中国炼铁技术发展评述.docx

中国炼铁技术发展评述.docx

《中国炼铁技术发展评述.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中国炼铁技术发展评述.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

中国炼铁技术发展评述

中国炼铁技术开展评述

王维兴

近年来，中国炼铁处于高速开展阶段。

2007年全国生铁产量到达4.6944亿t，占世界总产量的49.74%，比上年度增长15.19%，其增幅低于钢产量的同期增幅。

2007年，全国重点钢铁企业〔指71家〕产铁3.69亿t，比上年增长13.74%，其他企业产铁1.20亿t，增长19.60%。

地方企业铁产量增速高于大中型钢铁企业。

2008年前8月全国产铁3.2912亿t，比上年度增长6.50%，降低了开展势头。

近2个月开展势头有较大的减缓，市场变得疲软：

高炉炼铁技术经济指标出现全面下滑，这是近年来所没过有的，对钢铁企业节能减排产生较大的负面影响，各级领导应引起高度重视，及时采取有效措施，否那么难以完成国家提出的节能减排任务。

要认识到，炼铁系统的能耗占企业总能耗的70%。

预计，2008年我国钢产量将到达5.2亿t，生铁产量将到达4.9亿t。

今年，我国炼铁生产能力将超过6亿t，尚有约6000万t的生产能力属于淘汰之列〔主要是300m3以下容积的小高炉〕。

近两个月，因金融危机和市场变化，钢材销售不畅，一些企业出现亏损，进展停产压产，生产形势开展出现大逆转。

全国高炉炼铁形势发生了巨大变化，产量下降，生产指标进展调整，进入理性开展阶段〔前一阶段为粗放式经营〕。

1中国高炉构造

上述情况说明，地方炼铁厂的开展势头仍处于高于全国大中型钢铁企业的开展。

马钢和太钢建成4063m3高炉，使我国拥有7座4000m3级高炉。

目前在建的有4座4000m3级高炉〔本钢、鞍钢、太钢、莱钢〕，沙钢、京唐公司在建5800m3级高炉和5500m3级高炉。

一批大于2500m3级高炉在建立，大大地推动了我国高炉大型化进程，但一批小于1000m3级高炉也在建立。

我国有1300多座高炉，大于1000m3容积的高炉约有150座，300～1000m3高炉约500多座，小于300m3的约有600多座。

全国约有980多家炼铁企业。

这说明，我国炼铁产业集中度低，高炉平均炉容偏小，是处于不同层次、不同构造、多种生产技术水平共同开展阶段，且处于高速开展阶段。

预计我国生铁产量的顶峰为6亿t以上。

淘汰落后进展缓慢，难度较大。

近两个月，一些企业停了局部小高炉，一些民营企业因亏损而停产，淘汰了局部落后小高炉。

2．中国高炉炼铁生产技术水平

在我国生铁产量高速增长的同时，高炉炼铁生产技术水平也得到快速进步。

我国重点钢铁企业高炉炼铁技术经济指标见表1。

进入2008年，因原燃料涨价，质量波动，市场变化大，高炉生产不稳定，高炉炼铁生产指标下滑。

目前，我国高炉炼铁生产技术是处于世界先进水平，高炉操作技术进入成熟开展阶段。

以宝钢、武钢、首钢、鞍钢为代表，一批大型高炉已实现高效化生产〔系数在2.5t/m3d以上，燃料比低于500Kg/t，寿命达15年以上等〕。

我国中小高炉的生产技术已多年处在高技术水平上，一批300～750m3高炉利用系数在3.0t/m3d以上，最高4.3t/m3d，入炉焦比低于400kg/t，喷煤比在150kg/t以上。

但是，我国炼铁企业是处于多层次、多种构造、不同技术水平和不同生产指标共同开展阶段，企业之间技术开展不平衡，尚有一批落后指标存在。

我国炼铁产业集中度低〔有870多家炼铁企业〕，高炉平均炉容偏小，中小企业环境保护水平低。

表1全国重点钢铁企业高炉技术经济指标

—————————————————————————————————————

　　2008年前9个月2007年2006年2005年2004年

—————————————————————————————————————

　　产量,万t39095.2746944.6341364.0934473.2025185.05

　　焦比,kg/t398392397412427

　　煤比,kg/t135137134120116

　　系数,t/m3.d2.5992.6773.712.642.516

　　休风率,%1.9101.5241.771.461.85

　　品位,%57.3657.7158.1058.0858.21

　　风温,℃11271125103710721074

　　熟料率,%92.3692.4992.2191.5993.02

　　炼铁工序能耗,Kgce/t429.49426.84438.59440.60466.20

—————————————————————————————————————

2.1热风温度得到较大提高

近年，我国热风温度完毕了多年徘徊，进步较大。

2007年我国重点热风温度比上年度提高25℃。

特别是新建立的一批大高炉〔大于2000m3以上的高炉〕热风温度均可在1200℃以上，寿命也在25年以上，到达国际先进水平。

热风炉型式也多样化，大高炉多用外燃式和内燃式〔首钢京唐公司5500m3高炉用卡鲁金顶燃式〕，小高炉有用石球式热风炉，都有成功的实例，可实现高风温。

我国在热风炉的设计、制造、施工、投产等方面均可实现国产化，只是在使用材质、构造设计、送风系统的保幛和送风操作制度等方面存在一些缺陷，需要加以改良。

努力提高风温不但可以降低焦比〔热风温度提高100℃可降低焦比15～20kg/t〕，而且也是提高喷煤比的保证条件。

2008年前9个月温度高的企业有：

德龙1185、太钢1188、首钢1181、攀钢1179、XX1172、鞍钢1161、天钢1138、莱钢1153、天铁1151、宝钢集团公司1151、津西1151、邢钢1147、武钢1140，但最低的企业只有852℃。

2.2喷煤比取得新进展

高炉喷煤是炼铁系统构造优化的中心环节，是国内外炼铁技术开展的大趋势，也是我国钢铁工业技术开展的三个重大路线之一。

2007年我国重点钢铁企业喷煤比为137kg/t,创造出历史最好水平，有效地缓解了我国主焦煤的短缺，为降低炼铁生产本钱作出了奉献，还减了环境污染。

2007年喷煤比大于150kg/t的企业有11个。

2006年宝钢4号高炉喷煤比到达224.6kg/t,已是国际先进水平。

但是，2008年前9个月出现下滑，重点钢铁企业喷煤比为135kg/t，宝钢等一批企业喷煤比在下降。

喷煤比拟高的企业有；太钢180、XX179、宝钢集团公司164、兴澄165、石钢165、酒钢166、新兴铸管164、武钢160、邢钢158、莱钢157、德龙154、鞍钢150、天铁151，但仍有两个企业没喷煤。

提高喷煤比是降低炼铁生产本钱的最有效措施。

提高喷煤比的技术措施是：

减少渣量、高风温、富氧、脱湿鼓风、贯撤精料方针〔焦炭质量要好，炉料强度高，透气性要好和冶金性能好等〕、煤质要优化、煤枪分布要均匀、进展烟煤混合喷吹等。

我国已经掌握了先进的喷煤技术，从喷煤设计、设备制造到安装和投产均可实现国产化。

提高喷煤比的衡量标准是提高喷煤量后高炉燃料比不升高。

2.3高炉燃料比不断下降

2007年我国重点钢铁企业燃料比〔焦比+煤比+小块焦〕529kg/t,比上年度减少2kg/t，创造出历史最好水平，但2008年前9月出现上升，比上年高2kg/t。

燃料比拟低的企业有：

首钢467、太钢470、宝钢集团482、武钢491、鞍钢499、马钢488、冶钢506、天铁510、天钢512,但最高的企业达659。

个别企业统计中没有小块焦比，出现企业之间的不可比性。

目前炼铁企业的工作重点仍是努力提高炼铁精料技术水平，这是炼铁的根本。

近年来全国对炼铁的投入只占钢铁企业总投入的4.9%,对钢铁企业节能减排、降本钱十分不利。

当前要加大对炼铁的投入，包括对环保的治理。

2007年我国重点钢铁企业焦比为392kg/t,比上年度降低3kg/t,创造出我国历史最好水平，但是2008年前9月出现上升，达399。

焦比比拟低的企业有：

宝钢集团318、武钢332、首钢331、太钢290、XX348、鞍钢349、马钢353、湘钢370、济源384、天铁359、邢钢362、新兴铸管364、莱钢367、兴澄379、鄂钢365、杭钢383，但最高的企业达599。

降低焦比的主要措施是提高风温，提高精料水平，提高焦碳质量和高炉操作水平的提高等。

　2.4炼铁精料技术进展缓慢

近年来我国重点钢铁企业高炉炼铁原燃料质量情况见表2，可看出烧结矿品位和碱度在下降，焦炭［S］在升高，给高炉炼铁带来负面影响。

表2全国重点钢铁企业烧结矿、焦炭质量

—————————————————————————————————————

　　年份烧结矿焦炭,%

　　品位,%碱度,倍转鼓,%固体燃耗,kg/tM40M10灰分［S］

—————————————————————————————————————

　　200456.901.93373.245481.407.1512.760.63

　　200556.001.94183.775381.827.1012.770.65

　　200656.851.95475.755482.946.8112.540.65

　　200755.651.88476.025483.166.7512.520.68

　　08年前9月55.481.86576.435483.396.8413.110.75

—————————————————————————————————————

近年来由于我国生铁产量高速增长，造成世界炼铁原燃料供给紧X，成份波动大，价格上涨，企业承受压力加大。

一些企业原燃料储存量缺乏，购置低质量原燃料，造成高炉生产不稳定，经济损失大。

高炉炼铁应当以精料为根底，精料技术水平对高炉炼铁的影响率在70%，高炉操作在10%，设备影响在10%，管理水平在5%，外界因素〔包括上下工序，运输和动力〕在5%。

高炉炼铁是个有条件组织生产的传统产业，一定的条件会有相应的生产指标。

炼铁企业要研究本企业优化生产所需的条件，以实现高效益。

宝钢的焦炭质量好，M40为88%，并要求热性能指标〔CRI小于26%，CSI大于66%〕；高炉入炉矿品位在60%以上，烧结矿质量也高，给高炉炼铁创造了良好条件。

炼铁企业要重视精料技术对高炉炼铁指标的影响。

当前全世界铁矿品位下降，成份波动，进口矿有掺假，所以不再追求铁矿高品位。

目前影响我国高炉炼铁指标的最大因素是原燃料质量和供给量不稳定，已及高炉操作尚须精细化。

〔1〕球团生产技术取得较大进展。

继首钢开发成功链篦机－回转窑、冷床工艺生产球团矿之后，我国球团生产技术取得了较大进步。

我国在球团的强化造球、优化配矿、生球烘烤、回转窑燃烧、窑内不结圈，以及机械传动和自动化控制技术等方面均取得了进步。

特别是武钢500万t链篦机－回转窑达产，说明我国球团生产技术得到了提升。

业内人士已公认，链篦机－回转窑工艺在球团矿质量和能耗上优于竖炉生产工艺。

目前我国已建立了30多条链篦机－回转窑生产线，年生产能力已突破10000万t。

据统计，2007年我国球团矿产量在12091万t，其中竖炉为5099万t，链篦机－回转窑工艺生产6570万t，带式机为350万t。

进口球团矿2555万t。

球团在高炉炼铁炉料比例为19%。

2006年采用链篦机－回转窑工艺生产球团矿产量已占球团总产量的57%以上，竖炉球团比例为36.6%，带式烧结机球团比例为3.4%。

这是我国球团生产技术的一大进步，也是一个球团生产技术开展里程碑的阶段。

　　〔2〕炼铁炉料构造优化取得新进展。

优化炼铁炉料构造的主要内容就是要努力提高球团矿在炉料中的比例。

全国球团矿的增产为优化炉料构造提供了保证条件。

球团矿含铁品位高〔高于烧结矿5%〕，工序能耗低〔比烧结工序能耗低1/3〕。

提高球团矿在炼铁炉料中的比例是炼铁技术开展的大方向，是钢铁企业构造优化和构造节能的主要内容。

近年来，我国炼铁企业已不再追求高炉炼铁的高熟料比。

随着高炉炼铁科技不断进步，炼铁企业在追求高产、低耗、低本钱、高效益、长寿。

炉料中配加一定比例的高品位块矿，可以提高炼铁的效能。

大多数钢铁企业炼铁炉料构造中块矿的比例在5%～10%，宝钢已达17%，个别企业曾有过块矿配比达27%的记录。

理论和生产实践说明，高炉炼铁熟料比控制在80%左右为宜。

对块矿入炉的技术要求是：

含铁品位要高、爆裂性差、复原性能好。

针对高炉容积的不同，合理选择入炉块矿的粒度，并且要求小于5mm的粉末含量应小于5%，5～15mm的比例要少于30%。

3．高炉操作技术水平取得较大进步

从表1和表2可以看出，我国高炉炼铁技术总体上已到达国际水平，局部指标已是先进水平。

近年来，中国炼铁生产技术进入成熟开展阶段。

主要表现是在外界条件不断变化〔特别是原燃料质量的波动〕情况下，高炉生产仍能够实现稳定顺行，不出现大的失常现象，高炉生产的技术经济指标仍处于良好状态。

中国高炉高效化不断取得新进展，全国重点钢铁企业的燃料比、入炉焦比、休风率连年下降，高炉利用系数、热风温度得到不断提高，高炉寿命也在延长。

不少企业高炉操作在贯彻“四稳一治〞的方针，即稳定送风、装料、热制度、造渣制度，活泼炉缸，促进了我国高炉炼铁技术的开展。

3.1高炉利用系数不断提高

2007年重点钢铁企业高炉利用系数为2.677t/m3.d，创出历史最好水平。

宝钢、武钢、鞍钢、首钢、本钢等企业的大高炉出现月平均为2.5t／m3.d的记录。

武钢3200m3高炉月平均利用系数到达3.0t/m3.d的世界领先水平。

3.2高压操作技术

高压操作是实现高炉高效化的重要手段。

在炉顶煤气压力小于1.0kg/cm2以下时，提高顶压0.1kg/cm2，可以增加产量2%，同时可降低焦比约3%～5%，有利于冶炼低硅铁，也提高了TRT发电能力。

其原因是：

顶压提高后，煤气流速变低，有利于煤气的热量传递给炉料，提高矿石的间接复原率，同时也增加鼓风量。

近年来，我国高炉提高顶压的操作技术进步较快，宝钢有要将顶压提高到270KPa的方案。

2006年我国不同容积高炉顶压情况是：

宝钢4350m3高炉顶压为234KPa，鞍钢3200m3高炉顶压为232KPa，首钢2536m3高炉顶压为196KPa，首钢1726m3高顶压为180KPa，柳钢1080m3高炉顶压为181KPa，柳钢750m3高炉顶压为148KPa，杭钢422m3高炉顶压为134KPa，柳钢380m3高炉顶压为112KPa。

炉顶煤气压力大于120KPa的高炉应当有TRT装置，回收鼓风动能30%，煤气采用干法除尘之后TRT发电能力可提高30%。

TRT是节能降耗的重要手段，属于炼铁工艺设计规X中强制性执行条款。

目前，我国投产和在建的TRT设备已有400多套，1000m3以上高炉90%已拥有TRT设备。

3.3提高煤气利用率，降低炼铁燃料消耗

高炉煤气中CO2含量升高0.5%，可降低燃料消耗10kg/t，降低炼铁工序能耗8.5kgce/t。

提高炉气利用率的重要手段是采用无料钟炉顶设备，无料钟炉顶可以实现上料的大矿批、正分装上料，多环布料，中心加焦，定点布料等。

无料钟设备优于钟阀式上料设备，在炼铁界已达共识，但各企业在掌握科学布料规律均有不同的特点，个别企业还没有完全掌握无料钟炉顶布料的规律。

在大矿批条件下，采取在矿批中参加小块焦，既有利于提高烧结矿的透气性，又有利于提高烧结矿的复原性。

大焦批形成一定厚度的焦炭层，称之为“焦窗〞作用，提高炉料的透气性和形成稳定的煤气通道。

在变化焦炭负荷时，α一般只调整矿批重，而不动“焦窗〞的厚度。

大矿批的批重要根据炉容不同而定。

宝钢4000m3级高炉，进展科学布料，煤气CO2含量到达24%左右，入炉焦比降到279kg/t。

大型高炉的煤气曲线已从喇叭花形过渡到平坦型〔类似于燕子飞行形状〕，这时煤气流分布根本均匀。

3.4优化装料制度，提高料柱透气性，实现节能

原燃料按不同粒度实行分级入炉，减少炉料的填充作用，提高料柱的透气性。

不同粒度的炉料在高炉内会有填充作用，使炉料之间的空隙度缩小，所以对炉料进展分级入炉，对降低高炉内煤气低压差、节焦有好处。

国外早有文献报导。

武钢7号高炉〔3200m3〕对大、小粒级烧结矿严格分槽〔小烧结矿为5～1比例约为16%～25%〕。

将小粒度烧结矿布在边缘环带之后，大幅度提高了冶炼强度。

将小块焦混入烧结矿之中，可有效地提高烧结矿的透气性，并提高矿石的间接复原度。

中心加焦可提高中心透气性，有利于活泼炉缸。

大矿批装料，将焦炭料层厚度控制在0.5m左右，大型高炉可达800mm。

有效地提高料柱的透气性对稳定煤气流起到良好作用。

一定要实现无料钟设备多环布料，且矿和焦的角度、圈数有所不同，要寻找每座高炉的合理规律，促进焦比的降低。

　3.5低硅铁冶炼技术

低硅铁冶炼的好处是可以降低焦比，提高产量，并对炼钢生产有利〔减少炼钢过程中脱Si工作量〕。

生铁含Si降低0.1%，可降燃料比4～5kg/t。

冶炼低硅铁的条件是：

原燃料质量要稳定，高炉生产稳定，选择好适宜的炉渣成分〔不要在炉温波动时出现短渣〕。

宝钢3号高炉年产生铁含硅量为0.31%，鞍钢的10、12号高炉为0.41%，攀钢高炉为0.17%～0.24%，上钢一厂2500m3高炉为0.37%，新兴铸管460m3高炉为0.30%，唐钢400m3高炉为0.41%。

　4．炼铁系统节能降耗取得新进展

炼铁系统占钢铁联合企业总能耗的78%，污染物排放占三分之二，高炉工序能耗占59%，生产1t钢要排放2.0tCO2、1.95kgSO2、320kg炉渣，约30～50g粉尘，所以，炼铁系统要承当钢铁工业的节能降耗，降本钱，实现环境友好的要任务。

这是钢铁工业节能降耗工作的重点工序，要下大力气作好各方面的工作，为企业节能作出奉献。

在国家大力推进节能工作的形势下，2007年中国炼铁企业积极采用各项先进节能技术、工艺、设备，加大了节能工作力度，在节能技术创新方面不断取得新成果，取得了可喜的成果。

近年来中国炼铁系统耗不断下降，创出我国历史最好水平，详见表3。

　　表3全国重点钢铁企业工序能耗单位：

kgce/t

—————————————————————————

　　工序2007年2006年2005年2004年2008年前9月

—————————————————————————

　　焦化123.11123.41139.64142.21120.52

　　烧结55.2155.0460.1366.3855.51

　　球团33.0839.6242.033

　　炼铁426.84430.59445.71466.2429.49

—————————————————————————

说明：

2006年国家将电力折算煤系数从0.404kgce/度电，调整为0.1229kgce/度电，造成工序能耗与历史数据和国际指标比照出现了误差。

国家要发布“循环经济法〞，要求全国钢铁工业要节能减排。

钢铁工业是能耗大户〔占全国能耗的14，71%〕、污染大户〔炼铁系统污染物排放占钢铁联合企业的2/3〕，所以，我国炼铁专业要加大对节能降耗的工作力度。

2008年前9个月局部企业各工序能耗情况：

炼铁工序能耗指标先进的企业有：

宝钢股份401.79、太钢366.60、宣钢384.97、涟钢387.12、XX敬业钢铁407.96、凌钢398.47、武钢396.48、日照396.89、梅山402.83、杭钢402.85、国丰402.00、石钢403.16、XX403.05、淮钢406.67等，但最高的企业达529.98。

烧结工序能耗指标先进的企业有：

XX39.03、鞍钢47.54、宣钢44.93、新兴铸管47.65、建龙45.40、首钢48.24、太钢46.77、济钢51.52、石钢48.03、宝钢股份50.14、水钢48.73等，但最高的企业达99.33。

焦化工序能耗指标先进的企业有：

新冶钢64.26、太钢93.13、荣城96.64、济钢97.86、XX76.37、宝钢股份121.31、通钢82.74、本钢111.03、XX88.99、建龙75.37、鞍钢94.47、沙钢91.75、莱钢105.02等，但是最高的企业达315.13。

5．我国生铁产品构造

近年，我国生铁是以炼钢铁为主，每年生产约3000万t铸造铁。

2007年全国铸造铁产量为2434.05万t，重点钢铁企业产铸造铁426.74万t，占铸造铁产量的17%左右,其中全国球墨铸铁在225.87万t，含钒生铁矿902.19万t。

地方钢铁企业的铸造铁比例较大。

我国铸造生铁主要是用于生产铸铁管、机床底座、汽车和拖拉机发动机外壳、轧辊、居民暖气片、交通围栏和绿地护栏等。

　6．我国炼铁生产技术开展方向

　6.1降低燃料比是炼铁工作者的重点

炼铁系统能耗占钢铁企业总能耗78.87%，污染物排放占2/3，所以，炼铁工序要承当联合企业的节能降耗、降本钱、实现环境友好的重任。

特别是高炉炼铁工序占总能耗的59.26%，是钢铁企业节能工作的主攻方向，重点工作是要千方百计降低炼铁的燃料比。

国际先进水平的炼铁燃料比是小于500kg/t，领先水平为450kg/t。

2006年德国炼铁燃料比是486kg/t，中国XX为488kg/t，欧洲15国家为494kg/t，日本为498kg/t。

2008年前8个月全国重点钢铁企业为532kg/t，与国际水平相比差30～50kg/t。

钢铁企业节能工作的思路是减量化用能，提高能源利用效率和提高二次能源回收利用水平三个方面。

减量化用能是节能工作的第一位，表达出节能工作要从源头抓起。

降低炼铁燃料比是减量化用能的重点。

6.2技术装备要大型化

我国烧结机、焦炉、高炉等装备容积偏小，且数量太多，造成产业集中度低，产品质量、能耗以及企业效益均受到影响。

宝钢495m2烧结机工序能耗为56.21kgce/t，韶钢105m2烧结机工序能耗为71.77kgce/t。

炭化室高6m的焦炉工序能耗为125.93kgce/t，4.3m焦炉工序能耗为167.57kgce/t。

小高炉的燃料比要比大高炉的燃料比要高50～80kg/t。

6.3加大炼铁系统环境治理

炼铁系统的污染物排放占钢铁企业总量的三分之二，是钢铁企业环保工作的重点。

大型钢铁企业的环保工作做得比拟好，中小钢铁企业的环保工作相比之下尚有差距，一些民营钢铁企业的环保工作差距还要大些。

国家环保部于2008年4月8日发布?

清洁生产标准钢铁行业〔烧结，高炉炼铁〕?

，中华人民XX国环境保护标准hj/t425-2008，hj/t426-2008，明确指出：

烧结工序的污染物产生指标，废物回收利用指标，环境管理要求等。

同时还发布了高炉炼铁，钢铁工业除尘工程技术规X。

上述文件均有一些环境保护的具体要求。

6.4要认真贯彻精料方针，这是高炉炼铁技术的根本

高炉炼铁应当以精料为根底，精料技术水平对高炉炼铁的影响率在70%，高炉操作在10%，设备影响在10%，管理水平在5%，外界因素〔包括上下工序，运输和动力〕在5%。

高炉炼铁是个有条件组织生产的传统产业，一定的条件会有相应的生产指标。

近年来，钢铁企业对精料方针重视的不够，使高炉生产处于被动状态，造成多方面损失。

6.5开发非高炉炼铁技术装备，促进炼铁技术的开展

目前非高炉炼铁技术有较大的开展，虽然在能耗和本钱方面仍然竟争不过高炉炼铁，但是炼铁技术开展方向，应给予高度重视，有条件的钢铁企业可进展研究、试验。