魏志江

（河鋼宣鋼）

摘要：本文系統論述了某鋼鐵1580m³高爐項目的開爐達產達效實踐過程。通過對項目建設背景、技術特點、開爐準備工作、生產調試流程以及達產達效數據的全面分析，揭示了1580m³高爐在綠色低碳、智能集約方面的創新實踐。項目采用高壓、富氧、高風溫、大噴煤等先進冶煉工藝，以及爐頂均壓煤氣全回收、熱風爐自動燒爐等綠色低碳新技術，實現了高質量達產達效目標。數據顯示，項目年節約焦炭5000噸，正常年銷售收入達近37億元，實現年利潤近4000萬元，各項能耗和排放指標均達到同行業先進水平，為傳統鋼鐵企業升級改造提供了有益借鑒。

關鍵詞：1580m³高爐；達產達效；綠色低碳；節能環保；技術創新

1  前言

某鋼鐵作為裝備水平較高的現代化鋼鐵聯合企業，現已形成從"采、選、燒"到"鐵、鋼、材"完整配套的鋼鐵工業生產體系。面對國家節能減排、提質增效的產業政策要求，以及鋼鐵行業綠色發展的趨勢，某鋼積極響應國家號召，實施了1580m³高爐技改項目，對全流程逐步實施"裝備高效化、工藝現代化、產品精品化、流程集約化、資源循環化、綠色生態化"的系統升級改造。1580m³高爐項目是某鋼響應國家節能減排、提質增效產業政策，承載企業綠色可持續發展理念的重點工程。項目于2019年底開工建設，2020年年底建成并投入試生產，概算投資近6億元，建設了一座1580m³立方米煉鐵高爐，配套建設了環保、燒結、自溶性球團等附屬設施。該項目嚴格按照《國務院關于化解產能嚴重過剩矛盾的指導意見》、《國務院關于鋼鐵行業化解過剩產能實現脫困發展的意見》和《鋼鐵行業產能置換實施辦法》要求，淘汰兩座600m³高爐，進行煉鐵升級改造。

2  1580m³高爐項目概況與技術特點

2.1項目基本情況

某鋼1580m³高爐項目是重點技術改造項目，也是某鋼實現綠色轉型的關鍵舉措。項目對側為3座既有高爐，邊側為規劃230m²燒結車間，對邊側為規劃二期高爐，另一側為規劃預留焦爐項目用地。項目設計容積為1580立方米，年產生鐵約150萬噸，總投資近6億元，配套建設了環保、燒結、自溶性球團等附屬設施。

項目采用產能置換方式，淘汰了原有的兩座600立方米煉鐵高爐，實現了裝備升級和技術進步。通過升級改造，某鋼不僅提高了生產效率和技術水平，還顯著改善了環境績效，為企業的可持續發展奠定了堅實基礎。項目于某年底舉行奠基儀式，某年底正式開工建設，第二年的年底建成并投入試生產，整體建設周期僅13個月，創造了同類高爐建設的較快速度。

2.2  技術特點與創新

1580m³高爐項目采用了多項國內外先進的冶煉技術和環保工藝，主要體現在以下幾個方面。

(1)在冶煉工藝方面，項目采用高壓、富氧、高風溫、大噴煤等先進的冶煉工藝，以"低消耗、低排放、高效率"為原則，實現了高爐高產優質、低耗、長壽的目標。通過優化高爐操作制度，提高頂壓和風溫，增加富氧率和噴煤比，顯著降低了燃料消耗和生產成本。

(2)在綠色低碳技術方面，項目采用爐頂均壓煤氣全回收、高爐休風煤氣全回收，熱風爐自動燒爐、均壓換爐等綠色低碳新技術，有效降低了高爐煉鐵系統能源消耗，減少了煉鐵生產過程二氧化碳和污染物排放。這些技術的應用，使高爐煤氣回收利用率達到98%以上，顯著提高了能源利用效率。

(3)在環保設施方面，項目配套建設了先進的環保、燒結、自溶性球團等附屬設施，確保了全流程的環保性能。特別是針對燒結環節，項目投資近4.6億元技改升級260平方米燒結系統，有效將廢氣處理后的顆粒物、二氧化硫及氮氧化物排放達到超低排放指標限值要求，氟化物及二噁英排放大氣污染物排放限值要求。

(4)在智能控制方面，項目引入了智能化控制系統和5G技術，實現了高爐生產的智能化和信息化。通過將5G技術與AI（人工智能）、云計算、大數據、邊緣計算等技術融合，創新性地開發出了符合鋼鐵行業發展需求的智能制造綜合解決方案，成功打造"5G+智慧鋼鐵"企業。

某鋼1580m³高爐主要技術參數見表1。

表1  某鋼1580m³高爐主要技術參數

3  開爐準備與實踐過程

3.1前期準備階段

某鋼高度重視1580m³高爐的開爐準備工作，成立了以總經理為首的開爐指揮部，制定了詳盡的開爐方案和應急預案。開爐準備工作主要包括以下幾個方面。

（1）設備調試與聯動試車。在開爐前，組織各專業技術人員對高爐本體、熱風爐、上料系統、送風系統、煤氣系統、除塵系統等進行了全面的單機試車和聯動試車，及時發現并處理設備缺陷，確保各系統處于良好狀態。特別是對高溫高壓區域的設備進行了嚴格的氣密性試驗和耐壓試驗，保證了系統的安全可靠性。

（2）原燃料準備與質量管控。開爐前儲備了足夠的原燃料，包括焦炭、礦石、燒結礦、球團礦等，并對其質量進行了嚴格檢測和控制。針對開爐特點，準備了不同等級的焦炭，包括冶金焦、準冶金焦和普通焦炭，以滿足不同開爐階段的需要。同時，加強了原燃料的篩分工作，確保入爐原料的粒度均勻性，為高爐順利開爐創造了條件。

（3）人員培訓與操作規范制定。組織操作人員進行了系統的培訓，包括工藝原理、設備操作、應急預案等內容，并聘請國內知名高爐專家進行開爐技術指導。編制了《1580m³高爐開爐操作手冊》、《1580 m³高爐技術操作規程》等規范文件，使操作人員能夠熟練掌握開爐技術和操作要點。

3.2開爐操作與調試階段

1580mm³高爐于2020年年底正式點火開爐，開爐過程分為以下幾個階段。

（1）烘爐階段。采用低速緩慢升溫的烘爐方案，使用熱風爐產生的熱風對高爐內襯進行烘干，嚴格控制升溫速度，避免內襯水分急劇蒸發導致砌體損傷。烘爐過程持續7天，期間定期檢查爐體膨脹情況，確保爐體安全。

（2）裝料與點火。采用木材+焦炭的開爐裝料方式，先在爐底鋪設一層木材，上面裝填焦炭，形成穩定的燃燒層。裝料完成后，從鐵口插入點火器點燃木材，然后逐漸送風，使焦炭燃燒。點火初期采用小風量操作，逐步提高風量和風溫，避免急劇加熱對爐體造成損害。

（3）參數調整與達產。隨著爐況的逐步穩定，逐步增加風量、風溫和富氧量，調整裝料制度，逐步加重負荷，提高冶煉強度。在開爐后一周內，主要操作參數基本達到設計值，包括風量、風溫、頂壓等。開爐后第二周，高爐利用系數達到2.0t/(m³·d)，第三周達到2.5t/(m³·d)，一個月后基本達到設計利用系數2.8t/(m³·d)。

3.3  試生產與達產階段

進入試生產階段后，1580m³高爐重點進行了以下工作。

（1）工藝參數優化。通過調整送風制度、裝料制度、熱制度和造渣制度，使高爐運行參數不斷優化，逐步達到最佳狀態。特別是通過調整布料矩陣、焦炭層厚度和礦石批重，改善了煤氣流分布，提高了煤氣利用率。同時，優化噴煤操作，提高噴煤比，降低燃料成本。

（2）設備消缺與完善。針對試生產過程中暴露的設備問題，及時進行消缺和完善，提高了設備作業率和可靠性。重點解決了上料系統偶爾卡堵、熱風爐閥門泄漏等問題，保證了高爐穩定運行。

（3）操作制度規范化。逐步建立和完善了高爐操作制度，包括正常操作標準、異常爐況處理預案、設備點檢維護制度等，使高爐操作更加規范化和標準化，為長期穩定生產奠定了基礎。

通過以上措施，1580m³高爐在試生產階段實現了快速達產達效，主要技術經濟指標很快達到或超過了設計水平，為正式生產奠定了堅實基礎。

4  達產達效數據分析

4.1主要技術經濟指標

1580m³高爐自2020年年底投入試生產以來，主要技術經濟指標表現優異，很快達到并超過了設計水平。以下是對試生產期間主要數據的對比分析。

（1）產量指標。1580m³高爐在試生產期間，日均鐵產量達到3850噸，最高日產量達到4200噸，利用系數達到2.66t/(m³·d)，超過設計值2.8t/(m³·d)的95%，三個月后穩定達到設計水平。與改造前的兩座600m³高爐相比，日均鐵產量提高50%以上，勞動生產率大幅提升。

（2）質量指標。生鐵合格率達到99.8%，硅偏差降低到0.08%，硫偏差降低到0.005%，生鐵質量顯著提高。這主要得益于高爐運行的穩定性和均勻性提高，以及操作控制的精確性改善。

（3）消耗指標：燃料比降低到495kg/t，比改造前下降35kg/t；焦比降到335kg/t，比改造前下降45kg/t；煤比提高到160kg/t，比改造前提高30kg/t。這些指標的變化反映了1580m³高爐能源利用效率的顯著提高。

某鋼1580 m³高爐主要技術經濟指標對比見表2。

表2  某鋼1580 m³高爐主要技術經濟指標對比

4.2環保與節能效益

1580m³高爐項目在環保和節能方面取得了顯著成效，主要體現在以下幾個方面。

（1）節能減排效果。通過采用先進的環保技術和設備，1580m³高爐年可節約焦炭5000噸，減少粉塵排放432.8噸，減少二氧化硫排放721.8噸，減少氮氧化物排放800噸。這些成效主要來自于高爐煤氣全回收利用、高效除塵設施和燒結煙氣凈化系統的應用。

（2）能源綜合利用。某鋼配套投資4.8億元，建成一套30兆瓦高溫高壓、一套50兆瓦超高溫超高壓煤氣發電機組，使企業自發電率達到60%，實現了生產流程節能降耗與資源綜合利用。此外，建成廢鋼資源利用、集中污水處理、鋼渣熱燜、水渣礦渣微粉等系統，充分利用副產廢棄資源實現資源綜合利用。

（3）綠色制造體系建立。通過1580m³高爐項目的建設，某鋼建立了高效、清潔、低碳、循環的綠色制造體系，全面推行綠色制造。公司采用新一代可循環流程工藝技術，大力開發推廣具備能源高效利用、污染減量化、廢棄物資源化利用和無害化處理等功能的工藝技術，從源頭削減污染，努力創建資源節約型、環境友好型鋼鐵企業。

4.3產品質量與市場效益

1580m³高爐的投產不僅提高了產量和效率，還顯著改善了產品質量，增強了市場競爭力。

（1）產品質量提升。由于高爐運行更加穩定、溫度控制更加精確，生鐵成分波動減小，硅偏差和硫偏差明顯降低，生鐵合格率提高到99.8%。這為后續煉鋼工序提供了高質量的鐵水，降低了煉鋼成本，提高了鋼水質量。

（2）市場效益顯著。1580m³高爐投產后，正常年銷售收入達到近37億元，實現年利潤近4000萬元。產品結構的優化和高附加值產品比例的增加，提高了企業的市場競爭力和盈利能力。同時，由于環保指標的改善，企業形象和社會認可度得到提升，為可持續發展創造了良好的外部環境。

（3）競爭力增強。通過1580m³高爐項目建設，某鋼工藝技術達到行業先進水平，建立起新一代鋼鐵廠節能環保、綠色低碳標桿，各項能耗和排放指標均達到同行業先進水平，從而大力降低生產成本，提高經濟效益，實現高質量發展。

5  結語

5.1 項目成功經驗

（1）技術創新驅動。項目采用高壓、富氧、高風溫、大噴煤等先進的冶煉工藝，以及爐頂均壓煤氣全回收、高爐休風煤氣全回收等綠色低碳新技術，顯著提高了技術裝備水平和能源利用效率。這些創新技術的應用，是項目成功的關鍵因素。

（2）系統工程管理。從項目策劃、設計、施工到開爐達產，某鋼實施了全過程的系統化管理，確保了項目高質量、高效率推進。特別是在開爐過程中，制定了科學的開爐方案和應急預案，保證了開爐過程的順利和安全。

（3）綠色發展理念。項目始終堅持綠色低碳、循環發展的理念，通過淘汰落后裝備，實施全循環式生產工藝和清潔化生產，建立了高效、清潔、低碳、循環的綠色制造體系。這不僅改善了環境績效，也提高了經濟效益和市場競爭力。

5.2未來改進方向

(1)智能制造升級。深入推進5G在鋼鐵行業中的應用，把5G技術與AI（人工智能）、云計算、大數據、邊緣計算等技術融合，創新性地開發出符合鋼鐵行業發展需求的智能制造綜合解決方案，打造"5G+智慧鋼鐵"企業。通過智能化升級，進一步提高生產效率和產品質量。

(2)循環經濟深化。進一步完善能源循環利用和廢棄物資源化利用系統，提高副產煤氣、余熱余能、固體廢棄物的綜合利用水平，構建更加完善的循環經濟產業鏈。特別是提高鋼渣、水渣等固體廢棄物的附加值，實現資源效益最大化。

(3)產品結構優化。以1580m³高爐為基礎，進一步優化產品結構，增加高附加值產品比例，提高市場競爭力。特別是針對新能源、高端裝備制造等新興領域的需求，開發專用鋼材產品，拓展新的市場空間。

6  展望

(1)全流程綠色改造。按照"裝備高效化、工藝現代化、產品精品化、流程集約化、資源循環化、綠色生態化"的要求，對煉鋼全流程實施系統升級改造，將某鋼建設成為綠色低碳、智能集約、和諧發展的新時代鋼鐵廠。

(2)工業旅游融合。按照工業旅游標準，推動綠色鋼鐵生產基地建設，將自身打造成工業旅游區，加快休閑娛樂配套項目開發，讓游客感受到綠色、優美人文環境中的鋼鐵，實現與區域大旅游格局共融共建、和諧發展的目標。

(3)區域引領作用。作為較大的鋼鐵聯合企業，某鋼將通過1580m³高爐項目的成功實踐，發揮區域引領作用，帶動該地區鋼鐵工業的綠色轉型和升級發展，為區域經濟發展和環境保護做出更大貢獻。

參考文獻

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