铸造高炉节能减排技术措施.doc

铸造高炉节能减排技术措施王维兴(中国金属学会)一.国家标准:1.,2008年6月1日国家开始实施GB21256-2007工序名称单位产品能源消耗限额限定值,kgce/t单位产品能源消耗限额准入值,kgce/t单位产品能源消耗限额先进值,kgce/t烧结工序655055高炉工序460430390转炉工序100-8注:电力折标准煤系数采用等价值0.404kgce/(kw.h).2,2008年8月1日国家开始实施HJ/T427-2008清洁生产标准 钢铁行业(高炉炼铁).文本分三个挡次.一为国际先进水平,而为国内先进水平,三为国内基本水平.(详见文本).3.2008年7月1日国家开始实施GB50427-2008.文本对炼铁原料,燃料和技术指标,能源和资源利用,热风炉,高炉煤气净化及煤气余压发电,喷吹煤粉及富氧,环境保护等方面均有具体要求. (详见文本).二.中国重点钢铁企业能耗情况2010年首季全国重点钢铁企业产钢1.30亿吨,比去年同期增22.43%;生铁产量为1.23亿吨,比去年同期增长21.45%:钢材产量1.21亿吨,比去年同期增长25.15%.各工序能耗也均有所不同程度变化,详见表1.表1 2010年首季全国重点钢铁企业能耗情况 单位: kgce/t吨钢综合能耗烧结焦化高炉电炉转炉轧钢吨钢电耗kwh/t吨钢水耗m3/t10年首季613.5358.21109.59411.9884.883.9261.18490.173.1609年首季626.4359.41100.79422.4183.264.5561.73496.502.39增减量-12.9-1.28.80-10.431.62-0.63-0.55-6.330.77先进值太钢42.17南昌53.63新余358.73淮钢24.33太钢-12.98马钢25.94荣城320.23龙门1.01落后值79.98301.01521.65218.9943.30255.74647.708.22从上表可看出, 2010年首季全国重点钢铁企业吨钢综合能耗,烧结,高炉,转炉, 轧钢工序能耗得到下降.这是节能工作所取得的成绩.企业节能工作发展不平衡, 落后值与先进值差距较大.说明钢铁工业还有节能潜力.2010年首季全国重点钢铁企业钢产量增长22.43%,总能耗增长15.2%.能耗增幅低于钢产量增幅7.23%,是钢铁企业节能的成绩.数据表明,近两年我国钢铁企业节能工作不断取得新进展.1. 炼铁工序能耗述评2010年首季全国重点钢铁企业炼铁工序能耗为411.98kgce/t,比上年降低2.5%.指标较好的企业是: 新余358.73 kgce/t,西林365.11kgce/t, 涟钢365.36kgce/t, 太钢371.11, kgce/t, 宣钢372.12 kgce/t, 邯钢374.96kgce/t, 国丰375.63 kgce/t, 杭钢383.26kgce/t, 安钢385.95kgce/t. 莱钢387.57kgce/t, 河北敬业386.89kgce/t. 石钢386.97kgce/t,凌钢390.94kgce/t.高炉炼铁所需的能量有78%来自炭素(焦炭和煤粉),18%来自热风,3%是炉料化学热.所以说,降低炼铁工序能耗工作重点是降低炼铁燃料比(焦炭,小块焦比和煤粉).2010年首季全国重点钢铁企业炼铁燃料比为519kg/t(没有包括小块焦比), 比上年降低2 kg/t. 燃料比较低的企业有:宝钢470 kg/t,新冶钢474 kg/t,青钢 482 kg/t,沙钢 483 kg/t,马钢股份484 kg/t,首钢 486 kg/t,韶钢 487 kg/t,邯钢488 kg/t,本钢 489 kg/t,太钢和邢钢均为 496 kg/t,通钢 497 kg/t,鞍钢502 kg/t,唐钢,三钢和西林均为503 kg/t.高炉热风温度为1161, 比上年升高6.入炉矿含铁品位为57.47%,比上年升高0.05%.焦炭质量得到改善:M40为84.40%,比上年升高0.24%.焦炭M10为6.72%,比上年降低0.02%.焦炭硫份为0.71%,比上年降低0.01%.烧结矿质量也得到改善:转鼓强度为77.89%,比上年升高3.92%,烧结矿含铁品位为55.66%,比上年升高0.05%.上述炼铁条件的改善,均有利于炼铁工序能耗的降低. 2010年首季与2009年相比,全国重点钢铁企业中典型炼铁企业情况见表2.表2 2010年首季典型炼铁企业情况企业兴澄韶钢通钢西林沙钢南昌龙门涟钢酒钢铁工序能耗,kgce/t-0.3-13.6-24.3-0.3-11.0-7.2-6.2-1.3燃料比,kg/t-18-21-30-41-15-11-22-22-14焦比, kg/t-12-18-34-35-25-8-27-26-14煤比, kg/t-6-34-610-3540风温,6656-3-331111194034 从表2可看出,降低炼铁燃料比是降低炼铁工序能耗的主要工作内容.风温的提高对低炼铁工序能耗是起关键作用. 风温提高100,可降低炼铁燃料比15kg/t. 风温是用45%高炉煤气换来的,是廉价的能源. 炼铁企业应在努力提高风温上下功夫,热风炉要实现寿命大于20年. 实现长效节能机制.2.炼铁企业节能技术措施.管理节能技术措施 企业主要领导重视节能工作钢铁企业的节能管理工作是一个手把手工程。一把手要抓的工作，领导班子就会积极协调配合，有力地促进企业节能工作的进展。 企业节能降耗工作要开展全员动员，成为全员的自觉行动。制订相应的节能奖惩规章制度，充分调动全员对节能工作的积极性、创造性、主动性，约束性,拓展企业的节能成果。制订企业节能工作的长效机制，不断推进节能工作向深层次方向发展。随着科学技术进步的不断发展，企业要不断吸取、引进、消化、创新冶金科技新成果，不断修订本企业各项用能、节能指标，采取有效措施，提升企业技术创新能力，追求高层次的节能工作目标。 节能管理工作要从源头抓起。工作重点是努力实现企业的减量化用能，体现出节能优先工作步骤。炼铁企业节能管理工作的重点是努力降低能源亏损和降低燃料比. 改变一些企业能源管理工作是秋后算账的工作状态，进入预案制管理，超前管理阶段,进行能源优化配置.一些企业的能源管理工作，只是收集企业的能源数据，进行打印，上报。这只体现出是秋收。对数据进行整理分析，才进入秋后算账阶段。预案制管理节能，就是要对春天播种什么，怎么播种进行可行性研究，优选出最佳方案，进行播种。并且在植物生产过程中要加强管理（也就是实现节能管理是在线的）。建立企业节能管理工作的提醒制度一般钢铁企业节能工作方式为秋后算账式，年终算账时，对出现用能超标单位要进行惩罚。这样做，可起到一定作用。但对受罚单位来讲，只能是为时已晚的报告，损失已过去了。提醒制度就是在每个月、每季、上半年要对下属用能单位出现超标现象进行告知，提醒有关单位领导重视，及时牟取相关措施，减少损失。这体现出企业的节能管理制度是以教育帮助为主，以惩罚为辅的工作手法。结构节能技术措施调整钢铁工业生产工艺结构，用能结构，优化生产流程可以产生节能的效果。上世纪90年代，冶金工业部提出了钢铁工业发展的三个重大技术路线。一是以发展连铸为中心，带动钢铁工业的结构优化；二是提高高炉炼铁喷煤比，促进炼铁系统的结构优化；三是促进轧钢工序生产的紧凑化、连续化、一火成材，提升轧钢生产技术水平。上述三大技术路线均能体现出钢铁工业结构节能的作用。钢铁工业结构节能的内容如下：.提高高炉炼铁喷煤比，优化钢铁工业用煤结构，可以实现结构节能炼焦要使用50%以上的主焦煤配煤，以确保冶金焦炭质量满足高炉炼铁的需求。我国主焦煤储量短缺（占25%），且价格昂贵。高炉喷吹煤粉的煤种广泛，可以不用主焦煤。提高喷煤比，可以有效地缓解我国主焦煤的短缺，而且大大降低了钢铁企业购煤成本。2008年我国重点钢铁企业焦化工序能耗为119.97kgce/t，而喷煤工序能耗仅为2035kgce/t。高炉喷吹1吨煤粉，代替1吨焦炭，炼铁系统就可以降低能耗约100kgce/t。同时煤粉的价格要比焦炭低500-1000元/t左右，多喷煤，可以有效地降低高炉炼铁的生产成本。钢铁企业多喷煤，少用焦炭，就可以少生产焦炭，减少了炼焦过程对环境的污染。钢铁企业新建高炉或对高炉扩容计划时，如能提高喷煤比，就可以有效地减少对焦化厂的投资。因为喷煤车间的单位投资仅是焦化厂单位投资的12%16%。.优化高炉炼铁炉料结构，多使用球团矿，可以实现结构节能烧结工序能耗在55kgce/t左右，球团工序能耗为31kgce/t，多使用1吨球团矿，少用烧结矿，可以给炼铁系统节能24kgce/t左右的能耗。球团矿含铁品位一般要比烧结矿高5%左右。高炉炼铁入炉矿含铁品位每升高1%，可以降低炼铁焦比1.5%，提高产量2.5%，吨铁渣量减少30Kg，高炉允许多喷煤粉15Kg/t。所以说，高炉炼铁多使用球团矿是会有多方面的节能效果。近年来，我国钢铁企业大力发展球团生产技术。自首钢开发成功链篦机回转窑生产球团工艺、技术装备以来，我国已建成50多条生产线。全国生产球团能力已超过了1亿吨，使用链篦机回转窑工艺技术生产的球团矿产量占全国球团矿总产量的57%以上。这是我国生产球团技术发展的新历程碑。因为，链篦机回转窑所生产的球团工艺能耗和产品质量上均优于竖炉。这个发展的态势，有效地促进我国高炉炼铁的技术进步和节能减排工作的进展。.技术节能技术措施采用先进的工艺、技术、装备、淘汰落后，可以促进节能工作。这里只介绍几项关键节能技术，详细的炼铁专业技术节能内容如下表2：表2 影响炼铁燃料比变化（焦比+煤比+焦丁）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FeO1.0%1.5%10501150+100-10Kg/t烧结矿碱度0.1(倍)3.0%3.5%9501050+100-15Kg/t熟料率+10%-4%5%950+100-20Kg/t烧结矿86-88%, CRI 66%.1000-2000M3高炉, CRI 60%;中小大高炉M4080-84%,M1068%.2000 M3高炉72%,3000 M3高炉76%,4000 M3以上高炉78%.2009年前三季转鼓指数最高： 烧结矿：新抚钢85.61，广钢82.80，酒钢 82.08 焦炭:M40 宝钢87.81，马钢89.09，太钢 89.42,韶钢88.11,莱钢87.84 M10太钢5.33, 韶钢5.66,冶钢5.64马钢5.71,萍钢5.89,新兴铸管5.96 球团矿:邯钢96.73,沙钢96.60,抚钢95.80,柳钢95.56,峨口铁矿95.55,吉林钢铁95.52.宣钢95.00. 烧结矿碱度在1.8-2.0(倍)为高碱度烧结矿, 高碱度烧结矿转鼓指数高,还原度高.烧结矿碱度最高:川威2.576,成钢2.317,达钢2.252,攀钢2.210,永钢2.190,锡兴2,137,柳钢2.131,马钢2.132，凌钢 2.2.094，鞍钢 2.092.熟：烧结矿球团矿称为熟料. 熟料比是指烧结矿加球团矿占入炉料的比例目前，不追求高熟料比,但建议熟料比不低于80%,因熟料比下降1%,焦比会升高23kg/t。2007年上半年全国重点企业熟料比为92.48%，宝钢为81.42，海鑫为76.32，鞍钢为 97.21，首钢为83.05，莱钢为91.55，三明为 96.88，邯钢为87.96。.稳：原燃料化学成分和物理性能要稳，波动范围要小: 原燃料供应量要稳定。 要求：要求烧结矿的品位波动0.5%，碱度波动0.05(倍),合格率要大于90%. 原燃料波动的 影响：品位波动1%，产量影响3.99.7%，焦比2.54.6%， 碱度波动0.1，产量影响24%，焦比1.22.0%。 目前，我国高炉生产中存在的最大问题是原燃料成分波动大。.均：入炉原燃料粒度要均匀 作用：粒度均匀会提高炉料透气性(不同粒度的原燃料同时装入高炉有填充作用)，提高矿石间接还原度，炉料的填充作用，使孔隙度减少。粒度均匀会节焦增产。小：是指原燃料粒度要小 烧结2540mm，焦炭2545mm，球团815mm，块矿830mm。小高炉可取下线值.净：要筛除小于5mm的粉末 入炉原燃料粒度 要求：5mm的比例要小于5%， 515mm的比例要小于30%， 实现上述要求 焦比下降0.5%，产量增加0.41.0%。 5mm含量从4%升到11%，煤气阻力由1.6升到2.9， 焦比升高1.6kg/t。.少：含有害杂质少 S4kg/t, P0.2kg/t ,Cu0.2kg/t ,Pb0.15kg/t,cl-0.6kg/t, Zn0.15kg/t ,As0.1kg/t ,K2O+N203.0kg/t. 焦炭灰份中含有K2O+Na20要少，煤中灰份中K2O+N20含量要小于2.0%。.好：铁矿石冶金性能好 铁矿石还原性好：还原度要大于60% 低温还原分化率低：每升高5%，产量下降1.5% 荷重软化温度高,要大于己于1300度, 铁矿石滴熔温度高 铁矿融化区间窄,在100-150度三.高炉操作技术节能内容1. 提高煤气中CO2含量.高炉煤气CO2含量提高0.5%,可降低燃料比10kg/t. 主要是通过提高布料水平获得的.无料钟炉顶设备布料要有10-12圈,有5-7个挡位.炉顶中心温度在50