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        論高爐煉鐵的節(jié)能

        2009-08-04 09:20:48楊俊鵬
        魅力中國 2009年14期
        關鍵詞:鋼鐵工業(yè)煉鐵鐵礦

        楊俊鵬

        煉鐵是鋼鐵生產(chǎn)中的能耗大戶和主要污染源。由燒結(jié)、球團、焦化以及高爐各工序組成的煉鐵過程,消耗了噸鋼總能量的70 %左右,同時產(chǎn)生大量粉塵、廢氣和廢水。煉鐵的能量消耗成為噸鋼成本中的重要組成部分,而污染物的排放也對環(huán)境造成嚴重影響。因此,煉鐵的節(jié)能與環(huán)保對整個鋼鐵工業(yè)的健康發(fā)展是十分重要的。自1995年起,我國生鐵的產(chǎn)量已連續(xù)多年超過1億t,成為世界第一產(chǎn)鐵大國。然而在節(jié)能和環(huán)保方面,我國與國外先進水平存在著較大的差距。在經(jīng)濟全球化的今天,縮小并最終消除這種差距,是提高我國鋼鐵工業(yè)整體水平和在國際上競爭力的重要方面。

        一、我國鋼鐵工業(yè)能耗現(xiàn)狀及節(jié)能情況

        據(jù)統(tǒng)計,2005年我國生產(chǎn)原煤21.9億噸(居世界第一),消費21.4億噸原煤:生產(chǎn)原油1.8l億噸(居世界第六),消費原油3.0億噸:生產(chǎn)天然氣500億m3。(居世界第十四)。消費500億m3;全年發(fā)電24747億千瓦時(居世界第二)。2004年我國鋼鐵工業(yè)能源消耗占全國能源總消費量的l5.18%,其能源消費結(jié)構(gòu)是:煤炭69.9%,石油類3.2%,天然氣0.5%,電力26.4%。

        1980~2005年,我國大中型鋼鐵企業(yè)噸鋼可比能耗從1285Kgce/t降到714Kgce/t,節(jié)約571Kgce/t,降低了44.43%。這說明,我國鋼鐵工業(yè)的節(jié)能步伐是與我國經(jīng)濟發(fā)展中的節(jié)能力度是同步進行。也說明了鋼鐵工業(yè)節(jié)能工作取得巨大成績。據(jù)統(tǒng)計2006年前三季度,全國產(chǎn)鋼3.08億噸,比上年度同期增長l8.49%。但全國重點大中型鋼鐵企業(yè)總能耗為14535萬噸標煤。比上年度降低6.8%。這說明,我國鋼鐵工業(yè)節(jié)能工作還在深化發(fā)展。2000年,工業(yè)發(fā)達國家噸鋼可比能耗平均值在642Kgce/t。2005年,我國重點大中型鋼鐵企業(yè)噸鋼可比能耗值為714Kgce/t。經(jīng)對比分析可看出,我國鋼鐵工業(yè)的能耗水平與工業(yè)發(fā)達國家相比,高出11.2%。

        近年來,依靠科技進步,使生鐵產(chǎn)量逐年提高,工序能耗不斷降低。但與國際先進指標相比,仍有很大差距。要繼續(xù)降低煉鐵工序能耗,無論在管理方面,還是技術方面,仍有大量工作可做。

        二、非高爐煉鐵工藝的發(fā)展

        非高爐煉鐵有直接還原和熔融還原,省去了燒結(jié)、球團和焦化工序,被認為是一種節(jié)約能源、環(huán)境友好、投資低且生產(chǎn)成本低的生產(chǎn)工藝。但是,非高爐煉鐵對所需要的原燃料條件、生產(chǎn)工藝、技術設備等方面要求嚴格,從當前情況來看,還有不少需要進一步改進的地方。因此,到目前為止,非高爐煉鐵在全世界尚未得到普及。2007年全世界生產(chǎn)粗鋼13.22億噸,生鐵9.43億噸,而且全球直接還原鐵產(chǎn)量只有5579萬噸,價格保持在230美元/噸(離岸價)。由此可以看出,非高爐煉鐵技術尚需進一步完善,還要經(jīng)過一段時期才能實現(xiàn)較大的發(fā)展。

        多年來,國內(nèi)外煉鐵工作者對開發(fā)非高爐煉鐵技術做出了巨大努力,且也取得了一定成效。熔融還原技術被定為世界冶金技術發(fā)展的三大前沿技術之一,受到世界冶金界的關注。目前,鋼鐵企業(yè)普遍采用高爐煉鐵技術,并得到了迅速發(fā)展。依據(jù)實際情況分析,非高爐煉鐵技術雖然已取得了一些階段性成果,但與高爐煉鐵比較,在能源消耗、CO排放、基建投資、生產(chǎn)成本、生產(chǎn)規(guī)模、設備壽命等方面并沒有形成絕對的優(yōu)勢。

        三、降低煉鐵能耗的措施

        采用先進的生產(chǎn)工藝、技術、裝備,淘汰落后設備,可以促進煉鐵企業(yè)的節(jié)能。煉鐵系統(tǒng)有數(shù)百項單項節(jié)能技術,但最重要的工作是努力降低煉鐵的燃料比。因為煉鐵燃料消耗占煉鐵能耗的75%。國際水平的燃料比是小于500Kg/t,國際先進水平的燃料比是在430~470Kg/t。

        1.管理節(jié)能

        通過對煉鐵系統(tǒng)生產(chǎn)實行現(xiàn)代化管理,建立企業(yè)的能源管理部門(能源處或能源管理中心),能源管理工作制度,最終實現(xiàn)企業(yè)的節(jié)能目標。

        能源管理中心工作內(nèi)容是;監(jiān)測、控制、調(diào)整,故障分析診斷,能源平衡等。能源管理工作應當是在線管理,隨時進行分析、調(diào)整,而不是事后分析,再做調(diào)整。對企業(yè)能源進行現(xiàn)代化管理,就可以實現(xiàn)節(jié)約企業(yè)總能耗5%的效果。

        2.技術節(jié)能

        (1)合理配煤,保證焦炭質(zhì)量

        低硅燒結(jié)礦可以顯著降低高爐渣量,是高爐降低焦比實現(xiàn)大噴煤的必要條件。低硅燒結(jié)礦同時具有高還原度、高溫性能好等優(yōu)點。優(yōu)質(zhì)低硅燒結(jié)礦生產(chǎn)技術包括以下兩方面。 ①鐵礦原料。根據(jù)我國鐵礦基本上是高硅鐵精礦的現(xiàn)狀,應選擇進口低硅粉礦搭配使用。目前國內(nèi)年進口鐵礦量多于5400萬t,鐵礦種類也由最初的幾種擴大到目前的20余種,有較寬的選擇范圍。其中南美的一些鐵礦含硅很低,如CVRD的Carajas 礦的SiO2僅為0.6 %。這種鐵礦對降低燒結(jié)礦硅含量效果顯著。 ②燒結(jié)工藝。降低燒結(jié)礦的硅含量會引起燒結(jié)礦的低溫還原粉化率(RDI)升高、轉(zhuǎn)鼓強度降低以及利用系數(shù)下降等。為消除這些不利影響,應采取強化制粒、偏析布料、提高燒結(jié)礦堿度、適當增加MgO 含量、低溫燒結(jié)等措施。國外許多廠的燒結(jié)礦SiO2 含量已降低到5 %以下,1998年芬蘭羅德洛基鋼鐵廠為4.2 %,目前我國寶鋼也達到4.6 %的高水平,取得了顯著的節(jié)能效果。

        (2)高爐噴煤技術

        從能源替換的角度看,高爐噴煤是煉鐵工藝最主要的節(jié)能降耗措施。近年來,我國噴煤技術發(fā)展較快,如寶鋼高爐已達到250 kg/t的煤比,處于世界領先水平。相當一部分大中型企業(yè)的煤比在100~150kg/t。但總的來說,我國的噴煤水平還不高,還有許多需要改進的地方。除了應繼續(xù)強調(diào)高爐的精料、提高風溫及改善高爐操作外,還應重視制粉和噴吹系統(tǒng)的技術改造,使其適應高爐大噴煤的需要。在制粉方面,應努力提高產(chǎn)量、降低制粉能耗和加工成本。 四、結(jié)語 降低煉鐵能耗是一個復雜的系統(tǒng)工程,它涉及多道工序的眾多方面,需要投入巨大的人力和物力。因此,必須將生產(chǎn)、設計和科研緊密地結(jié)合起來,借鑒國外的先進經(jīng)驗,針對我國的具體情況,開發(fā)應用各種煉鐵節(jié)能技術。

        參考文獻:

        [1]盧宇飛,煉鐵工藝,冶金工業(yè)出版社,2006

        [2]潘健武,顧德驥,煉鐵煉鋼的知識,科技衛(wèi)生出版社,1958

        [3]中華人民共和國冶金工業(yè)部鋼鐵工業(yè)管理局技術處,煉鐵生產(chǎn)經(jīng)驗匯編,冶金工業(yè)出版社,1958

        [4]馬竹梧,煉鐵生產(chǎn)自動化技術,冶金工業(yè)出版社,2005

        [5]劉竹林,煉鐵原料,化學工業(yè)出版社,2007

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