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摘要 本文簡要介紹了2017年我國高爐煉鐵的基本情況,詳細介紹了2017年我國高爐煉鐵從420m3~5800m3不同容積八個級別的主要操作指標,并與2016年的同級別高爐主要操作指標作了對比和分析,對2017年不同級別高爐主要操作指標最優(yōu)者作了必要的討論和分析,最后對2018年我國高爐煉鐵提出幾點展望。
關鍵詞 高爐主要操作指標 節(jié)能減排 評價與分析
1.2017年我國高爐煉鐵的基本情況
1.1 2017年全國高爐煉鐵產量情況
2017年我國高爐煉鐵的年產量在化解過剩產能5000萬噸以上的條件下,比2016年
增加1277.84萬噸,達到7.11億噸,同比增長1.83%,說明我國增加鋼鐵年產量的潛力很大。
從中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計數據看,2017年鋼鐵產量的變化,提高了全國15家大
型企業(yè)的集中度,15家集團公司產鋼3.776億噸,占全國粗鋼產量的45.40%,全國民營企業(yè)產鋼4.71億噸,較2016年占全國產量比例下降了2個百分點。
1.22017年全國高爐煉鐵生態(tài)環(huán)境取得明顯進步
高爐煉鐵和燒結球團生產的粉塵和污染物排放明顯下降,生態(tài)環(huán)境有明顯進步,全
國鋼鐵企業(yè)封閉式料場普遍建立,不少企業(yè)建封閉式料場的基礎上已開始建智能物料場,為實現生產過程環(huán)境友好不斷創(chuàng)造條件。
1.32017年全國高爐煉鐵主要操作指標情況
全國列入統(tǒng)計的318座高爐按爐容分為八個級別,八個不同級別高爐主要操作指標
平均值列于表1,其與2016年的平均值比較列于表2,每個級別不同高爐的具體操作指標列于附錄。由表1和表2的數據可見,2017年全國高爐主要操作指標具有以下幾個特點:
1)高爐的利用系數2017年比2016年有所提高,由2016年的2.62t/ m3,提高到2017年的2.63t/m3,其中600~1000 m3級高爐的利用系數降低最大達到0.11t/m3d;1200~1780 m3高爐提高最大達到0.07t/m3d.
2)2017年的焦比和燃料比較2016年不但沒有降反而升高了,焦比升高了11.66kg/t,燃料比由2016年的532.4kg/t升高到542.81kg/t,升高了10.41kg/t,這是值得全國煉鐵工作者關注的一個重大問題。
3)2017年全國高爐的入爐礦品位比2016年低0.04個百分點,燒結礦的品位低0.30個百分點,燒結礦的SiO2含量比2016年高0.33個百分點,全年的渣鐵比較2016年高21.7kg/t,這些是造成2017年燃料比高于2016年的重要原因。
4)2017年全國高爐的熱風溫度為1154.7℃,比2016年1164℃低了9.3℃,煤氣利用率平均為44.69%,比2016年的45.01%低0.31%,這也是2017年高爐的平均燃料比高于2016年的重要原因。
5)2017年高爐渣的MgO/Al2O3為0.585%,比2016年的0.577%也略有升高,這也會對燃料比和生鐵成本產生影響。
6)高爐的富氧率、休風率和頂壓是影響高爐產量的重要因素,2017年這三個因素均優(yōu)于2016年,故在入爐礦品位和渣鐵比不利于產量的條件下,2017年的平均系數還優(yōu)于2016年。
1.4 2017年高爐煉鐵原燃料的市場狀況
2017年由于鋼鐵產品的市場價普遍上揚,形成高爐煉鐵的原燃料采購成本也有較
大升高,據中國冶金報報道[2],對標企業(yè)折算成干基的采購成本,冶金焦為1815.52元/t,上漲幅度達到71.89%,噴吹煤為935.49元/t,上漲幅度接近50%,國產球團礦為719.8元/t,上漲幅度達到30%,國產鐵精粉為570.73元/t,上漲幅度高于25%,進口鐵礦粉為567.45元/t,上漲幅度高于27%,進口塊礦為641.94元/t,上漲幅度高于28%[3],冶金焦炭和噴吹煤價格的大幅上漲造成全年高爐煉鐵的燃料質量有所下降,這也是2017年燃料比上升的一個重要原因。
由于原燃料的價格上漲,高爐煉鐵的生產成本也發(fā)生的了較大的變化,煉鋼生鐵平均生產成本比2016年上漲了40.54%,煉鋼生鐵累計平均制造成本達到了2017.97元/t.
1.5 2017年我國鋼鐵市場和效益情況
2017年我國鋼鐵行業(yè)在新的市場形勢下,習主席倡導的“一帶一路”戰(zhàn)略起了重大
作用,全國鋼鐵行業(yè)發(fā)生了可喜的變化。2016年和2017年可以說打了兩個翻身仗,2017年全國98家鋼鐵央企實現利潤額達到14230.8億元,同比增長15.2%,全國民營企業(yè)實現利潤達到1690億元[4],這些數據可充分說明2017全國鋼鐵市場和效益是良好的。
2 對2017年不同級別高爐主要操作指標的評估與分析
2017年全國高爐煉鐵燃料比、入爐礦品位等十二項主要操作指標最佳企業(yè)列于表3.
2.1 對燃料比的評估與分析
節(jié)能減排、綠色發(fā)展鋼鐵業(yè)、低燃料比是高爐煉鐵最關鍵的指標,如上所述,我國2017年高爐煉鐵據全國318座不同容積級別高爐指標的統(tǒng)計,燃料比比2016年不但沒有降低,反而升高了10.41kg/t。由表3不同級別高爐燃料比數據對比中可見,各級高爐低燃料比的先進企業(yè)還是較為突出的,如江蘇長強鋼鐵公司500 m3高爐,全年燃料比平均值為502kg/t,比這一級別燃料比的平均值低了47.94kg/t,比這一級別最差值622kg/t低了119.79kg/t,從長強鋼鐵的操作參數可見,其燒結礦品位57.91%,入爐礦品位59.39%,渣鐵比低,熱風溫度高(1184℃),精料和高風溫是長強鋼鐵低燃料比的主要經驗,這比全國特大型高爐燃料比的平均值低了30kg/t。常州中天公司850 m3高爐的燃料比為509kg/t;浙江元立公司1068 m3高爐的燃料比為495.76kg/t、安徽長江鋼鐵公司1250 m3高爐的燃料比為506.24kg/t、三明鋼鐵公司1800 m3高爐的燃料比為497.83kg/t、武鋼2600 m3高爐的燃料比為511.60kg/t、鞍鋼3200 m3高爐的燃料比為493.72kg/t、梅山鋼鐵4070 m3高爐的燃料比為492.43kg/t,這些不同級別高爐低燃料比操作指標都是值得肯定和學習的。值得指出的是,1080 m3高爐燃料比高的有高達696.5kg/t,1750 m3高爐有高達676.29kg/t,2200 m3高爐有高達688.57kg/t,2500 m3高爐有高達595.14kg/t,全國最大高爐的燃料比竟高達571.78kg/t,這值得相關企業(yè)采取措施,把這么高的燃料比降下來,為節(jié)能減排、低碳煉鐵、綠色發(fā)展多做貢獻。
煤氣利用率也是影響燃料比的一個重要因素,接近或超過50%的有冀南鋼鐵、山東泰鋼、太鋼煉鐵、鞍鋼煉鐵和梅山鋼鐵等企業(yè),這也是值得肯定和發(fā)揚的。
2.2 對入爐礦品位、燒結礦品位和SiO2含量的評估與分析
2017年我國高爐煉鐵入爐礦品位、燒結礦和SiO2含量最佳值和最差值列于表4。
由表3、表4數據可見,入爐礦品位浙江元立和太鋼煉鐵是領先企業(yè),入爐礦品位高于60%;燒結礦品位長強鋼鐵和梅山鋼鐵是領先企業(yè),燒結礦品位接近或超過58%;燒結礦SiO2含量包鋼煉鐵和梅山鋼鐵是領先企業(yè),其值達到4.78%的水平;以上三項實質上均為精神水平的反映,它們集合起來企業(yè)在渣鐵比項反映出來,渣鐵比領先的企業(yè)有唐鋼煉鐵、沙鋼宏發(fā)和梅山鋼鐵,它們的渣鐵比均接近或低于300kg/t的水平。
高爐煉鐵指標的評估,關鍵要看渣鐵比和入爐礦品位,只有這兩項指標領先了才能確保燃料比的領先水平。我國著名煉鐵專家李維國說過,“煉鐵工作者的最大職責是千方百計降低渣鐵比”。用這個尺度來衡量我國高爐煉鐵,差距和發(fā)展空間還很大,由表4中的最差值可見,入爐礦品位接近和低于50%的存在,燒結礦品位低于50%還有不少企業(yè),燒結礦SiO2含量最佳值應在4.6~5.3%,但我國的燒結礦質量SiO2含量不僅有6%的,還有高于8%甚至9%的企業(yè)、渣鐵比不僅有高于500kg/t的,還有高于600kg/t,甚至有高于700kg/t的。這些企業(yè)距離高爐精料的差距過大。當然對精料水平的執(zhí)行的狀況不能一概而論,還要從企業(yè)所在地、資源運輸和生產成本出發(fā)綜合考慮,但對接近沿海的企業(yè)現在還追求低品質礦是不應該的。
2.3 對富氧、頂壓和休風率狀況的評估和分析
富氧、頂壓和休風率是影響高爐煉鐵主要操作指標的重要參數。高爐煉鐵富氧的作用在于降低爐腹煤氣量和補充噴煤后風口前的理論燃燒溫度,每富氧1%可以補償50℃左右的理論燃燒溫度,富氧對冶煉強度、提高產量和降低焦比均有直接的積極作用,當富氧率超過5%后作用隨之遞減。2017年全國高爐平均富氧率3.49%高于2016年的2.71%,這有利于2017年高爐產量的提高,湖南冷水江鋼鐵公司450 m3和600 m3高爐的富氧率達到16%以上的水平,在入爐礦品位較低的條件下利用系數并不高,這一情況值得總結。
高頂壓有利于強化冶煉和提高產量、降低燃料比,提高爐頂煤氣壓力可以延長煤氣在高爐內的停留時間,有利于提高煤氣利用率、降低重力除塵器的瓦斯灰量,故高爐煉鐵在常態(tài)下應用足頂壓以改善高爐操作指標。2017年全國高爐的頂壓平均比2016年略有提高,(由183kpa提高到186kpa),山西通才煉鐵450m3高爐的頂壓達到223kpa,它已接近全國特大型高爐頂壓的平均值(226kpa),對通才煉鐵而言,如何發(fā)揮高頂壓的作用尚值得探討。同樣,我國特大型高爐266kpa高頂壓如何發(fā)揮其作用也值得探討。冀南鋼鐵460 m3高爐147kpa的頂壓,煤氣利用率達到49.47%,燃料比為523.5kg/t,鞍鋼公司3200 m3高爐頂壓為202kpa,煤氣利用率達到53.60%,燃料比為493.72kg/t,應該說效果都是比較好的,值得總結提高頂壓,提高煤氣利用率,降低燃料比的經驗。
休風率是放映高爐設備和操作穩(wěn)定的重要參數,高爐休風率是以犧牲產量和燃料比為代價的,因此為了改善高爐操作指標,低休風率是一項保障措施,高爐煉鐵應力求降低休風率。2017年全國高爐的休風率由2016年的2.46%降到2.03%,應該說這是不小的進步。其中常州中天公司510 m3和660 m3高爐,年休風率低至0.11%和0.13%,冀南鋼鐵1080 m3高爐休風率低至0.27%,蕪湖新興鑄管1280 m3高爐年休風率低至0.23%,通鋼2260 m3高爐的年休風率低至0.25%,沙鋼宏發(fā)2500 m3高爐的年休風率低至0.28%,是全國高爐低休風率的標桿,我國大型高爐的休風率普遍比中小高爐高,說明大型高爐的設備薄弱環(huán)節(jié)還是比較多。
2.4 對爐料結構的分析
爐料結構是高爐煉鐵指標的重要參數,爐料結構一定程度上決定了高爐爐料的質量和冶煉效果,我國高爐煉鐵多年來以高堿度燒結礦為主,球團礦入爐配比最高的是2011年為19%,此后逐年下降,2016年為15.88%,2017年球團礦入爐比例提高到16.53%,提高幅度不大,但隨著高爐煉鐵的燒結煙氣凈化治理環(huán)保壓力不斷加大,2017年以來,我國已有鞍鋼,京唐,遷鋼,包鋼,韶鋼,酒鋼等多家大型企業(yè),球團礦的入爐比例已提高接近30%或超過30%的比例,地方企業(yè)陜西略鋼球團礦的入爐比例已高于35%,黑龍江西林鋼鐵公司配入比例已高于45%,不斷提高球團礦的入爐比例將成為一種趨勢。
總結2017年全國高爐煉鐵主要操作指標的狀況,統(tǒng)計的十二項指標,大型高爐梅山鋼鐵的3200~4070 m3高爐,貫徹精料方針和降低燃料比等方面成績突出,太鋼和鞍鋼公司其次。中小級高爐的操作指標,黑龍江西林鋼鐵公司突出,江蘇長強鋼鐵公司和常州中天、馬鋼二鐵的操作指標也是較為領先的。
3 對2018年我國高爐煉鐵的展望
2018年是貫徹十九大精神和十三屆人大精神的第一年,十九大和十三屆人大精神對發(fā)展鋼鐵工業(yè)的要求是要綠色發(fā)展,高質量發(fā)展和智能化發(fā)展,因此對2018年我國高爐煉鐵的展望應該圍繞著綠色發(fā)展、高質量發(fā)展和智能化發(fā)展,就此,本作者提出以下幾點展望:
1)以低燃料比高爐煉鐵為中心,節(jié)能減排是新的一年我國高爐煉鐵推進綠色發(fā)展、高質量發(fā)展、智能化發(fā)展的核心和關鍵,各企業(yè)應面向全國低燃料比的先進高爐指標對比挖潛,學習全國先進企業(yè)低燃料比的工藝技術和管理經驗,采取切實措施,最大限度降低高爐煉鐵的燃料比。作者建議國家相關職能部門及地方政府對低燃料比的優(yōu)秀企業(yè)應予以獎勵,對高燃料比企業(yè)應予以懲罰。對2018年降低燃料比的具體希望:
(1)高爐爐內操作:在保持順行穩(wěn)定的條件下,應用好用足降低燃料比的工藝技術措施,有效提高熱風溫度,保持一定的富氧率,保持高的爐頂壓力,提高煤氣利用率,加強設備計劃維護與檢修、降低休風率。
(2)優(yōu)化爐料結構和爐料質量,努力提高入爐礦品位,降低渣鐵比,深入貫徹精料方針,徹底改變低品質礦冶煉的狀態(tài)。
(3)優(yōu)化燒結礦和球團礦的質量,少吃和不吃低品質礦,有效降低燒結礦的SiO2和MgO含量,燒結礦的最佳堿度范圍為1.90~2.30,SiO2的最佳含量為4.6~5.3%,MgO含量應低于1.80%的水平,酸性球團礦的SiO2含量應≤4.5%。
2)積極創(chuàng)造條件,提高入爐礦品位,調整高爐爐料結構,多生產低SiO2含量的球團礦,降低企業(yè)凈化燒結煙氣的環(huán)保壓力。
3)加速環(huán)保升級改造,實現綠色生產、清潔生產、環(huán)境友好的生產方式,達到工信部公布今年對“2+26”城市鋼鐵行業(yè)開展達標排放執(zhí)法檢查的五項要求。
4)貫徹十九大精神,建立數據中心和人工智能推動高爐煉鐵業(yè)跨入中國特色社會主義新時代,全聯冶金商會已對全國鋼鐵企業(yè)提出支持企業(yè)建大數據創(chuàng)新中心,推動民營鋼鐵企業(yè)向數字化、智能化發(fā)展。高爐冶煉的綠色發(fā)展、智能化發(fā)展主要包括高爐爐內操作和燒結、球團生產三大部分。
高爐爐內操作的智能化是在數字化信息平臺的基礎上建立的,也就是要建立一個大數據中心,它應該主要包括高爐布料,爐喉溫度和煤氣分布熱成像,從爐頂到爐底冷卻設備的冷卻狀態(tài),高爐長壽的檢測預報和診斷,通過對煤氣的三項分布狀況的分析,對風口燃燒帶狀態(tài)和爐渣狀態(tài)的反映,爐料下降和高爐熱狀態(tài)爐腹煤氣量指數的分析,預測診斷爐況,實現高爐智能化操作。
貫徹落實十九大精神,努力推進我國高爐煉鐵的數字化,信息化智能化發(fā)展,全國網絡安全和信息化工作會議,習總書記號召建設網絡強國,要主動參與自主創(chuàng)新,推動網絡強國建設,這是千載難逢的機遇,我們必須敏銳抓住信息化發(fā)展的機遇,大力推進高爐煉鐵和燒結球團生產的數字化、信息化、智能化發(fā)展。全國高爐煉鐵工作者都要認真學習習總書記關于建設網絡強國系統(tǒng)講話,扎扎實實抓好燒結球團和高爐煉鐵的數字化、信息化平臺建立高爐煉鐵的大數據中心,推進高爐煉鐵的智能化發(fā)展。
主要參考文獻
[1] 煉鐵交流 2017年全國高爐煉鐵主要技術經濟指標匯編
[2] 許滿興 2016年全國高爐煉鐵主要操作指標評述與分析 2017年全國高爐煉鐵學術年會論文集 昆明 2017.6(20-41)
[3] 姜曦 胡啟晨 2017年中國高爐煉鐵整體運行情況淺析 中國冶金報 2018.3.29.05版
[4] 王連忠 鋼鐵行業(yè)有可能出現 “大氣象” 中國冶金報2018.3.30.01版
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