高炉节能降耗

高炉节能降耗摘要：高炉节能的措施一是增加廉价的热源，二是降低热消耗或减少热损失。

高炉节能的途径和方向主要是以顺行为基础，以低热消耗或减少热损失为手段；以能源的二次回收利用获得节能最大化。

1 概述目前的国际、国内的经济环境和钢铁行业产能过剩的现状，给钢铁企业的生存和发展带来的巨大的压力，节能降耗是企业的经济效益最大化和竞争力不断增强的有效手段，高炉节能的措施一是增加廉价的热源。

二是降低热消耗或减少热损失。

高炉节能的途径和方向，主要是以顺行为基础，以低热消耗或减少热损失为手段。

2 增加廉价热源2.1 提高热风温度高炉内热量来源于两方面，一是风口前碳素的燃烧放出的化学热，二是热风带入的物理热。

后者增加，前者减少，焦比即可降低，碳素燃烧放出的化学热不能在炉内全部利用。

高炉内的热量有效利用率随冶炼操作水平而变化，一般为80%左右。

提高热风温度是降低焦比和强化冶炼的重要措施，采用喷吹技术后，使用高风温更为迫切。

高风温能为提高喷吹量和喷吹效率创造条件。

据统计，风温在950℃～1350℃之间，每提高100℃可降低焦比8—20kg，增加产量2%～3%。

提高风温还可加快风口前焦炭的燃烧速度，热量更集中于炉缸，使高温区域下移，中温区域扩大，有利于间接还原发展，直接还原度降低，有利于降低焦比。

2.2 提高煤比提高煤比和提高置换比，可以降低焦比，利用焦炭和煤的差价获得经济效益，富氧高风温大喷煤量技术，可实现高炉喷煤比在200kg／t铁以上。

高炉喷吹煤粉是炼铁系统结构优化的中心环节，可以实现节焦增产、炼铁环境友好的效果，同时可降低生铁成本。

提高煤比后煤气量增大，初始煤气分布发生变化，为保证两道合适的煤气流，在适当开放中心，抑制边缘的同时，防止中心过吹和边缘过重，给顺行带来困难，在实际的操作当中煤比的提高限度应当根据焦炭质量、富养率等因素来确定，以保证合理的理论燃烧温度和煤气流的分布，避免热制度、造渣制度和煤气分布的失常来破坏高炉的顺行，提高煤比的措施有以下几点：（1）提高热风温度：热风温度升高l00℃，可使炉缸理论燃烧温度升高60℃，允许多喷30~40kg／t煤粉。

（2）进行富氧鼓风：富氧率提高1％，炉缸理论燃烧温度升高40~50℃，允许多喷煤粉20~30kg／t。

（3）进行脱湿鼓风：鼓风湿度每降低1g／m3，理论燃烧温度升高6~7℃，允许多喷3~4kg／t煤粉。

3 降低热耗或热损高炉的长期稳定顺行，最大限度的减少崩、悬料和休风率，减风率是一种节能，因为在处理炉况或休风的过程中热量损失较大，需要补充大量的热量，可以说保证高炉的稳定顺行减少异常炉况的处理也是一种节能。

保证高炉的顺行和节能降耗要要从以下方面着手。

3.1 焦炭质量焦炭从炉顶加入高炉后，经过料柱间的摩擦与挤压，以及其它各种反应的影响，粒度组成变化很大，在炉内产生一定数量粉末。

粉末多，使料柱透气性恶化，炉缸中心易堆积，高炉不易接受风量和风温，燃料喷吹量也受到限制，焦炭质量与主要参数的关系如表3-1所示。

3.2 精料技术高品位是精料技术的核心，入炉品位提高1%，炼铁焦比下降1.5%，生铁产量提高2.5%，提高原燃料强度可降低炼铁燃料消耗。

烧结、球团转鼓强度提高1%，高炉产量升高1.9%，焦比下降。

熟料比提高1%，炼铁焦比下降2～3 Kg/t。

原料成分要稳定：烧结矿设计规范要求品位波动＜±0.5%，碱度波动＜±0.5%，含铁品位波动1%，高炉产量会影响3.9～9.7%，焦比变化2.5～4.6%；碱度波动0.1，高炉产量会影响2.0～4.0%，焦比变化1.2～2.0%。

原燃料粒度要均匀，减少炉料填充效应，提高煤气透汽性和炉料间接还原度。

间接还原度每增加1%，炼铁焦比下降6～7 Kg/t。

将烧结矿12.7～38mm粒度与6.4～12.7mm粒度进行分级入炉，可降比6%。

块矿入炉粒度由10～40mm降到8～35mm可降焦比3%。

矿石还原度提高10%，焦比可下降8～9%。

矿石低温还原粉化率升高5%，产量下降1.5%，焦比升高。

减少入炉料粉末：<5mm的粉末炉料所占比例要控制在5%以内，粒度在5～10mm的比例要小于30%。

入炉粉末减少1%，焦比下降0.5%，生铁产量提高0.4～1.0%。

3.3 控制生铁中Si含量高炉冶炼低硅铁有节焦增产的效应，并对炼钢生产有好处（减少炼钢过程的脱Si工作量）。

生铁含硅降低0.1%，可降低燃料比4~5kg/t。

高炉冶炼低硅铁的条件是：原燃料质量要稳定，高炉生产稳定顺行，选择好适宜的炉渣碱度。

操作当中要关注风量和风压的变化及料速的快慢等因素，准确掌握炉温的发展趋势，坚持早动、小动和少动的调剂原则，防止炉温大幅度波动，给炉况带来波动。

3.4 选择适宜的冶炼强度在一定的生产条件下，有一个对应于最低焦比的最适宜的冶炼强度。

冶炼强度过低或过高都会使焦比升高。

当冶炼强度过低时，煤气量太少，煤气分布变差，煤气能量利用变坏，焦比升高，冶炼强度过高时，会出现管道，煤气分布不均，热能与化学能利用变差，也使焦比升高。

因此选择适宜的冶炼强度也可以达到节能降耗的目的。

我厂高炉冶炼强度由原来的1.6m3/d-1.7m3/d降至1.3 m3/d左右，焦比也从410 Kg/t下降到370 Kg/t，取得了巨大的经济效益。

3.5 富氧鼓风空气中的氮对燃烧反应和还原反应都不起作用，它降低煤气中CO的浓度，使还原反应速度速度降低，同时也降低燃烧速度，因为氮气存在，煤气体积很大，对料柱的浮力增大。

根据资料，每富氧1%，增产4.76%，风口理论温度升高35～45℃，允许多喷煤10～15Kg/t，节焦比1%，煤气发热值升3.4%。

3.6 高压操作高压操作不利于SiO2的还原，强化了渗碳过程，故有利于冶炼低硅铁；一定程度降低焦比。

高压操作煤气体积减小，流速降低，压头损失减少，有利于煤气热值充分传递给炉料，促进高炉顺行和节能。

提高炉顶煤气压力1Kpa，可增产10±2%，降焦比3～5%，有利于冶炼低Si铁，提高TRT发电能力，煤气中CO2含量提高0.5%，可降燃耗10 Kg/t，降工序能耗8.5 Kgce/t。

3.7 降低风耗高炉炼铁降低燃料比会减少吨铁风耗。

燃料1Kg标煤，鼓风量要2.5 m³，消耗风机能耗0.85Kg标煤。

宝钢吨铁风耗为930m³/t左右。

我厂高炉风耗在1150-1120m³/t左右，相对相同立级的高炉来讲已经偏低，但还有下降的空间。

4 能源的二次回收利用4.1 高炉顶煤气压差发电技术（TRT）TRT发电能力是随炉顶煤气压力而变化，炉顶压力和发电量成正比，一般每吨生铁可发20～40度电。

干法除尘，可提高发电量30％左右。

因煤气温度每提高10℃，发电透平机出力可提高3％。

最高发电量可达54度电。

高炉鼓风能耗约占炼铁工序能耗10％～15％，采用TRT装置可回收高炉鼓风机能量的30％左右，可降低炼铁工序能耗11～18㎏ce／t。

4.2 冲渣供暖本厂利用水冲渣的余热供暖，将水冲渣的余热有效的利用，也得到一定的经济效益，是炉渣显热的一种回收利用方式。

4.3 回收放散煤气将放散的煤气回收用来燃烧发电称煤气余热发电。

5 管理降耗高炉值班工长三班操作的统一，强化细节操作，要求稳定用风，均衡料速，严禁超料速和在低[Si]、低铁温情况下跑料。

根据不同冶强水平、品位、原燃料变化掌握好综合焦比，保证各项参数受控。

采用正确的手段对高炉运行进行调整，确保高炉生产稳定顺行，“高产、优质、低耗、长寿”。

6 结束语综上所述，高炉节能的措施有很多，但高炉节能各因素之间也是相互制约的，要充分结合高炉的炉役、操作的技术水平、设备参数等因素，制定符合本高炉实际的节能方案，以达到节能较好的目的。

下面以安钢6号高炉来说明高炉节能降耗的具体措施。

1高炉生产状况安钢6号380m3高炉有1个铁口、1个渣口、14个风口，配置D1300—31离心鼓风机，液压双钟布料，陶瓷杯综合水冷炉底，干法布袋除尘，取消了放上渣操作。

1999年元月建成投产，2005年5月开始富氧喷煤强化冶炼，现已进入炉役后期，存在炉喉及炉喉钢砖变形严重、炉底温度偏高、炉顶及干法除尘煤气管道多处泄漏煤气、热风炉风温不高等问题。

高炉原料主要来自烧结厂105m2和360m2烧结机，焦炭由焦化厂4m和6m焦炉生产。

但安钢2200m3高炉投产后，其煤比较低。

为确保2200m3高炉生产，6号高炉在2006年上半年焦仓经常不足1／2，焦炭必须从原料场倒运，使得6号高炉焦炭供应不足，因此常常减风和限制富氧。

2精料工作2．1改善入炉烧结质量精料是高炉降低工序能耗的物质基础。

6号高炉对烧结矿成分进行严格控制。

对应所在的料仓，每小时取样测其成分。

为了减少粉末，使用了双面上15mm、下5rnm梳齿式集中振动筛，且将料仓料闸门改小，控制烧结矿给料料流，延长振动时间；同时加强筛分管理，规定槽下每班必须检查和清理集中筛筛网，严防堵塞。

此外，还在烧结矿上喷洒CaCl2溶液，降低烧结矿在炉内的低温还原粉化率。

2．2优化炉料结构近几年来，6号高炉一直用烧结矿配加生矿和酸性球团作为原料，综合入炉品位不高，渣量大。

对此，2006年2月6号高炉尝试使用价格合适的南非矿，固定5％的配比，逐步减少使用品位较低的海南矿，后又采用高碱度烧结矿配加酸性球团，实现全熟料入炉，使得综合品位达59％。

从而使6号高炉渣量减少，热量消耗降低，且改善了大煤比条件下高炉料柱透气性。

2．3及时、准确判断焦炭质量焦炭是6号高炉强化冶炼的限制性因素。

一方面随着煤量的增加，矿焦比增大，料柱块状带透气性变差：另外6号高炉焦炭供应紧张，焦仓经常不足1／2，每天还要从原料场倒运许多焦炭。

对此，除了焦化厂搞好进煤、配煤及优化其工艺外，6号高炉大力加强了焦炭质量的管理，及时、准确判断焦炭质量，要求工长每班最多间隔1小时查看料仓，尤其在雨雪天气，根据限定焦批后焦炭振动筛筛下碎焦量、焦炭在料罐内的体积、目测情况及时判断出焦炭质量变化，同时提高焦炭M40、M10、S、水分和固定碳分析的信息反馈速度，加强工长综合判断焦炭质量变化的准确性。

3高炉操作3．1提高风温6号高炉尽管配置了四座改进型霍戈文式热风炉，但交叉并联送风后，风温不高，一般在950℃左右。

为了提高风温，2005年9月进行富化焦炉煤气，风温达到980℃；10月又对风温水平较低的2#、3#热风炉进行了轮流抢修，并且对热风炉班组加强烧炉技术培训，提高烧炉水平。

目前风温可达1030℃以上，具体情况见表1。

提高风温后，铁水含硅量明显降低。

对于工长则要求关闭混风大闸，全风温操作，严禁连续超过2个小时撤风温。

3．2大煤比、大富氧冶炼高炉增加煤量后，风口理论燃烧温度降低，而富氧使风口理论燃烧温度升高，两者相结合使许多方面相辅相成。