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2015年全國不同級別高爐煉鐵主要操作指標與分析

時間:2020-01-14 06:10來源:北京科技大學 作者:許滿興 點擊:
  • 摘要  本文介紹了我國2015年我國高爐煉鐵的基本情況和不同級別高爐煉鐵的主要技術經濟指標,對不同級別高爐主要操作指標著重進行了低燃料比和低MgO/Al2O3分析,并對不同級別高爐主要操作指標進行了對比分析。

    關鍵詞  高爐煉鐵基本情況 主要操作指標 對比分析


    1  2015年我國高爐煉鐵的基本情況

    我國高爐煉鐵跨入新世紀以來,經過十余個年度快速發展,由于產能過剩,2015年調整了發展速度,生鐵年產量6.91億t,首次出現3.45%降幅的負增長??偨Y2001~2013年我國高爐煉鐵取得八個方面的長足進步后[1],近兩年來我國高爐煉鐵又在擺脫低品質礦冶煉的影響,堅持推行精料方針,采用爐煤氣量指數指導高爐低燃料比煉鐵、高爐高風溫和長壽技術、降低燒結、高爐渣MgO/Al2O3煉鐵等諸方面取得了新的進步。2015年全國277座各級別高爐的主要操作指標和中鋼會員單位高爐的主要操作指標列于表1。

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    由表1可見,我國高爐煉鐵2015年生產基本情況,就全國277座高爐指標而言,入爐焦比比2014年有下降,但燃料比卻升高了20kg/t,休風率有明顯下降,平均風溫有一定的提高,利用系數比2014也有一定提高,入爐礦品位和熟料率基本持平,但渣鐵比較高(369kg/t),煤氣利用率低于46%,造成燃料比不但沒有下降,反而出現了較大幅度的升高。中鋼協會員單位的情況也基本相似,入爐礦品位升高了0.65個百分點,風溫下降了6℃,燃料比2015年比2014升高了13kg/t,這顯然是我們不希望看到的結果,因此認真總結2015年我國高爐煉鐵主要操作指標的進步和不足,對發展我國高爐煉鐵技術和進一步實現低成本、低燃料比煉鐵,具有重要的價值和意義。

    2  2015年我國從450m3~580m3各級別高爐的主要技術經濟指標(列于表2-表9)

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    3 對2015年我國各級別高爐主要技術經濟指標的分析評述

    今年是我國“十三五”計劃的第一年,也是國家環保法正式施行的第一年,鋼鐵企業環保的壓力特別大。2015年我國鋼鐵企業出現全局虧損,是2011年10月以來,鋼鐵企業進入“困境”以來最困難的一年,鋼鐵企業降成本的壓力也特別大。解壓環保,高爐煉鐵就要節能減排,低燃料比煉鐵;解壓成本高爐煉鐵就要低成本煉鐵。因此,對2015年我國各級別高爐煉鐵主要技術經濟指標的分析和評述著重從低燃料比和低成本兩個方面展開。

    3.1 450~550m3高爐生產主要技術經濟指標分析

    由表2所示450~550m3高爐生產主要技術經濟指標看,雖然有效容積小,

    但也有低焦比、低燃料比煉鐵的實例,這就是江蘇長強鋼鐵公司500m3高爐,全年實現了入爐焦比333kg/t,噴煤比151.0kg/t,燃料比達到511.4kg/t的優良指標??偨Y該公司的做法,突出高品位低硅燒結(TFe=57.8%,SiO2=5.08%),其入爐品位達到59.33%的水平,風溫和富氧率也比較高(風溫為1145℃,富氧率為4.18%),使其實現了低燃料比、高產的目標(利用系數=3.82t/m3?d)。

    在全國40座450~550m3的高爐中,沙鋼有4座480m3、安鋼有一座500m3、黑龍江建龍有一座530m3高爐,爐渣的MgO/Al2O3低于0.5,為降低燒結礦MgO含量和渣鐵比創造了條件,為降低生鐵成本留了空間。需要指出的是在這一級別的高爐中,有幾家企業將燒結礦的MgO做到了2.60%以上,甚至3.26%的程度,這是一個很大的浪費,應盡快設法將燒結礦的MgO含量降低到低于1.8%的水平。

    3.2  580~750m3高爐生產主要技術經濟指標分析

    在全國580~750m3的32座高爐中,江蘇中天鋼鐵公司660m3的高爐,由于高風溫和高頂壓、低休風率(休風率=0.64%),實現了入爐焦比327.8kg/t、煤比163.0kg/t和510.9kg/t的低燃料比水平;沙鋼本部的4座和淮鋼2座580m3高爐,采用低MgO/Al2O3爐渣煉鐵(低于0.48和0.5),特別是淮鋼堅持精料方針,入爐礦品位達到58.20%,燒結礦的品位接近57%,MgO含量低至1.55%的水平,創造了燃料比低于530kg/t的年指標水平;天鐵700 m3和武安裕華600m3高爐,也由于采用精料和高風溫冶煉,分別創造了513.8%kg/t和516.7kg/t的年先進指標水平。

    3.3  1000~1080 m3高爐生產主要技術經濟指標分析

    在全國爐容為1000~1080 m3的39座高爐中,安徽長江鋼鐵公司的1080m3

    級高爐,由于采用高風溫、高頂壓操作和低休風率(0.45%),實現了502kg/t低燃料比的先進紀錄;山西長治鋼鐵公司2座1080m3級別高爐,爐渣的Al2O3含量>15.35%,MgO含量低于5.85%,爐渣的MgO/Al2O3比低于0.377,燒結礦的Al2O3含量高達2.57%以上,MgO含量低于1.7%的水平,創造了高爐渣MgO/Al2O3低于0.4的范例。

    3.4  1200~1800 m3高爐生產主要技術經濟指標分析

    在全國25座1200~1800 m3級高爐中,還是安徽長江鋼鐵公司的1250高

    由于采用高風溫(1178℃)和高頂壓(189kPa)及低休風率(0.54%)操作,實現了506.9kg/t低燃料比的先進指標;福建三安鋼鐵公司歷來采用低MgO/Al2O3爐渣操作高爐,高爐渣的MgO年平均為6.35%,三安公司的高爐渣MgO一度達到3.01~2.69%,Al2O3為11.91%~18.09%,高爐渣的MgO/Al2O3低到0.178~0.149,可以說它們為我國高爐低MgO/Al2O3煉鐵創立了典范。

    3.5  2000 m3級高爐生產主要技術經濟指標分析

    在全國2000 m3級高爐的32座高爐中,河北邯鋼2000m3高爐是低燃料

    比的先進單位,邯鋼高爐也是采用精料(入爐礦品位58.09%)、高風溫(1165℃)和低MgO/Al2O3(0.462%)比操作,達到最大限度地降低煉鐵成本;太鋼1800m3的高爐指標也是相當好的,焦比300kg/t,煤比202kg/t,燃料比519kg/t,風溫高達1253℃,入爐礦品位高達59.19%,燒結礦的品位達57.1%,MgO含量低至1.44%;值得一提的山鋼集團萊鋼的2座1880高爐,燒結礦的Al2O3含量為2.17%,MgO含量低至1.06%,高爐渣的Al2O3分別為15.36%和15.19%,MgO分別為5.04%和4.92%,爐渣的MgO/Al2O3分別為0.328和0.324,為高爐煉鐵降低成本創造了佳績(目前,燒結礦降低1%的MgO,噸鐵成本降低可達到20元/t)。

    3.6  2000 m3級高爐生產主要技術經濟指標分析

    在全國27座2500m3級高爐統計指標中,宣鋼2座2500m3高爐中的一座

    指標,燃料比達到了502.4kg/t的水平;沙鋼宏發煉鐵廠3座2500m3高爐,由于采用高品位(燒結礦品位57%,入爐礦品位>58%),低休風率和低MgO/Al2O3(<0.48)操作取得了良好的冶煉指標,三座高爐燒結礦的MgO含量低至1.60%的水平是值得效仿的;在全國2500m3高爐中,最高的利用系數達到4.11t/m3?d,在2015年全局虧本的條件下追求高產,造成燃料比>560kg/t,這顯然是不值得提倡和追求的。

    3.6 3200 m3級高爐生產主要技術經濟指標分析

    在全國有統計的18座3200m3級高爐操作指標中,焦比低于300kg/t的

    有3家。其中鞍鋼 2號高爐指標最優良,燃料比破500kg/t大關為496kg/t,這與鞍鋼實施精料(入爐品位58.44%),高風溫(1211℃)和(高富氧=4.59%)等操作相關;梅鋼和邯寶公司的3200m3級高爐指標也相當優良,這與兩家企業重視提高煤氣利用率和采用精料方針直接相關;山鋼集團萊鋼的一座3200m3高爐,操作指標也相當好,值得關注的是該高爐采用低MgO/Al2O3(0.3076)操作,燒結礦的Al2O3含量高達2.15%,但MgO含量控制到0.99%的水平,這值得煉鐵工作者重視和關注,它對降低萊鋼高爐煉鐵成本起了重要作用。

    3.7  >3800m3級高爐生產主要技術經濟指標分析

    在全國>3800 m3的10座特大型高爐主要操作指標中,梅山鋼鐵的4070m3

    高爐,由于采取精料(入爐礦品位58.77%,燒結礦品位57.4%)、高風溫(1224℃)、和低MgO/Al2O3等操作,取得了491.9kg/t低燃料比的良好效果;寶鋼的四座大高爐(有效容積1~4#分別為4966m3,4706 m3,4350 m3和4747 m3),本次雖然沒有列入主要操作指標的統計,但從其近幾年燃料比的變化(列于表10)可以給全國煉鐵工作者一個很大的啟發。

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    由表10不難看出,寶鋼高爐主要操作指標優良和高爐長期穩定順行,是寶鋼高爐一貫實行精料方針的結果(入爐礦品位均接近60%左右);二是寶鋼高爐爐料質量長期保持穩定;三是寶鋼高爐操作在不斷探索爐料結構變化對主要操作指標的影響,特別關注球團礦配比的變化對高爐主要操作指標的影響,證明球團礦配比是影響高爐燃料比的一個重要因素。

    4  2015年全國不同級別高爐主要操作指標的對比分析(對比數據列于表11)。

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    由表11中2015年全國不同級別高爐主要操作指標對比可見具有以下特點:

    (1) 入爐焦比不是高爐容積越大越低,1200~2500 m3的三級高爐入爐焦比偏高;

    (2)高爐噴煤比也不是高爐容積越大,噴煤比越高,平均噴煤比是580~1000m3級高爐最高;

    (3)燃料比也與高爐容積不成比例變化,其中1200~1800m3、1800~2200m3和2500m3三級高爐燃料比與入爐焦比有類似偏高的特點;

    (4)熱風溫度也不是高爐容積越大風溫越高,其中1200~1280m3、1800~2200m3和2500m3三級高爐的熱風溫度有偏低的特點;

    (5)風量和風速與爐容的關系是應有相關關系的,由數據分析,1000~1080m3和1800~2200m3級高爐的風速有偏低的特點;

    (6) 頂壓也應與爐容具有相關關系,隨爐容增大,爐頂壓力升高,1000~1080m3頂壓高于1200-1280m3高爐的。但其煤氣利用率反而低;

    (7) 富氧率與休風率與爐容不具有相關關系,按常規大高爐的休風率應具有下降的特點,但從統計數據看并不是這樣,也就是說,大型高爐的休風率也不低;

    (8) 渣鐵比是高爐操作的一個重要數據,常規應隨爐容擴大,爐料質量提高,渣鐵比下降。由表11可見,1000~1080m3、1200~1280m3、1800~2200m3和2500m3四級高爐,不是隨爐容擴大,提高精料水平,而是出現相反的趨勢;

    (9)爐渣的MgO/Al2O3比在上述分析中已特別提出了,目前多數高爐尚沒有關注這個問題,因此應引起多數高爐工作者的關注,通過降低燒結煉鐵MgO/Al2O3,取得降低生鐵成本的效果;

    (10)燒結礦品位和入爐品位偏低,在低礦價的新常態下,應大幅度提高精料水平,取得降本增效的效果;

    (11)燒結礦和球團礦的SiO2含量太高,這是渣比高、精料水平低的反映。在高爐實施精料方針上,多數企業和高爐應仿效寶鋼的做法,提高燒結礦和入爐礦的品位,把渣鐵比降低到低于320kg/t的水平;

    (12)燒結礦的MgO含量偏高,這對燒結礦質量的影響主要是負面影響,應仿效萊鋼、沙鋼和三安公司做法,降低燒結礦MgO含量,向降低燒結礦MgO含量要效益。

    5  對2016年我國高爐煉鐵的展望

      由以上2015年我國高爐煉鐵主要操作指標的分析和討論,對我國2015年高爐煉鐵的燃料比作歸納,將450~1280 m3高爐的燃料比低于520 kg/t的列為先進指標,將1800~2200 m3高爐燃料比低于515 kg/t的和大于2500 m3高爐燃料比低于510 kg/t列于先進指標,全國277座高爐的先進指標列于表12。由表12可見,2015年全國高爐燃料比最低的除了寶鋼本部4座高爐外,是梅山鋼鐵的5號高爐了(燃料比為491.9kg/t)。將高爐煉鐵爐渣的MgO/Al2O3值小于0.50的作為低鎂鋁比先進指標列于表13。由表13可見,2015年全國高爐MgO/ Al2O3 最低的是萊鋼的3200m3高爐,其MgO/ Al2O3=0.308,爐渣的Al2O315.44%,MgO含量低至4.75%。

    5.1 加大降低燃料比的力度

    2015年我國277座高爐統計燃料比平均為533.5 kg/t,這個數值比2014年不是降低了,而是升高了20 kg/t,因此2016年全國的高爐應像寶鋼那樣,加大提高精料水平和煤氣利用率,進一步提高風溫和噴煤比,運用爐腹煤氣量指數改善高爐操作等措施大幅度降低燃料比,像寶鋼和梅山鋼鐵那樣,有更多企業的高爐燃料比跨入500 kg/t的大關。

    5.2 適當降低高爐渣的MgO/Al2O3

    爐渣的MgO/Al2O3是一組具有重要價值的數據。2015年我國煉鐵低爐渣MgO/Al2O3高爐已不再是少數幾家了,已有34座高爐爐渣的MgO/Al2O3低于0.5,筆者期待2016年擁有更多的高爐爐渣MgO/Al2O3低于0.5,打出燒結和煉鐵降本增效的“組合拳”,為企業降低成本作出新貢獻。

    7  結語

    近兩年來我國高爐煉鐵在擺脫低品質礦冶煉的影響,堅持推行精料方針,采用爐煤氣量指數指導高爐低燃料比煉鐵、高爐高風溫和長壽技術、降低燒結、高爐渣MgO/Al2O3煉鐵等諸方面取得了新的進步,但最大的不足是燃料比2015年比上年升高了20kg/t。所以2016年應加大降低燃料比和高爐渣MgO/Al2O3的力度,以實現經濟利益的最大化。

    8  參考文獻

    [1] 許滿興 2014年1~6月全國不同級別高爐主要操作指標與分析

    《煉鐵交流》 2014年NO.6(38-46)

    [2] 煉鐵交流 2015年1-12月全國高爐生產技術經濟指標

    [3] 王維興  2015年我國煉鐵生產技術指標評述

    《世界金屬導報》2016.3.15B02版

    [4] 許滿興 把好我國大型高爐低成本、低燃料比的關

    《第十四屆全國大高爐煉鐵學術會論文集》2013年9月嘉峪關

    (責任編輯:zgltw)
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