对高炉炼铁系统几个节能技术的认识PPT课件

图3 德国蒂森公司的ri与C消耗的关系
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9
中国与欧洲还原度与碳素消耗的差别
图2与图3无本质上的差别，只是横坐标的起点中国用rd=0， 欧洲用rd=1.0。欧洲的炼铁工作者在作图时考虑rH2的因素， 而我国喷吹的燃料中含H2低，因此作图时将riH2忽略不计。 从图2和图3上将ηCO和ηCO+H2达到50%为目标确定出最低碳素 消耗，折算成燃料比。在中国的当前冶炼条件下，这个目标 为480kg/t，而蒂森公司确定的目标是460kg/t。
B Cd
Fe
D
A
Ce
Cd Si,Mn,P,S
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
铁的直接还原度，rd
图1 生铁的直接还原度rd与碳素C消耗的关系
图1 表示最低的吨铁C素消耗在CR与C热的交点处，这是经典的图解。 它是以FeO在1000℃下被CO还原达到平衡状态 （FeO+nCO→Fe+(n-1)CO+CO2，n=3.45）为基础绘制的。
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2.实现低燃料比，达到低碳炼铁的技术
2.1 精料是实年来，精料 工作取得很大进步，为高炉降低焦比，提高喷煤量，实现 低燃料比做出了贡献。但是近年来由于矿价高涨，为了降 低采购成本，出现了与精料原则相违背的现象，需要认真 思考。广义上讲，高炉精料包括焦炭、喷吹煤的优化，含 Fe炉料的优化和综合鼓风三个方面。
699.5 281
30 35 40
45 50
55 60
1000
800 668 600
400 269.7 200
0
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
r d
7
欧洲炼铁界在喷吹含H2燃料时用铁的间接还原度ri与碳素消耗的关系图 （图3）来判别。
C +C in kg/t HM Comb. SL
900 800 700 600 500 400 300 200 100
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入炉品位降低，必然造成渣量的增加，给高炉炼铁带来不利的影响， 主要是冶炼过程中，软熔带中软熔层比例增加，而软熔层的透气性仅 为1/52，而滴落带中炉渣的滞留率增加，使上升煤气通过的焦炭的空 隙度降低，结果造成炉内△P的上升，其次是烧结矿的粒度细化，05mm的粒度增多，造成块状带的△P 也上升，因此我们在使用这类富 矿料生产烧结矿时，要在提高燃料还原性和强度，以及粒度的均匀性 上下功夫。
对高炉炼铁系统几个节能技术的认识
30号,100083 Tel:
E-mail: 江西 新余 2012.05.22
目录
1. 前言 2. 实现低燃料比，达到低碳炼铁的技术
2.1 精料是实现低燃料比
2.1.1 含Fe料（铁矿石）质量劣化情况下生产优质烧结矿的技术分析 2.1.2 烧结生产过程的节能 2.1.3 利用国产磁精矿粉生产优质球团矿
0 -100
0
Gas utilization %
CO2 H2O
100
CO CO2 H2 H2O
Heat boundary
Actual fuel rate
Chemical boundary Minimum fuel rate
20
40
60
80
100
Indirecte reduction in %
2.2 降低燃料比的重要工艺技术
2.2.1 高风温技术 2.2.2 富氧技术 2.2.3 脱湿与调湿技术 2.2.4 喷吹燃料技术 2.2.5 提高操作水平，使煤气利用率达到ηCO=0.5的技术分析
2.3 延长高炉一代寿命
3. 结论
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1. 前 言
高炉炼铁属于碳冶金学，它用焦炭（煤粉）的碳为发热剂和还原剂， 而冶炼的产品为铁碳合金，碳在风口前燃烧放热形成的CO又是还原剂 ，上升过程中还原氧化铁转变成CO2，形成含CO和CO2的高炉煤气。
高炉煤气作为低热值气体燃料在热风炉、加热炉及锅炉内燃烧，其中 的CO转化成为CO2。溶解在铁水中的C（含碳铁合金的组成部分）在 炼钢过程中又氧化成CO而成为转炉煤气的主要成分。转炉煤气作为热 值较高的气体燃料在用户处再氧化成CO2。这样高炉炼铁的燃料消耗 （燃料比）就决定了其能耗的高低和CO2排放量的多少。
2011年中国生铁产量达到6.297亿吨。它表明中国炼铁消耗的碳量和排 放的CO2居世界前列，因此，降低吨铁的燃料消耗，也即降低吨铁的 CO2排放，即低碳炼铁成为炼铁节能减排的首要任务。
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冶炼1吨生铁需要消耗多少碳？
决定碳消耗有三个方面： ①生铁渗碳和生铁中少量元素耗碳； ②铁氧化物还原耗碳； ③为冶炼提供必需的热量，风口前燃烧的碳。
生铁渗碳和少量元素还原（包括脱硫）消耗碳在55-60kg/t，在当今 冶炼低硅生铁和生铁对锰没有特殊要求的情况下，生铁渗碳量在4650kg/t，而少量元素还原在6-12kg/t。
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铁氧化物还原耗碳与热量耗碳通常是用rd（铁的直接还原度）与C消 耗的图解法（图1）来判别。
F
C
C
H
O
碳消耗量
Ci
E
Fe
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但是实际生产中的与理论上的有差别，造成差别的原因在于冶炼条件和 高炉操作水平不同，使还原离平衡状态有一定差距，表现在炉顶煤气 CO利用率ηCO的高低。如果将这些因素考虑在内，则得到实际生产中的 碳素消耗与rd之间的关系图（图2）。
图2 实际生产高炉的rd与碳素C消耗的关系
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中国
C
1400
1200
本节只讨论含Fe料的优化与实现精料方面的问题。
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2.1.1含Fe料（铁矿石）质量劣化情况下生产优质烧 结矿的技术分析
我们在这里所说的铁矿石质量劣化是指富矿石的含Fe量下降，有害元 素含量在增加。
例如东半球的富矿，以澳矿为例，品位降低到58-62%，Al2O3含量上 升至1.5%以上，有的达到3.0%，P含量上升到0.07%以上。即使这样 ，富矿的储量不断减少，价格大幅度攀升。至于其他国家（马来西亚 、菲律宾、印尼、非洲国家）的矿石含铁量均较低，而有害元素（例 如K2O，Na2O，Zn，Cr，Mn，Ni，As等）含量比澳矿多。目前出现 的争购低品位（含Fe 50±2%）质量更差的矿石是不可取的。2005年 前，我国高炉入炉品位曾达到60%以上，由于矿石质量的劣化，这种 高炉品位以后不可能再出现。我们认为在目前的矿石质量条件下，应 该把住入炉品位为：大高炉在58%以上，中小高炉在57%以上，低于 55%的入炉品位对任何高炉都是不可取的。