摘 要  对昆钢2500m3高炉的能源消耗进行分析，并对近年来降低工序能耗的实践进行了总结。通过采取原燃料质量管理、优化高炉操作制度、提煤降焦等措施和实行能源介质管控、加强能源二次回收利用、推行技术改造进行节能降耗，使工序能耗下降，并取得工序能耗小于390kgce/t的成绩。

关键词  节能降耗  燃料比  工序能耗

1 前言

受经济增长放缓和钢铁产能过剩的影响，钢材价格持续低位运行，钢材市场的竞争日趋激烈，为提高企业的竞争能力，降低钢材生产成本已是各钢铁企业近几年努力追求的日标。能源消耗是生产可控成本的关键部分，且高能耗生产，对保护环境不利。据统计，炼铁系统的能源和资源消耗约占钢铁联合企业的70％左右，高炉炼铁工序能耗占总能耗的48％-58％[ ]。因此，降低炼铁工序能耗是降低生铁成本的有效措施之一，对提高企业的经济效益具有十分重要的意义。

2 昆钢2500m3高炉工序能耗状况

2.1工序能耗结构

工序能耗是指钢铁生产过程中的某一基本工序中，生产单位产品所消耗的能源总量，是衡量整个工序能耗高低的重要指标[ ]。炼铁工序能耗主要由燃料消耗、能源介质消耗及资源回收利用三部分组成。其中，燃料消耗包括：焦炭、原煤、煤气；动力消耗包括：鼓风、蒸汽、电、水、压缩空气、氧气、氮气；回收包括：荒煤气回收和TRT发电。昆钢2500m3高炉是武钢集团昆明钢铁股份有限公司淘汰落后、结构调整技术改造工程（185万吨）项目的一期工程，铁前主要装备有一台300m2烧结机和1座容积为2500m3高炉，进行单线生产。2012年6月投产至今昆钢2500m3高炉的工序能耗构成见图1。

2.2工序能耗变化趋势

从昆钢2500m3高炉开炉以来工序能耗演变看，工序能耗呈下降并稳定在390kgce/t以内的趋势。特别是投产以后，经过一段时间对新型并罐无料钟炉顶、软水密闭循环冷却、顶燃式热风炉等新技术的吸收和消化，大大促进了昆钢2500m3高炉技术进步和技术改造，有效地提高了生产率，使生铁产量不断攀升，由2013年189.15万t生铁提升到2015年206.53万t生铁，燃料比由548.41kg／t降到525.69kg／t，工序能耗逐步降低，取得良好的经济效益，昆钢2500m3高炉经济技术指标见表1，昆钢2500m3高炉工序能耗变化见表2。

从表2可看出，昆钢2500m3高炉工序能耗中，由冶金焦、煤粉、煤气消耗组成的燃料消耗约占整个炼铁能耗的95.13％．动力消耗仅占4.37％．而能源回收达36.11％。因此，炼铁工序的节能降耗应以如何有效降低燃料消耗为核心，同时搞好提高能源回收和降低动力消耗为辅助的节能降耗措施。

3 降低炼铁工序能耗的措施

3.1  降低高炉燃料比 

高炉炼铁过程中需要的燃料包括焦炭和喷吹煤粉，约占总能耗的70～80％。由于焦炭较喷吹煤粉昂贵，合理提高喷煤比，降低入炉焦比，以降低燃料比是降低工序能耗的关键。在这方面主要抓好以下几方面的工作：

3.1.1 实现精料方针

昆钢2500m3高炉烧结系统配备一台300m2烧结机，燃料分加、厚料层烧结等技术的推广应用提高了高炉原料的精料水平。同时，加强槽下过筛管控，先后对高炉焦炭与烧结矿筛子进行优化，合理控制筛分速率，大大改善了过筛效果，减少了入炉粉末，提高了精料水平，为高炉强化冶炼，优化技术经济指标，改善煤气利用打下基础。从铁矿石入炉品位与焦炭质量看，精料水平提高有利于降低燃料消耗，昆钢2500m3高炉铁矿石入炉品位从2013年52.40％提高到2015年53.77％，有效降低高炉渣量，改善高炉透气性，为高炉降低燃料消耗提供条件。焦炭是高炉料柱的骨架，焦炭质量好坏直接关系到高炉技术经济指标优化程度。昆钢2500m3高炉焦炭质量严格按CRI<28%，CSR>65%，M40>87%，M10<6.5%，给高炉强化冶炼，优化用料结构创造条件。但昆钢2500m3高炉的精料水平由于受地域条件的限制与国内先进企业宝钢相比还有相当大的差距，宝钢的矿石入炉品位已达60.15％，因此昆钢2500m3高炉的精料水平还大有潜力可挖。

3.1.2 采用合理炉料结构

昆钢2500m3高炉在选择炉料结构上经历了较大变化，高炉炉料结构经过烧结矿+球团矿为主，演变为烧结矿+球团矿+天然块矿(南非矿+省内混合矿)为主，由于省内矿质量差且不稳定和南非矿采购的困难，最终高炉炉料结构再演变为烧结矿+球团矿为主的炉料结构，合理的炉料结构，使炉况顺行良好，工序能耗得到优化。

3.1.3 优化高炉操作制度

好的装备和好的原料是高炉提高经济技术指标的基础，好的操作思路和技术是提升经济技术指标的手段。投产以来，昆钢2500m3高炉特别重视高炉冶炼技术水平的提高，不断组织培训和学习，横向和纵向比较炼铁技术经济指标，找差距，查原因，对标挖潜，并根据原燃料情况结合本身特点对技术操作参数进行修正，采取“平台+V坑+中心加焦”的布料矩阵，以“上捂下活”为原则，扩大矿批，控制合理的边缘和中心气流，并结合高风温、高富氧、大喷吹操作手段强化冶炼，改善煤气利用，维持风速230m/s，保证足够鼓风动能，活跃炉缸，提高煤气利用率，降低燃料消耗，降低工序能耗。

3.1.4 提高喷煤量

提高喷煤量是降低焦比最直接、最有效的措施，同时利用煤焦价格差价实现降低成本的目的。提高喷煤量的前题条件，一是高炉要有接受大量煤粉的能力．二是制粉能力要跟上。昆钢2500m3高炉经过采取合理的操作制度，维持风温1200℃，富氧率3.12%以上，理论燃烧温度2350～2400℃左右，并通过生产实践确定了150～170kg／t的经济煤比。煤粉制备能力设计为60t/h，通过优化库存和配煤，克服了原煤水分重，质量差，波动大的难题，维持55t/h的产量，基本能满足高炉喷煤的需求，为高炉降低燃料消耗打下基础。

3.2加强能源管理，杜绝能源浪费

为能及时掌握全厂各种能源在生产过程的消耗情况，昆钢2500m3高炉成立了能源管控小组，将全厂所有能源指派专人负责，并制定相应管理制度，每天跟踪能源使用情况，记录使用数量。如发现异常，则寻找原因，查看是否有浪费点，并针对存在问题进行整改；同时对设备运行情况进行跟踪，根据工况进行参数优化或进行节能改造，降低能源介质消耗。通过加强管理，杜绝了能源的浪费现象，吨铁电耗由2013年162.25kWh/t降低为2015年144.84kWh/t，吨铁水耗由2013年1.39kg/t降低为2015年0.7kg/t，压缩空气耗用量由2013年35.64m3/t降低为22.71m3/t，对降低工序能耗起到积极作用。

3.3  高炉辅助设备

随着炼铁工艺技术的成熟，高炉的辅助设备技术进步也非常快，如鼓风机制造，TRT发电与高炉双预热器运用，都有效地改善了冶炼环境，最大能力发挥高炉能效，特别是鼓风机选型，改变了以往鼓风机与高炉不配套的矛盾，杜绝了“大马拉小车”现象，使风机的能力与高炉相匹配，减少了高炉放风操作，造成能源浪费和噪音污染。昆钢2500m3高炉匹配2台AV90风机，一用一备，采取定风量和换炉补风操作，为高炉炉况稳定顺行和降耗提供有利的支持。

TRT技术是通过透平机将高炉炉顶煤气的压力能转变为机械能，再由机械能转变为电能的装置，是高炉余压利用的一项重要技术。TRT技术应用不仅利用了高炉余能，而且还净化了煤气，降低了噪音，改善了炉顶煤气压力控制，是典型的高效环保节能装置。昆钢2500m3高炉匹配一台TRT设备，提高了炼铁工序整体能源回收水平。同时优化热风炉操作，减少自产煤气的消耗量，增加热电的发电量，降低工序能耗。

4 存在的问题及改进方向

4.1存在问题

外购焦质量严重下降。由于昆钢2500m3高炉没有配备焦化厂，焦炭全部外购，为提升昆钢产品竞争力，必须进一步提高喷煤量，利用煤焦价格的巨大差价来降低生产成本，但由于焦炭价涨质跌，而且采购难度很大，高炉用焦质量得不到保证，严重制约高炉提高喷煤量和进一步降低工序能耗。

4.2今后努力方向

(1)进一步优化高炉喷煤技术。继续采取烟煤和无烟煤混合喷吹，运用富氧和高风温进行配合，努力实现170kg/t的上限经济煤比喷吹；

(2)充分发挥新型并罐无料钟炉顶设备的先进布料技术和良好的密封性，搞好高炉的上部调剂，提高煤气利用率，提高炉顶压力，进一步强化冶炼，降低工序能耗。

5结语

⑴降低燃料消耗是降低炼铁工序能耗的核心工作。需做好以下工作：一是改善烧结矿冶金性能，改善焦炭质量，保证料柱的透气透液性；二是采取合理的操作制度，提高煤气利用率，保证高炉的长周期稳定顺行；三是加强热风炉管理，提高风温，减少自产高炉煤气的耗用；

（2）采用高炉煤气余热余能回收和节电、水、气技术是降低炼铁工序能耗有效途径。

6  参考文献

[1] 成大先.机械设计于册(第5版)[M].北京:化学工业出版社,2007.

[2] 成伯兰.高炉炼铁工艺及计算[M].冶金工业出版牡,1990.