鋼鐵產業(yè)節(jié)能減排的工作重點是在煉鐵系統。由于煉鐵系統的能耗占鋼鐵聯合企業(yè)總能耗的70%左右。節(jié)能減排的工作思路是:首先要抓好減量化用能,體現出節(jié)能要從源頭抓起;其次是要進步能源利用效率;第三是進步二次能源回收利用水平。降低高爐煉鐵燃料比就是體現出企業(yè)節(jié)能工作是要從源頭抓起,對企業(yè)的節(jié)能工作是有著重大意義。
1.降低煉鐵燃料比是進步高爐利用系數的正確途徑
煉鐵學理論上是:高爐利用系數=冶煉強度÷燃料比。也就是說,進步利用系數有兩個辦法。一個是進步冶煉強度,另一個是降低燃料比。我國中小高爐實現高利用系數主要是采用進步冶煉強度的辦法。采用配備大風機,大風量操縱高爐,進行高冶煉強度生產,來實現高利用系數。這種做法就帶來高爐的能耗高,不符合鋼鐵產業(yè)要節(jié)能降耗的工作思路,應當予以糾正。目前大型高爐噸鐵所消耗的風量在1200m3以下,寶鋼為950m3左右。而一些小高爐的噸鐵風耗是在1400m3左右,甚至有大于1500m3的現象。燃燒1kg標準煤要2.5m3的風,鼓風機產生1m3風要消耗0.85kg標準煤。大風量,高冶煉強度操縱的高爐,燃料比就要升高。所以說小高爐的燃料比要比大高爐高30~50kga。??? 鋼鐵產業(yè)要實現"十一五"期間GDP能耗要降低20%,主要工作方向就是要在降低煉鐵燃料比上下功夫!由于高爐煉鐵工序的能耗要占聯合企業(yè)總能耗的50%左右。
2.高爐煉鐵燃料比的現狀
國際先進水平的煉鐵燃料比是在500kg/t以下,領先水平是在450kg/t左右。2007年我國重點鋼鐵企業(yè)高爐爐煉鐵的燃料比為529kg/t,首鋼為464kg/t,寶鋼為484kg/t,太鋼為491kg/t,武鋼為488kg/t,鞍鋼為500kg/t,最高的企業(yè)達到673 kg/t。這說明,我國已把握了先進的高爐煉鐵技術,但是煉鐵企業(yè)發(fā)展不平衡,尚有較大的節(jié)能潛力。
高爐煉鐵的燃料比是:進爐焦比+噴煤比+小塊焦比。噴煤比是不計算量換比。這樣企業(yè)之間進行對比才公道科學。但是,個別企業(yè)沒有計進小塊焦用量,失往了企業(yè)的能源平衡。
??? 3.降低燃料比的技術措施
3.1貫徹精料方針,努力實現原燃料質量的穩(wěn)定煉鐵精料水平對高爐煉鐵技術經濟指標的影響率在70%。所以說高爐煉鐵要以精料為基礎。煉鐵精料的主要內容是:"高"--進爐礦含鐵品位要高,原燃料轉鼓強度要高,燒結礦堿度要高。高品位是精料技術的核心,進爐品位進步1%,燃料比F降1.5%,生鐵產量升高2.5%。但是目前全世界鐵礦石品位在下降,價位不斷攀升。所以煉鐵不能完全追求高品位。當前我國煉鐵生產存在的最大題目還足原燃質量不穩(wěn)定。精料技術要求原燃料質量要"穩(wěn)"。進爐礦含鐵品位波動從±1.0%降到±0.5%,煉鐵焦比下降1.0%:堿度波動由±0.1降到0.05,煉鐵焦比會下降1.3%。焦炭質量的波動對高爐煉鐵的影響見表1。
當前,焦炭質量變化時高爐煉鐵生產的影響突出顯現,特別是一些高噴煤比的高爐反映非常突出。大高爐提出了對焦炭熱反應性和反應后強度的要求,這是總結多年來生產實踐的結論,要予以重現。寶鋼提出焦炭熱反應性CRI≤26%,反應后強度CSR≥66%。??? 精料技術內容還包括:熟料比要高,原燃料粒度要偏小,粒度細成要均勻,含有害雜質要少,冶金性能要好等。
3.2要實現高風溫
熱風帶進高爐煉鐵的能量占總能量的16%~19%。熱風是廉價的能源,應當充分利用。熱風溫度升高100℃,可降低煉鐵燃料比15~25kg/t,進步風口理論燃燒溫度60℃,答應多噴煤30kg/t。所以高風溫會給高爐煉鐵帶來多方面效應(包括風溫高軟焙下降,軟熔區(qū)間變窄,進步爐料透氣性等,應當努力進步風溫。2007年全國重點鋼鐵企業(yè)熱風溫度為1125℃,寶鋼等企業(yè)的大型高爐均可實現大于1200℃的風溫,但仍有一批企業(yè)的風溫低于1050℃。實現高風溫的技術措施是,要將熱風爐拱頂溫度大于1400℃。熱風爐結構要公道(拱中用耐高溫硅磚,拱頂不要座落在大墻上,采用大蓄熱面積格19~30孔磚等),燒爐和送風時拱頂溫度差控制在100~150℃,送風管道要能承受高風溫等。使用低熱值高爐煤氣中采用空氣,煤氣雙預熱技術等。
表1??? 焦炭質量復化對煉鐵的影響
焦炭質量復化??????? 燃料比????????? 利用系數?????????? 生鐵產量
M40,+1%??????? -5.0kg/t??????? +4%
M10,-0.2%?????? -7.0kg/t???????? +5%
灰分,+1%??????? +1%~2%??????? 渣量增加2%????????? -2.5%
硫分,+0.1%???? +1.5%~2.0%?????? -2.0%
水分,+1%??????? +1.1%~1.3%?????? -5.0%
3.3進行脫濕鼓風
將鼓風濕度降至6g/m3并保持穩(wěn)定會有進步產量,降低焦比的效果。濕度降低1%,可降焦比0.9%,增加產量3.2%。鼓風濕度降低1g/m3,風口前燃燒溫度可進步5~6℃,可答應多噴煤粉1.5~2.0kg/t。
對于暫時不能噴煤的高爐來說,假如要使用高風溫,可以通過加濕鼓風,將高風溫用上,既可以進步生鐵產量,又有降低焦比的作用。因加濕1%鼓風,會使焦比升高4~5kg/t,但是風溫升高100℃,下降焦25kg/t,兩數相加后,仍有降低20kg/t焦比的作用。無噴吹使用高風溫冶煉會使高爐內理論燃燒溫度升高,硅還原加快,高爐順行變差,加濕鼓風可降低風口前理論燃燒溫度。
3.4冶煉強度時煉鐵燃料比的影響
生產實踐表明,高爐冶煉強度在低于1.05t/m3.d時,進步冶煉強度是可以降低燃料比。但是在冶煉強度大于1.05t/m3.d時,進步冶煉強度是會使燃燒比升高,而且在冶冶強度大于1.15t/m3.d時以上,進步冶煉強度,會使燃燒比大幅度升高。所以說,控制冶煉強度在1.05~1.15t/m3.d區(qū)間操縱高爐是會較低的燃料比。我國大型高爐操縱的冶煉強度一般是在1.15t/m3.d以下,而一些小高爐的冶煉強度是在1.50t/m3.d以上。這也是小高爐燃料比高的內在原因。
寶鋼高爐冶煉強達到1.15t/m3.d時要想進步冶煉強度、增加產量,應通過進步富氧率來實現,而不是采用進步鼓風風量的方法。這樣做的好處是,進步冶煉強度后,不會使煉鐵燃料比升高。另一方面使爐腹煤氣量保持9800m3/min,這是高爐生產穩(wěn)定的基礎。
3.5進步爐操縱水平,降低燃料比
對降低煉鐵燃料比有較大作用的高爐操縱技術主要是:進步煤氣中CO2含量,冶煉低硅鐵和進步爐頂煤氣壓力等方面。
(1)進步煤氣中CO2含量的操縱手段主要是進行公道布料,優(yōu)化煤氣流分布,使熱風所帶有的熱量能夠充分傳遞給爐料,增加高爐內鐵礦石的間接還原度。
煤氣中的CO2含量進步0.5%,煉鐵燃料比下降10kg/t,煉鐵工序能耗會下降8.5kgce/t。鐵礦石間接還原是個放熱反應,而直接還原是個吸熱反應。所以,我們要努力進步礦石的間接還原反應。
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