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        “新常態(tài)”下高爐煉鐵技術(shù)轉(zhuǎn)型升級和創(chuàng)新之路

        2019-01-03 16:13:12邵新敏
        中國金屬通報 2019年10期
        關(guān)鍵詞:焦比風(fēng)溫煉鐵

        邵新敏

        (新余鋼鐵集團(tuán)有限公司,江西 新余 338001)

        當(dāng)前,我國鋼鐵制造業(yè)出現(xiàn)了嚴(yán)重的產(chǎn)能過剩、環(huán)境污染和能源消耗、資金緊張、資源虧乏等諸多問題。從而21世紀(jì)首次出現(xiàn)全行業(yè)虧損之后,我國的鋼鐵制造業(yè)就邁入了微利甚至虧損的情況。再加上近些年來京津冀地區(qū)的污染問題日趨嚴(yán)重,鋼鐵制造業(yè)常被作用首要影響因素之一,承擔(dān)著相當(dāng)大的社會壓力。而目前我國鋼鐵制造業(yè)所面對的“新常態(tài)”為“三低一高”,即低速增長、產(chǎn)品價格低廉、企業(yè)效益低下以及市場的高壓。對于此時艱難的“新常態(tài)”,我國鋼鐵制造業(yè)唯有進(jìn)行產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級及創(chuàng)新轉(zhuǎn)型,才可以謀求更好的未來發(fā)展。

        1 “新常態(tài)”下我國高爐煉鐵產(chǎn)業(yè)的形勢

        1.1 生鐵產(chǎn)量趨向飽和以及產(chǎn)能過剩

        近幾十年的發(fā)展,我國煉鐵行業(yè)得到快速發(fā)展。我的鋼產(chǎn)量已從2000年一路保持著不斷增長的水平,直到2014年其鋼鐵產(chǎn)量達(dá)到了7.11億噸,除了因2008年全球金融風(fēng)暴的影響,我國的鋼鐵產(chǎn)量稍稍有所下降以為,依然可以維持在平穩(wěn)上升的趨勢。我國的生鐵產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的比值,已然從22.64%增加到了60.85%,除了2014年其比值有所下降(60.38%)之外,自2008年以來,我國的生鐵產(chǎn)量一直是全球生鐵生產(chǎn)的主力軍。然而,我國的產(chǎn)量年增長率自2005年之后表現(xiàn)出了下滑的趨勢,直到2010年及后來的幾年內(nèi)都保持在10%以下,2014年當(dāng)年的常量增長率僅為0.37%,產(chǎn)量僅有輕微的上浮[1]。

        1.2 先進(jìn)與落后指標(biāo)共存

        自21世紀(jì)初期至今,對于高爐煉鐵的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)進(jìn)行了顯著的優(yōu)化。中國的高爐煉鐵燃料比一直保持著穩(wěn)定比例,而近些年來因為受到原燃料的品質(zhì)影響,導(dǎo)致燃料比出現(xiàn)了稍微的上升,焦煤比近些年來維持在一個較為穩(wěn)定的水平。隨著高風(fēng)溫技術(shù)的有效應(yīng)用,風(fēng)溫已經(jīng)從原來的1005℃提高到了最高的1194.39℃。而近兩年風(fēng)溫出現(xiàn)了略微的下降,到了2014年風(fēng)溫降低到了1134.69℃。同時資源的短缺對我國煉鐵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也有著一定的制約作用,自2003年至今,高爐入爐品位保持著降低的趨勢,尤其到了2014年降低到了最低的53.74%,高爐利用系數(shù)也表現(xiàn)出了降低的趨勢。隨著國內(nèi)相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展,生產(chǎn)效率也獲得了顯著的提升,近些年來也提高到了相對穩(wěn)定的平臺。

        1.3 現(xiàn)代與傳統(tǒng)理念共存

        對于復(fù)雜的市場競爭,不同水平的企業(yè)也有著其特有的生產(chǎn)理念,并通過不同措施迎接著各種挑戰(zhàn),從而形成了現(xiàn)代與傳統(tǒng)理念共存的形式。而部分為了謀求參數(shù)驚艷,生產(chǎn)的數(shù)據(jù)與實際情況相背離。

        比如,2018年中國煉鐵燃料比與前些年有著很大的差別:有多個企業(yè)未上報小塊焦比;部分企業(yè)上報的燃料比與計算數(shù)據(jù)存在差異性;一些企業(yè)對前幾年的數(shù)據(jù)進(jìn)行了修改,數(shù)據(jù)不一致,沒有可比性。少數(shù)企業(yè)仍采用落后的“綜合焦炭比”,其噴煤替代比任意性很大;還存在部分企業(yè)把焦丁當(dāng)作噴吹物,使得置換比小于1.0。因而這些企業(yè)焦比并不是很高,但是其實際燃料比卻比較高。從90年代開始,每年冶金部都會主張取消“綜合焦比”的使用,如今中鋼協(xié)還在努力促進(jìn)相關(guān)統(tǒng)計標(biāo)準(zhǔn)的頒布,旨在對燃料比進(jìn)行有效的降低。實際上,從而整體上來看,2014年重點企業(yè)與過去相比較而言已有了非常大的提升。

        2 高爐煉鐵技術(shù)轉(zhuǎn)型升級和創(chuàng)新之路

        2.1 轉(zhuǎn)變創(chuàng)新觀念及理念

        依據(jù)目前的形勢下我國高爐煉鐵行業(yè)的所進(jìn)行的技術(shù)創(chuàng)新工作,需要開展多學(xué)科的技術(shù)交融,從而建立以基礎(chǔ)理論為基礎(chǔ),知識革新、面向生產(chǎn)的創(chuàng)新理念以及信息化管理思想。并實現(xiàn)產(chǎn)、學(xué)、應(yīng)用、管理等創(chuàng)新交匯的新業(yè)態(tài),進(jìn)而實現(xiàn)思想的解放,尤其關(guān)注的內(nèi)容是管理層必須進(jìn)行最先的觀念革新。

        2.2 開發(fā)與應(yīng)用推煉鐵新技術(shù)

        2.2.1 一體化燒結(jié)—高爐配料技術(shù)

        最近幾年,因為鐵礦石等原料存在價格上的波動,因而導(dǎo)致鋼材價格也是起伏不定的,從而導(dǎo)致鋼鐵企業(yè)面對著利潤微薄的挑戰(zhàn)。因此,國內(nèi)外許多企業(yè)都在積極實施低投入戰(zhàn)略。而燒結(jié)礦的價格直接影響著鐵水的成本,燒結(jié)礦的價格約占鐵水總投資的50%。在過去,鐵礦石的評價和配料的優(yōu)化都是基于最小燒結(jié)投入。

        然而,在實際生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn),這種以燒結(jié)投入的判斷,無法預(yù)示著鐵水投入的下降。常因為低價格的燒結(jié)礦其性能降低,廢渣變多,焦比上升,爐渣缺乏穩(wěn)定性,使得鐵水的總投入可能會出現(xiàn)上升的現(xiàn)象[2]。所以,非常需要以煉鐵的整體總成本為基礎(chǔ),構(gòu)建燒結(jié)配料及高爐一體化的智能模型。

        2.2.2 開括輔助燃料在煉鐵中的應(yīng)用

        在高爐中燃料是必不可少的,其使用過程是非常繁雜的。隨著優(yōu)質(zhì)煉焦煤和高爐噴煤產(chǎn)量的下降,利用藍(lán)碳等輔助燃料已成為一條重要途徑。我國藍(lán)碳資源十分豐富,是低品位煤的低溫干餾產(chǎn)物,按粒度可分為大、中、小、粉狀三種類型。其他藍(lán)碳主要用于生產(chǎn)鐵合金、化肥等產(chǎn)品,常作為燃料和還原劑,也可作為生產(chǎn)活性炭等產(chǎn)品的原料。由于有3個高碳和4個低碳,即高含量的固定碳、高活性、高電阻,低灰分、具有較低含量的鋁、硫、磷元素。特別是具有較為低廉的價格,因此使用蘭炭等輔助燃料能夠有效節(jié)約鐵水的生產(chǎn)投入。

        2.2.3 可視化及高爐管控技術(shù)

        高爐是一種逆流密閉反應(yīng)裝置,上升的煤氣與爐內(nèi)部下降的材料發(fā)生復(fù)雜的傳熱、反應(yīng)、溶損反應(yīng)等,都對高爐生產(chǎn)率和順利度有著極大的影響。高爐使用人員可通過對溫度、壓力、流量及煤氣成分等的檢測,對爐的狀況、高爐的操作進(jìn)行監(jiān)控,從而掌握更加精確的高爐信息實現(xiàn)對高爐使用的指導(dǎo)。北京科技大學(xué)與北京神網(wǎng)公司共同研發(fā)的高爐可視化技術(shù),可對高爐的布料及冶煉情況進(jìn)行實時的監(jiān)控,并對高爐的操作進(jìn)行相應(yīng)的指導(dǎo),其具有非常顯著的效果并在國內(nèi)外已經(jīng)得到了推廣高和廣泛的使用,其可以實現(xiàn)對爐內(nèi)氣流情況、設(shè)備故障和引導(dǎo)高爐操作有著非常有效的作用[3]。

        3 總結(jié)

        近年來,隨著高爐煉鐵工業(yè)的快速發(fā)展,鋼產(chǎn)量已接近飽和,且存在過剩產(chǎn)能,先進(jìn)與落后、現(xiàn)代與傳統(tǒng)并存的“新常態(tài)”[4]。鋼鐵制造作為鋼鐵制造的核心組成部分,擔(dān)負(fù)著整個行業(yè)的資源、能源、環(huán)保、污染等方面的責(zé)任,并正朝著科學(xué)設(shè)計、合理發(fā)展的方向不斷提升。為迎接“新常態(tài)”的挑戰(zhàn),我國煉鐵制造企業(yè)必須轉(zhuǎn)變技術(shù)創(chuàng)新觀念,建立以理論為基礎(chǔ),以生產(chǎn)、學(xué)習(xí)、研究和應(yīng)用為核心的技術(shù)創(chuàng)新。倡導(dǎo)燒結(jié)與高爐裝藥一體化技術(shù)、高爐與燒結(jié)輔助燃料使用、可視化高爐控制技術(shù)等新型煉鐵技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用,進(jìn)而完成高爐煉鐵技術(shù)的技術(shù)創(chuàng)新及轉(zhuǎn)型。

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