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2020年我国炼铁技术发展评述

文章作者: 来源: 发布时间:2021/08/13 浏览次数:330

2020年中国钢铁工业协会(以下简称“钢协”)会员单位高炉利用系数、喷煤比、燃料比、劳动生产率有所升高,炼铁工序能耗有所降低,说明炼铁技术进步尚需努力;多数炼铁企业在追求高产,以实现提高利润,使燃料比升高、个别企业污染物的排放有所升高,应当及时扭转片面追求高产(要努力降低燃料比,来实现高利润)的操作方针。各企业之间炼铁系统技术经济指标发展不平衡,差距较大,因企业之间生产条件有较大区别。

2020年钢协会员单位铁产量占全国的84.29%,有96个单位统计了高炉生产指标,还有部分企业统计指标缺失:2020年钢协会员单位统计的高炉技术经济指标中,有8个企业无燃料比数据,32个企业统计中没有小块焦比数据,有9个企业无劳动生产率数据,有5个企业无2019年入炉铁矿品位数据,有1个企业无2019年热风温度数据等。

高炉炼铁部分技术经济指标变化情况如下:

高炉燃料比情况

2020年钢协公布的会员单位燃料比是529.11kg/t。钢协会员单位有32个企业高炉燃料比对应项目无焦丁比数值,经审核后发现有7个企业报出的燃料比不包含焦丁比,导致燃料比数值偏低;有焦丁比数据的49个企业中有41企业的燃料比数值不等于焦比+小焦比+煤比(说明:喷煤比不能用折算系数计算),有6个企业的焦比+小焦比+煤比数据大于报出的燃料比数据。企业应尽快按国家统一的规定去计算。

目前,国际先进水平的高炉燃料比低于500kg/t。2020年我国只有宝钢、湛江钢铁、新兴铸管、衢州元立和三钢集团等单位的部分的高炉燃料比低于500kg/t。如三钢集团为490.246kg/t、中天钢铁为491.81kg/t,均低于500kg/t。

根据钢协统计数据分析,2020年钢协会员单位有29个企业燃料比得到下降,与上年同期相比燃料比降幅较大的企业有:东海特钢下降18.67kg/t,中天钢铁下降17.04kg/t,西林钢铁下降16.97kg/t等。

2020年高炉燃料比较低的企业有:宝钢股份为491.36kg/t,三钢集团为490.246kg/t,中天钢铁为491.81kg/t,淄博永锋钢铁为503.905kg/t,首钢为504.003kg/t等。但是,燃料比最高的企业达到647.68kg/t。

分析2020年部分炼铁企业降低燃料比变化,主要有以下几类情况:

一是焦比和煤比同时下降,风温提高,使燃料比得到下降,这是高炉操作的最好水平。

二是焦比下降幅度大于煤比升高的幅度,使燃料比下降。

降低炼铁燃料比的主要体现是要降低焦比。提高喷煤比后,要使煤粉替代焦炭的置换比高,才会使燃料比不会升高。这也是最经济的提高喷煤比技术。2020年中钢协会员单位之中,有15家企业实现了焦比下降幅度大于煤比升高的幅度,使炼铁燃料比得到下降。

三是煤比下降的幅度大于焦比升高的幅度,风温提高,使燃料比下降。

当前,冶金焦炭和煤粉的每吨价差较大时,为使高炉炉料透气性好、生产稳定、实现高产,降低煤比、提高焦比,使炉料透气性有所改善,促进高炉顺行,提高产量,同时有效地降低了燃料比和生产成本。

钢协会员单位炼铁工序

能耗有所下降

2020年,钢协统计了96家单位能源指标,统计了88家单位炼铁生产工序指标。统计炼铁能源的单位对应的铁产量是5.1601亿吨,会员单位的铁产量是7.4831亿吨,相差2.3230亿吨钢。2020年重点企业的炼铁工序能耗为385.17kgce/t,比上年同期下降2.79kgce/t。2020年炼铁工序能耗较低的企业有:广东阳春新钢铁为322.64Kgce/t,方大集团为325.58kgce/t,营口中板为225.44kgce/t,济源钢铁为358.38kgce/t等,但炼铁工序能耗最高的企业达到429.55kgce/t。

重点企业高炉焦比下降

2020年,钢协会员单位焦比为355.19kg/t,比上年下降1.75kg/t。2020年与上年同期相比,有49个企业焦比下降,降幅较大的企业有:长钢下降28.545kg/t,方大特钢下降20.675kg/t,天铁集团下降20.326kg/t,山钢股份下降11.59kg/t,西林钢铁下降19.478kg/t等。有38个企业的焦比在升高,大部分企业是因焦炭与煤粉价差降低,提高焦比,降低煤比,有利于提高炉料透气性,高炉好操作。

2020年焦比较低的企业有:首钢为295.81kg/t,三钢集团为313.84kg/t,涟钢为315.47kg/t、兴澄为321.92kg/t,太钢为329.23kg/t等。

喷煤比得到提高

2020年,钢协会员单位高炉喷煤比为143.02kg/t,比上年同期升高2.32kg/t。与上年同期相比,有55个企业煤比在升高。喷煤比升幅较大的企业有:达钢升高30.17kg/t,沙钢升高14.001kg/t,山钢股份升高10.48kg/t,方大集团升高14.00kg/t等。有29个企业喷煤比在降低,不利于降低成本。

2020年钢协会员单位中,喷煤比较高的企业有:营口中板喷煤比为178.85kg/t,首钢为174.815g/t,山钢股份为158.84kg/t,中南钢铁为161.864kg/t等;喷煤比最低的企业仅为93.00kg/t。

近年来,我国高炉喷煤比总体水平不高。炼铁企业因焦炭与煤粉的价差在缩小,为提高炉料透气性,促进高炉生产稳定和高产,已不再追求过高的喷煤比,而是寻求经济喷煤比,提高煤粉的置换比,实现炼铁成本的最优化。但是应当指出,提高喷煤比是炼铁技术发展的中心环节,是降低生产成本的有效手段。个别企业为降低采购成本,购买劣质喷吹煤,灰分高、含有害杂质高、发热值低,使煤粉置换比低,是不经济的,会对高炉产生负面影响。在一般原料质量条件下,喷煤比不应低于130kg/t;在热风温度低于1000℃时,不宜大量喷煤。

煤粉分配器应高放置(放在炉顶平台下),实现各风口喷煤量均匀,炉缸圆周工作均匀,煤气流分布稳定均匀,促进高炉高效化生产。

热风温度有所下降

2020年,钢协会员单位高炉热风温度为1115.73℃,与上年同期相比下降31.71℃。2020年与上年同期相比有52个企业热风温度升高,有28个企业热风温度降低。热风是廉价的能源,是高炉煤气(约用45%)燃烧换来的。热风是高炉炼铁的第二热源(占炼铁用能的19%左右),企业要及时对热风炉进行技术改造,要努力提高热风温度,促进实现低燃料比,降低生产成本。提高100℃热风温度,可降低高炉燃料比约15kg/t,允许提高喷煤比。目前,我国高炉炼铁技术指标中与国际先进水平相比,最大差距是热风温度偏低(约差80℃~100℃)。

2020年,有52家企业热风温度提高,提高较多的企业有:略钢提高21.55℃,冷钢提高73.37℃,新冶钢提高21.29℃等。

提高热风温度的技术措施是:热风炉拱顶使用耐高温的硅砖,热风炉拱顶在烧炉和送风时的温差小于100℃~150℃,热风炉送风时间要控制在40分钟~60分钟;热风炉蓄热砖要用高蓄热面积的格子砖(由7孔砖改为19孔砖~37孔砖),并涂上能吸热高辐射蓄热材料;提高热风炉废气温度(达到400℃~450℃),单烧高炉煤气的热风炉采用煤气和空气双预热技术;高炉和送风系统结构,能够使用和接受高风温等。

目前,我国一些企业热风温度偏低和热风炉寿命偏低(设计规范要求大于25年)的主要原因是使用的耐火砖质量差。为降低投资而买质量差耐火砖,使风温达不到高风温水平,造成高炉长期得不到高风温,使炼铁焦比高,其经济代价太大,是得不偿失的做法。一些企业热风炉的短管设计不当、所用材料不好,经受不了高风温。要用技术经济的方法去进行科学计算,确认合理经济的建设和改造热风炉投资原则。豫兴等单位均有实现热风炉高风温的技术,应广泛使用。

2020年,钢协会员单位高炉热风温度较高的企业有:太钢为1217.76℃,淮钢为1217.18℃,首钢为1216.72℃,济源钢铁为1204.23℃,攀钢为1208.25℃等,但是热风温度最低的企业是1050.00℃。

高炉入炉铁品位下降

2020年,重点企业高炉入炉铁品位是57.73%,比上年下降0.12%;有37个企业高炉入炉铁品位得到提高,有43个企业铁品位下降。

2020年入炉铁品位较高的企业有:首钢为60.574%,太钢为59.762%,涟钢为58.98%,安钢为58.597%等。但是最低的企业铁品位只有50.59%。

入炉铁品位提高较多的企业有:石钢提高0.89%,富鑫钢铁提高0.72%,青钢提高0.57%,达钢提高0.65%等。

高炉炼铁精料技术水平对炼铁指标的影响在70%,精料技术的核心是努力提高入炉矿含铁品位。铁品位升高1%,燃料比下降1.5%,产量提高2.5%,降低污染物排放,促进高炉清洁生产。含Al2O3高及高SiO2的铁矿石,实际经济品位下降较多,因此,不要再购买低于60%品位的进口矿。建议将企业高炉入炉矿含铁品位提高到58%以上,促进企业节能减排,绿色生产。企业要认识到:高炉炼铁是以精料为基础,精料技术的核心是努力提高入炉铁品位。

提高高炉炉料中球团矿配比,是炼铁技术发展的大方向,是提高高炉入炉铁品位的主要技术措施之一。球团矿含铁品位比烧结矿高约7%,球团生产过程中污染物排放是烧结矿生产的1/3,炼铁多用球团矿,可以降低炼铁系统的污染物排放。因此,我们提倡炼铁要努力提高球团矿配比。部分高炉已有好的范例。

高炉提高球团矿配比后,炉渣碱度不好调整,建议使用熔剂性球团矿,我国已有生产熔剂性球团技术。目前,首钢、湛钢、唐钢等企业已有熔剂性球团矿的成功生产实践。

2020年重点企业球团矿产量为1.08亿吨,比上年提高2.98%,有利于提高炼铁球团矿含铁品位、提高炼铁入炉铁品位。

2020年重点钢铁企业选矿的铁精矿品位是63.16%,比上年提高3.70%,促进了炼铁入炉铁品位和球团矿品位的提高。

高炉休风率降低

2020年,钢协会员单位高炉休风率为1.92%,比2019年下降0.43%。休风率较低的企业有:东海特钢为0.39%,中天钢铁为0.44%,鞍钢和攀钢均为0.49%,敬业钢铁为0.51%,德龙为0.68%,阳春钢铁为0.72%等。但休风率最高的企业为23.75%,是生产不正常的表现。

高炉休风率低是高炉能够生产稳定顺行的主要标志,是高炉操作水平高和设备运行状态良好等方面的综合体现。当前,一些企业因环保限产等因素,高炉出现临时休风现象较多,造成高炉休风率升高,是属于外界因素影响。国家已出台环保限产区别对待的政策,炼铁企业应该加大对环保的治理,努力实现成为达到超低排放的A类企业。


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