當(dāng)前高爐生產(chǎn)中若干降本減排課件

1、當(dāng)前高爐生產(chǎn)中若干降本減排問題討論湯清華二零四年三月當(dāng)前高爐生產(chǎn)中若干降本減排問題討論湯清華鋼鐵產(chǎn)能的嚴(yán)重過剩，帶來資源、市場(chǎng)、環(huán)保上的巨大壓力，為了在市場(chǎng)上不被淘汰，降低煉鐵成本、減少污染是當(dāng)前高爐工作者最緊迫的任務(wù)。筆者在下面提出一些問題與同仁們共同討論，想起到引玉的作用.鋼鐵產(chǎn)能的嚴(yán)重過剩，帶來資源、市場(chǎng)、環(huán)保上的巨大壓力，為了在 1 繼續(xù)完善提升精料水平. 用低品位礦經(jīng)濟(jì)上環(huán)保上能否最優(yōu) 做好原燃料均勻穩(wěn)定入爐才是最大的挖潛增效 降低入爐塊礦的粉未入爐 高Al2O3低MgO渣和高Al2O3高M(jìn)gO渣冶煉 努力降低入爐礦石的有害成份 2 高爐操作上的問題 某一冶煉條件下的最佳冶煉強(qiáng)度 關(guān)

2、于搗固焦與頂裝焦 壓漿護(hù)爐問題 3 降汚的問題 點(diǎn)火開爐快速煤氣回收 爐頂裝料過程中均壓放散的煤氣回 利用熱風(fēng)爐煙道廢氣代替N2氣進(jìn)行噴煤 1 繼續(xù)完善提升精料水平繼續(xù)完善提升精料水平-1低品位礦經(jīng)濟(jì)上環(huán)保上能否最優(yōu)近幾年低低品位低價(jià)格非主流礦入爐經(jīng)濟(jì)與否只有使用者自己最清楚遇到順行變壞爐況失常,爐缸燒穿和炭磚溫度過高或被迫提前修爐低品位入爐,其然料比必定升高,應(yīng)不用置凝，低質(zhì)量礦帶來礦價(jià)降低使成本降低幅度大于燃料比升高所造成的成本升高值，其總成本降低時(shí),則有利可得,但燃料比升高,帶來CO2排放升高,加重環(huán)境污染,資源能源都是全社會(huì)的. 應(yīng)對(duì)社會(huì)負(fù)責(zé)任。也就是說用低品礦石生產(chǎn)是贏利了，但單位獲

3、利的燃耗要高，是不可取的。另外我國(guó)綜合燃料價(jià)格低于國(guó)外,我國(guó)噸鐵燃料消耗比國(guó)外約高出50kg/t.Fe,而噸鐵燃料成本低于國(guó)外約10個(gè)百分點(diǎn),這樣分析以降燃料比來降低生鐵成本才是真正的降本例：a.寶鋼等先進(jìn)的大企業(yè)都不這么作,而其利潤(rùn)最高 b.鞍鋼上世紀(jì)幾十年里是48-54%品位入爐,但日子好過嗎,鞍鋼人對(duì)低品 位入爐是身受其害的,體會(huì)甚深。 1949年-1999年燃料比從1229kg/t570kg/t,其后從1995年平均精礦品 63.8%發(fā)展到2000年以后選礦的提鐵降硅技術(shù)成功,精礦品位達(dá) 67%以上,加上部分富礦粉進(jìn)口,才逐漸翻身。煉鐵工序能耗1999年到2007 年降低了100多kg

4、/t.Fe繼續(xù)完善提升精料水平-1低品位礦經(jīng)濟(jì)上環(huán)保上能否最優(yōu)繼續(xù)完善提升精料水平-2做好原燃料均勻穩(wěn)定入爐才是最大的挖潛增效a. 國(guó)家2007年標(biāo)準(zhǔn): 混勻料波動(dòng)要求為: TFe 0.5%, SiO2 0.2 b.國(guó)內(nèi)外水平 c. 有多少能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn) d.鞍鋼每年的損失 e.認(rèn)真向?qū)氫搶W(xué)習(xí)繼續(xù)完善提升精料水平-2做好原燃料均勻穩(wěn)定入爐才是最大的挖向?qū)氫搶W(xué)習(xí)向?qū)氫搶W(xué)習(xí)繼續(xù)完善提升精料水平-3降低入爐塊礦的粉未入爐當(dāng)前全國(guó)酸性球團(tuán)生產(chǎn)能力約2.2-2.3億噸,而2013年實(shí)際球團(tuán)產(chǎn)量為1.5億噸左右,而全年進(jìn)口球團(tuán)3258萬噸,也就是說有近7000萬噸產(chǎn)能在閑置,說明價(jià)格在扭曲直接入爐天然塊礦在增

5、加,有的生礦入爐比例增加到20%以上。甚者又恢復(fù)了熔劑直接入爐的現(xiàn)象酸性球團(tuán)生產(chǎn)工序能耗比燒結(jié)礦低25-30kg/t,比燒結(jié)礦僅多耗100kg/t左右的鐵料, 且不加熔劑，但酸球比高堿度燒結(jié)要高出200-300元/噸,為什么,精礦價(jià)格的扭曲帶來的惡果同樣比例球團(tuán)礦入爐冶煉的生鐵成本高于同比例的天然塊礦冶煉成本才出現(xiàn)當(dāng)前大量閑置球團(tuán)生產(chǎn)設(shè)施,當(dāng)初忽悠建那么球團(tuán)生產(chǎn)線是怎么考慮的天然礦冶煉比人造富礦冶煉燃料比低？似乎往回走了作好塊礦的篩分工作，南方企業(yè)自建干燥裝置,再利用熱風(fēng)爐煙道廢氣或燒結(jié)環(huán)冷機(jī)的熱廢氣來干燥塊礦后,再篩分,達(dá)到入爐塊礦含粉率在5%以下,取得好效果繼續(xù)完善提升精料水平-3降低入爐

6、塊礦的粉未入爐繼續(xù)完善提升精料水平-4 高Al2O3低MgO渣和高Al2O3高M(jìn)gO渣冶煉戲稱新一版的“白蛇”傳,己演出了近30年。寶鋼2013年全年4座高爐渣中Al2O3含量在14.1%-15.1%之間，而MgO在6.1%-7.8%之間祁成林博士等:高Al2O3低MgO,高Al2O3高M(jìn)gO兩種渣進(jìn)行了系統(tǒng)試驗(yàn)研究,認(rèn)為這兩種渣都是穩(wěn)定的渣系,同樣滿足高爐生產(chǎn)和爐渣脫S的需要。國(guó)外某5500高爐30個(gè)月【Si】和渣中R、Al2O3、MgO推移圖繼續(xù)完善提升精料水平-4 高Al2O3低MgO渣和高Al2O繼續(xù)完善提升精料水平-5努力降低入爐礦石的有害成份入爐原燃料有害雜質(zhì)控制值(GB-5042

7、7-2008)危害:k、Na、Zn雜質(zhì)在爐內(nèi)循環(huán)富聚到一定的程度, 破壞高爐順行甚至出現(xiàn)失常爐況, 當(dāng)采取措施排堿,排Zn后,爐況好轉(zhuǎn),隔一段時(shí)間后爐況又會(huì)出現(xiàn)反復(fù)加速損壞爐缸內(nèi)襯材料,使?fàn)t缸壽命大幅度縮短,頻繁出現(xiàn)爐缸燒穿事故(圖2),和爐缸磚襯溫度提前超高,被迫停爐提前大修,達(dá)不到予期壽命。是高爐生產(chǎn)維護(hù)中一大薄弱點(diǎn)問題是尚有很多單位對(duì)有害雜質(zhì)的認(rèn)識(shí)不足, 不加以控制, 有的甚至連化撿驗(yàn)都沒有, 等到高爐失常, Zn害事故出現(xiàn)了才開始著急, 但晚了. 有的甚至爐缸炭磚溫度升高了到1000 多0C還沒覺察到, 直到燒到爐缸燒穿了, 但為時(shí)太晚了。另一問題是, 認(rèn)識(shí)到其危害也有一定的控制, 含

8、Zn高的粉塵, 或富積雜質(zhì)的粉塵雖不入爐了, 但自已企業(yè)沒找到處理方法, 就將這些含雜質(zhì)粉塵賣給社會(huì)上了。社會(huì)商人轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)手、混點(diǎn)鐵礦粉又賣回給企業(yè)了, 造成了社會(huì)-企業(yè)上的大循環(huán)富積, 或楊塵對(duì)環(huán)境的二次、三次污染。雜質(zhì)名稱單位 kg/t.Fek2O+Na2O3.0Zn0.15pb0.15As0.1s4.0CI-0.6繼續(xù)完善提升精料水平-5努力降低入爐礦石的有害成份雜質(zhì)名稱繼續(xù)完善提升精料水平-5繼續(xù)完善提升精料水平-5繼續(xù)完善提升精料水平-5舉兩例來介紹Zn危害和處理例1. 2012年5月，開爐生產(chǎn)了4.5年的某廠1250m3高爐因Zn害，造成爐底板上翹爐缸環(huán)炭局部溫度達(dá)10800C，被迫停

9、爐大修爐缸。遠(yuǎn)沒達(dá)到設(shè)計(jì)壽命（1）高爐入爐Zn含量甚高，高出國(guó)家規(guī)范10多倍。有部分Zn進(jìn)入了生鐵與爐渣，從該廠分析約有50%，過去的資料中很少有高爐生鐵和爐渣中檢驗(yàn)含鋅的，大部分鋅是隨爐塵帶出爐外，或在爐內(nèi)循環(huán)富積或上部區(qū)域結(jié)瘤，更換風(fēng)口時(shí)流出大量Zn液。從有色冶金相圖看，鐵與Zn是相溶的。（2）破損調(diào)查爐缸爐底從滿輔炭磚最下第一層磚往上所有磚縫全占有Zn，并形成含Zn 94%以上的鋅片，照片1, 照片2,磚內(nèi)也滲有大量Zn，靠冷卻壁的小塊炭磚、靠爐內(nèi)的微孔、滿補(bǔ)半石墨磚幾乎全有，磚內(nèi)含Zn量在6.7%65.5%之間，在國(guó)內(nèi)是罕見的。大量的鋅占入磚襯造成爐底上抬，爐底板平均上抬120mm以上

10、，見表4。爐缸炭磚溫度高處,園周幾米炭磚只剩下280mm厚（3）生產(chǎn)中曾出現(xiàn)因Zn害造成爐況失常，2009年一次年修時(shí)鋅積存過多,造成風(fēng)口及中套大量破損、上翹，爐況失常處理一個(gè)多月。生產(chǎn)中風(fēng)口中套不斷燒壞或上翹，4.5年間更換了52個(gè)中套，是風(fēng)口數(shù)的2.5倍以上。鋅大量滲入炭磚加速爐缸內(nèi)襯的破壞。表4 1250高爐爐底煤氣封板上翹高度對(duì)應(yīng)風(fēng)口16#14#13#11#8#爐基煤氣封板上翹高度mm133122122123123繼續(xù)完善提升精料水平-5舉兩例來介紹Zn危害和處理表4 年份排鋅率鋅負(fù)荷鐵水含鋅瓦斯灰量瓦斯灰含鋅干法灰含鋅爐渣含鋅爐頂溫度利用系數(shù)焦比煤比綜合焦比%kg/tFe%kg/tF

11、e%t/d.m3kg/tFekg/tFekg/tFe2008771.737.972.0222.361202.5093501414782009881.9311.292.3323.001002.5623571384862010921.040.0128.821.6111.800.0021772.7137013449120111050.760.0159.321.087.730.0021662.7333591584942012年一季度1080.760.0167.11.2516.070.0021462.2813671481250高爐Zn平衡表(4). 鋅進(jìn)入炭磚初步分析:還原氣化的Zn，有一部分滲入磚襯的

12、裂縫和氣孔中，磚襯的溫度從內(nèi)到外逐漸降低，降到419，就凝固成Zn金屬，磚縫中的Zn片，就是這樣形成的。滲入磚襯的Zn蒸汽，溫度下降到大約800-1000范圍如果遇到CO2、CO和水汽，就會(huì)被氧化生成ZnO，反應(yīng)為Zn+ CO2=ZnO+CO。溫度超過1030， ZnO又可以與炭磚的C發(fā)生反應(yīng)ZnO+C=Zn+CO，形成對(duì)炭磚的侵蝕，使炭磚變成疏松狀，逐漸消耗炭磚年份排鋅率鋅負(fù)荷鐵水含鋅瓦斯灰量瓦斯灰含鋅干法灰含鋅爐渣含鋅從上至下 中間： a.釩鈦聚積物 b.陶瓷墊 c.滿輔炭磚兩邊上部： 內(nèi)微孔炭磚, 外小塊炭磚 下部： 微孔炭磚, 半石墨磚 照片1 1250高爐爐缸破損調(diào)查的斷面圖Fe%P

13、b%Zn%1#0.890.4796.022#0.780.1994.683#1.670.2996.684#8.0144.182.67照片2 磚縫中鋅片及成份從上至下 中間： a.釩鈦聚積物Fe%Pb%某1780高爐9.59m標(biāo)高環(huán)炭溫度突然變化截圖例2. 某1780高爐（2011.8.開爐, 僅2.5年）, 因近期燒壞風(fēng)口多, 2014.2.10日下午5點(diǎn)休風(fēng)換風(fēng)口, 休下風(fēng)來后出現(xiàn),26個(gè)風(fēng)口直吹管內(nèi)都積有Zn液, 打開視孔大蓋有Zn液流出, 照片3, 說明爐缸內(nèi)煤氣中含Zn蒸氣濃度甚高。 爐缸鐵口中心線1.0m以下,標(biāo)高9.5m處環(huán)炭溫度不斷升高, 到2月11日上午溫度繼續(xù)樊升到870多度,

14、 又被迫休風(fēng)涼爐,堵風(fēng)口復(fù)風(fēng), 并采取多項(xiàng)措施, 使溫度遂漸降下來, 見照片4。停用含Zn粉塵, 入爐料中Zn負(fù)荷仍在600g/t以上, 而其后數(shù)日高爐排Zn量在9001400g/t, 見表4, 從排Zn量返推出該高爐之前入爐鋅是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的10倍以上。爐內(nèi)鋅蒸氣富積并鉆入炭磚, 造成炭磚受侵蝕, 同時(shí)使環(huán)炭導(dǎo)熱能力增強(qiáng)進(jìn)而溫度升高, 如不及時(shí)果斷采取措施，爐缸壽命很危險(xiǎn), 可能連大修準(zhǔn)備都來不及。如果措施得當(dāng), 該高爐有可能達(dá)到長(zhǎng)壽水平, 因此也說明Zn害是可控的。該高爐1-2年用了一些地方雜礦, 成本完任務(wù)了, 但這一次就賠掉了某1780高爐9.59m標(biāo)高環(huán)炭溫度突然變化截圖例2. 某休風(fēng)打

15、開風(fēng)口視孔蓋即有Zn液淌出月。日2172.18.2.19.2.20.2.21.2.24.2.26.2.28.3.3.收入收入合計(jì)0.67550.66870.6610.66560.65060.6420.66770.66400.6378支 出鐵水0.06430.06430.06430.06430.06430.06430.06430.06430.0643爐渣（濕）0.14470.02930.01970.05760.02900.05870.05950.01960.0279布袋除塵灰0.35010.49860.48110.49220.51461.0050.93770.65020.8817旋風(fēng)除塵灰0.2

16、2990.30420.29780.27990.25100.23620.23060.27040.2061鐵口除塵灰0.07180.08090.07810.05850.05100.04190.04850.02740.0222支出合計(jì)0.86100.97760.94130.95260.91011.40661.34071.03211.2023某1780m3高爐2014年17/23/3日高爐Zn收支撿驗(yàn)情況（kg/t.Fe）休風(fēng)打開風(fēng)口視孔蓋即有Zn液淌出月。日2172.18.2當(dāng)前高爐生產(chǎn)中若干降本減排課件高爐操作上的問題-1某一冶煉條件下的最佳冶煉強(qiáng)度A. 燃料比升高,當(dāng)前還有一現(xiàn)象是實(shí)際爐容與對(duì)標(biāo)

17、外報(bào)爐容不一致, 造成數(shù)字上的利用系數(shù)和冶強(qiáng)的虛高, 這屬冶煉條件的不同。B. 高爐侵蝕速度加快, 壽命縮短, 造成高爐提前大修, 個(gè)別高爐甚至發(fā)生爐缸燒穿事故尤甚者認(rèn)為”高冶強(qiáng)干，壽命兩年就夠本”, 筆者實(shí)難理解降本的意義。例如, 出現(xiàn)爐炭磚溫度高、水溫差、高熱流強(qiáng)度高等, 笫一個(gè)采取的措施是降冶強(qiáng)。 高爐操作上的問題-1某一冶煉條件下的最佳冶煉強(qiáng)度高爐操作上的問題-2關(guān)于搗固焦與頂裝焦(1). 3200m3以下高爐100%用搗固焦生產(chǎn)是可行的, 同樣可獲得同類高爐的最好指標(biāo)。 (2). 搗固焦平均粒度要比頂裝焦小10mm以上, 給高爐生產(chǎn)帶來透氣性變差的現(xiàn)象, 高爐壓差高出10-15kpa

18、, 對(duì)應(yīng)高爐邊沿和兩股氣不易打開。 (3). 搗固焦冷強(qiáng)度因粒度小, 只能做出M25。由于焦?fàn)t裝煤密度大焦炭致密反應(yīng)性差, 則其反應(yīng)后強(qiáng)度不具備代表性。 （4）. 以往的資料介紹, 達(dá)到同等質(zhì)量的焦炭,搗固焦?fàn)t比頂裝焦?fàn)t可少配10-15%的主焦煤, 但兩座3200m3爐子和一座1780m3高爐對(duì)應(yīng)4.3m和5.5m搗固焦?fàn)t長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐表明, 這個(gè)比例值得繼探討， 至于爐容較小的高爐是什么情況, 有的大幅減焦煤配比，帶來的是高爐順行保證不了，甚者爐冼失常。 (5). 搗固焦不能看撿驗(yàn)指標(biāo), 要看配煤比。高爐操作上的問題-2關(guān)于搗固焦與頂裝焦當(dāng)前高爐生產(chǎn)中若干降本減排課件高爐操作上的問題-3壓漿護(hù)

19、爐問題 反對(duì)采取這種方法來護(hù)爐 a. 引起爐缸炭磚溫度升高是多原因的，如設(shè)計(jì)上、耐材質(zhì)量上、施工質(zhì)量上等天生帶來的，生產(chǎn)操作不當(dāng),如強(qiáng)度過高、長(zhǎng)期鐵口過淺、爐溫低【S】高、有害雜質(zhì)超標(biāo)等后天不足。一但溫度升高是不易解決的,應(yīng)具體分清原因,采取相應(yīng)措施,壓漿不是好辦法。b. 近年有的高爐采取壓漿起到一定的作用，解決了一些矛盾,但不是都能采用的。c. 因壓漿而誘發(fā)燒穿、爆炸等安全事故甚多，可舉很多例子,勸同仁慎重,切不可盲搬。建議,如達(dá)到死馬當(dāng)活馬醫(yī)的情況下應(yīng)注意:(1) 不用揮發(fā)份高的無水泥漿，應(yīng)用低揮發(fā)含炭且導(dǎo)熱性能好的無水泥漿。（2）壓漿時(shí)壓入點(diǎn)處的壓力應(yīng)嚴(yán)格控制在0.10.15Mpa(10kg/cm215kg/cm2)。 (3) 開爐3年以上的高爐應(yīng)禁止往冷卻壁熱面壓入。高爐操作上的問題-3壓漿護(hù)爐問題 降汚的問題-1點(diǎn)