强化操作管理降低生铁含硅.docx
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强化操作管理降低生铁含硅
强化操作管理
降低生铁含硅
单位:
安阳钢铁股份有限公司
小组名称:
炼铁厂5#高炉值班室QC小组
发表人:
孙智慧
发表时间:
2011年3月
一、小组概况
表1炼铁厂5#高炉值班室QC小组概况
小组名称
炼铁厂5#高炉值班室QC小组
小组类型
攻关型
成立时间
2009年1月
注册号
AG2009/03-14
重新注册时间
2009年1月
本次活动时间
2010.1—2010.12
本次活动次数
12次
小组成员简介
姓名
性别
年龄
文化程度
职称/职务
组内职务
TQC教育情况
张希刚
男
38
本科
工程师-主任
组长
小组全体成员均受过全面质量管理教育。
张全喜
男
36
本科
工程师-副主任
副组长
刘春亮
男
42
技校
工程师-书记
副组长
孙智慧
男
37
本科
工程师-工长
组员
任景波
男
36
本科
助工-工长
组员
姚琳
男
39
本科
工程师-工长
组员
徐化文
男
36
本科
助工-工长
组员
杨建国
男
35
技校
工长
组员
杨冰
男
35
技校
工长
组员
程志国
男
34
技校
工长
组员
历年活
动情况
小组成立以来,围绕炼铁生产,运用TQC方法,积极开展活动,并在高炉稳定顺行,优化指标,低成本运行等方面取得了满意成绩。
制表:
徐化文审核:
张希刚制表时间:
2010年1月5日
二、选题依据
安钢炼铁厂五高炉自大修投产以来,生铁含硅一直居高不下,生铁成本压力较大。
众所周之,降低燃料比可以有效降低生产成本。
但在现有既定条件下,如何降低燃料比,只能从操作上下工夫,寻找节能降耗的途径,这是我们小组面临的最大问题。
通过认真研究分析以往的技术数据和兄弟高炉的经验数据,我们小组决定从生铁含硅上寻找突破口。
降低生铁含硅量不仅是生产趋势,而且在当前严峻的市场形势下,可以降低成本,减轻焦煤用量,降低采购压力,减少环境污染,符合公司经营指导方针和市场需要。
并且有利于炼钢的生产。
可见,降低生铁含硅不仅可以获得社会和经济上的效益,而且技术上也可以获得更好的指标,并对下道工序的炼钢具有缩短炼钢时间的好处。
三、现状调查
2010年1月,我们五高炉QC小组对2009年五高炉生铁含硅情况进行统计分析。
统计分析数据见表2;
表2安钢炼铁厂5#高炉2009年生铁含硅及燃料比统计表
项目
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
全年
【Si】,%
0.63
0.66
0.62
0.58
0.59
0.59
0.61
0.62
0.61
0.62
0.61
0.60
0.61
燃料比,kg/t
553
551
554
550
545
547
549
556
555
547
548
547
550
制表:
孙智慧审核:
张希刚制表时间:
2010年2月10日
从表2中我们发现,五高炉2009年生铁含硅平均水平是偏高的,而且含硅量较低的月份很少,只有、4、5、6三个月。
而燃料比的情况也不理想,较高的月份也是占了多数,并且硅高的月份燃料比基本上都是偏高,尤其是3、9月份,燃料比更高。
而且,与兄弟高炉相比较,五高炉生铁含硅和燃料比基本上都是偏高的。
四、可行性分析
1、可行性分析
在同样的外围设备、同样的原料条件下,五高炉出现这种高能耗、低效益的情况,一定有其特殊性给高炉操作带来了不利因素。
但这并不是说五高炉没有潜力可挖,相反,如果调整好操作思路,充分发挥五高炉的优势,五高炉降本增效的潜力应该是最大的,进一步降低生铁含硅量的工作困难程度不但不会很大,而且具备更大的潜在优势。
降低生铁含硅要求条件严格。
包括:
精料、稳定的焦炭质量、合理的炉型、适宜的操作制度、良好的设备运行等。
五高炉所用原料,包括烧结矿、球团、生矿和焦炭均由炼铁厂统一调度,使用情况基本和其它几个同级别高炉相同;在高炉设计炉型上,五高炉使用大型冷却模块,具有更大的内部空间和炉缸容积,生铁成分稳定性从理论上应该更好;但在生产实际中,实际炉型的稳定性不是很理想,渣皮在炉墙上粘结的不稳定性十分突出;设备运行上,五高炉所有设备均运行正常,不存在生产隐患和频繁发生突发设备事故的可能性,在设备上给降低生铁含硅提供了基础保障;热风炉提供风温达到1100℃以上,炉缸物理热量来源充足快捷,防事故能力更强。
综上所述,只要高炉操作在操作制度上有更进一步的好措施,使渣皮稳定,各种操作制度运用得当,降低生铁含硅是可以实现的。
分析五高炉的现状,就高炉操作而言,所要做的就是在现有原料条件和设备条件下,如何提高炉况稳定率,做到长期稳定顺行。
在长期稳定顺行的基础上,指标优化也就水到渠成,降低生铁含硅才能更有效果。
表3目标可行性分析表
有利因素
不利因素
1厂领导大力支持,小组成员经验丰富。
2高炉工艺操作制度完善,高炉操作和管理处于领先水平。
3热风炉大修改造后风温达到1100℃。
4原料场大型振动筛的投用,可以减少球团矿和块矿中粉末的含量。
5与喷煤车间紧密合作,强化喷煤操作管理。
6设备运行可靠稳定。
1原燃料质量稳定性不可预测。
2料柱透气性对焦炭质量的依赖性增强。
3炉料结构不稳定,容易造成炉况不顺,渣中AL2O3>15%,MgO<8%。
4大型冷却模块设计有缺陷,渣皮和煤气流稳定性差。
5煤粉质量不稳定,影响煤粉燃烧率,煤粉置换率低;
6喷煤设备老化,存在不可测因素。
制表:
孙智慧审核:
张希刚制表时间:
2010年1月10日
2、目标确定
经过小组成员认真讨论分析,最后确定2010年降硅工作的目标为:
由2009年生铁含硅0.61%降到0.56%。
五、原因分析
小组从以上因素进行详细分析,对2009年高炉制约生铁含硅的因素进行了全面剖析,从“人机料法环”几个方面找出末端因素,并绘制出了因果图。
(见图1)
图1高硅因果图
制图人:
杨冰审核人:
张希刚制图时间:
2009年1月25日
针对五高炉的具体情况,结合末端因素的分析情况,实现高炉生产指标的优化,生铁含硅量的降低,在“人机料法环”几个方面存在的制约因素,综合起来,不外乎以下几个方面:
天气与气温、热制度、装料与送风制度、冷却制度、造渣制度、原料筛分管理与质量、设备运行管理、风温水平的应用、喷煤富氧的应用、操作水平。
我们对以上几个方面进行了认真分析,研究和讨论了以上问题在五高炉的实际生产中的重要程度,分析出了重要因素。
具体分析如下:
天气与气温:
天气和气温的变化是影响炉况的因素之一,尤其是空气湿度和温度的影响,直接影响炉温高低,但不至于失去控制,除了特别恶劣天气,完全有条件控制铁水含硅量。
结论:
非要因
热制度:
热制度直接表现为铁水含硅量和铁水物理热量的高低水平,热制度制定和执行的程度如何,直接指导和检验着生产情况,直接影响到生铁含硅量的降低。
附:
2009年热制度硅控制情况
控制范围
全年平均
实现情况
0.40-0.65
0.63
0.61
结论:
要因
装料与送风制度:
装料与送风制度有一个共同的作用,就是共同影响煤气流的分布和煤气的充分利用。
在高炉炼铁中,煤气的分布和利用十分关键,决定着炉况的顺行和燃料的消耗。
冶炼低硅铁,降低生铁含硅没有炉况的稳定顺行是不行的,而脱离燃料消耗只谈降低生铁含硅也是不科学的,所以,充分利用煤气热能和化学能才是重中之重,是生铁含硅量能不能进一步降低的关键所在。
结论:
要因
冷却制度:
五高炉所采用的冷却设备为大型模块,在其它高炉上也有一定的应用,在冷却介质上采用公司统一冷却循环水,水压和其它高炉一样合理控制,水压都稳定在1.8公斤左右,除个别炉况失常和冷却设备损坏等情况外,冷却制度对高炉生产的影响较小,基本不影响生铁含硅量。
结论:
非要因
造渣制度:
造渣制度直接关系到生铁质量。
高炉炼铁过程中的脱硫很关键,而合理的造渣制度就是对生铁质量的合理控制。
没有合适的造渣制度,只能通过提高生铁含硅来保证生铁质量,而且,造渣制度不合理也直接影响煤气在炉内的运行,影响煤气能量的应用,影响生铁硅硫还原。
结论:
要因
原料筛分管理与质量:
精料是高炉稳定顺行的基础,实施“高、净、熟、稳、小、匀”的精料方针是高炉高产低耗的基本途径。
安钢炼铁厂350m3高炉采用统一的原料储存和管理模式,筛分制度也是相同,可见原料筛分管理并不是制约五高炉生产的主要原因。
结论:
非要因
设备运行管理:
五高炉连年来设备运行状况良好,设备运行也在寿命期限之内,不存在设备风险。
附:
5高炉主要设备运行状况统计
设备名称
泥炮
主卷扬
炉顶
风机
规定寿命
2年
10年
5年
20年
使用年限
1年
6年
1年4月
12年
点检周期
1次/班
1次/班
1次/班
2次/班
结论:
非要因
风温水平的应用:
五高炉的热风炉是先进的顶燃式热风炉,可以提供1100℃左右的高风温,比同级别其他高炉风温水平都高,完全能满足生产需要。
附:
各高炉风温情况统计
炉别
1
2
3
5
最高
1110
1097
957
1183
最低
974
1093
830
1113
平均
1041
1004
901
1136
结论:
非要因
喷煤富氧的应用:
五高炉的喷煤和富氧是和其他兄弟高炉使用的一个系统,在煤氧的供应上完全一样,不存在限制生产的环节。
结论:
非要因
操作水平:
五高炉的技术力量还是很过硬的,从车间主任到值班工长都是有长期实践经验的工程师或助理工程师;炉前大组长和小组长都是经过考察,从实际生产中挑选出来的实践经验丰富的资深职工,技术力量并不低。
结论:
非要因
六、要因确定
由以上分析可知,①热制度;②装料与送风制度;③造渣制度,也就是高炉生产的“四大制度”是造成生铁含硅高不稳定的主要原因。
七、制定对策
针对上述3个主要因素,小组制定了相应对策。
见表4;
表4对策表
序号
现状
对策
达到目的
负责人
1
热制度
细化炉温管理方式,建立实时分析制度。
发现炉温变动及时分析处理,保证煤气二次分布合理,炉况顺行。
张希刚
任景波
孙智慧
杨冰
2
装料与送风制度
探索合理装料与送风制度。
稳定气流初始分布及第三次分布,
刘春亮
杨建国
姚琳
3
造渣制度
参考铁水物理热,严格控制生铁含硅含硫。
减少生铁质量波动,保证软熔带透气性及炉况顺行,优质低耗。
张全喜
徐化文
杨建国
制表人:
杨建国审核:
张希刚制表时间:
2010年2月10日
八、对策实施
在精料的基础上进一步降低生铁含硅,不仅能节能降耗提高产量,而且低硅冶炼有利于降低炉内SiO蒸气,减少炉腹煤气量,能促进炉况顺行、稳定。
5高炉在保证了炉缸活跃的基础上,以铁水的物理温度作为主要衡量炉温的手段.要求铁水物理温度≥1420℃,大胆地降低铁水含硅。
降低生铁含硅是一个系统工程,为了保证生铁硅含量下降,我们从四大制度着手,做了以下工作。
实施一:
下调热制度硅含量
小组研究和分析了近几年来的操作方针中对硅含量的控制方法,并对执行情况进行了总结和讨论,得出的结论是第一,方针制定的范围过高,使工长在调解时余地过大,进而放松警惕,造成硅含量大范围波动,结果显得执行情况差;第二,炉前工作质量制约了生铁含硅的稳定性。
所以,小组决心从方针上降低硅含量,改进执行情况,提高执行效果,同时狠抓炉前出铁管理。
经过分析,方针中硅含量由2009年的0.40-0.65下调至0.35-0.58,范围缩小,含量下调。
实施二:
尝试有效的装料与送风制度
加强高炉操作,保证炉况顺行是降低硅含量的必要条件。
5高炉由主任张希刚、副主任张全喜、值班室全体工长负责,尝试了有效的装料与送风制度:
1、大批重厚焦层
高炉内煤气流主要是从焦炭层通过,随着焦炭层厚度的增加,煤气流通过阻力会减小。
而焦炭层的厚度取决于焦批的大小,采用大料批后确保了焦窗厚度,提高了炉料透气性,稳定了气流,有利于煤气流的稳定分布和有效利用,为低硅冶炼和燃料比的降低创造条件。
表5平均矿焦批重对比
项目
矿批/kg
焦批/kg
攻关前
8800
2050
攻关后
9600
2200
制表人:
杨建国审核:
张希刚制表时间:
2011年2月10日
2、大风量、高风温及高富氧率
低硅冶炼要求炉缸的热量和热储备要稳定在一个很低的水平,在没有稳定合格的进风状况做保证的前提下,很容易出现煤气流的急剧变化,使炉况出现突然失常,给生产带来大的负面影响,所以我们在送风制度上采用了大风量、高风温及高富氧率的方式来提高炉缸热量的快速补充,并在生产中坚持及时补充炉缸热储备。
大风量可以满足高炉冶炼强化,利于吹透中心。
由于热风带入炉内的热量占高炉热量来源的近40%,风量增大后,热风带入的热量增加,不仅能及时补充炉缸热量,而且能加大风速和鼓风动能,吹透中心,活跃炉缸,保证回旋区及煤气初始分布,为煤粉的喷吹和燃烧创造条件。
但鼓风动能要适宜,过大或过小都不能得到合理的燃烧带和合适的回旋区,不能保证煤气流合理分布。
高风温不仅可以提高风口前理论燃烧温度,确保和提高煤粉的燃烧,而且,使用高风温后,热风带入炉内的热量在入炉总热源中的比重增大,可以降低入炉含硅燃料的用量,减少炉内硅还原,为降低生铁含硅量创造条件。
高富氧率不仅可以提高风口前理论燃烧温度,利于多喷煤粉,提高煤粉燃烧率,减少吨铁煤气量,提高炉料透气性,而且富氧也是强化冶炼、提高产量的一个重要手段。
表6平均风量、富氧、风温对比
项目
风量/万m3
风温/℃
富氧率/%
攻关前
4.8
1100
2.37
攻关后
4.95
1100
2.65
制表人:
杨建国审核:
张希刚制表时间:
2011年2月10日
3、上、下部调剂相结合
合理的煤气流是高炉稳定顺行指标优化的基础,也是低硅冶炼的首要条件。
要取得合理的煤气流分布,必须上下部调剂相互配合,保证煤气在炉缸的初始分布合理,保证煤气流经过固料区后在边缘和中心的科学分布。
根据不同的原料条件和冶炼进程,及时改变生产参数,上下调整统一一致。
比如,在因故风量降低时,及时改变上部装料制度来适应风量的变化,在原料变化时及时调整风量来适应煤气流的改变等。
部位
炉缸
炉身
炉喉
上部调剂
辅
主
主
下部调剂
主
主
辅
4、高顶压稳定压差操作
低硅冶炼以后,料柱中矿焦比上升,炉料重量上升,料柱透气性变差,但“炉料重量上升”和“料柱透气性变差”是一个矛盾体,前者有利于炉料下降,而后者对炉料下降是不利的。
在这种矛盾下,高炉内煤气流很可能发生分布失常,使炉料产生突然的停滞或塌陷。
我们采取适当提高炉顶压力,保证合理压差的方法解决了矛盾,并提高了煤气能量的利用。
高顶压不仅能降低压差,有利于煤气稳定分布和炉料均匀下降,保证炉况顺行,而且高顶压能延缓煤气流在炉内的流速,增加煤气与矿石的接触时间,有利于提高煤气热能和化学能的利用,增加煤气对矿石的预热和还原,减少矿石还原过程对燃料的依赖,进而有条件降低燃料消耗,降低入炉总硅量,为低硅冶炼创造条件。
表7平均顶压压差对比
项目
顶压/KPa
压差/KPa
攻关前
67
89
攻关后
72
84
制表人:
杨建国审核:
张希刚制表时间:
2011年2月10日
实施三:
适当提高炉渣碱度
随着铁水含硅量的下降,铁水物理热也会跟着下降,渣铁流动性降低;而且生铁含硅量下降后,生铁含硫量将受到威胁。
如果不采取适当措施,炉缸活跃度将下降,影响正常生产,炉前工作量将大大增加,增加出铁放渣难度,生铁含硫升高,产品质量下降。
针对这一状况,我们采取了以提高炉渣二元碱度和三元碱度为主的方法,同时解决了上述困难。
二元碱度适当提高后,在不影响高炉顺行的前提下,提高了炉渣的脱硫能力;三元碱度增加主要是提高渣中MgO含量,提高镁铝比,改善渣铁流动性。
在个别特殊炉况下,甚至采取增添萤石入炉来改善渣铁流动。
表8平均炉渣碱度对比
项目
二元碱度
三元碱度
渣中MgO
攻关前
1.12
1.31
7.62
攻关后
1.16
1.38
10.84
制表人:
杨建国审核:
张希刚制表时间:
2011年2月10日
九、效果检查
1、活动前后指标对比:
(见图4)
开展攻关以后,五高炉生铁含硅大幅度下降,铁水物理热充足,在适当提高炉渣碱度后,生铁含硫下降,渣中MgO含量提高,渣铁流动性改善,生产稳定性增强,生铁产量质量均上了一个新台阶。
生铁成本有所下降,工序能耗降低,完全符合攻关前的预期,获得了一定的经济效益和社会效益,提高了小组能力,攻关活动很成功。
表9活动前后指标对比
项目
攻关前
攻关目标
攻关后
生铁含硅/%
0.61
0.56
0.53
制表人:
贶宝毅审核:
张希刚制表时间:
2010年2月10日
制图人:
杨冰审核人:
张希刚制图时间:
2011年1月25日
2、经济效益;
本次PDCA循环,生铁含硅降到了0.53%,超过活动目标0.02%,较2009年下降了0.08%。
根据经验生铁含硅每降低0.1%,生铁增产0.5%~0.7%,燃料比降低4-6kg/t来计算,年创经济效益:
增产情况:
年产量-年产量÷(1+0.06%)
=312327.355-312327.355÷(1+0.06%)
=187.284吨
按每增产1吨铁为公司创造效益200元计算,
增产效益为:
312327.355-312327.355÷(1+0.06%)×200
=187.284×200
=37456.80元
按焦炭价格为1350元/吨计算,降耗效益为:
年产量×5kg/t×1.35
=312327.355×5×1.35
=2108209.65
效益合计为:
增产效益+降耗效益
=37456.80+2108209.65
=2145666.45元
=214.57万元
3、社会效益
实行低硅铁冶炼,不仅有效降低了炼铁工序能耗,而且减少了对燃料的消耗,降低了燃料开采和生产对环境的污染;降低了生产对主焦煤的需求,缓解了主焦煤短缺的现状;使产品产量质量得到提高,进而提高了企业劳动生产率;降低了炼铁和炼钢生产的成本。
十、巩固措施
我们小组在本次活动中,实现了预定目标,为把取得的成果巩固下来,针对低硅冶炼选择并实施了合适的高炉操作制度,先后制定了《高炉低硅冶炼工艺操作要求》、《高炉炉况应急预案》、《热风炉优化烧炉和换炉规定》、《加强炉前出铁操作管理的规定》等一系列管理制度,推行标准化操作。
十一、总结及下一步打算
1、通过小组本次活动,我们运用QC理论和方法,对高炉工艺操作和设备管理进行了优化、改进。
大幅度降低了生铁含硅,取得了明显的经济效益和社会效益,为公司节能降耗、降低生铁成本作出了贡献,高炉主要经济指标得到了明显改善。
2、通过本次活动,小组成员分工合作,各展所长,充分发挥了各自的主观能动性,提高了小组成员分析问题,解决问题的能力,增加了团队精神。
图5自我素质评价雷达图
制图人:
杨冰审核人:
张希刚制图时间:
2009年1月25日
3、下一步打算继续以降低生铁含硅为主要工作,争取含硅量破“5”见“4”。
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- 强化 操作 管理 降低 生铁