高爐煉鐵節(jié)能減排對焦炭質(zhì)量的新要求

1、高爐煉鐵節(jié)能減排和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整對焦炭質(zhì)量的新要求許滿興（北京科技大學(xué)）摘要：本文簡要介紹了高爐煉鐵近十年來科技創(chuàng)新的四大進步，闡述了“十二五”我國產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的思路及焦炭行業(yè)的進步，提出了高爐煉鐵節(jié)能減排和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整對焦炭質(zhì)量的新要求。關(guān)鍵詞：節(jié)能減排、科技進步、質(zhì)量要求 匯報提綱：1.我國高爐煉鐵節(jié)能減排的技術(shù)進步2.“十二五”我國產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的思路和焦炭行業(yè)的進步3.節(jié)能減排和結(jié)構(gòu)調(diào)整對焦炭質(zhì)量的新要求年份20012002200320042005200620072008200920102011生鐵年產(chǎn)量1555417085193752578534375412454762547824596

2、435902263000增幅18.19.825.125.628.120.015.50.413.77.48.41.我國高爐煉鐵節(jié)能減排近十年來的技術(shù)進步 我國的鋼鐵工業(yè)進入二十一世紀近十年來，有了驚人的快速發(fā)展，高爐煉鐵的年產(chǎn)自2001年的15554萬噸發(fā)展到2011年的63000萬噸，平均年增長速度27.95%，近十年來高爐煉鐵年產(chǎn)量的增長情況列于表1和圖1.表1 20012011年我國生鐵年產(chǎn)量增長狀況圖1 20012011年生鐵年產(chǎn)量增長狀況 我國近十年來高爐煉鐵快速發(fā)展的同時，在節(jié)能減排方面也取得了很大的科技進步，具體主要表現(xiàn)在以下四個方面：1-1、爐容大型化，推進高爐煉鐵降低入爐焦比1

3、。 我國鋼鐵工業(yè)由于歷史原因，高爐容積偏小，據(jù)2000年統(tǒng)計，我國擁有大小高爐3229座，其中2000m3的僅有19座，2008年全國擁有480座高爐，其中2000m3有62座，到2011年，高爐座數(shù)已不足460座，兩年內(nèi)淘汰了4000m3的高爐6座，目前，我國已擁有世界上1座最大容積的5800m3高爐和2座5500m3高爐，高爐容積大型化，推動了我國入爐焦比的降低和高爐產(chǎn)能的提高。2008年全國高爐不同容積與入爐焦比的狀況列于表2和圖2.表2 2008年全國高爐不同容積與入爐焦比企業(yè)名稱平均爐容（m3座-1）入爐焦比（kgt-1）噴煤比(kgt-1)燃料比（kgt-1）寶鋼本部4159316

4、166470首鋼本部3100326162488太鋼本部2600322154476武鋼本部2480328168496河北邯鋼2280338122490馬鋼本部1644361135496江西新余999403113516北臺鋼鐵516473112551圖2 入爐焦比與高爐有效容積的關(guān)系1-2、提高熱風溫度，合理噴煤比，推動入爐焦比的降低 理論研究和生產(chǎn)實踐均證明了提高熱風溫度，有利于擴大噴煤比，降低入爐焦比2，當熱風溫度為9501350時，提高熱風溫度100，可降低入爐焦比820kgt-1，我國重點企業(yè)高爐熱風溫度自2001年的1081提高到2011年的1179，入爐焦比由422kgt-1降低到20

5、11年的374kgt-1，噴煤比由2001年的122kgt-1提高到2011年的148kgt-1，提高熱風溫度有利于擴大噴煤比，推動入爐焦比的降低，我國高爐20012011年熱風溫度與擴大噴煤比和降低焦比的狀況列于表3和圖3.表3 我國重點企業(yè)20012011年熱風溫度與入爐焦比的變化狀況年份20012002200320042005200620072008200920102011項目熱風溫度（）10811066108210741084110011251133115811601179入爐焦比（kgt-1）422417430.1427412395392396374369374噴煤比（kgt-1）1

6、22125.75117.7116124133137136145149148燃料比（kgt-1）544542.75547.8543536528529532519518522 由表3和圖3曲線可見，高爐煉鐵的入爐焦比隨熱風溫度提高而下降的趨勢，與此同時噴煤比相應(yīng)增加，綜合燃料比隨之下降的趨勢。圖3 我國高爐煉鐵20112011年熱風溫度與入爐焦比的變化狀態(tài)1-3、優(yōu)化爐料質(zhì)量和爐料結(jié)構(gòu)，促使入爐焦比降低 爐料質(zhì)量和爐料結(jié)構(gòu)是高爐冶煉的基礎(chǔ)，也是高爐煉鐵取得低焦比的關(guān)鍵因素，爐料質(zhì)量主要表現(xiàn)為入爐礦品的高低，合理爐料結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)為燒結(jié)礦的堿度和搭配酸性球團礦的比例。我國高爐煉鐵20012011年的入

7、爐礦品位、燒結(jié)礦堿度、酸性球團礦配入比例與入爐焦比的變化表4和圖4.表4 20012011年我國入爐礦品位、燒結(jié)礦堿度、球團礦比例與入爐焦比年份20012002200320042005200620072008200920102011項目入爐品位（%）57.9158.1758.4758.2158.0358.1057.7157.3257.6257.4155.98燒結(jié)礦堿度（倍）1.8341.8581.9701.9241.9441.9541.8831.8581.8341.9141.877球團礦配比（%）6.959.2910.3811.1410.6912.7212.7715.4519.5020.381

8、9.07入爐焦比（kgt-1）422413430.1427412.0395.0392.0396374369374圖4 入爐品位、燒結(jié)礦堿度、球團礦配比與入爐焦比的變化 由表4和圖4曲線可見，20012006年我國高爐煉鐵入爐礦品位總的是提高的，2006年以后，由于鐵礦資源短缺和價格提高，入爐礦品位有所下降，但由于爐料結(jié)構(gòu)不斷改善，表現(xiàn)為燒結(jié)礦堿度的提高和酸性球團礦配比的增加，使入爐焦比呈下降趨勢。1-4、不斷改善焦炭質(zhì)量，確保入爐焦比降低 多年來的高爐煉鐵生產(chǎn)實踐證明，優(yōu)良的焦炭質(zhì)量是高爐煉鐵低焦比的保證。首鋼高爐有一個典型的例子：2004年初高爐使用了占總量20%北京焦化廠的焦炭，其質(zhì)量比較

9、差，灰分13.8%，M40低，M10高，焦炭的熱態(tài)性能也比較差，CRI30%，CSR不足60%，造成焦比大幅度攀升，入爐焦比達到451.5 kgt-1，2006年3月停用了這種焦炭，改用自產(chǎn)質(zhì)量較高的一級焦，其灰分12.18%，M40為84.7%，M10為6.17%，CRI 27.15%，CSR63.7%,結(jié)果2006年全廠焦比降低到337 kgt-1，焦比降低的幅度達到114.5 kgt-1，這一實例充分說明了焦炭質(zhì)量對降低入爐焦比的直接影響。武鋼焦炭質(zhì)量與入爐焦比的情況也同樣說明這一關(guān)系表5。 武鋼5座大高爐2010年1月，因供煤和煤的質(zhì)量跟不上，焦炭的S含量上升到0.95%，CRI由20

10、09年的27.8%上升到29.34%，CSR由64.3%下降到58.62%，結(jié)果1月份的入爐焦比由325 kgt-1，燃料比由536.3 kgt-1上升到568.8 kgt-1.失常的爐況經(jīng)過焦炭熱態(tài)性能轉(zhuǎn)入正常后，經(jīng)過1個月的調(diào)整才逐步恢復(fù)正常，這一事例充分說明焦炭的熱態(tài)性能對大高爐的正常生產(chǎn)具有決定性的作用6。表5 武鋼近幾年焦炭質(zhì)量進步與降低入爐焦比的狀況 項目年份20042005200620072008200920102011焦炭質(zhì)量焦炭灰分%13.0212.3612.4112.4212.8612.5012.5512.69M40 %81.882.482.583.284.085.586.

11、1986.31M10 %7.27.16.96.86.86.56.266.20CRI %34.131.831.728.928.127.826.39-CSR %58.560.461.863.564.264.363.33-高爐指標利用系數(shù)tm3t-12.0582.2932.4112.5292.5272.4072.4732.538入爐焦比kgt-1398.9368.5325.4315.4329.1325.0340328噴煤比kgt-1122.4144.6179.1173.5161.4172.4171168燃料比kgt-1547.1540.7533.0522.7528.0536.3511496入爐礦品位

12、%59.2259.3359.1959.3959.0958.7058.5358.31渣鐵比kgt-1294.7299.2288.3285.3312.8329.5330.5331.52.“十二五”我國產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的思路及焦炭行業(yè)的進步2.1 “十二五”我國產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的思路未來510年是我國鋼鐵企業(yè)積極應(yīng)對挑戰(zhàn)，全面轉(zhuǎn)型升級的攻堅時期，中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會提出，這一時期我國產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整應(yīng)包括以下內(nèi)容： 1）.鋼鐵行業(yè)和企業(yè)應(yīng)努力實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，進一步改變依靠規(guī)模擴張，依靠資源、能源消耗支撐發(fā)展的粗放型發(fā)展模式； 2）.鋼鐵企業(yè)要堅決淘汰落后產(chǎn)能，降低噸鋼資源、能源消耗，走資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的

13、發(fā)展道路； 3）.繼續(xù)探索、創(chuàng)新重組模式，不斷提高產(chǎn)業(yè)集中度； 4）.積極調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量和檔次； 5）利用好國內(nèi)、國外兩種資源，穩(wěn)定供應(yīng)渠道，提高鐵礦石保證能力。 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的內(nèi)涵概括起來就是：終止規(guī)模擴張，淘汰落后產(chǎn)能、提高產(chǎn)業(yè)集中度、調(diào)整和提高產(chǎn)品質(zhì)量、發(fā)揮兩種資源優(yōu)勢配好礦。2.2 “十二五”我國焦炭行業(yè)的進步 焦炭行業(yè)的狀況與鋼鐵業(yè)基本類同，2011年全國焦炭產(chǎn)量達到億噸，其中冶金焦炭4億噸。由于國際金融，鋼鐵和焦化產(chǎn)能嚴重過剩，鐵礦石和煉焦煤短缺，價格居高不下，鋼鐵和焦炭價格下跌，導(dǎo)致鋼鐵和焦化企業(yè)利潤壓縮，虧損不斷擴大。因此未來的510年同樣是焦炭行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的攻

14、堅時期，也應(yīng)終止擴大規(guī)模，淘汰落后產(chǎn)能，提高產(chǎn)業(yè)集中度，發(fā)揮國內(nèi)外兩種資源優(yōu)勢，優(yōu)化配煤，全面提高焦炭質(zhì)量。具體的應(yīng)主要抓好以下四個方面的技術(shù)和發(fā)展7:1）.加快焦爐大型化的步伐：大型焦爐能顯著增加裝煤的密度，焦化室的裝煤密度比焦化室能從750kg/m3提高到3，使焦炭的質(zhì)量更均勻一致。2）.加速推行干熄焦技術(shù)：焦炭的生產(chǎn)實踐證明，焦炭生產(chǎn)采用干熄焦技術(shù)，不僅能回收焦化的大量顯熱，同時能有效改善焦炭的質(zhì)量，M40能提高38，M10降低，熱強度（CSR）提高16。3）積極采用煤調(diào)濕技術(shù)：近年來，不同煤種的調(diào)濕方法得到開發(fā)和應(yīng)用，取得了良好的效果，太鋼焦化廠使用蒸汽管旋轉(zhuǎn)干燥系統(tǒng)將煤的濕分從10降

15、低到6，結(jié)果使工序能耗下降9，結(jié)焦時間縮短1小時，焦炭產(chǎn)率增加5，配煤比例瘦煤和氣煤增加9個百分點。4）采用有效措施改善和提高搗固焦的質(zhì)量8：目前搗固焦的產(chǎn)能已經(jīng)達到億噸，一般僅在1000m3的高爐，要求M1030），促進高爐上部的中溫還原，改善煤氣利用率；對入爐塊狀焦，要求有較低的反應(yīng)性（CRI67），這就是日本對入爐的小焦丁要作催化處理和對入爐的大焦塊作負催化處理技術(shù)。主要參考文獻：1 中國鋼鐵工業(yè)統(tǒng)計月報增補本鋼鐵企業(yè)高爐主要技術(shù)經(jīng)濟指標2 周傳典主編高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊 冶金工業(yè)出版社 （800851）3 楊志泉武鋼煉鐵“十一五”節(jié)能減排技術(shù)進步 2010年全國煉鐵生產(chǎn)技術(shù)會議暨學(xué)術(shù)年會文集（1924）4 武鋼楊佳龍等焦炭質(zhì)量與大型高爐的穩(wěn)定順行煉鐵2011年No.