《非高炉炼铁单位产品能源消耗技术要求 第1部分 熔融还原》

团体标准T/SSEAXXXX-2025非高炉炼铁单位产品能源消耗技术要求第1部分：熔融还原法Technicalrequirementsforenergyconsumptionperunitproductofnon-blastfurnaceironmakingPart1:Meltingreductionmethod2025-XX-XX发布2025-XX-XX实施中国特钢企业协会发布ICS77.080.01CCSH04非高炉炼铁单位产品能源消耗技术要求第1部分：熔融还原法范围本文件规定了熔融还原法炼铁能源消耗的能耗限额等级、技术要求、统计范围和计算方法、节能措施。本文件适用于熔融还原法炼铁单位产品能耗的计算、考核以及新建、改扩建项目的能耗控制。规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T2589综合能耗计算通则GB/T3101有关量、单位和符号的一般原则GB/T3484企业能量平衡通则GB17167用能单位能源计量器具配备和管理通则术语和定义GB/T2589界定的术语和定义适用于本文件。能耗限额等级熔融还原法炼铁单位产品能耗限额等级见表1，其中1级能耗最低。表1熔融还原法炼铁基准能耗限额等级单位为千克标准煤每吨工艺基准能耗限额1级2级3级Corex≤500≤550≤600Finex≤357≤399≤420HIsmelt≤348≤389≤410注1：电力折标准煤系数取当量值0.1229kgce/(kW▪h)；技术要求熔融还原法炼铁单位产品能耗限定值现有企业生产的熔融还原法炼铁单位产品能耗应不大于表1中的3级。熔融还原法炼铁单位产品能耗准入值新建和改建熔融还原法炼铁项目单位产品能耗应不大于表1中的2级。熔融还原法炼铁单位产品能耗先进值企业通过节能技术改造和加强节能管理，使熔融还原法炼铁单位产品能耗达到表1中的1级。统计范围和计算方法统计范围熔融还原法炼铁单位产品能耗范围熔融还原法炼铁单位产品能耗为生产系统（原燃料供给、鼓风、冶炼炉本体、渣铁处理等系统）和辅助生产系统（生产管理及调度指挥系统、机修、化验、计量、水处理及除尘等环保设施）消耗的能源量，扣除回收的能源量。不包括附属生产系统（如食堂、保健站、休息室等）消耗的能源量。不同熔融还原工艺流程参见附录A。企业能量的统计范围及方法应符合GB/T2589、GB/T3484的规定，在实际统计过程中用电能转化成其他能源的工序，以电耗（当量值）为计算依据，水以新水为计算依据。用于统计的量、单位、符号应符合GB/T3101的规定。计算方法熔融还原法炼铁单位产品能耗应按式（1）计算：E=e式中：E——熔融还原法炼铁单位产品能耗，单位为千克标准煤每吨（kgce/t）；exeℎE——熔融还原法炼铁合格生铁产量，单位为吨（t）。注：推荐折标系数值见附录B。节能措施管理节能措施企业宜推广应用能源管理系统，提升能源管控水平。企业应定期对熔融还原法炼铁能耗情况进行考核，并把考核指标分解落实到各基层单位，建立用能责任制度。企业应按要求建立健全熔融还原法炼铁能耗统计体系，建立能耗计算和考核结果的文件档案，并对文件进行受控管理。企业应根据GB17167的要求配备能源计量器具，并建立能源计量管理制度。合理组织生产，严格执行热工制度，提高耗能设备的运行水平，做好余热回收利用工作。技术节能措施根据工艺要求与设备能力，制定合理的生产工艺规程，科学安排生产计划，提高产品合格率。完善余热余能利用措施。生产线驱动电机和风机电机宜采用变频调速、永磁调速、高效电机等节电技术。结构节能措施优化工艺结构，减少燃料使用。优化能源结构，采用兰炭等高热值燃料。附录A(资料性)熔融还原工艺流程Corex工艺Corex工艺简称KR法，主要原料是烧结矿和球团矿，配加少量块矿，燃料主要为低品质煤粉，熔剂主要是石灰石、自云石和硅石。还原过程分两部分，预还原和终还原，分别在竖炉和熔融气化炉中完成。含铁原料从预还原竖炉顶部加人，在其下降的过程中与还原气体接触，完成加热和预还原过程，金属化率可达到70%以上。然后通过热装热送进人二次还原炉，即熔融气化炉，高温还原下生成铁水。如图A.1所示。图A.1Corex工艺流程图Finex工艺Finex工艺是基于Corex工艺进行的技术创新，主要不同是Finex工艺采用多级流化床反应器代替了Corex工艺的预还原竖炉。原材料依次经过R1、R2和R3反应器，反应器的温度依次升高，最高可达750℃，在反应器内初步完成还原反应，金属化率达到70%以上。然后经压块工艺生成热压块，与燃料、还原剂一同进人熔融气化炉，生成合格的铁水。如图A.2所示。图A.3Finex工艺流程图HIsmelt工艺Hlsmelt是熔融还原的冶金工艺，该工艺直接利用经预热预还原处理的粉状含铁原料和粒煤，通过固体喷枪把矿粉和粒煤喷人熔池，富氧热风从顶喷枪喷人还原炉(SRV)，熔池中还原反应产生的CO气体在熔池上部燃烧，为熔池提供热量。SRV炉内生产的铁水经前置炉流出，通过铁沟、摆动溜嘴进人铁水罐。产生的液态渣从排渣口流出，然后进人渣处理工艺。如图A.3所示。图A.3HIsmelt工艺流程图附录B(资料性)各种能源及工质折算系数推荐值B.1各种能源折算系数推荐值各种能源折算系数推荐值见表B.1表B.1各种能源折算系数推荐值能源名称国际单位制下的折算系数折标准煤系数原煤20934kJ/kg0.7143kgce/kg干洗精煤29727kJ/kg（灰分10%）1.0143kgce/kg（灰分10%）无烟煤25120kJ/kg0.8571kgce/kg动力煤20934kJ/kg0.7143kgce/kg焦炭(干全焦)28469kJ/kg（灰分13.5%）0.9714kgce/kg（灰分13.5%）焦粉28469kJ/kg0.9714kgce/kg沥青39000kJ/kg1.3307kgce/kg燃料油41869kJ/kg1.4286kgce/kg汽油43123kJ/kg1.4714kgce/kg煤油43123kJ/kg1.4714kgce/kg柴油42704kJ/kg1.4571kgce/kg液化石油气50242kJ/kg1.7143kgce/kg粗苯41869kJ/kg1.4286kgce/kg焦油33496kJ/kg1.1429kgce/kg重油41869kJ/kg1.4286kgce/kg天然气35588kJ/m31.2143kgce/m3焦炉煤气16746kJ/m30.5714kgce/m3高炉煤气3139kJ/m30.1071kgce/m3转炉煤气7327kJ/m30.2500kgce/m3重油催化裂解气3769kJ/m30.1286kgce/m3蒸汽（中压）3042kJ/kg0.1038kgce/kg蒸汽（低压）2866kJ/kg0.0978kgce/kg电力（当量）3602kJ/(kW·h)0.1229kgce/(kW·h)生物质能-1kgce/kg注1：kgce与kJ的转换系数为29307.6，即1kgce=29307.6kJ注2：洗精煤或焦炭灰分每增加1%，热值相应减少334kJ/kgB.2主要耗能工质折算系数推荐值主要耗能工质折算系数推荐值见表B.2。表B.2主要耗能工质折算系数推荐值耗能工质名称电力折算系数取当量值国际单位制下的折算系数折标准煤系数新水1213kJ/t0.0414kgce/t工业水1392kJ/t0.0475kgce/t软水5539kJ/t0.1890kgce/t压缩空气445kJ/m30.0152kgce/m3氧气2350kJ/m30.0802kgce/m3氮气495kJ/m30.0169kgce/m3氩气26002kJ/m30.8872kgce/m3氢气10299kJ/m30.3514kgce/m3鼓风258kJ/m30.0088kgce/m3注：kgce与kJ的转换系数为29307.6，即1kgce=29307.6kJ《非高炉炼铁单位产品能源消耗技术要求第1部分：熔融还原法》团体标准编制说明一、任务来源本标准由中国特钢企业协会提出并归口。由邢台钢铁有限责任公司、冶金工业规划研究院等单位共同起草，并共同参与前期研究、调研和标准的编制、修改、技术数据验证以及标准推广等工作。二、制定本标准的目的和意义《国家标准化发展纲要》提出“加快节能标准更新升级，抓紧修订一批能耗限额、产品设备能效强制性国家标准，提升重点产品能耗限额要求，扩大能耗限额标准覆盖范围”。《2021年全国标准化工作要点》提出“加快制修订高耗能行业能耗限额、终端用能产品能效等强制性国家标准”。钢铁行业作为能源消耗高密集型行业，同时也是节能减排潜力最大的行业之一。开展能源消耗限额标准的制定，能够有效约束企业能源消耗，促进企业节能改造，提高用能水平。在全球发展低碳经济的背景下，我国非高炉冶炼行业已经形成了多工艺装备、工艺路线齐头并进的创新发展趋势：1）煤基直接还原技术发展的重点转向为粉末冶金、固废资源综合利用、多金属矿处理以及低品位矿等难选矿的处理上，更大程度地提升原有产品的价值，深度挖潜、变废为宝。2）气基竖炉单套设备产量大、不消耗焦煤，节能、环境友好、低能耗、低CO2排放，气基还原技术是产品质量优良的低碳绿色先进炼铁技术。气基竖炉直接还原法是当今世界上的主流直接还原工艺，全球采用气基竖炉直接还原工艺生产的海绵铁占比≥75%。气基还原工艺因其在节能减排、低碳环保方面的作用受到政策层面支持，发展气基还原具有积极意义，是国家着重鼓励发展的技术。3）熔融还原炼铁工艺因为省去了烧结及焦化两个环节，产品也是铁水，能降低产线投资成本及运行成本，备受钢铁企业关注。结合国家能耗发展要求，应加快非高炉炼铁工艺能源消耗限额标准的制定，指导钢铁企业投产、建设、使用非高炉炼铁工艺。国内已发布《粗钢生产主要工序单位产品能源消耗限额》（GB21256-2013）、《焦炭单位产品能源消耗限额》（GB21342-2013）以及《热轧H型钢单位产品能源消耗限额》（YB/T4886-2020）、《热轧盘条单位产品能源消耗限额》（YB/T4887-2020）等10余项钢铁行业能源消耗限额标准，暂无非高炉炼铁产品能源消耗限额标准。本文件的制定是对现有钢材产品能耗限额标准体系的补充。本文件的编制填补现有标准体系空白，引导非高炉炼铁企业开展节能降耗工作，积极响应国家节能降碳政策要求，为钢铁行业的良性可持续发展提供有力保障。三、标准编制过程邢台钢铁有限责任公司、冶金工业规划研究院等单位共同承担了《非高炉炼铁单位产品能源消耗技术要求第1部分：熔融还原法》团体标准的编制工作，共同组建了该团体标准起草小组，明确各自的责任和分工并开展工作。在《非高炉炼铁单位产品能源消耗技术要求第1部分：熔融还原法》标准制定过程中，起草小组认真查阅有关资料、收集相关数据信息，进行本团体标准的编制工作。主要编制过程如下：2024年7月，中国特钢企业协会团体标准化工作委员会（以下简称团标委）秘书处给各位委员发出团体标准立项函审单。到立项函审截止日期，没有委员提出不同意见。2024年8月，团标委正式下达《非高炉炼铁单位产品能源消耗技术要求第1部分：熔融还原法》团体标准立项计划（2024年第四批）。团体标准立项后，邢台钢铁有限责任公司、冶金工业规划研究院等企业相关人员组成了标准起草组，提出了标准编制计划和任务分工，并开始标准编制工作。四、标准编制原则一是满足钢铁企业使用需要的原则。力争达到“科学、合理、先进、实用”。二是实践标准供给侧改革的原则。争取实现团体标准的“及时性”、“先进性”和“市场性”的要求。三是技术创新的原则。在与国家标准体系协调一致的基础上，在标准结构、内容及主要技术指标等方面进行技术创新，在标准中充分体现技术特点。五、主要技术内容（一）标准编写格式文件内容符合GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定，参照《单位产品能源消耗限额编制通则》（GB/T12723-2024）、《粗钢生产主要工序单位产品能源消耗限额》（GB21256-2013）、《焦炭单位产品能源消耗限额》（GB21342-2013）等标准的结构设置章节。本文件规定了熔融还原法炼铁能源消耗的能耗限额等级、技术要求、统计范围和计算方法、节能措施。（二）关于适用范围本文件适用于熔融还原法炼铁单位产品能耗的计算、考核以及新建、改扩建项目的能耗控制。术语和定义GB/T2589界定的术语和定义适用于本文件。（四）能耗限额等级本部分按照行业内所采用的工艺类型进行分类。经资料的梳理总结。当前熔融还原的主流工艺包括Corex、Finex、HIsmelt三种，因此，本文件仅对这三类工艺技术。Corex熔融还原炼铁工艺是近年已趋成熟的新型炼铁生产方法，它不仅能使用非炼焦煤直接炼铁，而且工艺流程短、投资省、生产成本低、污染少、生产的铁水质量能与高炉铁水相媲美。能够利用排出的过程煤气在竖炉中生产海绵铁，替代优质废钢供应电炉炼钢。全世界已投产和在建的Corex装置十余座，宝钢自2007年就开展该项技术实际应用，实际运行最佳状态时，综合煤耗为500-600kg/t。同时，结合《Finex与Corex及高炉流程能源消耗对比解析》（《资源节约与环保》2019第四期）等文献调研，指出Corex能源消耗约594kgce/t。因此，本文件确定Corex的3级能耗指标为600kgce/t，2级及1级各减50kgce/t。Finex工艺是韩国在Corex基础上研发的可直接使用粉矿和粉煤的炼铁工艺，相较于Corex工艺而言，能耗大幅降低。结合《Finex与Corex及高炉流程能源消耗对比解析》（《资源节约与环保》2019第四期）等文献调研，指出Finex能源消耗约413kgce/t。因此，本文件确定Finex的3级能耗指标为420kgce/t，2级及1级按照95%及85%递减。HIsmelt技术是已实现工业化生产的熔融还原炼铁技术之一，属于当今冶金领域前沿技术，经过四十年的研究开发和生产实践，工艺技术逐渐成熟。该工艺可直接熔炼经预热预还原处理的含铁原料，喷吹煤粉作为系统的还原剂及热量来源。相对传统的高炉炼铁工艺，HIsmelt熔融还原炼铁工艺省去了烧结、球团和焦化环节，生产过程中产生的大量蒸汽及富余煤气均可用于发电，在同样产能下可节约大量的投资及运行成本，生产系统的能源利用效率高，应用前景广阔。按照对墨龙HIsmelt实际生产数据测算，能耗指标为407.01kgce/t。因此，本文件确定HIsmelt的3级能耗指标为410kgce/t，2级及1级按照95%及85%递减。（五）技术要求本部分参考《单位产品能源消耗限额编制通则》（GB/T12723-2024）、《粗钢生产主要工序单位产品能源消耗限额》（GB21256-2013）、《焦炭单位产品能源消耗限额》（GB21342-2013）等标准。与上述标准保持一致，主要界定限定值、准入值和先进值应符合