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摘要:本文介紹了我國2016年高爐煉鐵的基本情況和按有效容積8個級別高爐的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),對其主要操作指標(biāo)做了評述,并與2015年的指標(biāo)作了比較,提出了我國高爐煉鐵技術(shù)必須關(guān)注的幾個問題。
關(guān)鍵詞:技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 燃料比 MgO/ Al2O3 渣比
1. 2016年我國高爐煉鐵的基本情況
1.1 高爐煉鐵年產(chǎn)量變化
全國高爐煉鐵的產(chǎn)量在過剩產(chǎn)能的形勢下有提高,2016年我國高爐煉鐵的總產(chǎn)量為70073.66萬噸,較2015年增產(chǎn)了0.74%,這是在2015年經(jīng)歷了減產(chǎn)3.45%的波動后,鋼鐵市場形勢好轉(zhuǎn),生鐵價格上升,企業(yè)利潤增加,部分停產(chǎn)企業(yè)高爐恢復(fù)了生產(chǎn)的結(jié)果。
1.2 高爐操作指標(biāo)的進(jìn)步
2016年344座高爐統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示全國高爐煉鐵燃料比(含焦比和煤比)有所下降,
比2015年275座高爐的平均焦比364.1kg/t下降為361.3kg/t,噸鐵平均下降了2.8kg/t,煤比由139.6kg/t下降到139.4kg/t,燃料比由533.6kg/t下降到532.4kg,噸鐵燃料比下降了1.1kg/t。2016年焦比和燃料比下降的幅度不大,下降的原因與入爐況品位的提高(由2015年的56.68%提高到56.85%)、渣鐵比下降(由2015年的369kg/t下降到2016年的348kg/t)和富氧率及頂壓的提高等因素相關(guān)。
1.3 煉鐵新技術(shù)引領(lǐng)
中冶賽迪公司創(chuàng)造了特大型高爐高效低耗關(guān)鍵技術(shù)的集成,提升了中國煉鐵技術(shù)的整體水平,其中:
1 創(chuàng)立了以爐腹煤氣量指數(shù)為核心的特大型高爐高效低耗工藝?yán)碚摚?/span>
2 建立了合理內(nèi)型設(shè)計長壽型構(gòu)造技術(shù)、系統(tǒng)節(jié)能體系設(shè)計為核心的特大型高爐
高效低耗設(shè)計體系。
3) 開發(fā)了以新型無料鐘爐頂布料控制技術(shù),高風(fēng)溫頂燃熱風(fēng)爐為核心的關(guān)鍵裝備
技術(shù);徹底打破了國外技術(shù)的長期壟斷;
4) 開發(fā)了實(shí)現(xiàn)高爐低耗的高爐智能化生產(chǎn)管理系統(tǒng)。
1.4 煉鐵行業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用
北京北科億力科技有限公司創(chuàng)建了煉鐵行業(yè)的大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺,獲得煉鐵及數(shù)字化
檢測軟件著作權(quán)等21項(xiàng),專利技術(shù)11項(xiàng),自主研發(fā)煉鐵大數(shù)據(jù)互聯(lián)網(wǎng)平臺,推進(jìn)煉鐵智能化制造,并已廣泛應(yīng)用于河鋼集團(tuán)、首鋼集團(tuán)、中信特鋼、山鋼集團(tuán)、酒鋼集團(tuán)等中國近百家鋼鐵企業(yè)及伊朗、越南、印尼共200多座高爐,有益于高爐長壽、高效、優(yōu)質(zhì)、低耗,在實(shí)際應(yīng)用中起到關(guān)鍵性的指導(dǎo)作用,獲得了工信部頒發(fā)的“2016工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用案例”獎。
1.5 全國高爐煉鐵節(jié)能環(huán)保取得新進(jìn)展
1 余壓余熱回收發(fā)電取得新進(jìn)展:目前我國70%的高爐實(shí)現(xiàn)了TRT設(shè)備發(fā)電,大
多數(shù)高爐煤氣采用干法除塵;目前約有430多臺燒結(jié)機(jī)進(jìn)行了燒結(jié)煙氣余熱回收,天津天豐鋼鐵公司成功實(shí)現(xiàn)了采用豎窯冷卻燒結(jié)礦取得了噸燒結(jié)礦發(fā)電27kw的良好成績,該公司已與中冶設(shè)備公司簽約合作開發(fā)豎窯冷卻燒結(jié)礦的余熱回收利用技術(shù)。
2) 燒結(jié)煙氣凈化環(huán)保治理取得了新進(jìn)展:目前已有近70%的燒結(jié)機(jī)實(shí)現(xiàn)了煙氣凈
化脫硫,燒結(jié)煙氣凈化脫硫、脫硝一體化在太鋼燒結(jié)實(shí)現(xiàn)了活性炭法后,中冶北方、中冶長天已成功研發(fā)了活性炭一體化凈化技術(shù),并在江蘇永剛、包鋼、湛江寶鋼基地的燒結(jié)機(jī)上成功實(shí)現(xiàn)。
3) 鐵雄冶金科技有限公司開發(fā)研制的國內(nèi)首套脫硫脫硝一體化塔:經(jīng)過2016年
11月以來一個多月的試車,排放達(dá)標(biāo),該工藝采用氨水的獨(dú)特作用以及生成產(chǎn)品的特點(diǎn),被稱為雙氨(銨)法,該工藝投資少效率高,沒有固體或液體、氣體廢物生成,具有廣泛的推廣應(yīng)用價值。
2. 2016年全國8個不同容積級別高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
2016年全國高爐從420m3~5800m3共334座,按容積大小分八個級別21項(xiàng)技術(shù)經(jīng)
濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計,并對每項(xiàng)指標(biāo)列出了平均值、最佳值和最差值。2016年全國高爐主要操作指標(biāo)總平均值列于表1, 2016年全年334座高爐主要操作指標(biāo)的總平均值與2015年277座高爐主要操作指標(biāo)的對比列于表2,2016年全國8個不同容積主要操作指標(biāo)統(tǒng)計分別列于表3-10
1. 對2016年全國各級別高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的評述與分析
在2016年不同容積8個級別高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的21項(xiàng)高爐主要操作指標(biāo)
中,為了突出影響高爐煉鐵主要指標(biāo)的因素,本次評述和分析主要對燃料比、風(fēng)溫、富氧率、頂壓、煤氣利用率、渣鐵比、入爐礦品位和爐渣MgO/ Al2O3 共8項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行對比分析。
3.1 對420~580m3級別高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的分析
全國68座420~580m3高爐主要操作指標(biāo),其中8項(xiàng)指標(biāo)先進(jìn)值列于表11。
在420~580m3級高爐中,燃料比低于510kg/t的有辛集澳森和武安文豐;高風(fēng)溫有淮鋼高達(dá)1200℃以上;富氧率高于5%的元立公司等6座高爐;頂壓高于180kPa僅有淮鋼。煤氣利用率高于45%有辛集澳森公司等8座高爐;渣鐵比低于320kg/t的僅有方大特鋼和凌鋼,這個級別高爐中,有多座高爐的渣鐵比高于500kg/t,其中有3座酒鋼本部的450 m3高爐;入爐礦品位高于58%的有凌鋼2座,淮鋼2座。爐渣MgO/Al2O3低于0.5的有安鋼和淮鋼的3座。值得總結(jié)的是辛集澳森公司的460m3高爐的操作指標(biāo),僅煤氣利用率一項(xiàng)指標(biāo)突出,小高爐就創(chuàng)造了500.6kg低燃料比的佳績,說明小高爐值得重視爐內(nèi)操作提高煤氣利用率。
1.2 600~1000m3級別高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的分析
由表12可見,18座600~1000m3高爐的主要操作指標(biāo),辛集澳森的兩座610 m3高在燃料比、富氧率和渣鐵比3項(xiàng)指標(biāo)上都領(lǐng)先;濟(jì)源鋼鐵的605m3高爐風(fēng)溫和爐渣MgO/Al2O3兩項(xiàng)指標(biāo)領(lǐng)先,入爐礦品位中天一鐵的57.52%領(lǐng)先;西寧特鋼的頂壓188kPa為此級別高爐最佳值。還是辛集澳森公司的小高爐610m3的燃料比最佳,說明該企業(yè)對降低燃料比重視,高爐操作得法值得總結(jié)和發(fā)揚(yáng)。
1.2 1000~1080m3高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的分析
本次納入統(tǒng)計的1000~1080m3高爐有39座。
有3項(xiàng)居全國之首,這兩座高爐入爐礦品位高達(dá)58.75%,渣鐵比低于305kg/t,熱風(fēng)溫度達(dá)到1231℃,使燃料比也實(shí)現(xiàn)了低于516kg/t的水平,其中有一座高爐燃料比低至504kg/t,這一級別高爐,燃料比最低的福建三明鋼鐵公司的高爐,平均為501.7kg/t,三明鋼鐵公司的低燃料比不是偶然的,是各項(xiàng)主要操作指標(biāo)都很先進(jìn)的結(jié)果,風(fēng)溫>1220,入爐礦品位高于57.5%,頂壓>185kPa,煤氣利用率平均達(dá)到47%,燒結(jié)礦的質(zhì)量無論含鐵品位,還是MgO、Al2O3含量和堿度均控制在最佳的范圍內(nèi),甚至超過了國內(nèi)2500m3級別高爐的操作水平;敬業(yè)二鐵2座1080m3高爐爐渣的MgO/Al2O3低至0.163的水平,這種低MgO/Al2O3高爐操作經(jīng)驗(yàn)值得總結(jié)推廣,敬業(yè)二鐵如果在精料和燒結(jié)礦質(zhì)量方面再跨越一步,對高爐指標(biāo)的進(jìn)步更有價值。
1.2 1200~1780m3高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的分析
全國46座1200~1780m3高爐的八項(xiàng)主要操作指標(biāo)的先進(jìn)值。
有3項(xiàng)居全國之首,這兩座高爐入爐礦品位高達(dá)58.75%,渣鐵比低于305kg/t,熱風(fēng)溫度達(dá)到1231℃,使燃料比也實(shí)現(xiàn)了低于516kg/t的水平,其中有一座高爐燃料比低至504kg/t,這一級別高爐,燃料比最低的福建三明鋼鐵公司的高爐,平均為501.7kg/t,三明鋼鐵公司的低燃料比不是偶然的,是各項(xiàng)主要操作指標(biāo)都很先進(jìn)的結(jié)果,風(fēng)溫>1220,入爐礦品位高于57.5%,頂壓>185kPa,煤氣利用率平均達(dá)到47%,燒結(jié)礦的質(zhì)量無論含鐵品位,還是MgO、Al2O3含量和堿度均控制在最佳的范圍內(nèi),甚至超過了國內(nèi)2500m3級別高爐的操作水平;敬業(yè)二鐵2座1080m3高爐爐渣的MgO/Al2O3低至0.163的水平,這種低MgO/Al2O3高爐操作經(jīng)驗(yàn)值得總結(jié)推廣,敬業(yè)二鐵如果在精料和燒結(jié)礦質(zhì)量方面再跨越一步,對高爐指標(biāo)的進(jìn)步更有價值。
1.2 1200~1780m3高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的分析
全國46座1200~1780m3高爐的八項(xiàng)主要操作指標(biāo)的先進(jìn)值。
可見,全國37座1800~2350 m3高爐的主要操作指標(biāo)中,滄州中鐵的2350 m3高爐燃料比最低,該企業(yè)3座此級別高爐平均燃料比均低于470kg/t,這是我國高爐煉鐵指標(biāo)罕見的低燃料比指標(biāo),其特點(diǎn)是入爐礦品位>58%,渣鐵比低于300kg/t,燒結(jié)礦的質(zhì)量指標(biāo)也很優(yōu)良,高品位、低SiO2、低MgO和Al2O3,但風(fēng)溫和煤氣利用率并不高,取得這樣的燃料比是難能可貴的。尤為難得的是此級別高爐中,八項(xiàng)高爐操作指標(biāo)的最優(yōu)值太鋼獨(dú)攬四項(xiàng),高風(fēng)溫、高煤氣利用率、高入爐礦品位、低渣鐵比,太鋼高爐工作者為此付出了努力,做出這可圈可點(diǎn)的優(yōu)越成績。萊鋼1880m3的高爐爐渣MgO/Al2O3低至0.404,這是萊鋼一貫的高爐操作特點(diǎn),可以通過技術(shù)交流掌握這一高爐操作經(jīng)驗(yàn)。
3.6 2500~2850m3高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的分析
全國32座2500~2850m3高爐的8項(xiàng)主要操作指標(biāo)先進(jìn)值。
可見,此級別高爐中燃料比最低的是宣鋼,為509kg/t,從這座高爐的其他各項(xiàng)操作指標(biāo)看,幾乎都很一般,風(fēng)溫1069℃,入爐礦品位低于57%,渣鐵比395kg/t,它的制勝法寶是焦炭,高質(zhì)量的焦炭確保高爐長期順行穩(wěn)定,繼而保持較低的燃料比。首鋼遷鋼的此級別高爐因?yàn)槿霠t礦品位高渣鐵比低,燃料比也不高(515.7kg/t)。浙江寧鋼的2500m3高爐憑借優(yōu)良的爐料質(zhì)量和穩(wěn)定的爐內(nèi)操作也獲得了514kg/t的低燃料比。江西新鋼兩座2500m3高爐采用高風(fēng)溫、高頂壓和高富氧等技術(shù),在燒結(jié)礦和入爐礦品位偏低、渣量偏大的條件下,也取得了513kg/t和516kg/t低燃料比的操作效果。
3.7 3000~3200m3高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的分析
全國21座3000~3200m3高爐8項(xiàng)主要操作指標(biāo)先進(jìn)值
可見,用現(xiàn)在的流行語形容:被鞍鋼刷屏了,全國3000~3200m3 高爐燃料比最低是鞍鋼,富氧率最高的是鞍鋼,煤氣利用率和入爐礦品位最高的是鞍鋼,渣鐵比最低還是鞍鋼,鞍鋼有如此驕人的成績不是一蹴而就的,與鞍鋼長期堅持的高風(fēng)溫、高品位、低渣量的精料方針分不開,與實(shí)行高富氧、爐內(nèi)操作重視煤氣利用率等一系列技術(shù)措施密切相關(guān)。北營的3200m3高爐熱風(fēng)溫度達(dá)到1238℃,是此級別高爐的先進(jìn)值,但是在燒結(jié)礦質(zhì)量和煤氣利用率等方面還有改善的空間。萊鋼此級別高爐實(shí)施爐渣低MgO/Al2O3操作,但并不僅限于這級別高爐,是全面的且已堅持?jǐn)?shù)年,兄弟企業(yè)可以借鑒萊鋼低MgO/Al2O3高爐操作降低生鐵成本的經(jīng)驗(yàn)。
3.8 3800特大型高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的分析
全國目前有此級別的特大型高爐21座,由于寶鋼本部和湛江基地5座高爐的指標(biāo)沒有納入統(tǒng)計,故本次統(tǒng)計為16座,其先進(jìn)值.
可見,全國特大型高爐中讓人眼前一亮的是太鋼,8項(xiàng)操作指標(biāo)先進(jìn)值它就占了4項(xiàng),無論是入爐礦品位、渣鐵比、風(fēng)溫還是煤氣利用率等方面,指標(biāo)都很先進(jìn),美中不足的是太鋼的燃料比不低,是否與焦炭質(zhì)量有關(guān),需要太鋼煉鐵工作者去探索總結(jié)。梅鋼4070m3的燃料比是此級別高爐中最低的(494.2kg/t),MgO/Al2O3也低,這與梅鋼重視精料技術(shù),實(shí)行高品位、低渣量、高風(fēng)溫,不斷改善燒結(jié)礦質(zhì)量等相關(guān)。京唐公司的兩座5500m3高爐的主要操作指標(biāo)也是很優(yōu)良的,但燃料比不算低,也值得總結(jié)。至于沙鋼,全國最大容積5800m3高爐,燃料比接近530kg/t,還趕不上全國450~1080m3小高爐的燃料比,筆者認(rèn)為是值得沙鋼人思考的一個問題。
1. 對2017年我國高爐煉鐵的展望
在總結(jié)2016年我國高爐煉鐵取得主要成績的基礎(chǔ)上,發(fā)展和推廣已有經(jīng)驗(yàn),爭取
2017年取得更大的成績,筆者認(rèn)為應(yīng)該抓住幾個方面作為對2017年我國高爐的展望:
1 優(yōu)化原料采購到燒結(jié)高爐配礦一體化,最大限度的降低高爐煉鐵成本: 不能片面地追求低成本、不要從國外采購高SiO2、Al2O3含量的礦(造成渣量大)進(jìn)行高爐煉鐵,大渣量不能給高爐帶來效益,只能增加燃料比和加大廢氣排放量,降低高爐的效益。2016年統(tǒng)計的344座高爐中有48座高爐的入爐礦品位低于56%,渣鐵比高于400kg/t,這有較大的空間可以提升。
2 向進(jìn)一步降低燃料比進(jìn)軍: 2016年全國344座高爐的燃料比平均為532.4kg/t,
降低燃料比還有很大的潛力,辛集澳森公司460m3高爐的燃料比能做到500.6kg/t,610m3高爐的燃料比能做到513.3kg/t,而4000m3級的特大型高爐燃料比居然高于540kg/t。2016年全國列入統(tǒng)計的高爐中有54座高爐的燃料比高于550kg/t,占了15.7%,還有幾座高爐燃料比超過600kg/t,筆者認(rèn)為應(yīng)該找出原因所在,不遺余力的降低燃料比,求得企業(yè)的生存和發(fā)展,別被淹沒在日新月異的改革浪潮中。
3) 降低燒結(jié)礦和爐渣的MgO含量大有文章可做: 在當(dāng)前的原燃料市場條件下,燒結(jié)礦降低1%的MgO,噸鐵能降低56~60元的成本,目前還是高M(jìn)gO(>2.5%)生產(chǎn)燒結(jié)礦的企業(yè)應(yīng)轉(zhuǎn)變思路,加大力度降低MgO含量,降低生鐵成本。2016年納入統(tǒng)計的高爐中有24座高爐用燒結(jié)礦的MgO含量>2.5%,最高的3.94%。
4) 提高煤氣利用率,進(jìn)一步降低燃料比: 2016年全國納入統(tǒng)計的344座高爐煤氣利用率總平均值僅為45%,說明提高煤氣利用率的空間很大,全國煤氣利用率最高的達(dá)到53.8%(鞍鋼3200m3高爐),最低的僅為36.26%,相差相當(dāng)大。高1%的煤氣利用率可降低5kg/t的燃料比,所以應(yīng)該改善高爐上部煤氣流的合理分布,提高頂壓,改善爐料的還原性和縮小入爐礦的平均粒徑,提高煤氣利用率,為降低燃料比做鋪墊。
5) 推廣中冶富迪公司創(chuàng)建的高爐低耗高爐煉鐵的關(guān)鍵技術(shù),提高高爐煉鐵總體水
平: 重視高風(fēng)溫,合理布料,采用爐腹煤氣量指數(shù)管控高爐下部操作,實(shí)現(xiàn)上、下部結(jié)合的高爐長期順行穩(wěn)定操作。
6) 推廣北京北科億力公司創(chuàng)建的高爐煉鐵大數(shù)據(jù)平臺,推進(jìn)高爐煉鐵向數(shù)字化,信息化智能化發(fā)展,實(shí)現(xiàn)高爐煉鐵規(guī)范化、現(xiàn)代化,把我國高爐煉鐵向智能化制造的世界先進(jìn)水平邁進(jìn)。
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