魏志江

（河钢宣钢）

摘要：本文系统论述了某钢铁1580m³高炉项目的开炉达产达效实践过程。通过对项目建设背景、技术特点、开炉准备工作、生产调试流程以及达产达效数据的全面分析，揭示了1580m³高炉在绿色低碳、智能集约方面的创新实践。项目采用高压、富氧、高风温、大喷煤等先进冶炼工艺，以及炉顶均压煤气全回收、热风炉自动烧炉等绿色低碳新技术，实现了高质量达产达效目标。数据显示，项目年节约焦炭5000吨，正常年销售收入达近37亿元，实现年利润近4000万元，各项能耗和排放指标均达到同行业先进水平，为传统钢铁企业升级改造提供了有益借鉴。

关键词：1580m³高炉；达产达效；绿色低碳；节能环保；技术创新

1  前言

某钢铁作为装备水平较高的现代化钢铁联合企业，现已形成从"采、选、烧"到"铁、钢、材"完整配套的钢铁工业生产体系。面对国家节能减排、提质增效的产业政策要求，以及钢铁行业绿色发展的趋势，某钢积极响应国家号召，实施了1580m³高炉技改项目，对全流程逐步实施"装备高效化、工艺现代化、产品精品化、流程集约化、资源循环化、绿色生态化"的系统升级改造。1580m³高炉项目是某钢响应国家节能减排、提质增效产业政策，承载企业绿色可持续发展理念的重点工程。项目于2019年底开工建设，2020年年底建成并投入试生产，概算投资近6亿元，建设了一座1580m³立方米炼铁高炉，配套建设了环保、烧结、自溶性球团等附属设施。该项目严格按照《国务院关于化解产能严重过剩矛盾的指导意见》、《国务院关于钢铁行业化解过剩产能实现脱困发展的意见》和《钢铁行业产能置换实施办法》要求，淘汰两座600m³高炉，进行炼铁升级改造。

2  1580m³高炉项目概况与技术特点

2.1项目基本情况

某钢1580m³高炉项目是重点技术改造项目，也是某钢实现绿色转型的关键举措。项目对侧为3座既有高炉，边侧为规划230m²烧结车间，对边侧为规划二期高炉，另一侧为规划预留焦炉项目用地。项目设计容积为1580立方米，年产生铁约150万吨，总投资近6亿元，配套建设了环保、烧结、自溶性球团等附属设施。

项目采用产能置换方式，淘汰了原有的两座600立方米炼铁高炉，实现了装备升级和技术进步。通过升级改造，某钢不仅提高了生产效率和技术水平，还显著改善了环境绩效，为企业的可持续发展奠定了坚实基础。项目于某年底举行奠基仪式，某年底正式开工建设，第二年的年底建成并投入试生产，整体建设周期仅13个月，创造了同类高炉建设的较快速度。

2.2  技术特点与创新

1580m³高炉项目采用了多项国内外先进的冶炼技术和环保工艺，主要体现在以下几个方面。

(1)在冶炼工艺方面，项目采用高压、富氧、高风温、大喷煤等先进的冶炼工艺，以"低消耗、低排放、高效率"为原则，实现了高炉高产优质、低耗、长寿的目标。通过优化高炉操作制度，提高顶压和风温，增加富氧率和喷煤比，显著降低了燃料消耗和生产成本。

(2)在绿色低碳技术方面，项目采用炉顶均压煤气全回收、高炉休风煤气全回收，热风炉自动烧炉、均压换炉等绿色低碳新技术，有效降低了高炉炼铁系统能源消耗，减少了炼铁生产过程二氧化碳和污染物排放。这些技术的应用，使高炉煤气回收利用率达到98%以上，显著提高了能源利用效率。

(3)在环保设施方面，项目配套建设了先进的环保、烧结、自溶性球团等附属设施，确保了全流程的环保性能。特别是针对烧结环节，项目投资近4.6亿元技改升级260平方米烧结系统，有效将废气处理后的颗粒物、二氧化硫及氮氧化物排放达到超低排放指标限值要求，氟化物及二噁英排放大气污染物排放限值要求。

(4)在智能控制方面，项目引入了智能化控制系统和5G技术，实现了高炉生产的智能化和信息化。通过将5G技术与AI（人工智能）、云计算、大数据、边缘计算等技术融合，创新性地开发出了符合钢铁行业发展需求的智能制造综合解决方案，成功打造"5G+智慧钢铁"企业。

某钢1580m³高炉主要技术参数见表1。

表1  某钢1580m³高炉主要技术参数

3  开炉准备与实践过程

3.1前期准备阶段

某钢高度重视1580m³高炉的开炉准备工作，成立了以总经理为首的开炉指挥部，制定了详尽的开炉方案和应急预案。开炉准备工作主要包括以下几个方面。

（1）设备调试与联动试车。在开炉前，组织各专业技术人员对高炉本体、热风炉、上料系统、送风系统、煤气系统、除尘系统等进行了全面的单机试车和联动试车，及时发现并处理设备缺陷，确保各系统处于良好状态。特别是对高温高压区域的设备进行了严格的气密性试验和耐压试验，保证了系统的安全可靠性。

（2）原燃料准备与质量管控。开炉前储备了足够的原燃料，包括焦炭、矿石、烧结矿、球团矿等，并对其质量进行了严格检测和控制。针对开炉特点，准备了不同等级的焦炭，包括冶金焦、准冶金焦和普通焦炭，以满足不同开炉阶段的需要。同时，加强了原燃料的筛分工作，确保入炉原料的粒度均匀性，为高炉顺利开炉创造了条件。

（3）人员培训与操作规范制定。组织操作人员进行了系统的培训，包括工艺原理、设备操作、应急预案等内容，并聘请国内知名高炉专家进行开炉技术指导。编制了《1580m³高炉开炉操作手册》、《1580 m³高炉技术操作规程》等规范文件，使操作人员能够熟练掌握开炉技术和操作要点。

3.2开炉操作与调试阶段

1580mm³高炉于2020年年底正式点火开炉，开炉过程分为以下几个阶段。

（1）烘炉阶段。采用低速缓慢升温的烘炉方案，使用热风炉产生的热风对高炉内衬进行烘干，严格控制升温速度，避免内衬水分急剧蒸发导致砌体损伤。烘炉过程持续7天，期间定期检查炉体膨胀情况，确保炉体安全。

（2）装料与点火。采用木材+焦炭的开炉装料方式，先在炉底铺设一层木材，上面装填焦炭，形成稳定的燃烧层。装料完成后，从铁口插入点火器点燃木材，然后逐渐送风，使焦炭燃烧。点火初期采用小风量操作，逐步提高风量和风温，避免急剧加热对炉体造成损害。

（3）参数调整与达产。随着炉况的逐步稳定，逐步增加风量、风温和富氧量，调整装料制度，逐步加重负荷，提高冶炼强度。在开炉后一周内，主要操作参数基本达到设计值，包括风量、风温、顶压等。开炉后第二周，高炉利用系数达到2.0t/(m³·d)，第三周达到2.5t/(m³·d)，一个月后基本达到设计利用系数2.8t/(m³·d)。

3.3  试生产与达产阶段

进入试生产阶段后，1580m³高炉重点进行了以下工作。

（1）工艺参数优化。通过调整送风制度、装料制度、热制度和造渣制度，使高炉运行参数不断优化，逐步达到最佳状态。特别是通过调整布料矩阵、焦炭层厚度和矿石批重，改善了煤气流分布，提高了煤气利用率。同时，优化喷煤操作，提高喷煤比，降低燃料成本。

（2）设备消缺与完善。针对试生产过程中暴露的设备问题，及时进行消缺和完善，提高了设备作业率和可靠性。重点解决了上料系统偶尔卡堵、热风炉阀门泄漏等问题，保证了高炉稳定运行。

（3）操作制度规范化。逐步建立和完善了高炉操作制度，包括正常操作标准、异常炉况处理预案、设备点检维护制度等，使高炉操作更加规范化和标准化，为长期稳定生产奠定了基础。

通过以上措施，1580m³高炉在试生产阶段实现了快速达产达效，主要技术经济指标很快达到或超过了设计水平，为正式生产奠定了坚实基础。

4  达产达效数据分析

4.1主要技术经济指标

1580m³高炉自2020年年底投入试生产以来，主要技术经济指标表现优异，很快达到并超过了设计水平。以下是对试生产期间主要数据的对比分析。

（1）产量指标。1580m³高炉在试生产期间，日均铁产量达到3850吨，最高日产量达到4200吨，利用系数达到2.66t/(m³·d)，超过设计值2.8t/(m³·d)的95%，三个月后稳定达到设计水平。与改造前的两座600m³高炉相比，日均铁产量提高50%以上，劳动生产率大幅提升。

（2）质量指标。生铁合格率达到99.8%，硅偏差降低到0.08%，硫偏差降低到0.005%，生铁质量显著提高。这主要得益于高炉运行的稳定性和均匀性提高，以及操作控制的精确性改善。

（3）消耗指标：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。这些指标的变化反映了1580m³高炉能源利用效率的显著提高。

某钢1580 m³高炉主要技术经济指标对比见表2。

表2  某钢1580 m³高炉主要技术经济指标对比

4.2环保与节能效益

1580m³高炉项目在环保和节能方面取得了显著成效，主要体现在以下几个方面。

（1）节能减排效果。通过采用先进的环保技术和设备，1580m³高炉年可节约焦炭5000吨，减少粉尘排放432.8吨，减少二氧化硫排放721.8吨，减少氮氧化物排放800吨。这些成效主要来自于高炉煤气全回收利用、高效除尘设施和烧结烟气净化系统的应用。

（2）能源综合利用。某钢配套投资4.8亿元，建成一套30兆瓦高温高压、一套50兆瓦超高温超高压煤气发电机组，使企业自发电率达到60%，实现了生产流程节能降耗与资源综合利用。此外，建成废钢资源利用、集中污水处理、钢渣热焖、水渣矿渣微粉等系统，充分利用副产废弃资源实现资源综合利用。

（3）绿色制造体系建立。通过1580m³高炉项目的建设，某钢建立了高效、清洁、低碳、循环的绿色制造体系，全面推行绿色制造。公司采用新一代可循环流程工艺技术，大力开发推广具备能源高效利用、污染减量化、废弃物资源化利用和无害化处理等功能的工艺技术，从源头削减污染，努力创建资源节约型、环境友好型钢铁企业。

4.3产品质量与市场效益

1580m³高炉的投产不仅提高了产量和效率，还显著改善了产品质量，增强了市场竞争力。

（1）产品质量提升。由于高炉运行更加稳定、温度控制更加精确，生铁成分波动减小，硅偏差和硫偏差明显降低，生铁合格率提高到99.8%。这为后续炼钢工序提供了高质量的铁水，降低了炼钢成本，提高了钢水质量。

（2）市场效益显著。1580m³高炉投产后，正常年销售收入达到近37亿元，实现年利润近4000万元。产品结构的优化和高附加值产品比例的增加，提高了企业的市场竞争力和盈利能力。同时，由于环保指标的改善，企业形象和社会认可度得到提升，为可持续发展创造了良好的外部环境。

（3）竞争力增强。通过1580m³高炉项目建设，某钢工艺技术达到行业先进水平，建立起新一代钢铁厂节能环保、绿色低碳标杆，各项能耗和排放指标均达到同行业先进水平，从而大力降低生产成本，提高经济效益，实现高质量发展。

5  结语

5.1 项目成功经验

（1）技术创新驱动。项目采用高压、富氧、高风温、大喷煤等先进的冶炼工艺，以及炉顶均压煤气全回收、高炉休风煤气全回收等绿色低碳新技术，显著提高了技术装备水平和能源利用效率。这些创新技术的应用，是项目成功的关键因素。

（2）系统工程管理。从项目策划、设计、施工到开炉达产，某钢实施了全过程的系统化管理，确保了项目高质量、高效率推进。特别是在开炉过程中，制定了科学的开炉方案和应急预案，保证了开炉过程的顺利和安全。

（3）绿色发展理念。项目始终坚持绿色低碳、循环发展的理念，通过淘汰落后装备，实施全循环式生产工艺和清洁化生产，建立了高效、清洁、低碳、循环的绿色制造体系。这不仅改善了环境绩效，也提高了经济效益和市场竞争力。

5.2未来改进方向

(1)智能制造升级。深入推进5G在钢铁行业中的应用，把5G技术与AI（人工智能）、云计算、大数据、边缘计算等技术融合，创新性地开发出符合钢铁行业发展需求的智能制造综合解决方案，打造"5G+智慧钢铁"企业。通过智能化升级，进一步提高生产效率和产品质量。

(2)循环经济深化。进一步完善能源循环利用和废弃物资源化利用系统，提高副产煤气、余热余能、固体废弃物的综合利用水平，构建更加完善的循环经济产业链。特别是提高钢渣、水渣等固体废弃物的附加值，实现资源效益最大化。

(3)产品结构优化。以1580m³高炉为基础，进一步优化产品结构，增加高附加值产品比例，提高市场竞争力。特别是针对新能源、高端装备制造等新兴领域的需求，开发专用钢材产品，拓展新的市场空间。

6  展望

(1)全流程绿色改造。按照"装备高效化、工艺现代化、产品精品化、流程集约化、资源循环化、绿色生态化"的要求，对炼钢全流程实施系统升级改造，将某钢建设成为绿色低碳、智能集约、和谐发展的新时代钢铁厂。

(2)工业旅游融合。按照工业旅游标准，推动绿色钢铁生产基地建设，将自身打造成工业旅游区，加快休闲娱乐配套项目开发，让游客感受到绿色、优美人文环境中的钢铁，实现与区域大旅游格局共融共建、和谐发展的目标。

(3)区域引领作用。作为较大的钢铁联合企业，某钢将通过1580m³高炉项目的成功实践，发挥区域引领作用，带动该地区钢铁工业的绿色转型和升级发展，为区域经济发展和环境保护做出更大贡献。

参考文献

[1]  金结公司承建的抚顺新钢铁高炉低碳绿色智能化升级改造项目顺利开工.中国二十二冶集团有限公司.2025-03-07.

[2]  国内首条国产化宽幅板带产线示范性项目在涟钢正式投产.红网.2023-03-27.

[3]  涟钢以先进钢铁材料为导向的产品结构调整升级项目27日投产.中国冶金经济信息网.2023-03-28.