国内某钢铁企业烧结车间生产指标分析

张作良 ， 朱亚东 ， 陈 韧， 李玲玲，孙 野，李晓亮

(1.辽宁科技学院 冶金工程学院，辽宁 本溪 117004；2. 辽宁省低品位非伴生铁矿优化应用重点实验室，辽宁 本溪 117004；3. 本钢板材股份有限公司炼铁厂，辽宁 本溪 117000)

降本增效是企业追求的永恒目标〔1-5〕，特别对于烧结工序这样高消耗、高污染的环节来说，强化管理尤为重要。

文献〔6〕给出了5个常用的烧结生产指标，分别为：台时产量(t·h-1)；烧结机利用系数(t·m-2·h-1)；合格率(%)；作业率(%)；烧结工序能耗(kgce·t-1)。

文章以国内某钢铁企业烧结车间生产为例，该车间拥有两台265 m2烧结机，以上述烧结生产指标为研究对象，列举2017-2019年度的数据进行统计比较分析，寻求降低烧结工序能耗空间，为企业烧结技术人员提供参考。

1 烧结生产指标

1.1 作业率

作业率反映烧结机的运行情况，最能体现企业的管理能力，受停机时间影响，包括计划停机(大中修、小修)、内因停机(检修、设备、电气、皮带、生产操作以及其他因素)、高炉影响(槽满以及其他因素)、其他外部影响(煤气、停电以及其他因素)以及待料。2017-2019年的作业率情况见表1。

表1 2017-2019年的作业率

由表1可知，从2017年-2019年，停机时间逐年降低，相应地作业率逐年升高，2019年达到94.76%。

1.2 合格率

表2给出了2017-2019年3个年度的烧结矿合格率情况。不合格烧结矿主要包括两个方面，FeO含量不合格和R不合格。该企业内部标准为：FeO含量为6%～12%、R为2.00±0.10，此为合格品标准；FeO含量为7%～10%、R为2.00±0.05，此为一级品标准。而中华人民共和国黑色冶金行业标准(YB/T 421-2014，以下简称行业标准)规定的优质铁烧结矿的FeO含量≤9.00%、允许波动范围±0.5%，R的允许波动范围为±0.05；普通烧结矿的技术指标分为一级和二级，一级为FeO含量≤10.00%、R的允许波动范围为±0.08；二级为FeO含量≤11.00%、R的允许波动范围为±0.12。可见该企业内部标准的合格品要求与行业标准的普通烧结矿二级指标相当，一级品要求与普通烧结矿一级指标相当。总地来说，因碱度不合格造成的废品偏高。

1.3 台时产量和烧结机利用系数

文献〔6〕给出的台时产量计算公式可以预测某烧结机的产能，而企业直接根据产量以及实际的作业时间计算得到台时产量，这样二者可以相互印证。与台时产量相关的参数有烧结率、成品率、烧结机台车宽度、料层厚度、混合料堆积密度、机速、烧结机有效长度、垂直烧结速度、产量和作业时间等。其中，成品率和混合料堆积密度未计算和统计，烧结机台车宽度和烧结机有效长度是固定不变的，机速和垂直烧结速度是对应的。表3给出了与台时产量相关的3个参数的最高值、最低值和平均值。这些参数的值由操作室控制系统实时记录，每日产生一个平均值，然后最高值即为该年度某天平均值的最大者，最低值亦如此，而平均值为该年度所有工作日平均值的再平均。

表2 2017-2019年的合格率

表3 2017-2019年与烧结台时产量相关的3个参数值

由表3可以看出，烧结率的平均值更具意义，均在80%～85%之间，呈逐年下降的趋势，但并不明显。恰恰相反，料层厚度的平均值呈逐年增加的趋势。而2018年垂直烧结速度的平均值最高，为18.49%。同时，从最高值和最低值可以看出，2019年的料层厚度和垂直烧结速度相对最稳定。2017-2019年的台时产量和烧结机利用系数值如表4。

表4 2017-2019年的台时产量和烧结机利用系数值

可以看出，尽管产量和作业时间在逐年增加，但是台时产量和烧结机利用系数却在逐年降低。

1.4 烧结工序能耗

烧结工序能耗反映了烧结装备水平和工艺操作情况。该车间生产单位烧结矿所消耗包括固体燃料(焦粉和煤粉)、点火用气体燃料(高炉煤气和焦炉煤气)、电力、水、蒸汽、氮气等。经折算为标准煤，结果列于表5。

表5 2017-2019年的烧结工序能耗值

由表5可知，2018年的烧结工序能耗最低，为52.64 kgce·t-1。

2 结果分析

自2017年9月1日至2017年10月10日两台烧结机均未生产，所以该年度的作业率和产量是最低的。同时，该年度的合格率也是最低的。但台时产量和烧结机利用系数却是最高的。所以，作业时间在逼近日历时间时，意味着烧结机几乎没有停机，确实可以提高产量，但台时产量和烧结机利用系数出现了下降，这就表明最佳的烧结机利用系数并不一定在最高产量时获得。当然，从文献〔6〕给出的烧结机利用系数计算公式来看，产量与烧结机利用系数是没有直接关系的。但是，实际产量和工作时间决定了真实的烧结机利用系数。

从与台时产量有直接关系的烧结率、料层厚度，以及垂直烧结速度3个参数来看，比较2017年和2018年的数据可以发现，2018年的料层厚度和垂直烧结速度平均值要高于2017年，但却因为2017年的烧结率平均值高于2018年的，出现了2017年的台时产量高于2018年的情况。假设成品率和混合料堆积密度一定时，表明烧结率在上述3个参数中对台时产量影响最大。

烧结工序能耗受所使用的燃料情况影响很大，如果使用了低热值的焦粉，能耗就会增加。如果不用，烧结工序能耗可以降到50 kgce·t-1以下。

2018年主要钢铁企业的烧结机利用系数为1.28 t·m-2·h-1、作业率为93.42%以及烧结工序能耗为48.60 kgce·t-1〔7〕。很明显，该车间的3个指标值均未达到，有一定的提升空间。

3 结论

文章详细分析了国内某企业烧结车间常用的5个烧结生产指标，得出以下两点结论：

(1)实际产量和工作时间决定了真实的台时产量和烧结机利用系数。

(2)与国内2018年主要钢铁企业的烧结机利用系数、作业率和烧结工序能耗3个指标值相比，该车间均尚有提升空间。