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2006年我国高炉炼铁技术评述

【保护视力色】 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色) 打印 进入论坛 评论 字号  2007-03-22 10-00
王维兴

    2006年全国生铁产量为4.0416亿t,比上年度增长19.78%,增幅仍高于钢产量的增幅(钢增幅为18.48%);全年净增生铁6675.75万t,其中地方钢铁企业增生铁1979.11万t,增幅为24.24%,超过了全国重点钢铁企业生铁产量的增幅。全国生产量超过1000万t的企业有:宝钢股份(1813.32)、鞍钢(1250.74)、武钢(1100.25)、首钢(1015.92)、莱钢(1008.95);全国生铁年产量超过500万t的企业有19家。这说明,2006年全国炼铁生产仍处于高速增长的势头,且地方企业的增长势头大于全国重点钢铁企业。这种发展趋势使提高我国炼铁产业集中度增加了难度。       

     2006年太钢4350m3高炉,武钢,鞍钢、天钢等一批企业的3000m3以上容积的大高炉相继投产;而且马钢4350m3高炉和一批大干2000m3以上容积的高炉在建设之中。这说明,我国在加快高炉大型化的进程。   

    2006年全国重点钢铁企业高炉炼铁生产技术取得了新进展,特别是入炉焦比为396kg/t,破了400kg/t大关;高炉喷煤比135kg/t、热风温度llOO℃等技术经济指标均创出历史最好水平,详见表1。

    表1 全国重点钢铁企业高炉技术经济指标项目
   

项目

2006年

2005年

2004年

全国生铁产量,万t

40416.70

33741.13

25185.05

高炉利用系数,t/(m3•d)

2.675

2.642

2.516

综合焦比,kg/t

516

522

526

入炉焦比,kg/t

396

412

427

喷煤比,kg/t

135

124

116

热风温度,

1100

1084

1074

入炉矿品位,%

57.78

58.03

58.21

休风率,%

1.661

1.846

1.850

炼铁工序能耗,kgce/t

430.59

445.71

466.20



    目前,我国约有高炉1200多座,大于1000m3以上容积的高炉有121座。这说明,我国高炉平均炉容偏小,且先进与落后的生产技术经济指标的高炉是处于共同存在状态。但是,宝钢、武钢、鞍钢、首钢等企业的部分高炉的部分指标已达到国际领先水平。现在,中国尚有9980万t的炼铁能力应当是属于淘汰之列,主要是一批300m3以下容积的高炉。  
  
    炼铁系统节能工作取得新进展   

    2006年全国重点钢铁企业炼铁、烧结、焦化工序能耗水平均创出历史最好水平,详见表2。

    表2 重点钢铁企业工序能耗    kgce/t  
    

 

2006年

2005年

2004年

炼铁工序

430.59

445.71

466.2

烧结工序

55.04

60.13

66.38

焦化工序

123.41

139.64

142.21



    2006年各工序能耗值的计算,采用电力折标煤系数由0.404kgce/kWh降为0.1229kgce/kWh,使工序能耗值与国外对比出现了不可比因素。 
  
     1 炼铁工序能耗   

    2006年全国重点钢铁企业综合焦比与上年度相比下降6kg/t热风温度升高16℃,高炉煤气压差发电技术得到大力发展(全国已有180多套TRT),使一批炼铁企业的能耗不断下降。2006年全国重点钢铁企业炼铁工序能耗与上年度相比下降了15.12kg/t。全国有16个企业的炼铁工序能耗低于420kg/t,他们是:宝钢(385.21)、涟钢(389.13)、太钢(390.20)、淮钢(398.86)、武钢(404.51)、凌钢(407.66)、新疆八一(411.71)、南京(411.77)、新余(412.58)、国丰(412.88)、昆钢(413.00)、石钢(413.84)、杭钢(414.99)、济钢(415.45)新临钢(416.43)、纵横(416.52)。

    2 焦化工序能耗

    2006年太钢、马钢建设了炭化室高7.63m的焦炉,同时也建成了一批6.0m的焦炉,有力地提高了焦炭质量,降低了工序能耗。干法熄焦(CDQ)是行业内重点推广的节能项目。现在全国已有44套干熄焦装备在运行。全国有13个焦化厂工序能耗低于110kg/t,他们是:通钢(62.20)、沙钢(70.08)、建龙(83.93)、宝钢股份(9l.17)、邢钢(92.75)、三明(96.40)、新余(96.58)、柳钢(99.29)、武钢(99.33)、攀钢(103.57)、莱钢(104.52)、荣程(105.87)、鞍钢(109.50)。 
   
    3 烧结工序能耗  

    2006年太钢建设了450m2结机,鞍钢、本钢,马钢、武钢等一批企业建设了300m2以上的大烧结机。他们普遍采用了强化制粒、小球烧结、厚料层、烧结矿余热回收等先进的技术工艺,不但改善了我国烧结矿质量,而且降低了烧结工序能耗。2006年全国10个企业烧结工序能耗低于50kg/t,他们是:新余(39.45)、建龙(44.23)、太钢(45.10)、鞍钢(45.14)、首钢(47.18)、马钢(48.70)、新兴铸管(49.48)、湘钢(49.69)。    

    4 高炉入炉焦比下降   

    2006年全国重点钢铁企业入炉焦比为396kg/t;比上年度下降16kg/t。这与喷煤比和热风温度的提高有直接关系。   

    我国高炉操作技术水平已进入了成熟发展阶段,高炉工长已经掌握了在炼铁原燃料不断变化条件下使高炉能够稳定顺行地运行的操作技术,这就为高炉降低焦比创造出良好的条件。高炉工长在努力提高煤气中的CO2含量,降低生铁中含Si量,提高炉顶压力等方面做出了努力。也是实现低焦比生产的重要条件。

    2006年全国有11个炼铁厂的入炉焦比低于370kg/t,他们是:宝钢股份(289)、长治(320)、武钢(325)、首钢(332)、天铁(355)、马钢(363)、湘钢(364)、鞍钢(365)、新兴铸管(366)、太钢(368)、邯钢(370)。   

    高炉喷煤取得新进展  

    高炉喷吹煤粉是炼铁系统结构优化的中心环节,是国内外炼铁术发展的大趋势。用煤粉代替焦炭不但可有效地降低炼铁成本,而且减少了炼焦过程对环境污染和对焦化厂的投资,同时优化了炼铁系统用能结构。炼焦工序能耗为123.4kg/t,喷煤工序能耗为20~35kg/t,喷吹1t煤粉代替焦炭可降炼铁系统工序能耗约10Okg/t,同时缓解我国主焦煤资源的短缺。   

    2006年全国重点钢铁企业喷煤比达到135kg/t,比上年度提高了llkg/t,全年重点钢铁企业喷煤量在4086.6万t,创造出我国历史最好水平。2006年全国有9个企业喷煤比大于l5Okg/t,他们是:宝钢股份(207.74)、长治(188)、武钢(179)、石钢(160)、新兴铸管(159)、兴澄(155)、邢台(155)、天铁(154)、韶关(151)。   

    热风温度得到提高      

    从表1可以看出,我国重点钢铁企业的热风温度在逐年升高,2006年达到1100℃,创出了历史最好水平。目前,全国有7个炼铁厂年平均热风温度超过1150℃,他们是:宝钢股份(1242)、攀钢(1172)、三明(1161)、首钢(1158)、天铁(1157)、石钢(1154)、包钢(1151)。近年来新建设的一批大于2000m3以上容积的高炉热风温度均可实现大于1200℃,如首钢、太钢、武钢、鞍钢,本钢、马钢等企业。 

    2006年我国一批高炉采用煤气干法除尘技术,并且实行热风炉双预热技术,对我国热风温度的提高起到了积极促进作用。2006年中国金属学会炼铁分会召开了"热风炉技术研讨会",与会者深入分析了我国热风炉的技术现状,总结了全国热风炉技术进步的经验,提出了提高我国热风温度的建议和意见,对于全国促进我国热风炉技术进步起到了重要作用。    

    炼铁精料水平进展缓慢   

    近年来,全国炼铁生产在高速发展,致使全世界的炼铁原资料供应紧张,价位攀升,给高炉炼铁带来了较大的负面影响。2006年中国进口了3.26亿t矿石,国产矿石增产1.62亿t。虽然进口矿石的含铁品位比国产高,但因经济利益,一些炼铁厂在使用低品位矿石,造成2006年全国重点企业高炉炼铁入炉矿品位比上年度低0. 24%。近年来全国重点钢铁企业的烧结、焦炭质量见表3。

    表3 重点钢铁企业烧结矿与焦炭质量  
   

 

烧结矿

焦炭

品位,%

碱度,倍

转鼓,%

烧结机系数,t/m2d

固体燃耗,kg/t

M40,%

M10,%

灰分,%

硫分,%

2004年

56.90

1.933

73.24

1.46

54

81.40

7.15

12.76

0.63

2005年

56.00

1.941

83.77

1.48

53

81.82

7.10

12.77

0.65

2006年

56.85

1.941

75.75

1.43

54

82.94

6.81

12.54

0.65



    1 烧结生产技术取得进步   

    2006年我国建设了一批大于200m2的烧结机,普遍采用了大量的先进技术、工艺,如强力混均、综合配矿、小球烧结、厚料层、高效点火器、热烧结矿冷却、偏析布料、余热回收等。近年来,我国解决了高铁低硅烧结,褐铁矿高配比烧结矿和克服烧结矿粉化等技术。2006年全国烧结矿产量超过4亿t,说明烧结矿在高炉炼铁炉料结构中仍占有主要的地位。 
   
    2 球团生产技术取得进步

    2006年我国球团矿产量突破7000万t,生产能力已达1亿t。据统计,我国生产球团能力中,链篦机-回转窑比例为57.22%,竖炉为39.83%,带式机伟3.40%。这是我国球团生产技术的一大进步。2006年武钢程潮的50万t/a链篦机-回转窑顺利投产,标志着我国球团生产技术又上一个新台阶。目前,我国已具备了设计、制造500万t/a级的带式球团设备的能力。   

    优化高炉炉料结构的主要方面就是要提高球团的配比。一方面球团矿的含铁品位高,对炼铁降低焦比、提高产量是有促进作用;另一方面提高球团矿配比会实现炼铁系统结构节能的效果。烧结矿工序能耗为55.04kg/t,球团矿工序能耗为39.5kg/t,用1t球团矿代替烧结矿,可产生节能15kg/t的效果。  

    3 焦化技术取得新进展   

    2006年全国生产焦炭2.8亿t,产量多年居世界第一。我国现有机械化焦炉2000多座,其中碳化室高度大于5米的有106座,年生产能力在5000万t左右。太钢、马钢、山东兖州的7.63m大型焦炉的投产,标志着我国炼焦装备水平已达国际先进水平。我国一批焦化厂已实现了四大机车自动控制,生产过程也实现计算机控制和现代化管理,一些焦化的技术经济指标已达到国际先进水平。优化备煤、捣固炼焦(已在5.5m焦炉上应用)、煤脱湿,干法熄焦、大型焦炉煤气脱氰脱酚、焦炉废水治理和多项余热回收技术等得到了积极推广。   

    我国现已能自主设计、制造处理能力在70~160t/h的干法熄焦装置,现有44备在运行。我国已有年处理30万t先进的现代化产品处理设施,并已成功地开发出利用焦炉煤气生产甲醇的技术。
    
    高炉生产技术得到进一步提高   

    从表l中可以看出,2006年重点钢铁企业高炉生产技术水平取得多方面的进步,如高炉利用系数比上年度升高0.033t/m3•d,喷煤比升高llkg/t,热风温度升高16℃,入炉焦比降低16kg/t,综合焦比下降6kg/t。    

    1 高炉炼铁燃料比下降       

    国际先进水平的炼铁燃料比是低于500kg/t,国际领先水平的燃料比是439kg/t(芬兰)和457kg/t(瑞典)。2006年我国有9个企业高炉燃料比低于510kg/t,他们是:首钢(474)、宝钢股份(497),鞍钢(501)、湘钢(501)、太钢(502)、武钢(504)、马钢(508)、长冶(508)、天铁(509)。宝钢、首钢等企业高炉炼铁的焦炭负荷已达6.0左右,这只有在低燃料比条件下才能获得。
    
    2 高炉冶炼低硅生铁 
  
    2006年全国有近70座高炉生铁含硅量低于0.5%。宝钢、鞍钢、上钢一厂;本钢、邯钢、攀钢、青钢、杭钢、新兴铸管等企业的一批高炉生铁含硅量低于0.4%。    

    3 高炉煤气中CO2含量得到提高   

    高炉煤气中C02含量升高0.5%,可以降低炼铁燃料比10kg/t,相当于降低炼铁工序能耗降低8.5kg/t。2006年宝钢高炉煤气中C02含量在23%左右,鞍钢、首钢、太钢、马钢、本钢、唐钢、南钢等企业高炉的煤气中CO2含量在20%以上。高炉采用大矿批装料,缩小风口直径提高风速等措施可以实现提高CO2。       

    4 炉顶煤气压力提高   

    高炉炉顶煤气力提高1kPa可以降低焦比3%-5%,并有利于冶炼低硅生铁和提高TRT的发电量。2006年宝钢4350m3高炉顶压在230kPa以上,武钢3200m3高炉顶压在230kPa,唐钢2000m3高炉顶压在200kPa左右,杭钢和三明800m3级高炉顶压在170kPa。  
 
    高炉炉顶煤气压力大于120kPa以上时,投入TRT是会有经济效益。采用煤气干法除尘技术可以提高TRT发电能力30%,并且节能效果显著。包钢、莱钢、韶钢、柳钢等一批钢铁企业已采用了煤气干法除尘技术。    

    5 大高炉操作技术进入成熟阶段 

    2006年我国一批2000m3以上容积的高炉是在高效化运行(高利用系数、低燃料比、高炉长寿)。武钢、鞍钢、本钢、宝钢等企业的一批高炉出现月平均利用系数超过2. 5t/m3•d的纪录。这批大高炉的风温也可以达到1200℃以上。   

    宝钢、武钢、鞍钢、太钢等企业的一批大高炉采用先进的停炉、开炉技术,缩短了开炉、停炉的时间,同时实现了低焦比的操作,为企业的节能做出了贡献。    

    熔铁技术装备实现国产化   

    2006年投产的4350m3高炉、3200m3高炉的技术装备实现了95%的国产化。国内生产的大型鼓风机、铜冷却壁、无料钟炉顶、高炉喷吹煤粉设施、炉顶料面探测设备、开口机和泥炮等重大炼铁设备均可立足于国内生产,其技术水平已达到国际先进水平,并已有装备出口。  
  
    炼铁系统环保水平不断提高   

    钢铁企业在转变经济增长方式过程中要树立发展循环经济的理念。鞍本集团、攀钢、包钢、济钢、莱钢已被列为国家循环经济第一批试点单位。首钢京唐公司、邯钢、太钢等15个单位的"十一五"规划或建设方案中均有发展企业循环经济的内容。上述企业内的尘泥、炉渣、水、副产煤气等物质都得到充分地回收利用。    

    1 高炉煤气、焦炉煤气得到科学利用,放散率下降   

    采用蓄热式燃烧技术之后,低热值的高炉煤气得到科学利用。如热风炉采用预热技术之后,可以实现单烧高炉煤气,使热风温度达到1100℃以上;高炉煤气也可以用于铁水包、钢水包和连铸中间包的烘烤,以及在轧钢加热炉上使用高炉煤气。2006年全国重点大中型钢铁企业高炉煤气的放散率从2005年的10 .46%降低到9 .78%,并且有12个企业是高炉煤气零排放。为充分利用高炉煤气,宝钢、首钢、鞍钢、包钢、济钢、通钢等企业分别添置了用高炉煤气的发电装置。   

    2006年全国重点钢铁企业焦炉煤放散率已从2005年的5 .76%下降到4.18%,并有20多个企业实现焦炉煤气零排放。 
   
    2 炼铁系统完成消纳钢铁企业内产生的含铁尘泥 
  
    钢铁企业所产生的含铁尘泥回收率在99%以上,利用率在98%以上。这些含铁尘泥主要用于烧结、球团生产的配料。部分转炉尘泥压块后用于转炉冷却剂。含铁尘泥的回收利用不但减少了污染,而且使钢铁企业含铁物质得到充分利用,降低了企业生产成本。 
  
    3 高炉渣得到充分利用   

    我国每年约可产生1.3亿t以上的高炉炉渣,其中有70%以上得到合理利用,主要用于生产水泥、制造矿渣砖和铺路等。近年来,鞍钢、攀钢、宝钢等企业生产高炉矿渣微粉。使用专有设备生产矿渣超细粉,可有效地提高水泥质量,而且使水渣价值倍增。高炉矿渣微粉有较大的国内外市场空间,又是钢铁企业延伸产业链的亮点,企业领导应重视拓展这个领域。  
  
    4 炼铁系统用水量和耗新水在减少  
 
    目前,我国重点钢铁企业吨铁耗水量在34m3/t左右,吨铁耗新水在1 9m3/t左右,先进值在0.5m3/t以下;焦化工序耗新水平均值在1.6m3/t左右,先进值在0.32m3/t以下;烧结工序耗新水平均值在0.6m 3/t左右,先进值在0.3m 3/t以下。   

    高炉煤气采取干法除尘,较水密闭循环冷却,使用多次串级后的终水去冲水渣等技术措施,使高炉用水量大大减少。采用于法熄焦技术工艺后,焦化系统的用水量也大大减少。    

    炼铁生产技术存在的问题    

    1 我国炼铁产业集中度低,企业数多,高炉座炉多,且平均炉容偏小,致使小高炉的能耗要比大高炉高30-50kg/t。    

    2 我国炼铁生产技术发展不平均。宝钢等先进企业的高炉技术经济指标已达到国际先进水平,但是尚有l亿t炼铁产能属于应淘汰之列。这些企业的多项技术经济指标十分落后。    

    3 一些中小企业环境治理工作力度不足。一些中小企业对环保资金投入不足,或在基本建设时期就没有实施环保的三同时,这就造成了对钢铁工业环保形象的负面影响。    

    4 大多数企业对二次能源回收量不足。冶金行业在大力推广高炉煤气差发电(TRT)、干法熄焦(CDQ)、高风温、小球团浇结和厚料层烧结、富氧高喷煤技术、电炉优化供电、连铸和轧钢综合节能等40项节能环保技术。上述项目的普及程度低。    

    5 热风温度偏低和高炉喷煤水平不高仍是我国高炉生产技术水平与国际先进水平相比的二大差距。国际先进水平热风温度在1250℃左右,喷煤比在180~200kg/t。2006年全国重点钢铁企业高炉平均热风温度为1100℃,喷煤比为135kg/t,落后企业分别为876℃和零。这是我国炼铁企业今后应提高的主要方面。


责编:黄秀声 来源:中国金属学会
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