，炉顶压力在原来的基础上又提高10kpa，提高顶压不但可以进一步稳定气流，对降低消耗也起到关键的作用，综合负荷在此基础上也提高了0.38。

（二）使用双枪直管，实现大富氧、大喷煤
2010年以前5#高炉由于受制氧、喷煤生产能力的制约，大富氧、大喷煤的措施一直未能很好实施，进入2011年后随着公司规模的扩大，高炉具备了大富氧大喷煤的能力，同年2月份高炉开始使用双枪直吹管，由原来设计的14杆煤枪增加到21杆，煤量也由原来的12500kg/h 提高到18000kg/h的水平，随着高炉大喷煤的实现，大富氧也相应跟上，富氧率由原来的1.35提高到2.93，最高可达3.5以上，为大喷煤是顺利实施提供了坚实的基础。

2011年3月份平均煤比达到173kg/tfe，单天最高可达198kg/tfe，与06—10年平均指标相比可降低焦比15kg/tfe以上。

使炼铁总体成本下降3—5元/tfe。

（三）在大富氧的条件下缩小矿批、增快料速，降低顶温、提高煤气利用率
5#高炉自2006—2010年生产期间，始终坚持固定矿批调焦批的操作制度，矿石批重基本固定在24吨，料速稳定在5.5—6批，由于原料条件及设备上的局限性，正常情况下料速很难突破6批料/小时，导致炉顶温度偏高，煤气利用率极差，燃料消耗居高不下，不但造成炼铁成本的增加，对炉顶设备也构成威胁（见下表三）。

表三：炉顶温度对比表
项目东西南北平均2011年3.1—
192186196194192
3.31
2010年234222254239237
差值－42 －36 －58 －45 －45 表三（附一）：炉顶温度对比趋势图
2011年3月为了提高料速对矿石批重多次调整，调整范围18—24吨，最终结合卷扬设备能力及高炉适应情况将矿批调整在23吨，料速提高至6.5—7批/小时，炉顶温度平均下降了45℃，最高下降了80℃，可降低燃料比13—24kg/tfe。

料速提高后，由炉顶摄像观察煤气流更趋于合理，下料前方可见到中心一股强而有力的细小火焰状煤气流，原来中心过吹的现象基本消失，煤气利用率提高了5%，燃料比降低近40kg/tfe。

（见表四）
表四：煤气利用率对比表
月份Co2值利用率
2010年平均16% 40%
2011年3月份18% 45%
（四）实施低si冶炼
高炉实践研究表明生铁si含量每降低1%，可降低燃料比40—50kg/tfe。

据此5#高炉结合原燃料及设备等情况，经过分析讨论，一致认为具备低si冶炼的条件。

并于2011年3月份开始试行了低si冶炼的措施，并取得初步成效。

2010年平均si=0.43，2011年3月份平均si=0.35，二者相差0.08，理论上计算可降低燃料比4kg/tfe。

并且铁水温度基本在1420℃，完全满足高炉正常生产的需要。

下一步的努力目标是控制生铁si含量平均达到0.3的水平，届时高炉消耗将又有新的改善。

（五）“精料”原则是高炉生产的命脉
炼铁理论和实践表明，炼铁精料技术水平对高炉生产技术指标的影响率为70%。

精料技术的主要要求是：高，即矿品位高、原燃料转鼓强度高、烧结矿碱度高：稳，即原燃料的质量、成分和供应量稳定；均，即原燃料粒度均匀，5毫米—10毫米粒级含量小于30%；小，即原燃料粒度偏小，烧结矿规格为10毫米—25毫米的占70%，球团规格为8毫米—16毫米，焦炭规格为5毫米—75毫米；少，即含有害杂质少、原料中含非铁元素少、燃料中非可燃成
分少、小于5毫米粒级的炉料小于5%；好，即炉料的冶金性能好；熟，即炉料要用熟料（烧结矿、球团矿）。

1、烧结矿粒度的改善对高炉的影响
2011年2月份以前，5#高炉的原料结构主要是72m2烧结矿和外购球团矿，由于72m2烧结矿的粒度不均匀，导致中心气流过盛，炉顶温度偏高，煤气利用率差，燃料比偏高（上文已述）。

2011年3月首次试用了150m2小粒度烧结矿，配合高炉的一些调剂手段使煤气利用大幅度提高，燃料消耗明显下降，创5#炉开炉以来历史新高（见下表五）。

表五：3月17日—4月4日的高炉燃料消耗情况表
日期焦比煤比综合焦比综合燃料比
3月17日328 167 462 496
3月18日328 170 464 499
3月19日344 170 480 516
3月20日321 169 456 492
3月21日340 176 481 518
3月22日335 172 473 509
3月23日329 168 463 499
3月24日335 174 474 512
3月25日329 177 470 508
3月26日330 176 471 508
3月27日333 179 476 514
3月28日338 171 475 512
3月29日325 174 464 501
3月30日341 179 484 523
3月31日310 175 470 506
4月1日310 177 470 505
4月2日303 176 464 499
4月3日315 184 483 520
4月4日320 182 482 518
4月5日316 158 454 487
平均327 174 471 507
具体分析如下：
2、从“精料”方针的原则上分析：
表六：“精料”方针要求下的带烧料与平烧料的对比
精料方针精料要求150m2带烧料72m2料差值高品位高54.72%54.9% －0.18%
强度高
78.18% 77.16% 1.018% 稳 质量、成分稳定 稳定 稳定 --- 均 5—10mm ＜30% 20.05% 31.14% －11.09% 小 10—25mm ≥70% 63.71%
39.96%
23.75% 少 有害杂质少
配矿原料相同，成分基本稳定
---
好 冶金性能好 --- 熟
熟料率高
全熟料
全熟料
---
（注：上表数据是2010年全年72m2烧结数据及2011年3月份150m2带烧料的数据，具体数据表见表七、表八。

）
由上表六看出，150m2烧结料基本接近精料的方针，而72m2平烧料与“精料”方针相差
甚远，尤其是粒度组成，150m2烧结料整体趋于均匀稳定，上限粒度及下限粒度均较少，5—10mm 的粒度占20.05%，10—25mm 原料粒度达到63%，而72m2烧结料5—10mm 的粒度多达30%以上，10—25mm 的粒度不足40%，且强度略低。

表七：72平烧料与150带烧料的化学成分对比
名称 TFe FeO S CaO SiO2 R MgO Al 2O 3 强度 150带 54.72 9.021 0.025 11.483 6.175 1.86 2.707 2.164 78.181 72平 54.9 9.479
0.026
10.968 5.709 1.921 2.574 2.155 77.163 差值 －0.18
－0.458 －0.001
0.515
0.466
－0.061
0.126
0.009
1.018
表八：72平烧料与150带烧料的粒度组成对比
3、从高炉布料方面分析：由于5#高炉矿石布料角度较大，边缘抑制较重，料面呈大漏斗状，边缘高中心低。

原来用72m2烧结料时，由于粒度组成不均匀，在布料过程中曾出现环带料量偏析现象，大块矿石大部分流向中心，导致中心气流过盛，破坏了多环布料的设计矩阵，使布料变得不稳定且失去控制，虽经多次调整但效果不佳。

2011年3月份开始使用带烧料后将这一问题基本解决，在布料过程中由于原料粒度均匀，各环带上的实际料量与设计矩
名称 < 5mm 5—10mm 10—16mm 16—25mm 25—40mm >40mm 72平 3.14 31.14 14.66 25.3 19.8 11.23 150带
1.42
20.05
33.51
30.2
12.69
2.13
阵料量大体相等，达到了多环布料各环带上“均匀布料”的优点，使得料面的漏斗变浅变小，料面趋于“平坦型”，煤气流更趋于稳定，尤其是炉顶温度降低较明显（见上文），煤气利用率进一步提高，对降低高炉消耗产生巨大了影响。

（见表九）
4、高炉使用150m2带烧料后带来的效果
进入2011年，高炉的降耗工作成为各项工作的重点，如何进一步降低成本消耗成为摆在面前的一个新课题。

5#高炉3月份入炉原料结构是：72%的烧结料＋28%的球团矿；燃料结构是：华丰1/3＋陆顺1/3＋承先1/3＋小焦＋喷煤；3月1—15日使用72m2烧结料，16—31日使用150m2带烧料，全月高炉操作方针基本未变，全月没有塌料、滑尺、憋压、炉况难行等现象，在此种稳定的炉况条件下，仅仅是烧结矿粒度组成的变化就使得3月份上半月与下半月的燃料消耗情况犹如天壤之别（见表九）。

表九：2011年3月1—16日与17—31日高炉指标对比表
日期焦比
煤
比
综合
焦比
综合
燃料
比
综合
负荷
富氧
率
顶压
Co2
值
炉顶
温度
利用系
数
1—16
日平均
352 173 491 525 3.25 2.78 153 16 226 4.01 17—31
日平均
332 173 471 505 3.34 2.95 154 18192 3.98 差值－20 0 －20 －20 0.09 0.17 1 2 －34 －0.03 由表九及上文所述可以清楚的看出，在原燃料质量、原燃料结构、操作方针等未改变的情况下，仅仅是烧结矿粒度组成发生变化就使得综合负荷提高了0.09，焦比降低20kg/tfe，综合燃料比降低20kg/tfe，其带来的效果可以说是不言而喻的。

由此可大概推算出综合负荷每提高0.1可降低燃料比20Kg/tfe左右。

九、效果检查及效益计算：
1.效果检查：
2006—2010年度指标与3月份指标对比
年度利用系
数
焦比煤比
综合焦
比
综合燃
料比
矿比风温
综合品
位
06年 3.82 415 110 503 525 1.633 1107 60.15 07年 3.90 422 124 521 546 1.665 1114 58.78 08年 3.56 427 120 523 547 1.692 1098 57.52
09年 3.96 383 141 495 524 1.659 1069 58.36
10年 3.67 383 160 513 546 1.68 1103 56.43
06—10
年平均
3.80 406 130 510 536 1.664 1095 58.30
2011年3
月份
3.32 332 173 483 518 1.692 1114 56.22
通过以上数据显示，经过三个月的攻关实践，5#炉各项指标较以前均有所下降，完成了厂部下达的目标。

2.经济效益：
1）经过本次QC攻关，5#炉的综合燃料比降低到了518以下，完成的预定目标。

年度利用系
数
焦比煤比
综合焦
比
综合燃
料比
矿比风温
综合品
位
06—10
年平均
3.80 406 130 510 536 1.664 1095 58.30
2011年3
月份
3.32332173483518 1.692111456.22
2）本次攻关设备运行良好，高炉整体运行平稳，没有造成其它方面的缺失，满足了工艺标准的要求。

3）高炉综合燃料比的降低，降低了高炉炼铁的成本，为公司创造了很大的效益。

4）通过本次攻关，进一步提高了成员的质量意识，问题意识和改进意识，大大增强了成员的团队精神，提高了集体攻关的能力。

十、巩固措施及标准化：
为巩固本次QC小组活动的成果，特制定以下措施：
1、加强与烧结厂的沟通，以便第一时间了解烧结成份的变化。

2、加强高炉工长的培训，深化学习理论基础知识
3、进一步提高认识并积极总结。

十一、遗留问题及下一步打算：
本次活动的目标圆满完成，通过本次活动我们发现，我们与先进的兄弟厂家还有一定的差距，我们将《5#炉降硅操作》作为我们下一步的攻关课题，通过降低生铁中的硅含量，来达到降低消耗的目的。

河北新金钢铁有限公司
炼铁厂
2011.5
11。