王维兴 中国金属学会 北京 100711 13651002795 yejinbu@126.cm 我国高炉炼铁原燃料质量现状和展望 王维兴 中国金属学会 北京 100711 13651002795 yejinbu@126.cm
1.我国重点钢铁企业原燃料质量现状 2013年上半年重点钢铁企业原燃料质量 项目 单位 烧结 品位 碱度 转鼓 固体 % (倍) % kg/t 焦炭 M40 M10 灰分 硫分 % % % % 2012年 54.81 1.887 79.01 53 50.60 85.98 6.47 12.54 0.77 102.72 2013年上半年 54.28 1.973 79.46 52.99 86.35 6.34 12.49 0.768 较好值 太钢 济源 酒钢 成无 57,98 2.47 81.64 40.64 太钢 淮钢 长治 合肥 89.92 5.13 11.74 0.47 13年比上年增减量 -0.53 +0.086 +0.45 -0.01 +0.37 -0.13 -0.05 -0.02 2013年上半年重点钢铁企业原燃料质量 因球团矿价格比烧结矿贵,使2012年球团生产能力放空6600万吨, 炼铁炉料结构中球团矿配比降低,影响了高炉指标的优化。
烧结烟气综合治理技术情况 我国有烧结机约1200台,有烟气脱硫设备438台,85%以上是湿法脱硫,60%是石灰-石膏法,50%以上没有实现SO2排放达标。 只有极少数企业有脱硝功能,效率也不高。 二噁英还没有进行治理。 布袋除尘能脱除大于10ppm的灰尘,电除尘可以脱除PM2.5灰尘。 上海市的PM2.5灰尘,74%由汽车尾气产生,14%是钢铁企业产生,大多数是烧结工序。
烧结烟气治理技术评述 目前,除活性炭技术以外,尚没有一个能满足各种工况条件下,完全成熟可靠的烧结烟气脱硫技术设备。 各种脱硫方法均存在不同程度的:脱硫效率低、设备腐蚀严重、产生汽溶胶,产生酸雨、副产品的利用差、投资成本和运行费用高、设备作业率低、维修工作量大等问题。 活性炭法可以实现烧结烟气综合治理(脱硫、脱硝、脱除二噁英、及重金属等)。上海克硫科技公司自主开发成功国产的活性炭脱硫、脱硝技术设备;投资只有太钢设备的三分之一。
2.还要坚持炼铁精料方针 2.1.精料的作用 精料技术水平对高炉生产指标的影响率在70%,工长操作水平占10%;在高冶炼强度、高喷煤比条件下,焦炭质量对高炉指标影响,为35%左右。 烧结碱度波动0.1倍,影响高炉燃料比1.2~2.0kg/t。 烧结转鼓提高1%,燃料比下降0.5%。 铁矿石含SiO2在6%,Al2O3在4%时,CaO在0.2%,MgO在0.1%,使原铁矿石品位在60%,降低到经济品位的51.22%。 铁矿石有害杂质含量增加1%,矿石经济性下降30~50元/吨。 炉料含≤5mm,由4%升高到11%,焦比升高1.6kg/t。 原料还原度提高1%,燃料比下降8kg/t。
2.还要坚持炼铁精料方针 2.2.科学评价铁矿石的经济性 品位变化对燃料比的影响 铁矿石品位越低对燃料比、焦比、产量影响越大。 当前,矿石品位下降是大趋势。提高品位已不是炼铁的主要矛盾,转化为质量的不稳定。 稳定是生产的灵魂,稳定才会有高效益、高质量。高炉原料稳定的标准:铁品位±≤0.5%,碱度±≤0.08倍,合格率>90%。 铁矿石品位范围 高炉燃料比变化,% 50%左右 2.0~2.2 57% 1.5 60%左右 0.8~1.0
不同品位铁矿石的价值
2.还要坚持炼铁精料方针 注意铁矿石的冶金性能:软熔温度要高,大于1100℃;软熔区间要窄,在100~150℃。 炉料粒度:≤5mm的小于5%,5~15mm≤30%。 《高炉炼铁工艺设计规范》要求碱金属含量小于3.0kg/t.铅和锌各小于0.15kg/t。一些企业超标,使高炉指标恶化、寿命受很大影响。如天铁和杭州钢铁公司的高炉因含碱金属高,而被迫提前高炉大修,经济损失大。 炉料粒度要均匀:烧结 球团 块矿 粒度 >50mm 9~18mm >30mm ≤80% >85% ≤10%
案例:瑞典2200M3高炉指标 100%球团矿,入炉品位68%,风温1300℃,焦比240kg/t,喷煤比180kg/t,燃料比420kg/t,渣铁比153kg/t,吨铁矿耗1300kg/t.经济性很好。 评论:比我国目前高炉铁56%品位冶炼,使用矿石少480kg/t,焦比低120kg/t,燃料比低126kg/t。按目前原燃料价格计算,我国的炼铁成本一定会比瑞典高。我们要科学评价我国高炉炼铁的经济性。据中国钢铁工业协会统计分析,65%的重点企业是不用低品位劣质矿石冶炼,赢的利润。我国2000M3以上高炉,使用铁品位在58%以上。
3.高炉炼铁技术发展方向 炉料结构发展方向:提高球团矿配比。 有自产矿石的企业,要努力提高选矿铁品位、高球团矿配比,是会有经济效果。明年,唐钢南区高炉,要取消烧结,用100%球团矿冶炼,没有烧结烟气治理的负担了,环保效果好。目前,使用进口矿粉生产球团矿,要比烧结矿贵150~250元/吨,严重影响了高炉球团矿配比。 国家提高了对环保的要求,2012年公布了8个专业《钢铁行业大气污染物排放标准》,促使企业增加生产成本,我们要有应对措施。
钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准 GB28662--2012 1.00E+00 现有企业 新建企业 特殊地区 污染物排放监控位置 生产工序或设施 污染物项目 限值 烧结机球团焙烧设备 颗粒物 80 50 40 车间或生产设施排气筒 二氧化硫 600 200 180 氮氧化物(以NO2) 500 300 氟化物(以F计) 6.0 4.0 1.0 二噁英类 (ng-TEQ/m3) 0.5 烧结机机尾带式焙烧机机尾其他生产设备 30 20 现有和新建企业颗粒物无组织排放浓度限值 单位:(mg/m3) 序号 无组织排放源 1 有厂房生产车间 8.0 2 无完整厂房车间 5.0
钢铁企业环保的成本 目前,我国钢铁行业吨钢平均环保成本约55元,先进企业的吨钢平均环保成本约比落后企业高1.5~2倍。仅以治理废水和废气的成本分析,先进企业在100~107元,而落后企业的环保治理成本在36~44元。烧结烟气脱硫的成本在5~14元,增加脱硝后,要增加1.5~4.2元。废气粉尘排放浓度由100~150mg/m3降到20~50mg/m3的标准,废气治理运行成本要增加30%左右,废气吨钢废气治理运行成本将达到43元左右。宝钢全面环保达标,每吨材的成本升高到150~160元。 新建的钢铁设施,环保的投入约占总投资的15%左右(新重钢的环保投资为26.89亿元,占总投资的12.07%)。宝钢去年吨钢环保投资为34.44元,年环保投资在8.1亿元;环保运行成本高达40.5~48.6亿元,约占2012年宝钢净利润的一半。2012年包钢的环保运行费用在5.4亿元,缴纳各类环保检测费在1000万元。 按国家新公布的关于大气污染物排放极限值的要求,1000万吨钢的联合企业,环保的投入约为10亿元。
4.要认真贯彻国家标准、规范 《烧结厂设计规范》对原燃料质量、配料、混均、点火、抽风与烟气净化、冷却和整粒,烧结成品质量提出了具体要求。有些企业没完全执行。 《高炉炼铁工艺设计规范》对烧结、球团、块矿、焦炭、煤粉等质量均有具体要求。 《钢铁企业节能设计规范》提出了,各工序能源统计范围、计算公式、节能措施、各能源介质折标准煤系数均作出了具体说明。
5.企业要实行现代化管理 尊重冶金学基本原理,用科学发展观去指导工作。不能主观想象地去工作。 用规范化、标准化、数字化去管理企业工作,消除人为因素的干扰,实行生产稳定。 规章制度要完善、系统、科学,及时修订。用制度去组织生产,有定性,也有定量。 主要领导要抓战略、企业发展规划;战术的具体事务要下级去管理。设立三总师(总工程师、总会计师、总经济师),分头去管理。要发挥出各级人员的积极性、主动性,创造性和约束性。 各级领导工作不越位、不缺位、不失职;谁的工作,谁管;不能整天忙于事务工作,没抓大事。 企业60%以上的主矿种,要实现定点供应,以稳定生产。
5.企业要实现现代化管理 掌握企业生产运行真实情况的办法:科学分析企业的“三流一态”(能源流、物质流、财务流和设备运行状态);统计数字也做不了假。 一切为炼铁服务,炼铁厂管理烧结厂、球团厂和焦化厂,最终是炼铁指标的优化,实现企业效益最大化。 炼铁厂要参与采购,不能是别人采购什么,高炉只能用什么的现象。 不追求某个指标的先进,要进行系统优化,实现经济效益的最大化。宝钢喷煤比由200kg/t,降到160kg/t左右,实现经济燃料比(460kg/t),炼铁成本最低。 进行系统节能,加强间接节能工作力度。用技术、经济和管理统一的方法来找察问题、分析问题、解决问题。