國內(nèi)外高爐煉鐵系統(tǒng)的能耗分析

1、國內(nèi)外高爐煉鐵系統(tǒng)的能耗分析煉鐵系統(tǒng)的能耗占鋼鐵聯(lián)合企業(yè)總能耗70%，噸鐵產(chǎn)生1.5 tco2, 3.08kgso2, 50mg粉塵, 95%的二惡英, 約350kg/t的爐渣。1、根據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會2007年發(fā)布的全國重點鋼鐵企業(yè)有關(guān)能耗數(shù)據(jù)來進行分析，有關(guān)人士總結(jié)了重點鋼鐵企業(yè)高爐每生產(chǎn)一噸鐵的能耗狀況：焦化工序的工序能耗為123.11kgce/t，高爐煉鐵入爐焦比為392kg/t。由此得出，冶煉一噸鐵水，焦化工序的能源消耗為123.11kgce/t × 0.392t/t = 48.26kgce/t。燒結(jié)工序的工序能耗為55.21kgce/t，高爐煉鐵的爐料結(jié)構(gòu)為燒結(jié)礦78.2

2、8%、球團礦13.91%、塊礦7.81%。冶煉一噸鐵水需要消耗1.672噸含鐵原料，則需要的燒結(jié)量為1.672t × 78.28% = 1.3088t。由此得出冶煉一噸鐵水，燒結(jié)工序的能耗為55.21kgce × 1.3088t =2.25 kgce/t。球團工序的工序能耗為33.08kgce/t，冶煉一噸鐵水需要球團量為1.672t × 13.91% = 0.2325t。由此得出冶煉一噸鐵水，球團工序所消耗的能源為33.08kgce/t × 0.2325t =7.69kgce/t。煉鐵工序能耗為428.16kgce/t，生產(chǎn)一噸鐵水，煉鐵系統(tǒng)總能耗為4

3、8.26kgce/t（焦化）+ 72.25kgce/t（燒結(jié)）+ 7.69kgce/t（球團）+ 426.84kgce/t（煉鐵） = 555.04kgce/t。2、按照上述計算方法，我們計算了2007年一季度寶山鋼鐵股份公司4號高爐（4747m³）生產(chǎn)一噸鐵的能耗：21.81kgce/t（焦化）+ 62.31kgce/t（燒結(jié)）+ 4.60kgce/t（球團）+ 381.22kgce/t（煉鐵） = 469.94kgce/t。據(jù)了解，國外一些先進的鋼鐵企業(yè)采用高爐煉鐵的能耗指標(biāo)也在不斷進步。表1是2005年韓國浦項制鐵和光陽廠焦化、燒結(jié)等有關(guān)能耗指標(biāo)。由表可得，2005年浦項制鐵焦

4、化工序能耗為129.7kgce/t × 0.4947t/t = 64.16kgce/t，光陽廠為131.9kgce/t × 0.4921t/t = 64.90kgce/t；韓國高爐煉鐵礦耗在1.60t/t左右，浦項制鐵燒結(jié)能耗為1.60 × 76.4% × 66kgce/t = 80.67kgce/t，光陽廠燒結(jié)能耗為1.60 × 70.9% × 57.4kgce/t = 65.11kgce/t；韓國球團礦全為進口，暫不記入能耗。最終將各項指標(biāo)匯總可得，浦項制鐵煉鐵系統(tǒng)能耗為64.16kgce/t + 80.67kgce/t + 42

5、6.5kgce/t = 607.33kgce/t，光陽廠煉鐵系統(tǒng)能耗為64.90kgce/t + 65.11kgce/t + 441.1kgce/t = 571.11kgce/t。2005年德國蒂森鋼鐵公司的焦化工序能耗為75.1kgce/t，燒結(jié)工序能耗為58kgce/t，煉鐵工序能耗為426kgce/t，由此推算出其煉鐵系統(tǒng)的能耗低于600kgce/t。表1 2005年浦項制鐵盒光陽廠煉鐵有關(guān)能耗指標(biāo)表2 全國重點鋼鐵企業(yè)能耗對比（單位Kgce/t）從表2可看出，我國重點鋼鐵企業(yè)煉鐵系統(tǒng)能耗在降低，說明我國煉鐵系統(tǒng)技術(shù)在不斷進步，不斷完善，有較強的生命力。非高爐煉鐵系統(tǒng)的能耗分析目前，非高

6、爐煉鐵工序在一些工業(yè)發(fā)達國家已經(jīng)應(yīng)用了一段時期，其中，主要的非高爐煉鐵系統(tǒng)在生產(chǎn)中的實際能耗情況如下：南非COREX工藝該系統(tǒng)生產(chǎn)需要約20%的焦炭（最低可達13%的焦炭），爐料中尚有約20%的球團，冶煉所消耗的燃料比約為1050kg/t左右，扣除部分煤氣回收后其工序能耗為595kgce/t609kgce/t。韓國浦項FINEX工藝浦項產(chǎn)能為150萬噸/年的FINEX系統(tǒng)目前正處于調(diào)試階段，相關(guān)數(shù)據(jù)尚未透露，現(xiàn)已運行4年的80萬噸/年FINEX（日產(chǎn)達2300噸，燃料比在740kg/t750kg/t）設(shè)備進行分析。浦項FINEX生產(chǎn)需要10%左右焦炭、塊煤和噴吹煤粉，煤比為250kg/t280

7、kg/t。FINEX的煤氣可進行循環(huán)利用（脫出CO2后），可使煤比約降低100kg/t。澳大利亞Hismelt工藝2006年年底，澳大利亞Hismelt工藝在實際生產(chǎn)中的煤耗為900kg/t，尚需要有1200的高風(fēng)溫作保障，其電耗為350kWh/t。而2006年我國重點鋼鐵企業(yè)噸鐵電耗僅為67.67kWh/t，焦比為395 kg/t。高熱值煤氣回收利用率低是非高爐煉鐵能耗高的“瓶頸”2007年，我國重點鋼鐵企業(yè)的燒結(jié)、煉鐵工序能耗與2006年相比進一步降低，煉鐵生產(chǎn)部分工序能耗指標(biāo)見表2。2007年，全國重點鋼鐵企業(yè)高爐煉鐵燃料比是529kg/t，浦項FINEX燃料比是740kg/t750kg

8、/t，澳大利亞Hismelt的煤耗在900kg/t（尚需1200風(fēng)溫和350kWh/t的電力）。這說明目前非高爐煉鐵的能耗高于高爐冶煉生產(chǎn)工藝。從2006年開始我國電力折標(biāo)準煤系數(shù)從0.404kgce/kWh調(diào)為0.1229kgce/kWh，是我國鋼鐵工業(yè)能耗值下降較多，與國外煉鐵能耗水平的不可比性增加。2007年，全國重點鋼鐵企業(yè)煉鐵系統(tǒng)的能耗為555.03kgce/t。2007年1季度寶山鋼鐵股份公司煉鐵系統(tǒng)的能耗為469.94kgce/t。2005年，韓國浦項和光陽煉鐵公司煉鐵系統(tǒng)的能耗為607.22kgce/t和622.11kgce/t。通過高爐和非高爐煉鐵能耗的對比可以看出，以目前的

9、水平，寶鋼的煉鐵系統(tǒng)能耗低于非高爐煉鐵工藝的能耗，韓國浦項制鐵和光陽廠煉鐵系統(tǒng)能耗略高于南非COREX的能耗，但低于FINEX和Hismelt的能耗。非高爐煉鐵工藝的能耗高主要問題是大量高熱值煤氣如合科學(xué)合理充分利用。煤氣去發(fā)電的能源利用率只有32%42%，在能源利用率和成本核算上是不合適的，且增加較大投資和運行費。我國一些企業(yè)擬采用煤造氣，建設(shè)直接還原生產(chǎn)線。煤造氣在技術(shù)上是過關(guān)了，但是在能源利用率和成本核算上是不合適的。富余煤氣去發(fā)電的能源利用率只有32%42%，在總能耗上是降不下來，成本上升，經(jīng)濟上要虧本。經(jīng)分析可得出，目前非高爐煉鐵工藝的能耗高于高爐煉鐵流程的主要原因有兩個方面：一個是非高爐煉鐵生產(chǎn)過程要產(chǎn)生大量的高熱值煤氣，這些熱值煤氣在回收利用方面還有待進一步加強；另一個是非高爐煉鐵對于鐵礦石的還原大多數(shù)是直接還原（吸熱反應(yīng)），而高爐煉鐵大多數(shù)是間接還原（放熱反應(yīng)）。所以，從能源利用效率來講，高爐煉鐵能耗