近年中国炼铁技术的进步与展望（下）

2007-01-18 00:00 来源：我的钢铁作者：mysteel

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我国炼铁生产技术存在的主要问题

1. 热风温度偏低，严重影响了炼铁节能降耗和提高喷煤比。热风温度偏低已成为我国炼铁系统技术进步中的最薄弱环节，这也是我国炼铁技术经济指标与国际水平相比差距最在的地方，约差100～200℃。

2. 精料水平需进一步提高，炉料结构要更合理。我国大多数企业原燃料成分波动较大，特别是焦炭质量呈下降趋势，使炼铁成本上升，消弱了企业竞争力。总体上讲，大高炉的精料水平低于中小高炉，祥见表11。一些企业炉料结构企业需进一步调整，球团矿使用比例偏小。

表11 2002年部分企业原燃料质量

	高炉		焦炭		烧结
	利用系数	入炉品位	M40	灰分	碱度	品位
	t/m³.d	%	%	%	倍	%
鞍钢	2.008	57.98	79.18	12.33		56.77
包钢	1.812	57.64	79.31	13.26	1.72	50
酒钢	2.071	51.34	80.82	13.09	1.33	52
重钢	2.056	55.23	79.45	13.49	1.97	52.64
杭钢	3.368	60.34	90.01	12.15	2.99	55.48
三明	3.796	60.39	81.08	12.18	1.74	58.99
新兴铸管	4.152	59.98	89.99	11.54	1.83	58.27
南昌	3.251	60.1		11.57	2.27	56.87

我国焦炭灰份比国外高出3%左右，M10也偏高，详见表12。焦炭质量下降已严重影响了我国炼铁指标的好转，已成为制约我国炼铁技术进步的重要因素。

表12 部分国家冶金焦炭质量情况

指标	单位	中国			美国	德国	法国	英国	日本	俄罗斯大高炉	瑞典
		Ⅰ级	Ⅱ级	Ⅲ级
含硫	%	≤0.6	0.61~0.80	0. 81~1.0	0.6	0.9	0.8	0.6	0.6	0.6	0.65
块度	mm	25~75			25~70	25~70	25~70	25~70	25~70	25~60
抗碎强度M40	%	≥80.0	≥76.0	≥72.0	≥80	≥80	≥75	≥75	DI¹⁵⁰₁₅＞80或DI¹⁵⁰₁₅＞93	M25≥90	DI¹⁵⁰₁₅84
耐磨强度M10	%	≤8.0	≤9.0	≤10.0	≤7.0	≤6	≤7	≤6		M10≤
										6
灰分Ad	%	≤12	12.01~13.50	13.51~15	7	8	9	8	9	10	8.5

3. 高炉喷煤比进展缓慢，难以实现冶金工业“十五”规划的150kg/t的目标。

4. 炼铁企业之间生产技术发展不平衡，先进与落后的差值较大，这也是我国炼铁企业发展的潜力。详见表13。

表13 2002年重点企业高炉炼铁技术经济指标对比

项目	入炉	利用	休风率	矿品位	风温	喷煤比	工序	生产
	焦比kg/t	系数	%	%	℃	kg/t	能耗	成本
		t/m³.d					kg/t	元/t
先进值	262	3.87	0.02	61.05	1248	233	395.35	739
落后值	806	1.54	5.66	48.92	742	0	590.82	1040
差值	544	2.33	5.64	12.13	506	233	195.47	301

5. 一些中小企业炼铁系统缺少环保措施，对环境污染比较严重。

6. 一些中小高炉实行高强度冶炼，高炉寿命短，甚至2年左右就得进行中修，4年左右就大修一次，严重也影响了企业的市场竞争力。

7. 中国炼铁产业集中度低，全国约有460多座高炉，平均炉容偏小（约500m3/座），企业之间发展也不平衡，是处于多层次共同发展阶段。

中国炼铁生产技术展望

1. 高炉大型化会进一步得到发展

现在高炉大中修时均在扩容，新建高炉也在提高炉容量。如将350～380m3级高炉改造为420～450m3高炉，增加了建设750m3以上高炉的建设，一般不再新建300m3以下容积的高炉。2003年，我国将有2.1亿t铁的生产能力，2005年产能将达到2.4亿t，2010年产能将达近3亿t。

2. 高炉装备水平在提高，自动化程度取得新进展

我国新建高炉均采用了无料炉顶设备，应巴法水冲渣、高炉专家操作系统、高风温热风炉、大喷煤量的喷吹系统、先进的泥炮、开口机等。特别是一批中小高炉也在积极采用大高炉所使用的先进设备。

3. 高炉精炉水平会得到进一步发展，炉料结构趋于合理

烧结矿质量会得到进一步提高。随着红矿烧结和球团技术过关，人们使用价低的红矿积极性会提高。小球烧结、低温烧结、低硅烧结等技术会得到普及和提高。烧结矿槽下过筛使入炉矿中<5mm的粉末小于3%～5%，对高炉顺行起到积极作用已得到公认。

提高球团矿配比是个发展方向。链篦机——回转窑所生产的球团质量优于竖炉球团，使用皂土也少。现已有七个企业在建设这种大型生产球团设备。我国精矿粉粒度一般较粗，建议增添润磨设备和强力磨粉设备，这样可以实现-200网目的矿粉在80%以上，同时矿粉的形状也可实现多样化，进而提高了造球性能和减少皂土用量。

我国的精矿粉大部分是适宜于生产烧结矿，不同类型的矿粉生产烧结矿技术上也成熟了。企业在优化选择烧结矿、球团矿、块矿的合理配比。首要的是要进行技术经济分析。进口球团矿价格高，自产球团与烧结矿价位上要进行比较，并要充分利用已有烧结机制存量资产，实现经济效益最大化。所以，目前，我国高炉原料仍是以烧结矿为主。

多用进口矿会提高入炉矿品位，同时改善了炉料的冶金性能，是提高精料水平的有效手段。我国进口矿比例逐年增大，造成矿源紧张，价格攀升。预计2003年全国将进口铁矿石1.4亿t。建议钢铁企业要有长远打算，投资到国外合资开发矿山，即可保证供应量，又能控制价位。国内企业应建立一个购矿的联合体，统一对外谈判、协调供应量和矿价位。这样，可以减少购矿的损失。对使用两种资源要进行技术经济分析。

4. 在炼焦煤、焦炭资源富余条件下，焦炭质量会得到改善

焦炭质量变化，对高炉炼铁会产生重大影响详见表14。我国焦炭3%～8%，产量还会下降。所以，建议要争取多使用高质量焦炭。

表14 焦炭质量变化对高炉技术经济指标影响

焦炭质量变化	利用系数	燃料比	生铁产量
焦炭质量变化	t/m³.d	kg/t	%
M40±1.0%	±4.0%	±5.6
M10±0.2%	5.00%	±7.0
灰分±1.0%		±1%～2%
硫分±0.1%		±3%～6%	2
水分±1.0%		±1.1%～1.3%	5

5. 高炉喷煤水平会得到提高

高炉喷煤是炼铁系统结构优化的中心环节，是世界炼铁技术的主流，是高炉炼铁节焦、降成本的重要措施，同时也是改善钢铁工业能源结构，缓解我国主焦煤资源短缺矛盾的重要手段。多喷煤，可以少用焦炭，少建焦炉，可以降低炼铁系统的投资，并可以减少焦炭生产过程中对环境的污染。

当前，炼焦煤和焦炭价位高，对炼铁成本产生了负面影响。多喷煤可产生较大的经济效益，要积极行动起来，尽快提高喷煤比。

我国已掌握了富氧高风温大喷炼量技术，并且烟煤喷吹安全也已过关。高喷煤量的高炉操作是由多个条件来保证的。它包括；好的原燃料质量（包括焦炭强度高、入炉矿品位高、渣量低、入炉粉末低等）、高风温、高富氧（约在3%～5%）、高炉运行状态稳定等。

表15列出我国不同容积的高炉在2002年生产中喷煤比较高的一些高炉技术经济指标，供各企业参考。

表15 2002年部分高炉技术经济指标

企业	炉号	容积	系数	焦比	煤比	风温	富氧率	渣铁比	入炉	入炉	焦炭
		m³	t/m³.d	kg/t	kg/t		%	kg/t	品位	烧结矿	焦炭
						℃			%	<5mm%	灰分	M₄₀	M₁₀
											%	%	%
宝钢	1	4063	2.29	262	233	1247	3.19	252	60.38	3.77	11.32	89.13	5.51
鞍钢	10	2580	2.28	357	149	1137	2.33	302	58.97	5.2	12.32	79.2	7.6
包钢	4	2200	1.83	397	158	1205	1.61	423	57.76	7.31	13.27	79.33	7.87
宣钢	8	1260	2.1	389	144	1015	0.44	374	57.89	2.31	13.79	82	7.59
湘钢	1	1000	2.48	366	139	1089		357	58.74		12.21	75.01	7.4
鞍钢	3	831	2.22	386	162	967	2.1	368	57.32	7.73	12.32	79.2	7.6
莱钢二铁	1	750	2.64	342	162	1044	0.59	286	59.89	5.4	11.5	83.4	5.6
鄂钢	2	620	2.63	366	142	1105	1.33	310	59.58	4.56	12.66	79.3	7.1
天铁	2	550	2.5	400	146	1076	0.32		58.37	18.75	11.74	78.2	6.3
天铁	5	380	3.18	395	143	1111	1.4		58.95	18.75	11.74	78.2	6.3
新兴铸管	3	361	3.83	364	123	1143		308	59.64		11.73
萍钢	3	350	3.38	383	147	1026	1.48	297	59.61	1.93	12.16	M₂₅91.5	5.9
济钢一铁	4	350	3.36	413	121	1142	2.35	289	60.03	4.93	11.79	79.5	7.1
南钢	3	350	3.36	360	139	1104	1.43	279	60.61	7.77	12.43	77.9	5.5
杭钢	2	342	3.57	370	136	1053	2.27	247	60.71	7.09	12	M₂₅90.1	6.6
马钢二铁	4	300	3.04	380	152	1106	2.38	320	57.71	11.77	12.24	M₂₅83	6.9
邯钢	1	294	3.26	362	158	1033	2.8	382	57.98		11.88	78.6	7.6

6、热风温度会有提高

高风温是谦价的能源。采用对空气、煤气双预热技术，即使用低热值的高炉煤气，也可以获得大于1200℃以上的风温。高风温会有显著的经济效益。风温升高100℃，可以节焦15～20kg/t铁，可允许我喷15kg/t煤粉。我国不同容积的高炉均有实现1100℃以上风温的实践。如宝钢、包钢、太钢、攀钢、梅山、上钢一厂、天铁、新兴铸管和济钢等企业。他们经验是：热风炉炉顶采用耐高温的硅砖砌筑、煤气干式除尘和脱水，热风炉采用双预热技术，使用耐高风温的热风阀和送风管道，建立合理的热风炉烧炉和送风制度等。

7、炼铁系统的环境保护要达到国家标准

在环保方面有欠帐的企业，要及时补上这一课。对于新建的高炉、焦炉、烧结等设施环保要三同时。

8、高炉长寿会取得新进展

目前，我国新建大高炉均按寿命10～15%年设计，中小高炉也按6～8年考虑。我国高炉寿命低的主要原因是炉腰、炉腹部分破损严重，如果积极采用铜冷却壁和及时进行修补，寿命还会延衰。

9、炼铁能耗会进一步降低

炼铁企业在积极采用炼铁节能新技术，如提高喷煤比和风温，上干熄焦、炉顶煤气压差发电和铁、焦、烧工序一系列节能新技术等。这样炼铁工序能耗还会下降。但是，当前焦炭质量变差，已使2003年上半年炼铁能耗比去年上升了9kg/t。预计到2005年重点企业炼铁工序能耗可望降到430kg/t以下。

10、高流炼铁流程将在一般时间内仍将占有主导地位，而非高炉炼铁（直接还原、熔融还原等）是对高炉炼铁的补充。

11、国际炼铁技术动态

1）日本金属学会组织18个研究单位，包括5个企业、11所大学和两个国家研究部门对高炉实现三个减半（炼铁能耗、CO2排放、渣量和杂质）进行研究。能耗减半的研究包括：对矿石进行适当处理，形成Fe3O4到FeO控制过程，煤耗可降到450kg/t铁。渣量减半的研究包括：提高入炉矿品位、降低焦炭、降低高炉内温度、生铁中的杂质会自动减半。CO2排放减半的研究包括：富氧鼓风、无氮送风等。

2）德国蒂森钢铁公司开发成功稳定湿法熄焦技术，该技术是在熄焦车内从顶部和底部向红焦炭喷淋水，约占1/3熄焦水，红焦遇到底部的水会产生大量蒸汽，蒸汽会带动焦炭进行激烈的运动，具有比干法熄焦产生的粉尘少，颗粒明显变粗，外排尘量减少，运行用电和维修费用均低；外排CO2量减少3/4，稳定湿法熄焦仅为干熄焦的投资1/3，欧洲钢铁界在全力推广稳定湿法熄焦。

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