高炉炼铁对原燃料质量的要求和影响.docx
- 文档编号:8163207
- 上传时间:2023-01-29
- 格式:DOCX
- 页数:9
- 大小:28.70KB
高炉炼铁对原燃料质量的要求和影响.docx
《高炉炼铁对原燃料质量的要求和影响.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高炉炼铁对原燃料质量的要求和影响.docx(9页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
高炉炼铁对原燃料质量的要求和影响
高炉炼铁对原燃料质量的要求和影响
王维兴(中国金属学会北京100711)
1.2011年上半年我国钢铁生产情况
2011年上半年我国钢铁生产是处于增长阶段,平均日产钢199.77万吨,已是接近年产钢7亿吨的水平,祥见表1.
表12011年上半年我国钢铁主要产品产量情况单位:
万吨
项目
钢
生铁
钢材
焦炭
铁矿石
铁合金
成品钢材
11年上半年
35054
32457
43740
21037
57503.70
1401.20
33788.69
去年上半年
31988
29935
38728
18840
47132.70
1151.30
30862.55
增长,%
9.60
8.40
12.80
11.70
22.00
21.7
9.48
2011年前7个月我国进口铁矿石388634万吨,比上年增长7.81%,进口焦炭36万吨,比去年下降46.37%;出口焦炭2627.21万吨,比去年增加32.4%。
2.我国钢铁工业发展趋势
根据我国“十二五”发展规划,GDP值增长速度在8%,我国钢铁的需求量还有发展的空间。
预计我国钢产量的顶峰会在8.0亿吨左右,并要维持5~8年。
主要是,我国正处在工业化时代,基本建设任务大,钢材65%是用于基本建设。
农民还没开始大量使用钢材。
所以说,我国钢产量还有一定发展空间。
现在我国钢的生产能力已达9.2亿吨,只是其中还有部分落后的产能要淘汰,也还在建设新的钢铁设备(一部分是淘汰落后设备的替代,一部分就是扩大产能)。
2011年上半年我国铁钢比为0.9259,上年为0.9358.铁的增速低于钢的增速。
但近年我国铁钢比不会有较大变化。
因我国废钢短缺,电价高,短流程发展不起来。
世界炼铁界公认,目前融熔还原炼铁在能耗和成本上是竞争不过高炉。
直接还原成功的案例是在特出条件下实现的。
所以,高炉还是产铁的主要设备。
短期内高炉是打不倒,而且还在得到不断的完善和提升。
综上所述,我国钢铁还要发展,高炉是炼铁的主要设备,对焦炭的需求也不会减弱。
这是发展的大趋势。
我们要有清醒的认识。
三年内,我国炼铁对进口铁矿石的依存度会下降。
但炼铁燃料比下降的空间不是很大了。
因炼铁的生产条件很难有较大的改善(特别是矿石品位、焦炭质量等)。
3.GB50427--2008《高炉炼铁工艺设计规范》对原燃料质量的要求
2008年公布的《高炉炼铁工艺设计规范》对烧结、焦炭、球团、入炉块矿、煤粉质量均有具体要求。
祥见表2~9.
表2 入炉原料含铁品位及熟料率要求
炉容级别(m3)
1000
2000
3000
4000
5000
平均含铁
≥56%
≥58%
≥59%
≥59%
≥60%
熟 料 率
≥85%
≥85%
≥85%
≥85%
≥85%
注:
不包括特殊矿。
表3 烧结矿质量要求
炉容级别(m3)
1000
2000
3000
4000
5000
铁份波动
≤±0.5%
≤±0.5%
≤±0.5%
≤±0.5%
≤±0.5%
碱度波动
≤±0.08
≤±0.08
≤±0.08
≤±0.08
≤±0.08
铁份和碱度波动的达标率
≥80
≥85
≥90
≥95
≥98
含FeO
≤9.0%
≤8.8%
≤8.5%
≤8.0%
≤8.0%
FeO波动
≤±1.0%
≤±1.0%
≤±1.0%
≤±1.0%
≤±1.0%
转鼓指数+6.3mm
≥71
≥74
≥77
≥78
≥78
注:
碱度为CaO/SiO2。
表4 球团矿质量要求
炉容级别(m3)
1000
2000
3000
4000
5000
含 铁 量
≥63%
≥63%
≥64%
≥64%
≥64%
转鼓指数+6.3mm
≥89%
≥89%
≥92%
≥92%
≥92%
耐磨指数-0.5mm
≤5%
≤5%
≤4%
≤4%
≤4%
常温耐压强度(N/个球)
≥2000
≥2000
≥2000
≥2500
≥2500
低温还原粉化率+3.15mm
≥85%
≥85
≥89%
≥89%
≥89%
膨 胀 率
≤15%
≤15%
≤15%
≤15%
≤15%
铁分波动
≤±0.5%
≤±0.5%
≤±0.5%
≤±0.5%
≤±0.5%
注:
不包括特殊矿石。
表5 入炉块矿质量要求
炉容级别(m3)
1000
2000
3000
4000
5000
含 铁 量
≥62%
≥62%
≥64%
≥64%
≥64%
热爆裂性能
-
-
≤1%
<1%
<1%
铁分波动
≤±0.5%
≤±0.5%
≤±0.5%
≤±0.5%
≤±0.5%
表6 原料粒度要求
烧结矿
块矿
球团矿
粒度范围(mm)
5~50
粒度范围(mm)
5~30
粒度范围(mm)
6~18
>50mm
≤8%
>30mm
≤10%
9~18mm
≥85%
<5mm
≤5%
<5mm
≤5%
<6mm
≤5%
注:
石灰石、白云石、萤石、锰矿、硅石粒度应与块矿粒度相同。
表7 焦炭质量要求
炉容级别(m3)
1000
2000
3000
4000
5000
M40
≥78%
≥82%
≥84%
≥85%
≥86%
M10
≤8.0%
≤7.5%
≤7.0%
≤6.5%
≤6.0%
反应后强度CSR
≥58%
≥60%
≥62%
≥65%
≥66%
反应性指数CRI
≤28%
≤26%
≤25%
≤25%
≤25%
焦炭灰分
≤13%
≤13%
≤12.5%
≤12%
≤12%
焦炭含硫
≤0.7%
≤0.7%
≤0,7%
≤0.6%
≤0.6%
焦炭粒度范围(mm)
75~20
75~25
75~25
75~25
75~30
大于上限
≤10%
≤10%
≤10%
≤10%
≤10%
小于下限
≤8%
≤8%
≤8%
≤8%
≤8%
表8 喷吹煤质量要求
炉容级别(m3)
1000
2000
3000
4000
5000
灰分Aad
≤12%
≤11%
≤10%
≤9%
≤9%
含硫St,ad
≤0.7%
≤0.7%
≤0.7%
≤0.6%
≤0.6%
表9 入炉原料和燃料有害杂质量控制值(kg/t)
K2O+Na2O
≤3.0
Zn
≤0.15
Pb
≤0.15
As
≤0.1
S
≤4.0
Cl-
≤0.6
3.高炉炼铁是以精料为基础
国内外炼铁工作者均公认,高炉炼铁是以精料为基础。
精料技术对高炉生产指标的影响率在70%,工长操作水平占10%,企业现代化管理水平占10%,设备作业水平占5%,外界因素(动力、供应、上下工序等)占5%。
在高冶炼强度、高喷煤比条件下,焦炭质量变化对高炉指标的影响率在35%左右。
精料技术的内涵:
精料技术的内容有:
高、熟、稳、均、小、净,少,好八个方面
高:
入炉矿含铁品位高,原燃料转鼓指数高,烧结矿碱度高.
入炉矿品位高是精料技术的核心。
作用:
矿品位升高1%,焦比降1.0%~1.5%,产量增加1.5%~2.0%,吨铁渣量减少30公斤,允许多喷煤粉15公斤.
熟:
指熟料(烧结和球团矿)比要高。
稳:
入炉的原燃料质量和供应数量要稳定。
要求含铁品位波动±<0.5%,碱度波动±<0.08(倍),合格率大于90%。
均:
入炉的原燃料粒度要均匀。
小:
入炉的原燃料粒度要偏小。
.净:
入炉的原燃料要干净,粒度小于5mm占总量比例的5%以下,5~10mm粒级占总量的30%以下。
少:
入炉的原燃料含有害杂质要少。
祥见表9.
.好:
铁矿石的冶金性能要好:
还原性高(>60%)、软融温度高(1200℃以上)、软融温度区间要窄(100~150℃)、低温还原粉化率和膨胀率要低(一级<15%,二级<20%))等。
4.用科学发展观来采购原燃料
用精料技术的内容来判断铁矿石的优劣。
不能只看价格,要看它的化学成分和物理性能,以及使用效果。
要用技术经济分析的办法进行科学计算和评价,找出合理采购铁品位的数值。
算账不能只计算到炼铁,还要看对炼钢、轧钢,以致对全公司的影响。
所以,买低品位铁矿石要有个度。
还要研究对环境的影响。
韩国、日本和宝钢买煤,要求煤的热值要大于7400大卡。
我国有些企业在买6500大卡的煤。
这样,企业之间的能耗水平就不是在一个起点上的对标。
我国焦炭灰分一般在12.5%左右。
工业发达国家的焦炭灰分要比我国低3%左右。
这样,我国与他们的燃料比就有不可比性。
韩国FINIX所用的煤灰分在6~8%,入炉铁品位在61%,所消耗的煤炭为710kg/t。
煤炭质量的优劣对企业的生产指标影响是很大的,特别是企业之间的吨钢综合能耗、炼铁工序能耗进行分析,要注重所用煤炭的质量。
炼焦要用主焦煤、三分之一主焦煤、肥煤、气煤、瘦煤等。
现在,国内外出现采购来的煤不是单一煤种,是混煤。
造成再按五种煤进行配煤炼焦,出现假象,焦炭质量下降,给炼铁产生负面影响。
我们要用煤岩学的办法去分析煤的G值、Y值、反射率等指标,来判断煤的性质,进行采购和炼焦配煤。
5.原燃料质量对企业节能减排有重大影响
炼铁系统的能耗占企业总用能的70%,成本占60%~70%,污染物排放占70%。
所以说,炼铁系统要完成企业的节能减排重任。
钢铁企业用能结构有80%以上是煤炭,主要也是炼铁用焦炭和煤粉,烧结用煤量较少。
2011年上半年重点钢铁企业炼铁焦比为373kg/t,煤比为147kg/t.烧结固体燃耗为55kg/t,比上年均有所劣化。
钢铁企业节能思路是:
首先是要减量化用能,体现出节能要从源头抓起。
第二是要提高能源利用效率,第三是提高二次能源回收利用水平。
减量化用能工作的重点是要降低炼铁燃料比和降低能源亏损等。
目前,我国燃料比与国际先进水平的差距在50~60kg/t左右。
主要原因是,我国矿石含铁品位低,热风温度低、焦炭灰分高等造成的。
精料技术对高炉生产指标的影响率在70%。
在高冶炼强度和高喷煤比条件下,焦炭质量对高炉的影响率将达到35%左右。
也就是说,焦炭质量已成为极重要的因素。
近年来,一些大型高炉出现失常,主要是焦炭质量恶化和成分波动大,高炉操作没进行及时合理的调整。
影响高炉燃料比(焦比、煤比、小块焦比)的主要因素见表10.
表10影响高炉燃料比变化的因素
项目
变动量
燃料比变化
项目
变动量
燃料比变化
入炉品位
+1.0%
-1.5%
风温
>1150℃
+100℃
-8Kg/t
烧结矿FeO
±1.0%
±1.5%
1050~1150
+100℃
-10Kg/t
烧结矿碱度
±0.1(倍)
±3.0%~3.5%
950~1050
+100℃
-15Kg/t
熟料率
+10%
-4%~5%
950
+100℃
-20Kg/t
烧结矿<5mm粉末
±10%
±0.5%
顶压提高
10KPa
-0.3%~-0.5%
矿石金属化率
+10%
-5%~-6%
鼓风湿度
+1g/m³
+1Kg/t
焦炭
M40
±1%
-5.0Kg/t
富氧
1%
-0.5%
M10
-0.2%
-7.0Kg/t
生铁含Si
+0.1%
+4~5Kg/t
灰份
+1.0%
+1.0%~2%
煤气CO2含量
+0.5%
-10Kg/t
S份
+0.1%
+1.5%~2%
渣量
+100Kg/t
+40Kg/t
水份
+1%
+1.1%~1.3%
矿石直接还原度
+0.1
+8%
转鼓
+1%
-3.5%
炉渣碱度
0.1(倍)
3%
入炉石灰石
+100Kg
+6%~7%
炉顶温度
+100℃
+30Kg/t
碎铁
+100Kg
-20~-40Kg/t
焦炭CRS
CSI
+1%
+1%
-0.5%~-1.1%
-2%~-3%
矿石含硫
+1%
+5%
烧结球团转鼓
+1%
-0.5%
从表10可看出,M10变化-0.2%,燃料比将变化7kg/t,比焦炭的其它指标作用都大。
所以,我们应十分关注M10的变化。
6.用生产条件论的观点来指导企业的生产建设
企业的一切先进指标的实现,均是在一定的生产条件下完成的。
支撑先进指标的条件会有许多。
我们要找出其主要因素,给予优先创造条件,使企业的效益最大化。
要建立适合本企业的技术支撑体系,抓住重要矛盾,进行科学对标(在相近生产条件下、相近设备容量、相近产品结构条件下进行对标)促进企业的技术进步和生产建设发展。
目前,我国有1400多座高炉,大于1000m³的高炉约有320座,4000m³以上容积的高炉有14高炉座。
要承认巨型高炉所要求的原燃料质量是苛刻的。
这是冶金学基本原理所决定的。
为缓和原燃料供应紧张、价位的不断攀升,我们应控制再建设巨型高炉的数量。
高炉大型化和提高喷煤比是在确保提高原燃料质量条件下进行的。
7.科学认识高炉对焦炭质量的要求
高炉炼铁所用焦炭要满足表7中的质量要求。
从表7可看出容积越大的高炉,要求的焦炭质量越高。
企业有多种容积的高炉,就要给大高炉使用好的焦炭,容积较小的高炉可用质量较差的焦炭。
不同容积高炉,用不同质量焦炭,是科学的方法。
对于小于1000m³高炉所用焦炭可以不必过分追求焦炭热性能。
要承认捣固焦指标是较高的。
但因是盲肠气孔,密度大,在高炉内反应性差,发热低、产生CO2少,使铁矿石间接还原度降低。
宝钢和欧洲的一些高炉使用捣固焦,出现焦比升高、产量降低现象。
所以,对捣固焦指标与非捣固焦对比,要打折扣。
涟钢、国丰等企业高炉100%使用捣固焦,生产指标得到改善。
一批企业在部分使用捣固焦,有一定的经济效益。
鞍山热能院孟庆波院长提出,焦炭质量的优劣主要取决于炼焦煤的性能,要用煤岩学来进行判断。
8.提高焦炭质量的技术措施
硬质煤要细破,进行风选,脱除灰分。
多配主焦煤、肥煤。
对炼焦煤进行脱湿、混均、捣固。
延长结焦时间、有闷炉时间。
进行干熄焦、或少水熄焦等。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高炉 炼铁 燃料 质量 要求 影响