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煉鐵專家楊天鈞分析我國高爐煉鐵生產現狀

煉鐵專家楊天鈞分析我國高爐煉鐵生產現狀

  • 分類:行業新聞
  • 作者:
  • 來源:
  • 發布時間:2019-11-04
  • 訪問量:43

【概要描述】我國是鋼鐵大國,但在煉鐵乃至整個鋼鐵冶金領域,缺少具有自主知識產權的技術,常常處于跟跑狀態,這在極大程度上制約了我國鋼鐵工業的競爭力。因此,我們應該由企業主導,發揮高校和科研院所的技術優勢,結合企業的實踐經驗,聯合攻關。建議優先開展高比例球團高爐冶煉技術、提高焦炭質量及科學評價的技術、基于大數據的高爐專家系統、燒結過程煙氣污染物協同減排等關鍵煉鐵技術的基礎研究,切實促進我國煉鐵技術水平提升。

煉鐵專家楊天鈞分析我國高爐煉鐵生產現狀

【概要描述】我國是鋼鐵大國,但在煉鐵乃至整個鋼鐵冶金領域,缺少具有自主知識產權的技術,常常處于跟跑狀態,這在極大程度上制約了我國鋼鐵工業的競爭力。因此,我們應該由企業主導,發揮高校和科研院所的技術優勢,結合企業的實踐經驗,聯合攻關。建議優先開展高比例球團高爐冶煉技術、提高焦炭質量及科學評價的技術、基于大數據的高爐專家系統、燒結過程煙氣污染物協同減排等關鍵煉鐵技術的基礎研究,切實促進我國煉鐵技術水平提升。

  • 分類:行業新聞
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  • 發布時間:2019-11-04
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詳情

2016年下半年,煤炭、焦炭價格連續上升,焦炭質量下降,影響高爐生產的穩定,導致2016年鋼協會員單位煉鐵技術經濟指標下滑。另外,由于我國高爐生產技術、生產條件差異較大,因此先進值與落后值的差異較大。

2016年我國生鐵產量略有增加,由于煤炭、焦炭價格連續上升,高爐煉鐵用焦炭質量下降,高爐生產不穩定,技術經濟指標有所下滑,應該引起足夠重視……6月8日,2017年全國高爐煉鐵學術年會在昆明舉行,中國金屬學會煉鐵分會主任委員、北京科技大學原校長楊天鈞在大會報告中對2016年高爐煉鐵生產現狀進行了分析,并對今后高爐煉鐵技術持續發展的路徑提出了建議。

 

技術經濟指標下滑值得重視

據楊天鈞介紹,2016年,伴隨著我國生鐵價格上升和企業利潤增加,一些已停產的高爐恢復生產,生鐵產量略有增長。2016年,我國生鐵產量為70073.66萬噸,比2015年增加0.74%;鋼協會員單位2016年生鐵產量為61827.57萬噸,比2015年下降0.03%;其他單位生鐵產量為8246.03萬噸,比2015年增加6.90%。2016年,鋼協會員單位生鐵產量占全國生鐵產量的88.23%,比2015年下降2.13%。我國2016年高爐生鐵產量占世界高爐生鐵產量(115933萬噸)的60.44%。2016年世界直接還原鐵產量為5402.6萬噸,我國也有少量直接還原鐵生產。

不過,2016年下半年,煤炭、焦炭價格連續上升,焦炭質量下降,影響高爐生產的穩定,導致2016年鋼協會員單位煉鐵技術經濟指標下滑。與2015年相比,2016年焦比上升4.35kg/t,煤比下降0.92kg/t,燃料比上升3.86kg/t,熱風溫度下降27.11℃,休風率上升0.60個百分點。

2016年,鋼協會員單位高爐燃料比為539.72kg/t-HM,比2015年增加3.86kg/t-HM。目前,國際先進水平的燃料比低于500kg/t-HM,而我國只有寶鋼等少數企業的高爐燃料比低于500kg/t-HM。

2016年,鋼協會員單位高爐焦比為361.02kg/t-HM。2016年,有41家企業焦比上升,有25家企業焦比下降。2016年,鋼協會員單位噴煤比為141.72kg/t-HM,比2015年下降0.92kg/t-HM,有35家企業噴煤比下降,有29家企業噴煤比提高。

另外,由于我國高爐生產技術、生產條件差異較大,因此先進值與落后值的差異較大。

 

我國高爐煉鐵存在若干問題

我國高爐煉鐵精料方針尚未深入貫徹,高爐長壽問題依然嚴峻,熱風溫度尚有提升的空間,燃料比較國際先進水平還有較大差距等……在報告中,楊天鈞對我國高爐煉鐵存在的若干問題進行了分析總結。

 

在精料工作方面

楊天鈞針對燒結礦、塊礦和焦炭的問題進行了分析。

1、要重視燒結礦強度,更要重視其冶金性能。作為我國高爐的主要含鐵原料——燒結礦,其質量不僅僅包括強度、粒度、品位等宏觀物理化學性能,更須要關注燒結礦在高爐冶煉過程中,所表現的高溫物理化學性能即燒結礦的冶金性能,如還原性、軟化熔融性能等。

2、要全面評價和考核塊礦的性能,尤其是冶金性能。目前塊礦在使用過程中暴露出的主要問題包括:含粉率高,還原性及高溫軟化熔融性能不理想,熱裂性能及檢測不具備代表性,有害元素及含量超標等。這些問題都對塊礦的使用及高爐冶煉過程造成影響,塊礦的性能評價體系有必要進一步完善。

3、原燃料市場價格畸變,更要重視焦炭質量。煤與焦炭的價格上漲,導致部分企業為了降低成本不惜犧牲焦炭質量,造成煉鐵技術經濟指標下滑。這種現象也足以說明焦炭質量對于高爐冶煉的重要性。

 

在高效長壽高爐方面

高爐長壽技術是個系統工程,要采取綜合技術措施。我國高爐長壽發展很不均衡,平均壽命僅為5年~10年,與國外高爐相比還存在較大差距。近些年高爐爐缸側壁溫度異常升高甚至爐缸燒穿的案例明顯增加,說明我國高爐爐缸長壽還存在著較大問題。值得注意的是,2010年以來,隨著高爐冶煉的強化,有些鋼鐵企業出現了銅冷卻壁損壞的問題,值得進一步研究和改進。

 

在提高熱風溫度方面

提高風溫能有效降低焦比和燃料比、降低生產成本,是當前鋼鐵行業可持續發展、實現低碳冶煉的關鍵技術。2016年鋼協會員單位有36家企業熱風溫度下降,有27家企業熱風溫度提高。目前尚有5家企業熱風溫度低于1100℃,距離比較理想的1280℃±20℃高風溫還有很長的路要走,須要繼續推廣高風溫技術。

 

在降低燃料比、實現低碳煉鐵方面

楊天鈞分析道,一方面,我國中小高爐過度強化是其燃料比高的主要原因之一,客觀分析,所謂小高爐效率高只是一種假象。建議使用爐缸面積利用系數來評價高爐生產效率,這樣有利于適當控制產能,避免盲目強化、盲目高產、盲目競爭,從而實現煉鐵節能減排,降低燃料消耗,符合低碳、節能、環保的要求。另一方面,我國高爐燃料比較國外先進水平高出50kg/tHM~100kg/tHM,最重要的原因之一是煤氣沒有得到充分利用。因此,提高煤氣利用率,可以有效降低噸鐵燃料比,其中,控制好煤氣流的三次分配是提高煤氣利用率的關鍵。

 

高爐煉鐵技術發展路徑展望

在分析、總結我國高爐煉鐵存在的問題后,楊天鈞對今后我國高爐煉鐵技術持續發展的路徑提出了一些建議。

1、全面實現精料。精料不僅僅是原燃料高強度、高品位的問題,同時包括高溫冶金性能、成分及性能的穩定、有害元素的含量、粒度均勻等諸多方面

2、穩定高爐操作,努力提高煤氣利用率,提高風溫,富氧噴吹,大幅度降低燃料比。目前,用國產煤生產的頂裝焦炭,灰分在12.5%左右,S在0.7%左右,M40在78%左右,CRI在28%左右,CSR為56%~60%。最適宜的爐容正是中小高爐范圍內的1000m3~2000m3,要建更大型的高爐,一定要采取必要的措施改善焦炭的質量。尤其要考慮到噴吹煤粉以后,煤粉置換了部分焦炭,負荷增加,料柱中焦炭數量減少,焦炭在爐內停留時間延長,經受的劣化作用更大。利用高爐煤氣燒爐,提供1280℃~1300℃風溫,以用熱風帶來的熱量置換焦炭,是實現低碳、低成本煉鐵的重要措施。對目前我國大多數高爐來說,3%~5%的富氧率比較合適;如果氧氣價格降到0.3元/立方米,高爐富氧率可望提高到10%左右。我國沿海地區、南方濕度大而且波動大的地區,以及晝夜溫差大的地區,應該采用鼓風脫濕技術。當前,應該提倡噴吹混合煤,維持與冶煉條件相適應的煤比在130kg/t-HM±20kg/t-HM,并創造條件逐步提高噴煤量到150kg/t-HM~170kg/t-HM。與此同時,可以擴展高爐噴吹煤資源,將我國豐富的蘭炭和提質煤資源替代優質無煙煤進行高爐噴吹。富氫煤氣,例如焦爐煤氣,作為高爐噴吹燃料也值得進一步研究。

3、重視高爐安全長壽與環境保護。高爐長壽技術的主要限制環節是爐缸炭磚的侵蝕,以及爐腹、爐腰和爐身下部冷卻壁的破損。解決好這兩大環節的問題,可基本實現高爐長壽的目標。通過優化操作制度調控高爐內部狀態,促進高爐爐缸炭磚熱面形成穩固的保護層,是延長爐缸壽命的關鍵。根據生產實踐分析和研究得出,造成銅冷卻壁破損的主要原因之一是高爐爐腹角過大,渣皮難以穩定,容易脫落。對比歐洲和我國爐腹角,歐洲高爐爐腹角一般在72°~74°,我國是76°~78°,值得我們認真研究。在環保技術方面,目前燒結煙氣的脫硝更多依靠源頭減量和過程控制,今后應重點發展高度環保、工藝擴展性強、脫硫脫硝脫二 英一體化協同控制的集成深度凈化技術,取代現有的單組分脫硫技術,尤其是低溫煙氣脫硝技術的研發。此外,應優先發展深度節水、硫資源回收和副產物綜合利用的技術。

4、探索高爐智能技術。今后,隨著以智能制造為主導的工業4.0計劃的實施,通過物聯網、移動互聯網、云計算平臺、大數據,構建深度學習的神經網絡高爐專家系統,以及各種技術的集成應用,對優化高爐工藝乃至于全周期全流程的煉鐵工序技術進步大有裨益。

5、注重基礎理論研究,不斷研發新工藝和新技術。我國是鋼鐵大國,但在煉鐵乃至整個鋼鐵冶金領域,缺少具有自主知識產權的技術,常常處于跟跑狀態,這在極大程度上制約了我國鋼鐵工業的競爭力。因此,我們應該由企業主導,發揮高校和科研院所的技術優勢,結合企業的實踐經驗,聯合攻關。建議優先開展高比例球團高爐冶煉技術、提高焦炭質量及科學評價的技術、基于大數據的高爐專家系統、燒結過程煙氣污染物協同減排等關鍵煉鐵技術的基礎研究,切實促進我國煉鐵技術水平提升。

 

 

 

 

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