上半年重点钢铁企业炼铁技术发展评述

2014-10-10 08:35 来源: 我的钢铁网

2014年上半年全国生铁产量为3.620218亿吨,比上年增长0.51%(同期全国钢产量增幅为2.99%,使我国铁钢比降为0.878)。中国钢铁工业协会统计单位(92家单位,129家炼铁厂)产铁3.17967亿吨,比上年增长2.99%;其他企业产铁4405.48万吨,比上年降低14.39%。这说明重点企业铁产量增幅大于其他企业,我国炼铁产业集中度得到提升。生铁产量的增长拉动了国产铁矿石产量的增长和进口量的增长(进口铁矿价格降到82美元/吨左右)。2014年上半年,我国铁矿石产量为7.105988亿吨,比上年增长9.94%;进口铁矿石量为4.5716409亿吨,比上年增长19.0%。

据统计,2014年上半年有45家炼铁企业产量比去年有所降低,降幅大于20%的企业有11家,降幅最高的达43.81%;有75家企业生铁产量增加,增幅大于20%的有21家,最高的增幅达到140.89%。上半年产量大于1000万吨的集团、企业有7家,大于500万吨的有18家。

2014年上半年全国重点钢铁企业高炉燃料比(有38家企业统计中没有小块焦比数据)为545.40kg/t,比上年度同期下降0.06kg/t;入炉焦比为362.59kg/t,比上年同期升高2.73kg/t(有8家企业没有上年焦比数据);喷煤比为147.01kg/t,同比下降3.04kg/t(有8家企业没有上年喷煤比数据);焦丁比为35.80kg/t,同比升高0.25kg/t(有38家企业没有焦丁比数据);入炉矿品位为56.15%,同比下降0.58%;热风温度为1166.85℃,同比升高5.08℃(有10家企业没有上年的风温数据);利用系数为2.46t/m3·d,比上年下降0.06t/m3·d。2014年上半年重点企业高炉技术经济指标多数在劣化,具体情况见表1。

目前,我国炼铁企业有750多家,是多层次的,先进与落后并存,处于不同发展水平阶段,炼铁企业之间生产指标差距大。为促进我国炼铁生产技术进步,实现节能减排目标,提升炼铁企业的市场竞争力,我们应当加大推广成熟、先进、实用的炼铁先进技术装备,同时也应加大淘汰落后炼铁生产能力(国家已明令要坚决淘汰400m3以下小高炉)。此外,我们应贯彻落实《钢铁工业“十二五”发展规划》的目标和任务,利用产业政策和市场经济的手段,以及新公布的环境保护标准,加快炼铁企业的技术升级和优化重组整合。

从2014年上半年发展形势看,我国炼铁企业技术进步有所退步,表现为焦比和休风率升高,入炉矿品位、喷煤比和利用系数下降。据统计,重点企业中有27家企业燃料比升高(18家企业无数据),28家企业焦比升高,26家企业煤比升高,26家企业热风温度在下降。但炼铁企业加强了对优化配矿的研究,在原料质量下降、使用百家矿、成分波动大的情况下,实现了炉料质量提高,提高了高炉操作水平,确保了高炉生产稳定顺行,取得了较好成绩。这说明,我国烧结和高炉生产技术均取得了一定的进步。经过技术经济分析发现,使用铁矿石品位较高的企业的盈利水平普遍比使用低品位铁矿的企业高。

目前,因进口矿的价格大幅下降,企业应积极采购高品位的矿石,促进高炉节能减排。但进口生产球团的精粉贵,使我国球团矿价格比烧结矿价格高,出现了球团矿减产(2013年全国约7000万吨球团生产能力放空),不利于提高高炉的球团矿配比,不利于炼铁系统节能减排。

高炉燃料比下降

钢铁工业用能有80%以上是煤炭。高炉用能有78%是来自碳素(焦炭和煤粉)燃烧,19%来自热风,3%是炉料化学反应热。因此,降低高炉燃料比是节能减排的工作重点。

2014年上半年全国重点钢铁企业高炉燃料比为545.40kg/t,比上年度同期下降0.06kg/t。2014年上半年全国重点钢铁企业之中有28家企业燃料比与去年升高,有38家降低。燃料比升高的企业数目大大少于降低的数目,体现出重点钢铁企业炼铁生产技术得到提高。这主要是生产条件得到改善,以及高炉操作水平提高等带来的。燃料比高的企业应向燃料比降低的企业学习。2014年上半年有2家企业是煤比和焦比同时升高,有17家企业是焦比升幅大于煤比降幅,有5家企业是煤比升幅大于焦比降幅。这样都会使燃料比升高,不利于节能减排。经具体分析发现,其主要原因是原燃料质量恶化,或高炉顺行状态不好,不得已退煤比、提高焦比,以维持高炉顺行,个别企业还有炉况处理不当的现象。

2014年上半年与去年同期相比燃料比降幅较大的企业有:新兴铸管降低43.24kg/t,达钢降低24.56kg/t,张钢降低21.00kg/t,通钢降低20.09kg/t,粤裕丰降低18.52kg/t,宣钢降低16.90kg/t,冷水江降低15.31kg/t,杭钢下降13.91kg/t,三钢降低13.50kg/t,西钢降低10.90kg/t,新余钢铁降低10.04kg/t。

2014年上半年燃料比较低的企业有:宝钢493.70kg/t,粤裕丰502.38kg/t,首钢503.76kg/t,邯钢503.87kg/t,韶钢515.23kg/t,三钢518.07kg/t,中天钢铁518.98kg/t,达钢519.48kg/t,石横特钢520.00kg/t,国丰521.05kg/t,营口中板521.86kg/t,安钢522.15kg/t,泰钢523.41kg/t,兴澄特钢522.79kg/t,圣戈班523.50kg/t,武钢524.72kg/t,莱钢526.36kg/t,沙钢528.07kg/t,宣钢528.26kg/t,张钢528.90kg/t,衡管529.60kg/t等。

2014年上半年重点企业高炉燃料比的数据与前几年相比有所升高,主要是统计中包括了小块焦,回归了科学性(但仍有18个企业没有给出小块焦比的数据),与国际水平有了可比性。现在,我国高炉的燃料比比国际先进水平高50kg/t~80kg/t。

下面分类介绍炼铁企业降低燃料比的几类情况:

焦比和煤比同时下降,使燃料比得到下降。高炉原燃料质量得到改善、热风温度的提高、操作水平提高等因素,可以实现焦比和煤比同时下降,使燃料比得到下降。表2中12家企业炼铁指标的改善,具有普遍性,说明我国炼铁技术在提高,是可喜的现象。

焦比下降幅度大于煤比升高的幅度,使燃料比下降。降低炼铁燃料比主要是通过降低焦比来实现,提高喷煤比后,要实现煤粉替代焦炭的高置换比,才会使燃料比不升高。提高热风温度是提高喷煤比的优先条件,也是提高煤粉置换比的重要条件。大多数钢铁企业用这种办法来降低炼铁燃料比,符合炼铁技术发展的大方向。提高炼铁精料水平是降低燃料比的重要手段之一,尤其焦炭质量的提高会有较好的效应。2014年上半年重点企业之中有10家企业实现了焦比下降幅度大于煤比升高的幅度,使炼铁燃料比得到下降,详见表3。

煤比下降的幅度大于焦比升高的幅度,风温提高,使燃料比下降。例如,首钢煤比下降1.78kg/t,焦比升高0.20kg/t,小焦比升高0.92kg/t,燃料比下降0.66kg/t,风温下降14.45℃。这里体现出风温变化、高炉操作水平提高和原燃料质量得到改善等情况。高炉操作方面主要是进行科学布料、提高煤气利用率、降低生铁含硅量等。

高炉焦比升高

2014年上半年重点钢铁企业高炉焦比为362.59kg/t,与去年相比升高2.73kg/t。2014年上半年有28家企业焦比在升高,有38家企业的焦比得到下降。

焦比降幅较大的企业有:苏钢降低69.92kg/t,西钢降低68.70kg/t,张钢降低56.86kg/t,安钢降低40.52kg/t,新兴铸管降低29.22kg/t,成钢和攀钢均降低22.10kg/t,陕钢降低19.58kg/t,太钢降低17.76kg/t,永钢降低15.22kg/t,徐钢降低13.91kg/t,酒钢降低13.81kg/t,粤裕丰降低13.44kg/t,石钢降低12.21kg/t,淮钢降低10.59kg/t,三钢降低10.51kg/t,川威降低10.12kg/t等。

2014年上半年焦比较低的企业有:宝钢294.19kg/t,太钢307.59kg/t,武钢307.94kg/t,沙钢320.35kg/t,首钢320.43g/t,邢钢324.73kg/t,首钢321.73kg/t,营口中板324.24kg/t,沙钢325.52kg/t,石横特钢329.81kg/t,西钢332.28kg/t,通钢335.40kg/t,鞍钢为336.31kg/t,青钢337.18kg/t,三钢337.26kg/t,柳钢339.12kg/t,邢钢343.70kg/t,石钢343.84kg/t,邯钢345.54kg/t,韶钢348.29kg/t,安钢349.56kg/t等。

2014年上半年有36家企业报出了小块焦比,有4家企业没报出去年的数据,他们的平均值为35.80kg/t。其他企业没有提供小块焦比的数据,也没有说明焦比中是否含小块焦比。希望其他企业今后要报出小块焦比,以便对标。

国际领先水平的焦比是低于300kg/t。目前,我国仅有宝钢高炉年平均焦比低于300kg/t,而且约有18家企业高炉的焦比在400kg/t以上,企业最高的焦比为462.50kg/t。

支撑焦比下降的重要技术条件是:提高入炉矿含铁品位,改善原燃料质量(特别是焦炭质量的提高),提高热风温度,提高高炉操作水平(高煤气利用率、低硅铁冶炼、高顶压),以及设备的大型化等。

但是,2014年上半年有28家企业的炼铁焦比上升了,升幅较大的企业有:马钢升高53.21kg/t,鄂钢升高40.85kg/t,新冶钢升高36.64kg/t,昆钢升高35.84kg/t,兴澄特钢升高31.44kg/t,天管升高30.89kg/t,天钢升高22.11kg/t,方大萍钢升高21.65kg/t,锡钢和青钢均升高21.36kg/t,申特升高16.57kg/t,唐钢升高16.53kg/t,敬业升高14.41kg/t,达钢升高13.39kg/t,天铁升高12.17kg/t,重钢升高10.53kg/t。

焦比升高的主要原因是高炉稳定顺行不好,入炉矿铁品位降低,炉料质量波动大,或高炉操作出现失误,被迫提高焦比,提高炉料透气性。应该认识到:高炉炼铁是以精料为基础,精料技术水平对高炉指标的影响率为70%。

高炉喷煤比降低

2014年上半年全国重点钢铁企业高炉喷煤比为147.01kg/t,与去年同期相比下降3.04kg/t。与去年同期相比,有26个企业喷煤比得到提高,提高煤比较多的企业有:西钢提高67.79kg/t,张钢提高45.84kg/t,苏钢提高32.84kg/t,徐钢提高28.23kg/t,安钢提高25.37kg/t,太钢提高14.27kg/t,韶钢提高12.50kg/t,攀钢提高8.67kg/t。

提高喷煤比的技术方法是:炉缸热量充沛,高风温,进行富氧和脱湿鼓风;炉料转鼓强度高,入炉矿含铁品位高,渣铁比低,炉料透气性好;优化高炉操作,炉内煤气分布均匀;各风口煤粉喷吹均匀,喷吹煤质量好;矿石冶金性能好,使软熔带低且窄等。

2014年上半年全国重点钢铁企业中,喷煤比较高的企业有:太钢196.65kg/t,营口中板184.25kg/t,德龙172.06kg/t,西林169.41kg/t,莱钢168.97kg/t,宝钢集团168.26kg/t,青钢168.14kg/t,淮钢167.95kg/t,国丰166.60kg/t,新抚钢166.17kg/t,邢钢165.78kg/t,新兴铸管164.89kg/t,武钢170.62kg/t,青钢169.15kg/t,沙钢167.26kg/t,西钢165.24kg/t,淮钢164.69kg/t,国丰163.77kg/t,水钢163.41kg/t,通钢162.91kg/t,长钢162.71kg/t等。

目前,我国高炉喷煤比呈下降的趋势。炼铁企业因原燃料质量恶化,高炉生产不稳定,已不再追求过高的喷煤比,而是寻求经济喷煤比,提高煤粉的置换比,实现炼铁成本的最优化。今年铁矿石降价,宝钢炉料质量有所改善,宝钢股份高炉喷煤比已提高到200kg/t左右。但是应当指出,提高喷煤比是炼铁技术发展的中心环节,是降低生产成本的有效手段。一些企业为降低采购成本,购买劣质喷吹煤,其灰分高、含有害杂质高、发热值低,使煤粉置换比低,是不经济的,对高炉产生负面影响。

热风温度提高

2014年上半年全国重点钢铁企业热风温度为1166.85℃,与去年同期上升5.08℃。与去年同期相比,有35个企业热风温度得到提高,提高较多的企业有:张钢提高136.83℃,苏钢提高98.66℃,西钢提高48.28℃,徐钢提高59.67℃,敬业提高34.09℃,本钢提高27.85℃,粤裕丰提高17.69℃,营口中板提高16.46℃,泰钢提高16.43℃,国丰提高12.82℃,通钢提高13.64℃,沙钢提高10.86℃。

2014年上半年我国有75座高炉年平均风温超过1200℃。

提高热风温度的技术措施包括:热风炉拱顶使用耐高温的硅砖,热风炉拱顶在烧炉和送风时的温差小于100℃~150℃,热风炉送风时间控制在40分钟~60分钟;热风炉蓄热砖要用高蓄热面积的格子砖(由7孔改为19孔~37孔砖),并涂上能吸热的高辐射材料;提高热风炉废气温度(400℃~450℃),单烧高炉煤气的热风炉采用煤气和空气双预热技术;高炉和送风系统能够使用和接受高风温等。目前我国一些企业热风温度偏低和热风炉寿命偏短(设计规范要求大于25年)的主要原因是为了降低成本,使用的耐火砖质量差。

2014年上半年全国重点钢铁企业高炉热风温度较高的企业有:太钢1245.22℃,泰钢1228.93℃,宝钢1221.32℃,三钢1220.17℃,敬业1215.42℃,淮钢1214.83℃,攀钢1211.00℃,首钢1206.25℃,济源钢铁1203.10℃,方大特钢1203.00℃,武钢1202.79℃,张钢1198.83℃,天管1186.30℃,鞍钢1186.03℃,重钢1186.00℃,新余钢铁1185.67℃,唐钢1183.25℃。

高风温是廉价的能源(用45%的高炉煤气换来的),是炼铁的重大节能技术措施。风温提高100℃,可降低燃料比15kg/t。我国高炉炼铁技术与国际先进水平相比,最大差距是热风温度偏低(约差80℃~100℃)。企业各级领导要重视高风温的重要作用,要在努力提高风温上下大功夫。

高炉休风率升高

2014年上半年全国重点钢铁企业高炉休风率为1.93%,与去年同期相比升高0.27%。休风率较低的企业有:新兴铸管0.32%,攀钢0.57%,永钢0.61%,衡管0.63%,通钢0.66%,方大特钢0.67%,三钢0.76%,石横特钢和沙钢均为0.79%,敬业0.82%,唐钢0.88%,马钢0.96%,津西0.99%。2014年上半年全国重点钢铁企业高炉休风率偏高,主要是一些企业压产,高炉作业率下降,高炉生产不稳定造成的。

高炉休风率低是高炉生产稳定顺行的主要标志,是高炉操作水平高和设备运行状态良好等方面的综合体现。高炉操作要实现生产稳定顺行,需要原燃料质量稳定,高炉操作不出现大的失误;设备管理要实行定检定修制度,不能等设备坏了再去更换,那样容易造成高炉休风率高;炼铁企业实行现代化管理,会使高炉休风率降低。

节能减排取得新进展

2014年上半年全国重点钢铁企业炼铁工序能耗取得较好的成绩。2014年上半年全国重点钢铁企业炼铁工序能耗为393.14kgce/t,比上年降低6.8kgce/t。指标较好的企业是:涟钢321.81kgce/t,山西华丰334.19kgce/t,安钢348.34kgce/t,邯钢355.45kgce/t,敬业360.82kgce/t,新冶钢366.47kgce/t,建龙367.19kgce/t,杭钢371.84kgce/t,沙钢374.60kgce/t,新余钢铁375.17kgce/t,衡管376.48kgce/t,太钢376.63kgce/t,永钢377.33kgce/t,日照钢铁377.42kgce/t,张钢377.84kgce/t,三钢379.65kgce/t,湘钢380.76kgce/t,济源钢铁381.50kgce/t,石钢382.56kgce/t,企业最高值达到474.03kgce/t。

目前,部分企业炼铁能源统计出现较大误差,一些企业没按国家和行业标准、规范进行工作。部分企业燃料比变化幅度与工序能耗变化幅度不相适应,出现燃料比上升而炼铁工序能耗反而下降的现象。个别企业统计的燃料比中不含小块焦,有些能源介质折标准煤不按国家标准进行计算;出现一些使用低品位矿石的高炉燃料比和炼铁工序能耗理应比较高,但出现统计数据偏低的虚假现象。

炼铁工序能耗占联合企业总能耗的50%,钢铁工业要降低吨钢综合能耗就必须要努力降低炼铁工序能耗。钢铁企业的节能工作要从源头抓起,首先是要实现减量化用能(降低燃料比),其次是提高能源利用效率(提高风温和高炉煤气利用水平),再其次是提高二次能源回收利用水平(上TRT装置、水渣余热回收等)。

余热回收取得新进展。目前,全国高炉有TRT近730套,配备煤气干法除尘装置600多套,吨铁发电量得到提高。但平均发电量只有32千瓦时左右,尚有1/3没达到设计能力。新建的高炉均配备了TRT装置。

目前,约有170座烧结机进行了烟气余热回收(但大多数没有达到设计能力)。这主要是因为设计选取的烟气量和温度偏高,实际达不到,须进行补气工作。

2014年上半年重点企业高炉煤气放散率为2.32%,比上年降低1.18%,实现节能;焦炉煤气放散率为0.72%,比上年降低0.80%;转炉煤气回收105.00m3/t,比上年同期升高6.05m3/t,促进了企业节能。

环保治理得到进一步发展。目前,烧结烟气脱硫设备有530多套,80%是湿法,约有一半设备没有达到国家规定的排放指标,有60%是采用的石灰石膏法。总体上而言,烧结烟气脱硫还没有一套成熟的技术可全面推广,各企业的情况差别较大。国家提出对烟气要脱硝,而不是单纯脱硫。企业还没有系统研究脱硝问题,这方面须要进行大量的工作。我国已成功开发出活性炭烟气治理的技术装备(可脱硫、脱硝、脱二口恶英),价格比引进的低60%以上,可实现脱硫、脱硝、脱二口恶英,以及脱除重金属,应大力推广。

2014年上半年重点钢铁企业固体废弃物排放有所下降。重点企业废水的化学需氧量、氨氮、挥发酚、氰化物、悬浮物和石油类的排放量分别下降11.58%、16.95%、9.08%、24.06%、24.35%和15.39%。废气的SO2、烟尘、工业粉尘排放量也分别下降11.39%、2.09%、9.69%。一批焦化企业实现了废水零排放。

存在的问题和建议

炼铁系统生产经营低迷、困难。2014年初,全国高炉生产进入艰难阶段,表现为矿石价格小幅降低和生铁价格低,使企业出现严重亏损。一些大型高炉生产不稳定,有失常现象,迫使炼铁企业减产或使用劣质、低价矿,出现生产指标恶化。这种现象延续到4月后才略有好转,较长时间是低利润经营阶段。

劣质、低价铁矿石对高炉危害大。高炉使用劣质、低价铁矿石(含铁品位低、含有害杂质高、含Al2O3高等)炼铁,造成渣量大、风口破损多、休风率高,严重影响了高炉稳定顺行和高炉长寿。

高炉炼铁炉料结构退步。因球团矿价格比烧结矿贵150元/吨~250元/吨,去年造成我国球团矿生产能力有7000万吨放空,这种现象延续到目前没有得到缓解。为降低炼铁成本,炼铁炉料中球团矿配比下降,不利于节能减排。

炼铁企业环保的压力加大。国家新公布了《钢铁工业大气污染物排放标准》(8个专业)。按新标准要求,约有一半企业没有达到标准,要增强对环保的意识,加大对环保的投入。达标后,企业环保费用要升高100元/吨左右。这是关系企业生存和发展的大问题。

应贯彻科学发展观,尊重冶金学基本理论。2014年上半年全国重点钢铁企业多数炼铁技术经济指标出现恶化,不符合炼铁技术发展方向,应该用科学发展观去指导组织生产。高炉炼铁要坚持以精料为基础的方针,目前铁矿石进口价大幅下降,有利于采购高质量、高品位矿。企业应该结合自身具体情况进行经济喷煤比、经济燃料比的研究,实行中等冶炼强度的精细化操作,优化高炉生产指导方针。


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