高爐煉鐵節(jié)能減排對(duì)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(duì)焦炭質(zhì)量的新要求許滿興（北京科技大學(xué)）摘要：本文簡(jiǎn)要介紹了高爐煉鐵近十年來科技創(chuàng)新的四大進(jìn)步，闡述了“十二五”我國(guó)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的思路及焦炭行業(yè)的進(jìn)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(duì)焦炭質(zhì)量的新要求。關(guān)鍵詞：節(jié)能減排、科技進(jìn)步、質(zhì)量要求 匯報(bào)提綱：1.我國(guó)高爐煉鐵節(jié)能減排的技術(shù)進(jìn)步2.“十二五”我國(guó)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的思路和焦炭行業(yè)的進(jìn)步3.節(jié)能減排和結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)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(guó)高爐煉鐵節(jié)能減排近十年來的技術(shù)進(jìn)步 我國(guó)的鋼鐵工業(yè)進(jìn)入二十一世紀(jì)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(zhǎng)速度27.95%，近十年來高爐煉鐵年產(chǎn)量的增長(zhǎng)情況列于表1和圖1.表1 20012011年我國(guó)生鐵年產(chǎn)量增長(zhǎng)狀況圖1 20012011年生鐵年產(chǎn)量增長(zhǎng)狀況 我國(guó)近十年來高爐煉鐵快速發(fā)展的同時(shí)，在節(jié)能減排方面也取得了很大的科技進(jìn)步，具體主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：1-1、爐容大型化，推進(jìn)高爐煉鐵降低入爐焦比1

3、。 我國(guó)鋼鐵工業(yè)由于歷史原因，高爐容積偏小，據(jù)2000年統(tǒng)計(jì)，我國(guó)擁有大小高爐3229座，其中2000m3的僅有19座，2008年全國(guó)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(guó)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(dòng)了我國(guó)入爐焦比的降低和高爐產(chǎn)能的提高。2008年全國(guó)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(guó)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(tái)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(fēng)溫度，合理噴煤比，推動(dòng)入爐焦比的降低 理論研究和生產(chǎn)實(shí)踐均證明了提高熱風(fēng)溫度，有利于擴(kuò)大噴煤比，降低入爐焦比2，當(dāng)熱風(fēng)溫度為9501350時(shí)，提高熱風(fēng)溫度100，可降低入爐焦比820kgt-1，我國(guó)重點(diǎn)企業(yè)高爐熱風(fēng)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(fēng)溫度有利于擴(kuò)大噴煤比，推動(dòng)入爐焦比的降低，我國(guó)高爐20012011年熱風(fēng)溫度與擴(kuò)大噴煤比和降低焦比的狀況列于表3和圖3.表3 我國(guó)重點(diǎn)企業(yè)20012011年熱風(fēng)溫度與入爐焦比的變化狀況年份20012002200320042005200620072008200920102011項(xiàng)目熱風(fēng)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(fēng)溫度提高而下降的趨勢(shì)，與此同時(shí)噴煤比相應(yīng)增加，綜合燃料比隨之下降的趨勢(shì)。圖3 我國(guó)高爐煉鐵20112011年熱風(fēng)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(tuán)礦的比例。我國(guó)高爐煉鐵20012011年的入

7、爐礦品位、燒結(jié)礦堿度、酸性球團(tuán)礦配入比例與入爐焦比的變化表4和圖4.表4 20012011年我國(guó)入爐礦品位、燒結(jié)礦堿度、球團(tuán)礦比例與入爐焦比年份20012002200320042005200620072008200920102011項(xiàng)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(tuán)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(tuán)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(guó)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(jià)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(tuán)礦配比的增加，使入爐焦比呈下降趨勢(shì)。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(shí)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(gè)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(dá)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(jí)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(dá)到114.5 kgt-1，這一實(shí)例充分說明了焦炭質(zhì)量對(duì)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(gè)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(duì)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(jìn)步與降低入爐焦比的狀況 項(xiàng)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(biāo)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(guó)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的思路及焦炭行業(yè)的進(jìn)步2.1 “十二五”我國(guó)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的思路未來510年是我國(guó)鋼鐵企業(yè)積極應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，全面轉(zhuǎn)型升級(jí)的攻堅(jiān)時(shí)期，中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)提出，這一時(shí)期我國(guó)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(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步改變依靠規(guī)模擴(kuò)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(jiān)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(guó)內(nèi)、國(guó)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(kuò)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(shì)配好礦。2.2 “十二五”我國(guó)焦炭行業(yè)的進(jìn)步 焦炭行業(yè)的狀況與鋼鐵業(yè)基本類同，2011年全國(guó)焦炭產(chǎn)量達(dá)到億噸，其中冶金焦炭4億噸。由于國(guó)際金融，鋼鐵和焦化產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，鐵礦石和煉焦煤短缺，價(jià)格居高不下，鋼鐵和焦炭?jī)r(jià)格下跌，導(dǎo)致鋼鐵和焦化企業(yè)利潤(rùn)壓縮，虧損不斷擴(kuò)大。因此未來的510年同樣是焦炭行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的攻

14、堅(jiān)時(shí)期，也應(yīng)終止擴(kuò)大規(guī)模，淘汰落后產(chǎn)能，提高產(chǎn)業(yè)集中度，發(fā)揮國(guó)內(nèi)外兩種資源優(yōu)勢(shì)，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(gè)方面的技術(shù)和發(fā)展7:1）.加快焦?fàn)t大型化的步伐：大型焦?fàn)t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(shí)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(shí)能有效改善焦炭的質(zhì)量，M40能提高38，M10降低，熱強(qiáng)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(shí)間縮短1小時(shí)，焦炭產(chǎn)率增加5，配煤比例瘦煤和氣煤增加9個(gè)百分點(diǎn)。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(dá)到億噸，一般僅在1000m3的高爐，要求M1030），促進(jìn)高爐上部的中溫還原，改善煤氣利用率；對(duì)入爐塊狀焦，要求有較低的反應(yīng)性（CRI67），這就是日本對(duì)入爐的小焦丁要作催化處理和對(duì)入爐的大焦塊作負(fù)催化處理技術(shù)。主要參考文獻(xiàn)：1 中國(guó)鋼鐵工業(yè)統(tǒng)計(jì)月報(bào)增補(bǔ)本鋼鐵企業(yè)高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)2 周傳典主編高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊(cè) 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(jìn)步 2010年全國(guó)煉鐵生產(chǎn)技術(shù)會(huì)議暨學(xué)術(shù)年會(huì)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.