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“冠军炉”是这样炼成的 ——首钢股份2号高炉获“冠军炉”称号侧记

发布时间:2021-10-21     浏览:47


首钢股份2号高炉于2007年1月4日开炉,有效容积2650立方米,年设计铁水产量220万吨,采用了软水密闭循环系统和工业净化水循环系统、全静叶可调轴流风机等6项国内外先进技术。2020年,2号高炉在首钢股份各部门的大力支持下,克服种种不利因素,通过绿色发展,自主创新,苦练内功,实现了节能降耗,各项技经指标再创新高,其中,入炉焦比完成297千克/吨,高炉煤气利用率年均达48.01%,焦炭负荷全年平均5.43,三项指标在全国同立级高炉中排名第一,蝉联了2020年2000立方米(含)—3000立方米高炉“冠军炉”称号。

2020年以来,2号高炉践行绿色发展理念,以开放的视野推动自主创新,增强创新驱动绿色发展新动力,依靠科学技术从本质上解决问题、从根本上进行突破,在高炉的炉缸恢复水平、生产稳定性、产量、技经指标等方面都达到了较高水平。同时,完成了固废循环消纳、除尘风机扩容改造、低烧结比冶炼技术、提升高炉利用系数等新项目、新技术,能源消耗水平较2019年大幅度降低,树立了低能耗高炉的新标杆。


严控指标夯实操作

奠定节能降耗基础


持续降焦是主线。2020年,首钢股份2号高炉以持续降低焦炭消耗为主线,通过抓精细化管理、标准化操作,根据焦炭结构及质量的变化,及时调整优化操作制度,积极应对,使2号高炉能够快速适应不同焦比结构,焦炭负荷年平均达5.43,入炉焦比完成297.2千克/吨。

提高高炉利用系数是基础。2020年,2号高炉以“大矿批、大矿角、大角差”为思路,坚持“打开中心、稳定边缘”的煤气调整方针,以风速管控为送风制度调整原则,配合“高顶压、高富氧、高风温”措施,将铁水温度控制在≥1490℃范围,通过日均铁次大于12次、出铁流速保持在4.80吨/分钟以上、炉门深度不低于3.0米等措施,提升出铁管控,实现零间隔出铁的合理优化,全年利用系数平均达到了2.55的较高水平。

降低铁水温降是最佳助力。2020年全年,铁水温度平均为1502℃,较2019年提高3℃。为减少铁水运输过程中的温降,通过新增炉下轨道衡计量系统,缩短过磅时间。通过优化流程组织,缩短鱼雷罐周转时间,减少高炉至转炉铁水温降,转炉年增加废钢配加量3.9万吨,极大提高了全流程生产效率,同时有助于吨钢碳排放的降低。


精细管控稳定产线

顺稳就是最大的降耗


炉缸安全长寿夯实顺稳基石。2018年2号高炉浇注后,原有的侵蚀模型已不适用于当前的炉缸实际,不能有效反映出炉缸工作状态及侵蚀情况。根据2号高炉浇注料导热系数及耐侵蚀系数等参数重新进行建模,建立了新的、完善的炉缸侵蚀模型监测系统,能够实时精准地判断炉缸活跃度及侵蚀情况,高炉实现安全长寿,夯实了稳顺降耗的基石。

提高产线稳定运行率发挥产能。高炉频繁停开炉,增加焦炭等能源的消耗,不利于环保外排的控制。2020年,2号高炉围绕提高产线稳定运行率,对环保治理达标、炉况稳定控制、在线设备精密化管理进行优化提升,全年非计划休风次数较2019年降低37.5%,全年休风时间减少6490分钟,使高炉产能得到有效发挥,能耗显著下降。

低烧结比、高生矿比冶炼技术促降耗。目前,我国重点钢铁企业高炉炉料结构中,烧结矿占比平均在75%左右,烧结工序能耗约为49kgce/t,而生产烧结矿燃料主要是焦粉和无烟煤等固体燃料,降低烧结矿配比,增加球团矿和块矿,可降低铁前整体能耗水平。2号高炉结矿比平均在55%,最低时不到50%,生矿比最高达到20%以上,实现了低烧结、高生矿配比冶炼。


循环利用超低排放

实现社会效益经济效益双赢


煤气净化与回收技术领跑。2号高炉炉顶回收工艺领先于国内钢铁企业,实现了煤气和粉尘的全部回收,真正达到了“零放散、全回收”。每年可回收粉尘403吨,回收煤气1997.1万立方米,产生经济效益160余万元。在2号高炉料罐均压放散煤气回收系统基础上,配套了除尘系统扩容项目、冲渣乏汽消白、除尘灰气力输送、炉前出铁场全封闭等一系列环保设备设施,它们的投入使用提升了2号高炉的净化和回收能力,助力高炉生产实现超低排放。

固废循环利用变废为宝。通过炉顶配加,将具备直接入炉冶炼条件的固废资源作为高炉入炉矿使用,从上料系统随高炉原料进入高炉冶炼。运用复合喷吹技术,将含碳量较高的粉状资源与煤粉混合作为喷吹燃料使用,既消耗固废,又降低高炉燃料消耗。在炉前铁沟配加含铁量较低的固废资源,实现低成本铁元素回收。2020年,2号高炉主动担当,攻克工艺及技术的难关,推进了高炉固废处理工艺与操作技术的实践,全年共处理渣铁、钢渣等工业废料6.5万余吨,再利用固废资源,降低生产成本,提升了自身在行业间的竞争力。

余压余热回收深挖效益。2号高炉采用炉顶煤气余压发电(TRT)技术强化了冶炼,也实现了余压发电量。通过将炉顶压力设定在设备管路允许最大值范围且稳定保持在0.2MPa以上,运用余压年发电量达到9815万千瓦·时,回收煤气能量占鼓风能耗50%。通过回收利用高炉冲渣水余热为附近生产区冬季供暖,将采暖介质由汽改水,节约了除盐水成本,还可减少SO2和CO2排放,年产生效益约1250余万元。

在首钢股份致力于成为“节能环保、清洁高效”示范企业的大背景下,2号高炉朝着“节能环保型、清洁高效型”示范高炉转型,在充分运用节能环保设施的基础上,加强新工艺、新技术的运用,为打造绿色、高效、低耗的冠军高炉而不懈努力。


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作者:李旭龙 吴鹂 王荣刚/文 李旭龙/摄
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