科学对标-促进炼铁系统节能减排-提升企业竞争力

科学对标 促进炼铁系统节能减排 提升企业竞争力 王维兴 中国金属学会 北京 目前 钢铁企业在积极开展生产指标 能耗指标 生产成本等方面的对标挖潜活动 首先要摸清本企 业的真实现状 再寻找本企业与其他企业之间存在的差距 然后去制定并实施整改措施 以促进本企业的生 产指标优化 节能减排 降低生产成本 提升企业的市场竞争力 1 用科学发展观去指导钢铁企业对标挖潜工作 1 1 钢铁企业要建立一套完整的对标挖潜工作体系 有一个熟悉本企业生产实际情况 又了解国内外钢铁生产指标和科技进展的高素质科技队伍 企业各生产工序的计量仪表配备齐全 配备率 完好率 周检率达到 90 以上 企业统计人员能按照国家相关标准和行业统计方法要求 特别是各能源介质折标煤系数和统计范围要规 范 严格规范能源计量 统计和管理等各项工作 开展好对标达标活动 企业统计的数据要科学 及时 准确 稳定 可靠 能真实反映本企业的实际生产情况 是分析企业的差距和 制定整改的依据 1 2 尊重钢铁生产的科学规律 建立各工序主要生产指标的技术支撑体系 要遵从冶金科学生产的基本规律 承认钢铁生产是有条件组织生产的传统工艺 要用系统工程的方法 论来分析钢铁生产过程中技术 经济 管理三个层面的相互关系 相互影响 又相互制约的因素 要结合 本企业实际情况 真实地反映出本企业的现状 存在的主要问题 才能科学准确地确认今后工作方向 用生产条件论的观点去分析指标 钢铁冶金学的基本理论决定了钢铁生产的基本工艺 技术 装备发展的大方向 钢铁生产的各项技术 经济指标的完成均需要有一定技术条件来支撑的 也就是说 有什么样的生产条件 就会产生出什么样的 技术经济指标结果 这就是生产条件论的观点 某一个钢铁生产指标的实现可能需要十几个技术支撑条件 甚至有的指标影响因素有上百个 那么在 开展对标活动中 要结合本企业的实际情况 就要在十几个因素中找出几个影响力大的主要因素来进行科 学分析 就会有好的对标挖潜效果 钢铁企业的技术部门应当建立起本企业对标挖潜工作的基础数据 并 掌握这些数据之间的相互关系 不但要定性分析指标的影响因子及其作用 而且要在一定范围内进行定量 分析 并建立起各项指标的技术支撑体系 例如影响高炉炼铁燃料比的因素有上百个 见表 1 但高炉炼铁的精料技术水平对高炉指标的影响率 在 70 高炉工长操作影响率在 10 企业现代化管理水平占 10 设备占 5 外届因素占 5 动力 供应 上 下工序等 因此 高炉炼铁要抓精料 精料技术的核心是提高入炉矿铁品位 但是在当前形势下有一定 限度 铁品位受供应和市场价格的影响很大 所以 目前炼铁精料技术的主要矛盾已转化为入炉料的成分 不稳定 高炉生产的稳定性很大程度上取决于炉料成分的稳定 稳定是高炉生产的灵魂 表 1 影响燃料比 焦比 煤比 小块焦比 变化因素 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 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 风 温 950 100 20kg t 烧结矿 5mm 粉末 10 0 5 顶压提高 10kPa 3 5 矿石金属化率 10 5 6 鼓风湿度 1g m 1kg t 焦 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 灰分 1 0 1 0 2 煤气 CO2含量 0 5 10kg t 硫分 0 1 1 5 2 渣量 100kg t 40kg t 水分 1 1 1 1 3 矿石直接还原度 0 1 8 炭 粒度 5mm 7 1 6 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 kg t 40kg t 焦炭 CSR 焦炭 CRI 1 1 5 11 2 3 矿石含硫 1 5 烧结球团转鼓 1 0 5 用系统工程方法进行对标挖潜 钢铁企业生产经营的最终目的是获取最大利润 所以 在生产活动中要实现技术 经济 管理的统一 最终是要使用经济效益的一票否决制 环保治理除外 而经济评估时不能有短期行为 要建立长效机制 钢铁企业经营不应片面追求某个单一指标 对标要实现技术与经济相结合 目前 一些钢铁企业为降低生产成本购买一些低价劣质铁矿石 可通过技术经济科学计算知道这种做 法不科学 使用含铁品位 55 的矿石冶炼 1t 铁 需用 1 818t 铁矿石 使用铁品位 57 的矿石 需要用 1 754t 铁矿石 高炉冶炼 1t 铁 使用 55 品位的铁矿石比用 57 品位的要多 63 8kg t 根据铁矿石价格 可计算出多购买 63 8kg 矿石增加的成本 高炉入炉矿铁品位降低 1 会使燃料比上升 1 5 高炉燃料比按 550kg t 计 其中焦比 380kg t 煤比 140kg t 小块焦比 16 5kg t 那么焦比 小块焦比要升高 12 29kg t 煤比升高 3 56kg t 根据焦炭和煤粉的价格 可计算出多购买焦炭和煤粉所增加的费用 铁 品位下降 2 之后少喷煤 多使用石灰 调整炉渣碱度 以及运输量增大也是需要付出的代价 钢铁企业要计算购买劣质矿所省下的费用与多购买矿石 焦炭 煤粉 石灰石和运输量增大而增加的 费用及炼钢和轧钢效益下降导致的经济损失 并进行比较 所以 购买劣质矿要有个度 不能只拍脑袋要 经过科学计算 此外 要特别关注使用劣质矿对节能减排造成的负面影响 要实现低碳炼铁 对于铁品位 低于 50 的矿石 白给也不能要 高炉是要炼铁 而不是炼渣 采购低品位铁矿要进行再选 提高品位后 再使用时经济的 要走出采购误区 目前 一些钢铁企业采购的原则是谁的便宜就买谁的 采购人员要懂得生产技术 要研究采购物品的 性能与价格之比 采购物品的使用寿命 设备的维护费用以及备件的使用周期等 不少企业出现 买的便 宜 使用贵 的现象 典型案例一 热风炉寿命应在 25 年以上 但有的热风炉寿命低于 10 年 个别企业只有 3 年 5 年 使热风炉供不上高风温 不能维持高风温的长期提供 造成高炉燃料比升高 这是我国高炉燃料比高的一 个重要原因 热风炉寿命低的一个重要原因是企业购买价低质差的耐火材料 这样可大幅度降低热风炉的 造价 这是一个错误的理念 热风温度如能提高 150 可使炼铁燃料比下降约 20kg t 一个年产 100 万 t 生铁的高炉 一年因风温低要多消耗 2 万 t 的焦炭 如果热风炉寿命按 20 年计算 20 年就要多消耗 40 万 t 的焦炭 40 万 t 焦炭的价格远比买劣质耐火材料省下来的钱多 典型案例二 世林 漯河 冶金机械厂生产的一种节水型热风阀 可节水 60 寿命在 8 年 10 年 价格比普通热风阀贵 20 为降低生产成本 而采购普通热风阀 但是普通热风阀寿命在 3 年左右 高炉 换一次热风阀要休风 3h 左右 高炉休风会多使用焦炭 减少产量 其经济损失较大 但是高炉休风率是 考核炼铁厂的指标 不是考核采购人员的指标 要改变钢铁企业采购人员买什么 高炉炼铁只能用什么的现状 采购要充分考虑炼铁生产的实际情况 因 为企业的最终生产效益体现在高炉上 要实现一切为高炉服务的机制 采购人员应懂生产技术 掌握科学 的技术经济分析方法 企业要建立长效节能减排机制 目前 钢铁企业主要领导是 4 年 5 年的任期 在任期间的生产经营就会出现一些短期行为 如没有 编制企业中长期发展规划 不充分考虑下一届得工作任务和目标 对有长远节能减排效益的项目不感兴趣 为降低眼前的生产成本 而牺牲企业的长远利益等 最近公布的有关生产工序主体设计规范中规定 焦炉寿命要大于 25 年 热风炉寿命要大于 20 年 高 炉寿命要大于 15 年等 为实现冶金设备的长寿 相应要采取一些技术和管理措施 在经济上也应付出一 些必要的代价 但是一些企业主要领导要求大幅度降低设备造价 让设计单位承包 设计单位要获取利润 只有去压低设备制造厂的造价 设备制造厂也要有盈利 就使用一些价低劣质材料去制造 这就出现了一 个低价劣质材料的市场 而最终会体现在钢铁企业生产过程中 出现种种问题 其中不少问题是先天不足 生产者无能为力 要用科学发展观来纠正这种不合理的工作思维 对建设项目要进行科学论证 让生产一 线人员有发言权 要有完善科学的生产指标体系评估 要掌握不同设备制造厂的基本情况等 1 3 钢铁企业节能减排工作的重点工作在炼铁系统 钢铁联合企业各工序能耗占企业总能耗的比例见表 2 表 2 各工序能耗占联合企业总能耗的比例 工序烧结球团焦化炼铁转炉电炉轧钢动力 比例 7 41 215 549 45 93 69 67 5 从表 3 可看出 钢铁联合企业能源消耗的大户是炼铁和焦化工序 所以钢铁企业的节能工作要重点抓 好炼铁和焦化工序的节能效益 在钢铁生产中 能源与环保是相互关联的两个部分 生产能耗高 必然造成 污染物排放高 炼铁系统能耗占钢铁联合企业总能源消耗的 70 生产成本和污染物排放也占 70 以上 所以 炼铁系统 应当承担钢铁联合企业的节能减排 降低生产成本 实现生产过程的环境友好任务 2 2010 年 8 月工信部发出 工信厅节函 2010 594 号 关于开展重点用能行业能效水平对标达标活动的通 知 2 1 焦化工序标杆指标 工序能耗 105kgce t 包括焦炉及化产 吨焦炭电耗 35kwh t 含干熄焦装置用电 吨焦炭蒸气消耗 0 12t t 吨焦炭燃料消耗 3 3GJ t 洗精煤单耗 干 1 30t t 7 63m 焦炉 采用高温高压干熄焦装置可达 70kgce t 2 2 烧结工序标杆指标 工序能耗 42 17kgce t 吨烧结矿固体燃料消耗 39kg t 吨烧结矿电耗 38kwh t 未含脱硫系统 吨烧结矿点火煤气消耗 0 06GJ t 吨烧结矿余热回收量 折蒸气 4 6kgce t 烧结余热发 电按回收的蒸气量计算 2 3 球团工序标杆指标 工序能耗 18 0kgce t 吨球团矿燃料消耗 折成吉焦 0 49 GJ t 吨球团矿电耗 22 83kwh t 2 4 炼铁工序标杆指标 工序能耗 378 22kgce t 入炉焦比 264kg t 含小块碎焦 喷煤比 200 kg t 燃料比 464 kg t 吨铁电耗 18 22 110kwh t 汽动鼓风 电动鼓风 吨铁新水耗 0 12m3 t 吨铁蒸汽耗 13 32m3 t 高炉热风炉吨铁燃料消耗 1 89 GJ t 吨铁 TRT 发电量 干法除尘 52 kwh t 采用湿法除尘能效标杆指标为 30 kwh t TRT 配备率 100 入炉风温 1250 高炉富氧率 4 18 3 2010 年上半年重点钢铁企业生产指标 3 1 能耗指标 表 3 全国重点钢铁企业能耗情况对比 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 t 球团 2010 年上 半年 607 4853 74111 3408 2972 270 5261 85463 334 0729 41 2009 年上 半年 620 8354 96115 46408 5876 313 7461 81461 34 4230 91 增减 量 13 35 1 22 4 16 0 29 4 04 3 220 042 03 0 35 1 50 先进 值 八一 40 46 鞍钢 67 62 涟钢 359 08 淮钢 26 04 太钢 13 04 纵横 27 29 萍钢 356 7 济源 1 27 太钢 14 97 最高 值 78 13216 03521 13220 3829 24471 351670 52234 2844 01 3 2 焦化指标 洗精煤耗 行业平均 1 377t t 先进值三明 1 262 t t 广钢 1 270 t t 3 3 烧结指标 固体燃耗 行业平均 55kg t 先进值三明 42 kg t 青岛 43 kg t 3 4 炼铁指标 入炉焦比 行业平均 369kg t 先进值宝钢 299 kg t 京唐 305 kg t 喷煤比 行业平均 148kg t 先进值德龙 183 kg t 长治 180kg t 燃料比 不含小块焦 行业平均 517kg t 先进值京唐 454 kg t 热风温度 行业平均 1152 先进值京唐 1227 太钢 1218 4 对标挖潜的基本思路 4 1 首先要与本企业历史最好水平相比 本企业历史最好生产水平代表了在现有生产条件下可以实现的优化指标 要科学分析产生最好指标的 技术支撑条件 当时的管理条件 制定出再实现历史最好指标的措施和办法 努力重现历史最好水平 延 长历史最好水平的持续时间 可使企业生产技术取得新进步 该对标方法是最实用 可靠 科学的 不用 再投资 再费大力气 是个多 快 好 省的好思路 4 2 淡化吨钢综合能耗的对标 注重工序能耗的对标 由于各钢铁企业在生产工艺 技术 装备水平之间存在较大差异 其产品结构 生产管理水平 生产规模 等方面也存在较大的差距 所以企业之间进行吨钢综合能耗的对标 有着多方面的不可比性 特别是冷加 工工序深度的不同使得这种对比的差距会加大 因此 吨钢综合能耗指标用于本企业内部历史水平的对比 有较大实际意义 钢铁企业各工序进行对标比较合理 拥有可比性 容易分析找出存在的差距 也有利于制定本企业的 整改措施 但是也要区分以下几方面的范畴 相同类型企业之间进行对标 相同类型的企业是指相同类型的生产工艺 技术 装备水平 相同类型的产品结构 相同类型企业的 生产规模 相同类型的组织结构 相同类型企业现代化管理水平等 单体设备的对标 烧结 球团 焦炉 高炉 转炉 电炉和轧机工序指标的对标 在相同类型的设备容量和技术装备水平 使用相同类型的原燃料条件 自动化水平以及生产操作技术水平等方面进行才具有较大的可比性 相近生产条件的对标 高炉炼铁的相近生产条件 入炉矿含铁品位 炉料的质量和稳定程度 炉料结构 热风温度 喷煤量 富氧率 设备类型和技术装备水平等 高炉操作水平 设备运行状态 外届影响生产的程度等 烧结工序的相近生产条件 各种矿物配矿比例 包括 不同矿种和粒度 含铁尘泥 转炉尘泥 轧钢 氧化铁皮 石灰石质量等 点火器类型 烧结机类型和装备水平 烧结机运行状态和操作水平 余热回收 水平等 电炉工序的相近生产条件 使用废钢 生铁 热铁水 直接还原铁等炉料的比例 供电方式 冶炼钢 种 以及铁水预处理和炉外精炼能力等 4 3 对标活动要抓住影响能耗得主要因素 分析出显著差距在哪 提出科学使用的整改措施 结合本企业实际情况 在影响指标的众多因素中找出主要矛盾 分析显著差距要关注其经济性 整改 措施要注意可操作性 不追求单一指标的先进 要实现系统效应最大化 多个单一先进指标的组合 不一定会形成系统的最优化 例如高炉喷煤比最高 燃料比最低 会使高炉煤 气贫化 发热值低 导致高炉煤气难以得到充分利用 对于单烧高炉煤气的热风炉 使用贫化煤气后 热 风炉烘顶温度难以实现 1400 以上的温度 低烘顶温度无法产生高风温 热风炉也难以实现持续高风温 热风温度低 高炉燃料比将升高 要根据企业具体生产条件 来确定对标值 也就是用生产条件的科学性 可行性去操作对标工作 一般 国内外最先进指标 是在极端条件下实现的 不具有普遍性 每个企业不必刻意追求最先进值 这里有经 济性 合理性 可操作性等问题 我们应在提高我国钢铁工业整体节能水平上下功夫 高炉炼铁要追求经济燃料比 实现企业效益的最大化 在一定条件下 节能和降低成本是有一个合理的 范围 超过这个范围 就会出现 节能和降低成本有矛盾 各企业要根据本企业的具体情况找出合理的范围在 哪儿 4 各工序节能减排技术 4 1 焦化工序 从焦炉出来的红焦炭 950 1050 所含显热相当于炼焦生产消耗总热量 35 40 采用干 法熄焦可回收红焦显热的 80 吨焦可产生 3 9Mpa 的蒸汽口 0 45t 先进的可达 0 6t 宝钢 干熄焦可降低焦化工序能耗 68kgce t 这是钢铁工业可回收余能所占比例的最大项目干法熄 焦技术 CDQ 约占可回收余能的一半 干熄焦的焦炭质量得到提高 热反应性降低 10 13 M40 提高了 3 4 M10 改善 0 3 0 8 在焦炭质量不变条件下 可多配 10 20 弱粘结性煤 可节水 0 38t t 焦 高炉使用 干熄焦的焦炭可降低焦炭质量不变化条件下 可多配 10 20 弱粘结性煤 可节水 0 38t t 焦 高炉 使用干熄焦炭可降低焦比 2 产量提高 1 鞍山华泰公司对引进干熄焦技术装备进行消化 吸收 创新已能设计 制造 150t h 的熄焦装置 其 投资比国外同类设备低一半 其技术性能已达国外同类设备水平 这对我国推广应用干熄焦起到了积极作 用 目前我国在建和建成的干熄焦已达 94 套 采用高压锅炉发电技术 可以使 CDQ 的发电效率提高 10 其蒸汽压力从 5 4Kpa 升到 9 5Kpa 蒸汽 温度从 450 升高到 580 并可进一步采用二级蒸汽发电工艺 焦炉型煤配比增加 10 M40可提高 0 7 1 1 反应后强度提高 2 2 当型煤配到 30 时 M40可提高 2 3 M10改善 2 4 焦化用锅炉要合理选型 定额负荷在 80 90 锅炉容量比实际用汽量大 10 即可 控制配风 降低空气过剩系数 减少炉门等部位漏风 充分利用水资源 分级 分质供水 扩大循环水使用范围 用高压氨水代替蒸汽喷射装置 可节省蒸汽 又省电 以 65 孔焦炉为例每年可节约蒸汽 1 7 万吨 用高压氨水代替蒸汽清扫集水管 可节约蒸汽 焦油蒸馏后的尾气 可送到黄血盐工序生产黄血盐 其冷凝水可回用给锅炉作补充水 加强焦炉热工调节可节能 用焦炉煤气加热时 值从 1 45 降到 1 2 用高炉煤气加热时 值从 1 25 降至 1 15 后 可节省炼焦能耗 5 91 11 82kJ kg 湿煤 采用硅酸铝隔热板 可减少炉体散热 节约炼焦耗 3 5kJ kg 湿煤 对烟道空气过剩系数进行自动控制 可降 10 炼焦能耗 采用新型蓄热室格子砖 加大换热面积 其高度降低 30 废气温度不变 蓄热室高度不变 炼焦能耗降 52 2kJ kg 煤 减薄炭化室炉墙 若炼焦周期不变时 立火道温度允许降 50 60 能耗降低 7 对煤进行调湿 水分从 9 10 降至 5 6 可节能 8 提高装炉煤密度 用型煤或捣固 7 11 结焦时间减少 4 6 增产 5 7 允许增配 8 10 弱粘结性煤 有节能效果 对荒煤气上升管进行汽化冷却 由 600 800 降至 200 可回收能源 8kgce t 焦 每吨干 煤可产生 0 1kg 的蒸汽 压力 0 3 0 6MPa 4 2 烧结工序 烧结固体燃耗占烧结工序总能耗的 75 80 电力消耗占 13 20 点火燃耗占 5 10 所以说 降低烧结工序能耗的重点工作是要努力降低烧结固体燃耗 2010 年首季烧结固体燃耗较低的企业为 三明 42 kg t 青钢和江阴兴澄均为 43 kg t 杭钢和成都 无缝为 45 kg t 新余 川威 凌钢和永钢为 46 kg t 太钢 柳钢和徐州为 47 kg t 南昌为 48kg t 首钢为 49 kg t 4 2 1 降低烧结固体燃耗的技术措施有 提高一混 二混料温 每提高 10 燃耗减少 2 kg t 生石灰活性度每提高 10ml 可降低燃耗 1 5 kg t 提高产量 1 配加轧钢氧化铁皮 1 kg t 可降燃耗 0 2 kg t 优化配矿 减少赤镁矿 褐铁矿 铬铁矿等含结晶水的矿物的用量 可降低固体燃耗 提高烧结矿成品率 减少返矿量 1 5 3 可降低燃耗 0 6 kg t 烧结矿含 FeO 量降低 1 节能 0 68 kgce t 热返矿量在 30 左右 固体燃耗可降低 10 4 kg t 烧结配加 5 左右的钢渣 可降低燃耗约 3 kg t 低温烧结 烧结温度由 1300 降至 1150 1250 可降固体燃耗 7 8 对精矿粉 进行小球烧结 厚料层 650mm 左右 可减少燃耗 15 20 kg t 固体燃料最佳粒度范围是 0 5 3 0mm 减少 0 0 5mm 粒级燃料 增多会导致料层透气性变差 燃烧速 度减慢 燃烧不完全 会使燃料消耗减少 15 使用助燃添加剂 不含 K Na 可降低固体燃耗 13 左右 增产 5 配加白云石粉 37 kg 可减少碳酸盐分解热 节约燃耗折 2 57 kgce t 配加高炉除尘灰 含碳在 14 以上 可降烧结燃耗 采用铺底料工艺 可提高料层透气性 使混合料固定碳下降 0 73 采用能稳定料流的筒式给料机布料 包括磁力筒式给料机 往台车上布料 可降燃耗 3 5 4 2 2 采用新型节能点火保温炉 降低煤气消耗 点火保温炉应具备的条件 采用直接点火 烧嘴火焰适中 燃烧完全 高效低耗 高温火焰带宽适中 温度均匀 高温持续时间能与烧结机速匹配 烧结表层点火质量好 耐火材料采用耐热锚固件结构组成整体的复合耐火内衬 砌体严密 散热少 寿命长 点火炉烧嘴不易堵塞 作业率高 点火炉的燃烧烟气有比较合适的含氧量 能满足烧结工艺的要求 采用高热值煤气一低热值煤气配合使用时 可分别进入烧嘴混合的两用型烧嘴 煤气压力波动时不 影响点火炉自动控制 节约了煤气混合站的投资 4 2 3 要控制冷热返矿的粒度 烧结热矿筛篦整粒筛分的最后一段筛的筛孔一般均为 5mm 磨损快 规定 要定期更换 振动筛孔每小 1mm 烧结成品量可提高 5 6 降低烧结工序能耗 4 2 4 降低烧结机漏风率 可有效地降低烧结电耗 我国烧结机漏风率一般在 55 60 烧结机主要漏风点为机尾风箱与台车底部接触处和两侧 烧结机 头尾采用杠杆重锤式软连接密封装置 宝钢 2 号烧结机改为转架支板等代替杠杆支撑 去掉软连接 密封效果好 寿命长 台车与固定滑道的密封采用弹簧密封装置 烧结系统漏风率降至 30 烧结机头机尾密封装置 高负接触密封装置 自调式柔性密封装置 全金属柔磁性密封装置 弹簧密封装置等 4 2 5 采用变频调速技术控制电机 有节电效果 4 2 6 烧结生产热量来源 烧结生产过程中所用能量的来源有 固体燃料 点火煤气 点火助燃空气显热 高炉灰 泥 返矿残碳 混合料化学热和显热 铺低料带入显热 4 2 7 烧结生产过程的热量输出 烧结矿显热 约占烧结总热耗的 50 其中 可余热回收 32 废气带走 12 产品显热 6 烧结矿冷 却机高温段废气温度在 350 420 烧结烟气 烧结烟气平均温度在 110 170 因其量大 所带走的显热达总能耗的 14 25 机尾 风箱排除烟气温度在 250 400 原料水份蒸发热占约 15 石灰石分解热占约 16 其它热损失 3 3 4 2 8 烧结余热回收技术 烧结生产过程可被回收利用的热量是 烧结烟气显热和冷却机废气显热 占烧结总能耗的一半左右 烧结余热利用的方案有下列三种方法 300 以上高温区热量可用换热法进行回收 余热锅炉 蒸汽 发电 带冷机中部的 200 300 的中温余热不宜采用换热法回收余热 可将高含氧量的热废气作为烧结点火 助燃空气和热风烧结直接利用方式加以回收 对于中温段后部低于 200 的热废气 无法采用换热法回收或用于助燃 可用作工艺温度要求相对较 低的料矿预热和原料解冻 烧结工序单位产品能源消耗限额 GB21256 2007 文件 表 4 烧结工序单位产品能源消耗限额 现有企业限额值新建企业限额值限额先进值 烧结工序能耗 65 kgce t 60 kgce t 55 kgce t 清洁生产标准 钢铁行业 烧结 HJ 426 2008 文件 标准给出清洁生产水平的三级技术指标 一级 国际清洁生产先进水平 二级 国内清洁生产先进水平 三级 国内清洁生产基本水平 表 5 钢铁行业 烧结 清洁生产指标要求 摘录 清洁生产指标等级一级二级三级 工序能耗 kgce t 47 51 55 固体燃料能耗 kg t 40 43 47 生产取水量 m3 t 0 25 0 30 0 35 烧结矿返矿率 8 10 15 水重复利用率 95 93 90 烧结厂设计规范 GB50408 2007 文件 表 6 高炉对高碱度烧结矿的质量要求 炉高级别 m3 10002000300040005000 铁分波动 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 4 2 9 我国铁矿石烧结技术进展 工艺技术 建立大型综合原料场 对原料进行上百层平铺 切取 使其化学成份稳定 达标 自动重量配料 自动调节各种物料的给定量 添加生石灰 代替生熔剂 可提高料温 使用增效节能添加剂 不含 K Na Cl 细粒铁原料进行小球烧结 强化制粒 厚料层 采用梭式布料机 铺底料 燃料分加 低温烧结 高铁低硅烧结 SiO2含量在 4 5 4 7 热风烧结 取消热矿筛 烧结矿整粒 设三级冷筛分 工艺设备 烧结机大型化 目前重点企业是 180 660 m2烧结机有近 130 台 努力降低烧结漏风率 鼓风环式冷却机 采用紧凑布置 台车两侧与风箱之间采用两道橡胶密封装置 新型节能保温炉 双斜带式点火保温炉 冷烧结矿筛分 单层或双层椭圆等厚振动筛 节能减排 开发布袋加电除尘器和新型除尘器 除尘管路系统阻力平衡 多种余热回收装置 余热锅炉 热管 翅片管等 产生热水 蒸汽 发电等 烟气脱 SO2 评价脱硫设施标准 脱硫率 作业率 投资 运行费 副产品回收和综合利用 占 土地 操作维护 使用寿命等 钢铁厂含铁尘泥得到综合利用 三电一体计算机控制系统 人工智能的应用 4 3 炼铁工序 4 3 1 节能技术 高炉炉顶煤气压差发电技术 TRT 理论上高炉炉顶煤气压力在 80 Kpa TRT 所发的电能与所用的电能平衡 煤气压力在 100 Kpa 时会 有经济效益 而煤气压力大于 120 Kpa 时会有明显的经济效益 TRT 发电能力是随炉顶煤气压力而变化 一般每吨生铁可发 20 40 度电 采用干法除尘 可提高发 电量 30 左右 因煤气温度每提高 10 发电透平机出力可提高 3 最高发电量可达 54 度电 高炉鼓风能耗约占炼铁工序能耗 10 15 采用 TRT 装置可回收高炉鼓风机能量的 30 左右 可降低炼铁工序能耗 11 18 ce t 从技术政策上讲 炉顶压力大于 120Kpa 的高炉均应当有 TRT 装置 我国已有 400 多套 TRT 设施 热风炉烟气余热回收技术 是用这些余热来预热热风炉烧炉所用的助燃空气和燃烧煤气 简称 双预热 应用此项技术后 可实现烧高炉煤气条件下 热风温度 1200 工序节能 10kgce t 铁 风温提高 100 高炉炼铁可节焦 20 30kg t 铁 富氧高风温大喷煤量技术 可实现高炉喷煤比在 200kg t 铁以上 高炉喷吹煤粉是炼铁系统 结构优化的中心环节 可以实现节焦增产 炼铁环境友好的效果 同时可降低生铁成本 喷煤 比达到 100kg t 铁 可降低铁成本 10 元 t 铁 提高风温 风温升高 100 可降焦比 15Kg t 多喷 20 30Kg t 煤粉 提高产量 4 热风带 入的热量占高炉输入总热量的 16 19 富氧鼓风 富氧 1 增产 4 76 风口理论温度升高 35 45 允许多喷煤 10 15Kg t 节 焦比 1 煤气发热值升 3 4 脱湿鼓风 鼓风温度由 13 降到 6 可增加风量 14 节能 10 降焦比 0 7 Kg t 风中减少 1g m 水 可提高风温 9 煤气中 CO2 含量提高 0 5 可降燃耗 10 Kg t 降工序能耗 8 5 Kgce t 生铁含 Si 降低 0 1 可降焦比 4 5 Kg t 提高炉顶煤气压力 1Kpa 可增产 10 2 降焦比 3 5 有利于冶炼低 Si 铁 提高 TRT 发电能 力 高炉冷却采用软水窑闭循环设施 可节水和节电 热风炉废气综合利用 可用于煤粉干燥 对空气和煤气双预热 还可用于煤的脱湿和风选 对冷风管道进行保温 可提高风温 9 17 铁矿石还原度每增加 1 可节省碳素消耗 6 7Kg t 高炉采用全风操作 由鼓风机方面控制风量 高炉不放风 高炉炼铁降低燃料比会减少吨铁风耗 燃料 1Kg 标煤 鼓风量要 2 5 m 消耗风机能耗 0 85Kg 标煤 宝钢吨铁风耗为 930m t 左右 提高焦炭质量 炼铁节能 表 7 焦炭质量变化对高炉炼铁的影响 焦炭质量变化燃料比利用系数生铁产量 M40 1 5 0 Kg t 4 M10 0 2 7 0 Kg 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 焦炭热反应性增加一位时 每吨铁燃料消耗要增加 5 11 吨铁渣量减少 100 Kg t 可降低燃料比 20 50 Kg t 增产 8 炼铁少用石灰石 100 Kg t 降焦比 30 Kg t 4 3 2 高炉炼铁精料技术对节能的影响 高品位是精料技术的核心 入炉品位提高 1 炼铁焦比下降 1 5 生铁产量提高 2 5 提高原燃料强度可降低炼铁燃料消耗 烧结 球团转鼓强度提高 1 高炉产量升高 1 9 焦比下降 熟料比提高 1 炼铁焦比下降 2 3 Kg t 原料成分要稳定 烧结矿设计规范要求品位波动 0 5 碱度波动 0 5 含铁品位波动 1 高炉产量会影响 3 9 9 7 焦比变化 2 5 4 6 碱度波动 0 1 高炉产量会影响 2 0 4 0 焦比变化 1 2 2 0 原燃料粒度要均匀 减少炉料填充效应 提高煤气透汽性和炉料间接还原度 间接还原度每增 加 1 炼铁焦比下降 6 7 Kg t 将烧结矿 12 7 38mm 粒度与 6 4 12 7mm 粒度进行分级入炉 可降比 6 块矿入炉粒度由 10 40mm 降到 8 35mm 可降焦比 3 武钢 3200 m 高炉已开始用不同粒度炉料分级入炉 铁矿石冶金性能影响 矿石还原度提高 10 焦比可下降 8 9 矿石低温还原粉化率升高 5 产量下降 1 5 焦比升高 减少入炉料粉末 60 热反应性 CRI 30 对于 2000m3 以上容积的大高炉 喷煤比在 160kg t 以上时 要求焦炭质量要更好一些 M40 85 M10 6 5 灰份 12 0 硫份 0 6 CSR 65 CRI 26 同时要求焦炭中 K2O Na2O 的含量要 3 0kg t 宝钢高炉要求 M40 88 M10 6 5 CSR 66 CRI 26 3 炉料成分 性能稳定 均匀 炉料成分稳定是指炼铁原料含铁及杂质和碱度波动范围小 工业发国家要求烧结矿含铁波动范围是 0 05 碱度波动 0 03 倍 我国炼铁企业要求是铁份波动 0 5 碱度波动 0 05 倍 烧结厂 设计规范也是此要求 因为含铁品位和碱度的波动会造成软熔带透气性的巨大变化 高硅铁和高碱度渣熔化 温度高 流动性差 铁矿石的软化温度 大于 1