高炉炼铁的强化

高炉炼铁的强化

李建伟

西安建筑科技大学冶金0702班

摘要:降低炼铁工序能耗是钢铁企业降低能耗的重点,而高炉炼铁的强化即是重要的措施,因此本文着重介绍高炉炼铁强化的措施。

关键词:高炉工序;能耗;强化措施;

Some measures which strengthen the blast furnace ironmaking

Abstract:saving energy of ironmaking is the key point of Iron And Steel Indusry,while some measures which strengthen the blast furnace ironmaking is of importance ,so in the paper the author introduces some measures about strengthening the blast furnace ironmaking

Key words:blast furnace process;energy saving;strengthening measures

近20多年是中国钢铁工业迅速发展时期,尤其自1996年粗钢产量首次突破1亿t以来,中国的粗钢产量持续高速增长。截止2007年底,中国粗钢产量已连续12年居世界第1位。

但是,中国钢铁工业的快速发展在一定程度上是以消耗大量资源为代价的,尤其以高炉—转炉长流程为甚。炼铁系统能耗在吨钢综合能耗中约占70%,而高炉工序能耗在炼铁系统中又占70%以上 , 因此,降低高炉工序能耗对降低钢铁生产的吨钢综合能耗,节约生产成本,提高企业市场竞争力具有重要意义。[1] 1 中国高炉炼铁能耗现状

2008年6月1日实施的“粗钢生产主要工序单位产品能源消耗限额”

国家标准(GB21256—2007)中对高炉工序能耗进行了重新定义,并对高炉工序的能耗统计范围进行了重新界定(图1),同时给出了高炉工序在两种电力折标准煤系数下的限额值、标入值和先进值[1](表1)。

但是2003年和2004年的高炉工序能耗出现了反弹的现象,这主要是由于生铁产量的高速增长造成了全国铁矿石、焦炭供应紧张,质量下降,成分不稳定,

[1]导致了部分高炉技术经济指标下滑。

资料显示,高炉入炉焦比的国际先进水平已达到240~300Kg∕t,高炉炼铁燃料比达到439Kgce∕t。据统计,2007年中国重点钢铁企业的平均入炉焦比392 Kg∕t,平均燃料比529 Kg∕t,比国际先进水平高出30.7%和20.5%。由表2可以看出,虽然炼铁能耗有逐年下降的趋势,但还高于国际先进水平约8%。[1]

另外,中国各企业之间的差别很大。燃料比最低的是483 Kg∕t而燃耗最高的是593 Kg∕t,二者相差110 Kg∕t。由此可见,中国高炉工序低能耗的空间还很大,通过普及高炉炼铁的强化技术,使中国的炼铁能耗水平登上一个新台阶,对中国钢铁工业的可持续发展也具有重要意义。[1]

图1

高炉工序能耗统计边界

表2 中国高炉工序能耗与国际先进水平比较Kgce ∕t

2 高炉炼铁强化措施

2.1 优化原燃料结构

(1)严把入炉原燃料质量关,出现异常及时处理,杜绝不合格原燃料入炉。

(2)加强原燃料的筛分工作,在对槽下筛分装置进行改造的基础上,强化筛子管理,抓好筛网的改造和筛网的清堵工作,使筛分效率提高到90%,大幅度减少

了原燃料粉末入炉,保证了料柱有良好的透气性。[2]

同时应该满足高炉冶炼对精料的要求。精料是高炉炼铁的基础,对高炉生

产起决定性影响,精料内容包括:成份稳定、粒度均匀、冶金性能良好、渣量小、炉料结构合理等几个方面。[3] 高炉炼铁工作者通过长期的生产实践,用“七分原料三分操作”或“四分原料三分设备三分操作”来说明精料对高炉生产的决定性影响,并提出“高、熟、净、小、匀、稳、熔”七字精料内容。“熔”指有良好的软化及熔滴性能。“高”是指铁矿石的品位高,还原性高,焦炭的固定碳高,熔剂中的氧化钙高,各种原料的机械强度高。精料的内容是:高炉的渣量要小于300Kg∕t;成分稳定,粒度均匀;冶金性能良好;炉料结构合理等四个方面。[4]

2.2高炉富氧大喷煤

高炉喷煤对现代高炉炼铁技术来说是一项重要的技术革命,是20世纪90年代以来炼铁系统结构调整的核心 , 对于钢铁工业的全局结构优化也具有重大意义。所谓高炉富氧大喷煤 (Pulverized Coal Injection, 简称PCI), 就是指从高炉风口向炉内直接喷吹细煤粉,同时配合富氧鼓风 , 以代替日趋缺乏且价格昂贵的焦炭 , 其工艺流程见图3 。[1]

中国的高炉喷煤技术在20世纪90年代前半期配煤量上升缓慢,90年代后半期得到快速发展,与此同时,加上富氧和高风温等一系列技术的集成作用,高炉的利用系数并没有因此而降低,如图4所示。[1]

提高高炉富氧率是提高煤粉喷吹量的手段之一。鞍钢3号高炉 , 柳钢2号高炉,虽然风温不足1000oC , 但富氧达2.10% ~ 3.11%, 喷煤量仍可达到162kg/t和170kg/t 。提高风温是提高喷煤量的另外一个重要手段。宝钢高炉的喷煤比可达到200kg/t以上,主要归功于其1250 oC的高风温。[1]

目前高炉富氧喷煤技术的发展趋势是:

1) 提高富氧率,提高喷煤量。努力提高富氧率,特别是对大型高炉,

充分利用炼钢余氧和建设专用的低浓度大型制氧设施时解决问题的

2) 有效措施。为了使高炉喷煤比达到180Kg∕t,鼓风的富氧率应保持在2%以上的水平。[1] 适宜的高风温水平,提高喷煤量。一些专家曾提出将风温提高到1400

oC,现在从国内外研究和生产实践来看,适宜的高风温仍是以1200~

o1250 C为好。国外也有少数高炉的风温达到了1350 oC,但近年来,

大都又回到了1200~1250 oC。[1]

图3 高炉喷煤系统流程图

图4 1990—2007年全国重点钢铁企业的喷煤比和高炉利用系数

2.3

采用高风温操作

提高风温可以直接降低入炉焦比,同时可以快速加热煤粉,加快煤粉的燃烧速率,提高煤比及喷煤置换比。要实现高风温,热风炉要悉心研究烧炉技术,发挥热风炉潜力,为高炉提供高风温;而且高炉要具备接受高风温的条件。尽可能避免高炉炉况波动时撤风温操作较频繁,使得风温难以提高[5]。高风温对高炉冶炼的影响:(1)风口前燃烧碳量减少;在冶炼单位生铁的热收入不变的情况下,热风带入的显热替代了部分风口前焦炭的碳燃烧放出的热量,风温越高,替代的部分越大。(2)高炉高度上温度再分布;风温提高以后,高炉高度上温度再分布表现为炉缸温度上升,炉身和炉顶温度降低,中温区(900―1000OC)略有扩大。(3)直接还原度上升;风温提高以后,C风的减少使形成的CO也减少,同时

炉身温度的降低均使间接还原减少,尽管中温区扩大有利于间接还原进行,但前两者的影响大于这后一影响,因此随着风温的提高,间接还原度将有所降低,而直接还原度有所上升。(4)炉内料柱阻损增加;风温提高后,炉内煤气压差升高,特别是炉子下部的压差会急剧地上升,这将使炉内炉料下降的条件明显变坏,如果高炉是在顺行的极限压差下操作,则风温的提高将迫使冶炼强度降低。(5)冶炼所需有效热消耗减少;由于风温提高以后,焦比降低,由焦炭带入炉内的灰分和硫量减少,减少了单位生铁的渣量和脱硫耗热,从而使冶炼所

[6]需的有效热消耗相应地减少了。

在提高风温方面,采取了如下措施:(1)加强对热风炉换热器的维护,保证100%助燃风预热。(2)优化热风炉送风制度,稳定送风设备,为高炉提供高风温。(3)用足风温,加强对风温的考核力度,强化操作者责任心,提高操作能力。(4)提高喷煤比,降低理论燃烧温度。(5)从热工角度来分析,要获得高风温,重要的是将热风炉蓄热室拱顶温度提高到高于风温150—250OC,要获得这样高温的热量,即要选择合适的气体燃料,但目前广泛采用的是用热风炉烟道废气余热回收预热助燃空气。[2]

2.4高压操作

高压操作提高炉顶煤气压力的操作称为高压操作,是相对于常压操作而言的。一般常压高炉炉顶压力地于30kpa,凡炉顶压力超过此值者,均为高压操作。高炉炉顶煤气剩余压力的提高是由煤气系统中的高压调节阀组控制阀门的开闭度来实现的。[6]

高压操作对高炉冶炼的影响,高压操作给高炉冶炼带来提高产量、降低焦比

和大幅度降低炉尘吹出量的良好效果,这是高压操作对高炉冶炼影响的综合表现。

(1)对燃烧带的影响。由于炉内压力提高,导致鼓风动能降低和燃烧速度加快,从而使燃烧带缩小,为维持合理的燃烧带以利于煤气量分布,就可以增加鼓风量,这对增加产量起了积极的作用。

(2)对还原的影响。从热力学上来说,压力对还原的影响是通过压力对反应

CO2+C=2CO

的影响体现的,即抑制了直接还原的发展,或者说将直接还原推向更高的温度区进行,同样有利于CO还原铁氧化物而改善煤气化学能的利用。从动力学上来说,压力的提高加快了气体的扩散和化学反应速度有利于还原反应的进行。

(3)对料柱阻损的影响。概括来讲是使料柱阻损降低,但是料柱阻损的下降并不是上下部均相同的,研究表明,炉子上部的阻损下降的多,下部的下降的少。这就是高压操作对高风温操作使料柱阻损增大的弥补。

(4)对炉顶布料的影响。高压操作后动压头的减少,对炉料从装料设备落到料面的运动有着一定的影响,根据测定和计算,这种影响表现为边缘料层加厚,料面漏斗加深,而影响的程度取决于炉料准备情况和炉顶煤气压力提高的幅度。

(5)对焦比的影响。由于高压操作促进炉况顺行,煤气分布合理,利用程度改善,有利于冶炼低硅生铁等,而且使焦比有所下降。国内外的生产经验是顶压每提高10kpa,焦比下降0.2―1.5%。[6]

2.5 提高煤比

增加喷煤量,以煤代焦,降低焦比,可降低生铁成本。主要措施如下:

(1)提高焦炭热反应后强度。

(2)提高原煤的哈氏可磨性指数。

(3)优化喷吹煤的化学反应性。

(4)提高喷吹能力。

(5)制定合理的炉况管理制度,提高炉况顺行指数。[7]

同时在炼焦工艺中,采用先进的炼焦技术都可以降低成本,提高企业效益。捣固焦、型煤、炼焦余热回收和日本的Scope21技术开发都促进了炼焦技术的发展,使用捣固装煤提高煤的物理密度,有助于增强焦炭的碳结构,减少了主焦煤的使用。提高炭化温度生产高强度焦炭的同时,通过增设炼焦余热回收可降低焦炉的投资。此外通过综合余热回收利用余能也大幅度降低了生产成本,与副产品回收相比,有效地能量回收可确保增加电能近20%。。[8]Scope21技术是将现室式炼焦炉的综合功能分解为煤预热和干燥,干馏和焦炭改质及熄焦等3

[9]大工序,藉以提高总系统的功能和效率。其技术的核心是将煤快速加热和脱挥

发份,在分子水平上对碳氢化合物改质。快速加热使那些在正常加热速率下非黏结或结焦性较弱的煤,表现出适合的炼焦的不同特征。因而不仅焦煤的需求见到最小(仅混合20%的焦煤就可以获得与传统炼焦法相同的炼焦质量,原来需要使用60%焦煤),而且焦炉的生产能力提高1倍(总炭化时间10h,传统的需要20h)这样就为炼焦厂提出了生存空间,减少了焦炉重建。由于炼焦技术的发展,降低了大型高炉对生产高强度焦炭所用焦煤的需求。[8]2009 年 4、5月份,武钢炼铁总厂入炉焦比由去年的 320.54kg/t 降 至 298kg/t 和 299.9kg/,t 其中4月份实现降创效近3000万元。今年 1- 5 月份 , 武钢高炉月平均入炉焦比持续降低,创效6370万元。

2.6 采用合适的高炉操作制度

高炉冶炼时逆流式连续过程。炉料已进入炉子上部即逐渐受热并参与诸多化学反应。在上部预热及反应的程度对下部工作状况有极大影响。通过控制操作制度可维持操作的稳定,这是高炉高产、优质与低耗的基础。高炉操作制度就是对炉矿有决定性影响的一系列工艺参数的集合,包括装料制度、送风制度、

[6]造渣制度及热制度。合适的操作制度对高炉的强化也起到好的作用。

3 结论

(1) 精料技术是炼铁工序能耗降低的基础 , 其核心是提高入炉矿石品位 , 优化炉料结构在一定的入炉品位范围内起调节作用 , 提高入炉料的综合冶金性能。

(2)富氧大喷煤,高风温以及提高媒比主要目的是通过降低焦炭的使用量而降低能耗,实现创效,高压操作是为了克服高风温对高炉还原和顺行的不利。

(3) 合适的高炉操作制度可维持操作的稳定,是高炉实现高产、优质与低耗的基础。

4 结束语

从以上分析可知,高炉炼铁的强化措施可以大幅度降低炼铁能耗, 是事关钢铁企业生存和钢铁工业可持续发展的关键问题 ,降低能耗已成为钢铁企业应对各限制性因素对策的核心。 高炉工序作为钢铁生产流程中的耗能大户 , 必定是钢铁工业节能的重点。 因此,如果我们能严格采用以上高炉强化措施,那么就可以节能降耗、降低企业成本从而保持企业竞争了。

3 参考文献

[1] 周继程,张春霞,郦秀萍等.中国高炉工序能耗及节能技术的回顾与展望[J].

钢铁研究学报,2010年09月,第22卷第9期;

[2] 梁晓丽,张末栋.炼铁厂节能降耗、降低成本[J].北方钒钛,2009年,第3期

[3]马定春.高炉冶炼工序节能降耗途径[J].

[4]杨双平.冶金炉料处理工艺[M].北京:冶金工业出版社

[5]钟国英,谌旭,万莉萍.浅谈如何降低炼铁高炉工序能耗[J].江西能源,2008年

[6]王筱留.钢铁冶金学(炼铁部分)[M].北京:冶金工业出版社

[7]余水生,韦韬,黄玉梅等.提高高炉喷煤比的措施. 柳钢科技,2010年,第2期

[8]Ashok Kumar.Continuing reign of the blast furnace[J].World Iron &Steel, 2011

[9]郭延杰.日本新炼焦技术“SCOPE21”开发简介[J].山西能源与节能, 2007年

高炉炼铁的强化

李建伟

西安建筑科技大学冶金0702班

摘要:降低炼铁工序能耗是钢铁企业降低能耗的重点,而高炉炼铁的强化即是重要的措施,因此本文着重介绍高炉炼铁强化的措施。

关键词:高炉工序;能耗;强化措施;

Some measures which strengthen the blast furnace ironmaking

Abstract:saving energy of ironmaking is the key point of Iron And Steel Indusry,while some measures which strengthen the blast furnace ironmaking is of importance ,so in the paper the author introduces some measures about strengthening the blast furnace ironmaking

Key words:blast furnace process;energy saving;strengthening measures

近20多年是中国钢铁工业迅速发展时期,尤其自1996年粗钢产量首次突破1亿t以来,中国的粗钢产量持续高速增长。截止2007年底,中国粗钢产量已连续12年居世界第1位。

但是,中国钢铁工业的快速发展在一定程度上是以消耗大量资源为代价的,尤其以高炉—转炉长流程为甚。炼铁系统能耗在吨钢综合能耗中约占70%,而高炉工序能耗在炼铁系统中又占70%以上 , 因此,降低高炉工序能耗对降低钢铁生产的吨钢综合能耗,节约生产成本,提高企业市场竞争力具有重要意义。[1] 1 中国高炉炼铁能耗现状

2008年6月1日实施的“粗钢生产主要工序单位产品能源消耗限额”

国家标准(GB21256—2007)中对高炉工序能耗进行了重新定义,并对高炉工序的能耗统计范围进行了重新界定(图1),同时给出了高炉工序在两种电力折标准煤系数下的限额值、标入值和先进值[1](表1)。

但是2003年和2004年的高炉工序能耗出现了反弹的现象,这主要是由于生铁产量的高速增长造成了全国铁矿石、焦炭供应紧张,质量下降,成分不稳定,

[1]导致了部分高炉技术经济指标下滑。

资料显示,高炉入炉焦比的国际先进水平已达到240~300Kg∕t,高炉炼铁燃料比达到439Kgce∕t。据统计,2007年中国重点钢铁企业的平均入炉焦比392 Kg∕t,平均燃料比529 Kg∕t,比国际先进水平高出30.7%和20.5%。由表2可以看出,虽然炼铁能耗有逐年下降的趋势,但还高于国际先进水平约8%。[1]

另外,中国各企业之间的差别很大。燃料比最低的是483 Kg∕t而燃耗最高的是593 Kg∕t,二者相差110 Kg∕t。由此可见,中国高炉工序低能耗的空间还很大,通过普及高炉炼铁的强化技术,使中国的炼铁能耗水平登上一个新台阶,对中国钢铁工业的可持续发展也具有重要意义。[1]

图1

高炉工序能耗统计边界

表2 中国高炉工序能耗与国际先进水平比较Kgce ∕t

2 高炉炼铁强化措施

2.1 优化原燃料结构

(1)严把入炉原燃料质量关,出现异常及时处理,杜绝不合格原燃料入炉。

(2)加强原燃料的筛分工作,在对槽下筛分装置进行改造的基础上,强化筛子管理,抓好筛网的改造和筛网的清堵工作,使筛分效率提高到90%,大幅度减少

了原燃料粉末入炉,保证了料柱有良好的透气性。[2]

同时应该满足高炉冶炼对精料的要求。精料是高炉炼铁的基础,对高炉生

产起决定性影响,精料内容包括:成份稳定、粒度均匀、冶金性能良好、渣量小、炉料结构合理等几个方面。[3] 高炉炼铁工作者通过长期的生产实践,用“七分原料三分操作”或“四分原料三分设备三分操作”来说明精料对高炉生产的决定性影响,并提出“高、熟、净、小、匀、稳、熔”七字精料内容。“熔”指有良好的软化及熔滴性能。“高”是指铁矿石的品位高,还原性高,焦炭的固定碳高,熔剂中的氧化钙高,各种原料的机械强度高。精料的内容是:高炉的渣量要小于300Kg∕t;成分稳定,粒度均匀;冶金性能良好;炉料结构合理等四个方面。[4]

2.2高炉富氧大喷煤

高炉喷煤对现代高炉炼铁技术来说是一项重要的技术革命,是20世纪90年代以来炼铁系统结构调整的核心 , 对于钢铁工业的全局结构优化也具有重大意义。所谓高炉富氧大喷煤 (Pulverized Coal Injection, 简称PCI), 就是指从高炉风口向炉内直接喷吹细煤粉,同时配合富氧鼓风 , 以代替日趋缺乏且价格昂贵的焦炭 , 其工艺流程见图3 。[1]

中国的高炉喷煤技术在20世纪90年代前半期配煤量上升缓慢,90年代后半期得到快速发展,与此同时,加上富氧和高风温等一系列技术的集成作用,高炉的利用系数并没有因此而降低,如图4所示。[1]

提高高炉富氧率是提高煤粉喷吹量的手段之一。鞍钢3号高炉 , 柳钢2号高炉,虽然风温不足1000oC , 但富氧达2.10% ~ 3.11%, 喷煤量仍可达到162kg/t和170kg/t 。提高风温是提高喷煤量的另外一个重要手段。宝钢高炉的喷煤比可达到200kg/t以上,主要归功于其1250 oC的高风温。[1]

目前高炉富氧喷煤技术的发展趋势是:

1) 提高富氧率,提高喷煤量。努力提高富氧率,特别是对大型高炉,

充分利用炼钢余氧和建设专用的低浓度大型制氧设施时解决问题的

2) 有效措施。为了使高炉喷煤比达到180Kg∕t,鼓风的富氧率应保持在2%以上的水平。[1] 适宜的高风温水平,提高喷煤量。一些专家曾提出将风温提高到1400

oC,现在从国内外研究和生产实践来看,适宜的高风温仍是以1200~

o1250 C为好。国外也有少数高炉的风温达到了1350 oC,但近年来,

大都又回到了1200~1250 oC。[1]

图3 高炉喷煤系统流程图

图4 1990—2007年全国重点钢铁企业的喷煤比和高炉利用系数

2.3

采用高风温操作

提高风温可以直接降低入炉焦比,同时可以快速加热煤粉,加快煤粉的燃烧速率,提高煤比及喷煤置换比。要实现高风温,热风炉要悉心研究烧炉技术,发挥热风炉潜力,为高炉提供高风温;而且高炉要具备接受高风温的条件。尽可能避免高炉炉况波动时撤风温操作较频繁,使得风温难以提高[5]。高风温对高炉冶炼的影响:(1)风口前燃烧碳量减少;在冶炼单位生铁的热收入不变的情况下,热风带入的显热替代了部分风口前焦炭的碳燃烧放出的热量,风温越高,替代的部分越大。(2)高炉高度上温度再分布;风温提高以后,高炉高度上温度再分布表现为炉缸温度上升,炉身和炉顶温度降低,中温区(900―1000OC)略有扩大。(3)直接还原度上升;风温提高以后,C风的减少使形成的CO也减少,同时

炉身温度的降低均使间接还原减少,尽管中温区扩大有利于间接还原进行,但前两者的影响大于这后一影响,因此随着风温的提高,间接还原度将有所降低,而直接还原度有所上升。(4)炉内料柱阻损增加;风温提高后,炉内煤气压差升高,特别是炉子下部的压差会急剧地上升,这将使炉内炉料下降的条件明显变坏,如果高炉是在顺行的极限压差下操作,则风温的提高将迫使冶炼强度降低。(5)冶炼所需有效热消耗减少;由于风温提高以后,焦比降低,由焦炭带入炉内的灰分和硫量减少,减少了单位生铁的渣量和脱硫耗热,从而使冶炼所

[6]需的有效热消耗相应地减少了。

在提高风温方面,采取了如下措施:(1)加强对热风炉换热器的维护,保证100%助燃风预热。(2)优化热风炉送风制度,稳定送风设备,为高炉提供高风温。(3)用足风温,加强对风温的考核力度,强化操作者责任心,提高操作能力。(4)提高喷煤比,降低理论燃烧温度。(5)从热工角度来分析,要获得高风温,重要的是将热风炉蓄热室拱顶温度提高到高于风温150—250OC,要获得这样高温的热量,即要选择合适的气体燃料,但目前广泛采用的是用热风炉烟道废气余热回收预热助燃空气。[2]

2.4高压操作

高压操作提高炉顶煤气压力的操作称为高压操作,是相对于常压操作而言的。一般常压高炉炉顶压力地于30kpa,凡炉顶压力超过此值者,均为高压操作。高炉炉顶煤气剩余压力的提高是由煤气系统中的高压调节阀组控制阀门的开闭度来实现的。[6]

高压操作对高炉冶炼的影响,高压操作给高炉冶炼带来提高产量、降低焦比

和大幅度降低炉尘吹出量的良好效果,这是高压操作对高炉冶炼影响的综合表现。

(1)对燃烧带的影响。由于炉内压力提高,导致鼓风动能降低和燃烧速度加快,从而使燃烧带缩小,为维持合理的燃烧带以利于煤气量分布,就可以增加鼓风量,这对增加产量起了积极的作用。

(2)对还原的影响。从热力学上来说,压力对还原的影响是通过压力对反应

CO2+C=2CO

的影响体现的,即抑制了直接还原的发展,或者说将直接还原推向更高的温度区进行,同样有利于CO还原铁氧化物而改善煤气化学能的利用。从动力学上来说,压力的提高加快了气体的扩散和化学反应速度有利于还原反应的进行。

(3)对料柱阻损的影响。概括来讲是使料柱阻损降低,但是料柱阻损的下降并不是上下部均相同的,研究表明,炉子上部的阻损下降的多,下部的下降的少。这就是高压操作对高风温操作使料柱阻损增大的弥补。

(4)对炉顶布料的影响。高压操作后动压头的减少,对炉料从装料设备落到料面的运动有着一定的影响,根据测定和计算,这种影响表现为边缘料层加厚,料面漏斗加深,而影响的程度取决于炉料准备情况和炉顶煤气压力提高的幅度。

(5)对焦比的影响。由于高压操作促进炉况顺行,煤气分布合理,利用程度改善,有利于冶炼低硅生铁等,而且使焦比有所下降。国内外的生产经验是顶压每提高10kpa,焦比下降0.2―1.5%。[6]

2.5 提高煤比

增加喷煤量,以煤代焦,降低焦比,可降低生铁成本。主要措施如下:

(1)提高焦炭热反应后强度。

(2)提高原煤的哈氏可磨性指数。

(3)优化喷吹煤的化学反应性。

(4)提高喷吹能力。

(5)制定合理的炉况管理制度,提高炉况顺行指数。[7]

同时在炼焦工艺中,采用先进的炼焦技术都可以降低成本,提高企业效益。捣固焦、型煤、炼焦余热回收和日本的Scope21技术开发都促进了炼焦技术的发展,使用捣固装煤提高煤的物理密度,有助于增强焦炭的碳结构,减少了主焦煤的使用。提高炭化温度生产高强度焦炭的同时,通过增设炼焦余热回收可降低焦炉的投资。此外通过综合余热回收利用余能也大幅度降低了生产成本,与副产品回收相比,有效地能量回收可确保增加电能近20%。。[8]Scope21技术是将现室式炼焦炉的综合功能分解为煤预热和干燥,干馏和焦炭改质及熄焦等3

[9]大工序,藉以提高总系统的功能和效率。其技术的核心是将煤快速加热和脱挥

发份,在分子水平上对碳氢化合物改质。快速加热使那些在正常加热速率下非黏结或结焦性较弱的煤,表现出适合的炼焦的不同特征。因而不仅焦煤的需求见到最小(仅混合20%的焦煤就可以获得与传统炼焦法相同的炼焦质量,原来需要使用60%焦煤),而且焦炉的生产能力提高1倍(总炭化时间10h,传统的需要20h)这样就为炼焦厂提出了生存空间,减少了焦炉重建。由于炼焦技术的发展,降低了大型高炉对生产高强度焦炭所用焦煤的需求。[8]2009 年 4、5月份,武钢炼铁总厂入炉焦比由去年的 320.54kg/t 降 至 298kg/t 和 299.9kg/,t 其中4月份实现降创效近3000万元。今年 1- 5 月份 , 武钢高炉月平均入炉焦比持续降低,创效6370万元。

2.6 采用合适的高炉操作制度

高炉冶炼时逆流式连续过程。炉料已进入炉子上部即逐渐受热并参与诸多化学反应。在上部预热及反应的程度对下部工作状况有极大影响。通过控制操作制度可维持操作的稳定,这是高炉高产、优质与低耗的基础。高炉操作制度就是对炉矿有决定性影响的一系列工艺参数的集合,包括装料制度、送风制度、

[6]造渣制度及热制度。合适的操作制度对高炉的强化也起到好的作用。

3 结论

(1) 精料技术是炼铁工序能耗降低的基础 , 其核心是提高入炉矿石品位 , 优化炉料结构在一定的入炉品位范围内起调节作用 , 提高入炉料的综合冶金性能。

(2)富氧大喷煤,高风温以及提高媒比主要目的是通过降低焦炭的使用量而降低能耗,实现创效,高压操作是为了克服高风温对高炉还原和顺行的不利。

(3) 合适的高炉操作制度可维持操作的稳定,是高炉实现高产、优质与低耗的基础。

4 结束语

从以上分析可知,高炉炼铁的强化措施可以大幅度降低炼铁能耗, 是事关钢铁企业生存和钢铁工业可持续发展的关键问题 ,降低能耗已成为钢铁企业应对各限制性因素对策的核心。 高炉工序作为钢铁生产流程中的耗能大户 , 必定是钢铁工业节能的重点。 因此,如果我们能严格采用以上高炉强化措施,那么就可以节能降耗、降低企业成本从而保持企业竞争了。

3 参考文献

[1] 周继程,张春霞,郦秀萍等.中国高炉工序能耗及节能技术的回顾与展望[J].

钢铁研究学报,2010年09月,第22卷第9期;

[2] 梁晓丽,张末栋.炼铁厂节能降耗、降低成本[J].北方钒钛,2009年,第3期

[3]马定春.高炉冶炼工序节能降耗途径[J].

[4]杨双平.冶金炉料处理工艺[M].北京:冶金工业出版社

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