進(jìn)一步提升技術(shù)水平實現(xiàn)高效化煉鐵

進(jìn)一步提升技術(shù)水平實現(xiàn)高效化煉鐵

今年前10個月，我國產(chǎn)鐵4.96億噸，比上年同期增長8.27%；高爐生產(chǎn)技術(shù)也取得了長足進(jìn)步。前3個季度全國重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)高爐焦比為369kg/t，噴煤比為149kg/t，熱風(fēng)溫度為1156℃，達(dá)到歷史最高水平。首鋼、寶鋼等企業(yè)的一批高爐的部分技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)已達(dá)到國際領(lǐng)先水平。但是，我國仍有一批落后的小高爐在生產(chǎn)，煉鐵技術(shù)發(fā)展不平衡。隨著高爐大型化的發(fā)展，對焦炭質(zhì)量的要求日益提高，主焦煤的短缺已阻礙了我國高爐大型化的進(jìn)程。我國大力推廣搗固煉焦、干熄焦、煤調(diào)濕等技術(shù)，以期解決主焦煤資源短缺的問題，滿足高爐生產(chǎn)需要。調(diào)高噴煤水平突進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化近5年來，我國煉鐵工業(yè)高速發(fā)展，全國鐵生產(chǎn)量從2005年的3.43億噸增長到2009年的5.43億噸，增長了2.00億噸，增幅達(dá)58.18%。今年前10個月全國產(chǎn)鐵4.96億噸，比上年同期增長8.27%，預(yù)計全年可接近6億噸。表1為全國重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)高爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

目前，我國有1400多座高爐，其中大于1000m3的高爐有260多座，大高爐中約有1/3的煉鐵技術(shù)已達(dá)到國際水平；但是，約有1/4的煉鐵產(chǎn)能屬于應(yīng)淘汰的落后產(chǎn)能。重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)高爐焦比不斷下降。從表1可以看出，近5年高爐焦比下降了38kg/t。今年前3個季度，重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)高爐焦比為369kg/t，比上年下降了4kg/t。焦炭質(zhì)量改善是焦比下降的重要支撐。煉鐵精料技術(shù)水平對高爐生產(chǎn)指標(biāo)的影響率約為70%，高爐操作水平的影響率僅為10%，煉鐵企業(yè)管理水平為10%，設(shè)備因素為5%，外部條件（供應(yīng)、動力、上下工序等）為5%。在高冶煉強(qiáng)度和高噴煤比條件下，焦炭質(zhì)量水平對高爐指標(biāo)的影響率為35%左右。焦炭質(zhì)量變化對煉鐵生產(chǎn)的影響見表2。

從表2可以看出，焦炭質(zhì)量指標(biāo)中M10的變化量對高爐生產(chǎn)指標(biāo)的影響最大。因此，煉鐵工作者應(yīng)關(guān)注M10數(shù)據(jù)的變化。M10指標(biāo)是焦炭抗碎指標(biāo)，如果焦炭該指標(biāo)不好，在高爐冶煉過程中易粉化，產(chǎn)生較多粉末。焦炭粉末多會使高爐爐料透氣性變差，壓差升高，風(fēng)量減小，不允許多噴吹煤粉；同時，粉末增多，也容易被高爐煤氣帶出爐外，造成高爐除塵灰中含碳量增加，以及焦炭的高爐利用率下降，焦比升高；會使?fàn)t缸內(nèi)焦炭粒度變小，甚至?xí)休^多的焦末，爐缸不活躍，高爐鼓風(fēng)吹不透爐缸中心，產(chǎn)生爐缸中心堆積。表3為歷年來重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)焦炭指標(biāo)。

從表3可以看出，近5年來我國重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)焦炭質(zhì)量得到改善（只有含硫量升高）。2008年上半年因鋼鐵市場需求強(qiáng)勁，鋼、鐵、材、焦產(chǎn)量增幅較大，造成煤炭供應(yīng)緊張，焦炭質(zhì)量呈下降態(tài)勢，這屬于不正常的生產(chǎn)狀態(tài)。由表2、表3可以看出，焦炭M40在5年內(nèi)提高了2.20%，可使煉鐵焦比下降11kg/t；M10下降0.18%，可使焦比下降6.3kg/t；灰分下降0.27%，可使焦比下降11.12kg/t；硫含量升高0.06%，會使焦比升高3.7kg/t。綜合計算，近5年煉鐵焦比下降38kg/t，其中焦炭質(zhì)量改善對高爐焦比下降的貢獻(xiàn)為23.72kg/t。重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)噴煤比提高。提高噴煤比是煉鐵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的中心環(huán)節(jié)，是世界煉鐵技術(shù)發(fā)展的主流。高爐噴吹煤粉是節(jié)約焦炭、降低煉鐵成本的重要措施之一，同時可以改善鋼鐵工業(yè)能源結(jié)構(gòu)，緩解我國主焦煤資源短缺的困難。多噴煤，少用焦炭，就可以少建焦?fàn)t，從而降低煉鐵系統(tǒng)的建設(shè)投資和生產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)用，并減少焦?fàn)t生產(chǎn)過程中對環(huán)境的污染，同時還可大大提高勞動生產(chǎn)率，增強(qiáng)企業(yè)的市場競爭力。前3個季度重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)噴煤比為149kg/t，比2005年提高25kg/t，達(dá)到歷史最高水平。實現(xiàn)高爐噴煤比大于200kg/t的技術(shù)措施有：高風(fēng)溫（＞1200℃）；低渣量（渣鐵比＜300kg/t）；富氧鼓風(fēng)（富氧率＜4%）；脫濕鼓風(fēng)（濕度＜6g/m3）；爐料透氣性好（優(yōu)化布料，實現(xiàn)煤氣流分布均勻，礦石冶金性能好，原燃料轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度高等）；進(jìn)行無煙煤和煙煤混合噴吹，各風(fēng)口噴煤量均勻；噴吹煤性能高（煤粉粒度-200網(wǎng)目＞80%，燃燒性、流動性、可磨性均好，發(fā)熱值高，有害雜質(zhì)少等）。重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)熱風(fēng)溫度不斷提高。從表1可看出，重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)高爐熱風(fēng)溫度連年提高，且增幅較大，有力促進(jìn)了煉鐵焦比的不斷降低。高風(fēng)溫是降低焦比的有效手段。熱風(fēng)溫度提供的熱量是由45%高爐煤氣燃燒所換來的，且鋼鐵企業(yè)內(nèi)擁有大量的高爐煤氣。因此熱風(fēng)是煉鐵系統(tǒng)廉價的能源，應(yīng)進(jìn)行充分利用。高爐煉鐵所需要的熱量有78%是由碳素（焦炭和煤粉）燃燒提供的，有19%是由熱風(fēng)來提供的，約3%是由爐料化學(xué)熱提供的。煉鐵工作者應(yīng)重視并發(fā)揮高風(fēng)溫的降焦比作用。前3個季度重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)高爐熱風(fēng)溫度為1156℃，比上年下降4℃，出現(xiàn)近年來的反?，F(xiàn)象。高爐大型化進(jìn)程加快。我國現(xiàn)有高爐1400多座，大于1000m3容積的高爐約有260多座，比例結(jié)構(gòu)見表4。今年新建高爐24座，預(yù)計2011年投產(chǎn)的高爐有23座。

大高爐在生產(chǎn)成本、折舊費(fèi)用、噸鐵能耗、維修費(fèi)用、人工成本、壽命、勞動生產(chǎn)率等許多方面比中小高爐有較大優(yōu)勢；如在同等生產(chǎn)條件下，大高爐的燃料比一般要比中小高爐低50kg/t-80kg/t。由于種種原因，大高爐的優(yōu)勢尚未完全發(fā)揮；加上一些地方保護(hù)主義的存在，導(dǎo)致我國淘汰落后小高爐工作進(jìn)程緩慢。目前，存在一種誤導(dǎo)，認(rèn)為小高爐利用系數(shù)高，需要給予糾正?，F(xiàn)在，小高爐在設(shè)計上是采用小爐容、大爐缸的方式建設(shè)，這就導(dǎo)致利用系數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)失真?？茖W(xué)評價高爐利用系數(shù)要改變過去只用爐容來進(jìn)行計算，應(yīng)當(dāng)采用將高爐爐容除以爐缸面積得出的數(shù)值，再科學(xué)計算高爐系數(shù)，即鐵產(chǎn)量÷（爐容÷爐缸面積）=高爐利用系數(shù)。按此計算辦法，450m3高爐利用系數(shù)4.0，也就相當(dāng)于4350m3高爐利用系數(shù)2.2。資源緊缺、原料價格上漲嚴(yán)重影響煉鐵工業(yè)發(fā)展。去年我國進(jìn)口鐵礦石6.27億噸，對外依存度超過了60%。去年進(jìn)口焦煤3449.3萬噸；今年上半年進(jìn)口2234.39萬噸，平均單價145.96美元/噸，比上年提高17.56美元/噸。去年我國大量進(jìn)口低品位鐵礦石（共進(jìn)口低于55%品位的鐵礦石約6000萬噸），造成煉鐵能耗提高，污染物排放增加，應(yīng)當(dāng)限制60%以下品位鐵礦石的進(jìn)口?？陀^分析巨型高爐爐料要求實現(xiàn)生產(chǎn)高效化高爐煉鐵要以精料為基礎(chǔ)。高爐煉鐵每一項技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的實現(xiàn)，均要有一定的技術(shù)支撐條件。高爐生產(chǎn)不順，大多數(shù)情況下都是由煉鐵爐料質(zhì)量變差所引起的。4000m3以上容積的高爐要求有苛刻的爐料質(zhì)量，要努力滿足巨型高爐對原燃料高質(zhì)量的要求，才能實現(xiàn)高爐高效化。根據(jù)我國現(xiàn)有鐵礦石和煉焦煤的資源狀況，為減少對進(jìn)口鐵礦石和煉焦煤