2011年上半年我国重点钢铁企业炼铁技术评述
2011-8-31
与2010年上半年相比,2011年上半年我国重点钢铁企业生铁产量增长有所减缓,高炉技术经济指标出现下滑,燃料比升高2kg/t,焦比升高4kg/t,喷煤比下降2kg/t。技术经济指标下滑的主要原因是炼铁原燃料质量部分指标下降、且波动大,也有高炉操作不当和管理方面的因素。
1 2011年上半年我国炼铁生产情况
2011年上半年我国生铁产量为32457.8万t,比上年同期增长8.4%;重点钢铁企业生铁产量为27852.6万t,比上年同期增长6.3%;其他企业生铁产量为4605.17万t,比上年同期增长23.1%。其他企业生铁产量增幅大于重点钢铁企业,说明地方企业发展较快。2011年上半年我国粗钢产量为35054.3万t,比上年同期增长9.6%,高于生铁产量增幅,说明我国铁钢比在下降,有利于钢铁行业吨钢综合能耗的降低,促进钢铁行业节能减排向良性方向发展。
2 炼铁技术经济指标下滑
2011年上半年我国重点钢铁企业炼铁指标情况见表1。

2011年上半年我国重点钢铁企业燃料比、焦比升高,煤比、入炉矿品位、高炉利用系数下降,这些因素会使炼铁工序能耗上升。风温提高17℃,对工序能耗影响比例较小。但统计数据出现炼铁工序能耗下降,值得质疑。由于高炉炼铁所需能量有78%是由碳素(焦炭和煤粉)燃烧获得的,19%是由热风提供的。燃料比对工序能耗的影响占80%以上。风温提高有利干提高喷煤比、降低焦比。但2011年上半年我国重点钢铁企业炼铁工序能耗实际数据是相反的结果。这说明,原燃料质量恶化。
从表1可看出,我国钢铁企业之间技术发展不平衡,先进值与落后值差距甚大。造成差眶的原因是多方面的,既有技术装备水平、原燃料质量的原因,也有企业管理水平和地理环境等方面因素。要从技术和管理两个方面进行提高,以促进企业技术进步,提高企业的竞争能力。要加大淘汰落后技术装备的工作力度,加强对环境的治理,实现企业的可持续发展。
每个先进指标的实现都需要一些技术支撑。要根据企业的具体情况,找出主要矛盾,同时注意经济可行性。不考虑生产条件,就要求高指标,是不科学的。精细化管理,就是要明白每个技术支撑条件所起的作用,不但要定性,还要有定量的数据,以指导操作。
高炉炼铁是以精料为基础。精料水平对高炉指标的影响率在70%。所以要重视改善原燃料质量的作用。2011年上半年,重点钢铁企业炼铁用原燃料质量情况详见表2。

2.1 高炉燃料比分析
2011年上半年我国重点钢铁企业燃料比为520kg/t,比上年升高2kg/t。与2010年相比,有42家企业燃料比升高,有30家企业燃料比下降。燃料比较低的企业有:宝钢、冶钢、首钢、邯钢、兴澄、太钢、马钢、昆钢、沙钢、青钢、韶钢、柳钢、鞍钢、唐钢、衡管、武钢。燃料比降低较多的企业有:重钢、邯钢、锡钢、南昌、新抚钢、达钢、承钢、徐州、衡管、石横、涟钢、敬业、水钢等。
多种因素可以实现燃料比降低:矿品位升高1%,燃料比下降1.5%;风温升高100℃,燃料比下降10-15kg/t;焦炭M40升高1%,燃料比下降5kg/t;M10下降0.2%,燃料比下降7kg/t;烧结矿转鼓指数提高1%,燃料比下降0.5%等。
2.2 重点企业高炉焦比升高
2011年上半年我国重点钢铁企业焦比为373kg/t,比上年升高4kg/t;升高的主要原因是原燃料质量和热风温度有不同程度的下降。与上年相比有42家企业焦比升高,焦比升幅最高的达80kg/t,有9家企业升幅大于20kg/t;有30家企业焦比下降。与上年相比,焦比下降幅度较大的企业有;营口中板、天钢、石横、张店、重钢、太钢、南昌、徐州、敬业、新抚钢、首钢、达钢、衡管、杭钢、兴澄。
2011年上半年焦比较低的企业有:太钢、兴澄、宝钢、首钢、青岛、营口中板、涟钢、柳钢、武钢、合钢、长治、唐钢、邯钢、鞍钢、湘钢、沙钢。
2.3 重点企业喷煤比下降
2011年上半年我国重点钢铁企业煤比为147kg/t,比上年下降2kg/t;与上年相比,有36家企业喷煤比下降,有34家企业喷煤比得到提高。
提高喷煤比是炼铁技术发展大方向,它可有效地降低炼铁生产成本。检验提高喷煤比效果的标准是增加喷煤比后,燃料比不升高。如果提高喷煤比,使燃料比升高,除尘灰中含碳量升高。说明多喷的煤粉,没有起到降焦的作用。就不应当增加喷煤比。各企业要结合本单位具体情况,特别是原燃料质量水平,确定合理经济的喷煤比数值。现在,企业已不再片面追求高喷煤比,注重提高经济效益,寻求最佳喷煤比。2011年上半年我国重点钢铁企业喷煤比较高的企业有:营口中板、太钢、兴澄、青岛、合钢、德龙、武钢、长治、济源、柳钢、新兴铸管、莱钢等。
提高喷煤比要以提高风温为前提,高风温可以补偿因喷煤引起的炉缸理论燃烧温度的降低。表3是部分企业提高喷煤比和提高风温的情况。

2.4 热风温度有所提高
2011年上半年我国重点钢铁企业热风温度为1177℃,比上年升高17℃。与上年相比,有43家企业热风温度得到提高,风温提高较多的企业有:重钢、天铁、南昌、临汾、张店、南京、苏州、首钢、宣钢、石横、营口中板。有20家企业热风温度在降低,降幅最大的达106℃。
高风温是廉价的能源,是用45%高炉煤气燃烧得来的,是体现企业提高能源利用效率的主要内容,是实现低燃料比的主要措施之一。炼铁企业要为实现高风温,做出不断的努力。
目前,我国风温水平与国际先进水平的差距在100℃左右,且热风炉寿命大多数达不到25年。造成这一差距的主要原因是一些热风炉结构不合理、购买劣质耐火砖、施工质量不高、维护不当、送风系统不过关、燃烧制度不合理等。近年来,我国热风温度不断提高,特别是一些2000m3以上容积的高炉,均可实现高风温。2011年上半年我国风温水平较高的企业有:太钢、首钢、宝钢、天钢、攀钢、济源、三明、津西、重钢、兴澄。
2.5 炼铁工序能耗情况
2011年上半年我国重点钢铁企业炼铁工序能耗为404.99kgce/t,比上年有所下降。这一数据可能出现计算问题,因为2011年上半年燃料比、焦比在升高,铁矿石品位下降,这些均应该促使炼铁工序能耗升高。2011年上半年炼铁工序能耗较低的企业有:涟钢、太钢、宣钢、邯钢、天铁、新余、国丰、承钢、湘钢、建龙、张店、冷水江、重钢、衡管。高炉炼铁用能有78%来自碳素(焦炭和煤粉)燃烧,燃料比对工序能耗的影响起决定性作用。企业的炼铁工序能耗数据应与燃料比有对应关系。但上述炼铁工序能耗较低的企业,有些燃料比相对还是较高的,而且风温偏低,这让人产生疑问。
3 炼铁原料生产情况
3.1 烧结生产情况
因铁矿石供应紧张,价格上涨,烧结矿品位下降是不可避免的。由于进口球团矿价格高,为了降低生产成本,企业选择尽量少使用球团矿。但高炉炼铁的炉渣碱度要求在1.0(倍)左右,少用球团,制约了高碱度烧结矿的使用。所以,有些企业降低烧结矿碱度,或生产少量酸性烧结矿。
《高炉炼铁工艺设计规范》中对烧结矿质量的要求是:铁分波动±≤0.5%,碱度波动±≤0.08%,铁分和碱度波动达标率≥80%-98%;含FeO≤9.0%,波动±≤1.0%。目前,一些企业达不到这个标准,严重影响了高炉正常生产。现在,我国炼铁存在的最大问题是生产不稳定,其主要原因是原燃料质量不稳定。稳定是高炉生产的灵魂,炼铁企业应当在生产稳定上下功夫。
为了降低生产成本,一些企业在使用高硅、高Al2O3的矿石后,不得不配加白云石,以改善炉渣流动性和高效脱硫。白云石加到烧结中会使烧结矿质量下降,建议将白云石加到球团矿中,或使用镁球团。我国有专门生产镁球团的企业。
3.2 烧结工序能耗
2011年上半年我国重点钢铁企业烧结工序能耗为52.34kgce/t,比上年下降1.48kgce/t。烧结工序能耗较低的企业有:湘钢、宝钢八一、新余、宣钢、太钢、成钢、重钢、衡管、三明、武钢、天铁。
烧结固体燃耗占烧结工序能耗的70%以上,烧结固体燃耗高的企业烧结工序能耗要高。但烧结生产多配高炉除尘灰,由于除尘灰含碳,所以使烧结工序能耗数值偏低。因此,对比企业之间烧结工序能耗高低,要根据情况具体分析。
2011年上半年我国重点钢铁企业烧结固体燃耗与上年持平。烧结固体燃耗较低的企业有:兴澄、永钢、新余、青岛、凌源、衡管、合钢、三明、徐州、杭钢、成无、川威、衡管、南昌、湘潭、首钢、太钢。
3.3 球团矿生产情况
目前,我国球团矿生产能力已达2亿t。但2010年生产约1.5亿t。其原因是生产球团矿所用合格精矿粉供应不足,造成约有0.5亿t能力无法利用。所以,新建球团企业,一定要落实合格精矿粉供应。
链篦机-回转窑和带式焙烧机工艺生产的球团矿质量高,能耗低,我们应大力推广,并且要逐步淘汰落后的小竖炉。目前,我国链篦机-回转窑生产的球团矿产量已占球团矿总量的60%,这是好的发展趋势。京唐公司投产了400m2大型带式焙烧机,是我国球团生产技术水平提高的表现。
优化高炉炉料结构的方向是提高球团矿配比。高炉多用球团矿可有效地提高入炉矿品位,同时会使炼铁系统能耗降低,有较高的节能减排效果。目前,我国球团配比在15%左右,个别企业已达50%以上。鞍钢、武钢等企业均有进一步发展球团矿的规划。
4 科学评价铁矿石质量
一些企业为了降低生产成本,采购低品位、低价格的铁矿石。要科学评价铁矿石质量,要看铁矿石的物理性能、化学成分、冶金性能,不能只看价格。铁矿石含SiO2和Al2O2高,配料要加较多CaO和MgO,使渣量增多,焦比升高,对炼铁会产出较大负作用。如采购60%品位的铁矿石,含SiO2高达11%,Al2O3含量达6%以上时,实际铁矿石的经济品位也就在51%左右。如果吨铁有害杂质总含量为3.5kg,会使铁矿石价值降低30元。
目前,高品位矿石价格高,而且不容易买到,国内外高炉入炉品位下降是大趋势。要科学确定合理经济采购铁矿石的标准。通过计算可知,炼一吨铁,品位由68%降到62%,要多消耗142.4kg矿石,多消耗49.5kg燃料,铁产量降低15%,联合企业炼钢、轧钢也要降低15%的产能。专家指出品位低于50%的铁矿石,非常不利于炼铁,因为高炉是炼铁,不是炼渣,不能牺牲能源环保指标。因此,进口铁矿石品位要大于60%。
5 采购物品要考虑价格、性能、使用寿命、维护费用等多方面的因素
目前,我国高炉和热风炉寿命偏低。主要是为降低投资,采购了低价格、低质量的耐火材料。导致设备寿命达不到设计标准。最终造成企业因设备寿命低,总经济损失大。现在,一些企业普通热风阀寿命在1.5-3年。换一次热风阀高炉要休风4-8h,造成能耗和经济的损失,远比买普通热风阀省下的钱多得多。出现买的便宜,用着贵的现象。目前有一种节水热风阀,使用寿命可达8-10年,节水70%左右,价格比普通热风阀高20%。
作者:王维兴 来源:《世界金属导报》2011年08月23日