提高高炉炉料中球团矿配比,促进节能减排

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球团替代烧结——铁前节能低碳污染减排的重要途径

球团替代烧结——铁前节能低碳污染减排的重要途径

第9卷 第1期 工程研究——跨学科视野中的工程9 (1): 44-522017年2月JOURNAL OF ENGINEERING STUDIES Feb., 2017收稿日期: 2016-12-10; 修回日期: 2016-12-20作者简介:杨晓东(1962–),男,教授级高工,主要从事钢铁行业节能环保技术咨询工作。

E-mail :yangxiaodong@张丁辰(1987–),男,工程师,主要从事钢铁行业环境影响评价工作。

E-mail :zhangdingchen@ DOI: 10.3724/SP.J.1224.2017.00044球团替代烧结——铁前节能低碳污染减排的重要途径杨晓东,张丁辰,刘 锟,邢芳芳,胡金玲(北京京诚嘉宇环境科技有限公司 冶金清洁生产技术中心,北京 100053)摘 要:在我国生态文明建设和全面推行绿色制造的总体要求下,钢铁工业面临多重严峻挑战。

钢铁工业是流程制造业,可通过制造流程工艺变革,改变高炉炉料结构,进一步实现节能、降碳、污染减排。

本文就球团替代烧结从设备投资(含环保投资)、生产运行成本(含环保设施运行成本)、能耗、焦比/渣比和污染物产生等方面进行综合研究分析,以国内某900万t 钢铁联合企业为例,进行了不同炉料结构下的计算比较。

结果表明,与现状情景(入炉烧结矿70.36%、球团27.72%,综合品位59.19%Fe )相比,当入炉球团矿比例增加至91.51%、入炉综合品位为65.13% Fe 的情景下,铁烧球工序总能耗将降低11.9%、二氧化碳排放减少35.2%、废气排放减少14.57%,总污染负荷将降低41.2%。

可见,球团替代烧结是贯彻“精料方针”,有效减少铁前废气污染负荷、降低能耗和碳排放的重要措施,是钢铁工业走向绿色制造的一个重要途径。

关键词:炉料变革;球团替代烧结;节能降碳;污染减排中图分类号:TF4 文献标识码:A 文章编号:1674-4969(2017)01-0044-09进入二十一世纪,我国钢铁工业加快淘汰落后,在设备大型化、连续化、自动化方面取得长足进步,大型节能技术CDQ 、TRT 等的广泛应用以及设施封闭高效除尘和烟气脱硫脱硝技术的采用,使得行业节能环保面貌显著改善。

球团矿比例

球团矿比例

球团矿比例(原创实用版)目录1.球团矿的定义和重要性2.球团矿比例对高炉炼铁的影响3.球团矿比例的控制和优化4.我国球团矿比例的现状和挑战5.未来发展趋势和建议正文一、球团矿的定义和重要性球团矿是指通过造球机将粉矿压制成球状,具有一定粒度和强度的矿料。

球团矿在高炉炼铁过程中具有重要作用,它可以提高矿石的利用率,降低焦炭消耗,减少环境污染,提高炼铁产量。

因此,球团矿在现代高炉炼铁中占据重要地位。

二、球团矿比例对高炉炼铁的影响球团矿比例是指球团矿在高炉炉料中的占比。

合适的球团矿比例可以带来以下优势:1.提高矿石利用率:球团矿的粒度和强度较好,能够在高炉内迅速熔化,提高矿石的利用率。

2.降低焦炭消耗:球团矿可以减少高炉内的粉末矿石,降低焦炭的消耗。

3.减少环境污染:球团矿的燃烧性能较好,可以降低炉内一氧化碳和二氧化硫的排放。

然而,过高或过低的球团矿比例都会对高炉炼铁产生不利影响。

过高的球团矿比例可能导致炉内透气性变差,影响高炉的稳定性;过低的球团矿比例则会降低矿石的利用率,增加焦炭消耗。

三、球团矿比例的控制和优化为了保证高炉炼铁的正常运行,需要对球团矿比例进行控制和优化。

具体措施如下:1.合理配置矿石资源:根据矿石的性质和市场需求,合理配置球团矿和粉矿的比例。

2.提高球团矿质量:通过改进造球工艺,提高球团矿的强度和粒度,以满足高炉炼铁的需求。

3.优化高炉操作:根据球团矿比例的变化,及时调整高炉的操作参数,保证高炉的稳定性。

四、我国球团矿比例的现状和挑战近年来,我国球团矿比例逐渐提高,但在实际生产过程中仍面临以下挑战:1.球团矿质量不稳定:由于矿石性质和生产工艺的差异,导致球团矿质量存在波动。

2.球团矿比例控制难度大:受矿石资源、市场需求等因素影响,球团矿比例控制存在一定难度。

3.环保压力增大:随着环保政策的不断加强,对球团矿生产过程中的环保要求也越来越高。

五、未来发展趋势和建议针对上述挑战,我国球团矿产业未来发展应关注以下几个方面:1.提高球团矿质量:通过技术创新,改进生产工艺,提高球团矿的质量和稳定性。

提高高炉炉料中球团矿配比

提高高炉炉料中球团矿配比

提高高炉炉料中球团矿配比、促进节能减排王维兴中钢金属学会1.优化炼铁炉料结构的原则:高炉炼铁炉料是由烧结矿、球团矿和块矿组成,各高炉要根据不同的生产条件,决定各种炉料的配比,实现优化炼铁生产和低成本。

世界各国、各钢铁企业没有一个标准的炼铁炉料结构;都要根据各企业的具体情况制定适宜的炉料结构;同时还要根据外界情况的变化,进行及时调整。

2017年中钢协会员单位高炉的炉料中平均有13%左右的球团矿,78%烧结矿,9%块矿。

1.1要根据各企业具体生产条件下,实现科学高炉炼铁操作(满足炼铁学基本原理),完成环境友好、低成本生产的目的。

1.2实现低成本炼铁的方法:优化配矿、优化高炉操作、设备维护完好、生产效率高。

1.3实现高产低耗就要高炉入炉矿含铁品位高,有优质的炉料,包括高质量烧结矿要实现高碱度(1.8~2.2倍);但炼铁炉渣碱度要求在1.0~1.1倍,炉料就需要配低碱度的球团矿(或块矿)。

1.4高炉生产长期稳定顺行是关键,实现低燃料比,要求原燃料质量要好(入炉铁品位要高、冶金性能好、低MgO和Al2O3、低渣量、焦炭质量好、含有害杂质少等),成分稳定,粒度均匀等。

1.5实现资源合理利用,充分利用本地矿产资源,合理回收利用企业内含铁尘泥等。

建议将含有害杂质高的烧结机头灰、高炉布袋灰,加石灰混合,造球,干燥,给转炉生产用,切断炼铁系统有害杂质的循环富集。

1.6球团工艺相比烧结工艺的优越性1)产品冶金性能一般来说,烧结矿综合冶金性能优于球团矿,因此,高炉炼铁炉料中以高碱度烧结矿(在 1.8~2.2倍)为主。

但是,炼铁炉渣碱度要求在1.0左右,必须搭配一部分酸性球团矿,这样结构炉料的冶金性能才最优,使高炉生产正常进行。

球团矿的缺点是膨胀率高,易粉化。

目前,北美和欧洲一些高炉使用100%自熔性球团矿,冶金性能完全能满足高炉炼铁的要求,也取得了较好的高炉生产指标。

2)生产运行费用球团工序能耗是烧结的2/3,环保治理费用低,铁品位比烧结高5~9个百分点(原料品位、碱度相同条件下),炼铁生产效益高10元/t 。

武钢提高球团矿使用比例降成本_记者匡华安通讯员陈国宏

武钢提高球团矿使用比例降成本_记者匡华安通讯员陈国宏

中国冶金报/2005年/04月/23日/第001版/武钢提高球团矿使用比例降成本记者匡华安通讯员陈国宏本报讯(记者匡华安通讯员陈国宏)为降低企业生产成本,武汉钢铁集团公司目前正在实施一项战略举措:从炼铁源头 矿石抓起,加速提高球团矿生产产量,提高球团矿使用比例,以降低炼铁系统成本,确保5座高炉使用球团矿的比例由过去的不到20%上升到20%~ 25%。

为实现这一目标,武钢集团公司给矿业公司下达了计划书。

大冶铁矿球团厂争取今年超设计能力生产。

2003年底建成投产的程潮铁矿球团厂,年设计能力120万吨。

在今年公司下达6月份达产计划书后,程潮铁矿采取业务培训,加强设备管理和技术攻关等4项措施,3月份就传出达产捷报。

与此同时,一座年产500万吨的鄂州球团厂加速建设,其造球机、链箅机、回转窑、环冷机等基础施工基本完成,料场基础处理完毕,现正进行料场上部结构安装,确保今年竣工投产,为降成本做出贡献。

相关链接在长流程钢铁生产工艺中,生铁制造成本占钢铁生产总成本的60%~70%。

从能耗上看,炼铁系统的能耗占钢铁生产总能耗的70%以上。

显然,钢铁企业降成本,炼铁系统是关键。

球团矿较之烧结矿,具有品位高、粒度均匀、强度高、含粉量少、含脉石量低,同时FeO 含量也低等优势。

而且,球团矿加工费用低于烧结矿。

球团矿的工序能耗一般在23~30千克标煤/吨,而烧结矿则为50~70千克标煤/吨。

此外,球团矿在生产过程中产生的粉尘量也比烧结矿少,相对减少了对环境的污染。

目前,欧洲的阿姆斯特丹、霍戈文公司艾莫依登厂的高炉球团矿使用比例已达50%,因此,其高炉焦比可降至234千克/吨、喷煤比达212千克/吨,利用系数平均为2.8吨/立方米 天,最高达到3.1吨/立方米 天。

近几年,我国钢铁企业使用球团矿也在迅速发展。

鞍钢、柳钢和首钢等建设了链箅机-回转窑球团厂,增加球团矿使用比例,均取得了效果。

论提高高炉炉料中球团矿配比

论提高高炉炉料中球团矿配比

技术与检测Һ㊀论提高高炉炉料中球团矿配比林运朝ꎬ张书楼摘㊀要:随着我国经济实力与科技水平的不断提升ꎬ我国的钢铁产业也得到了长足的发展ꎮ对于我国的钢铁产业而言ꎬ在很长一段时间里ꎬ炼铁的炉料结构都是以烧结矿为主ꎮ在当今的时代里ꎬ如果想要促进我国钢铁产业的进一步发展ꎬ就要与时俱进的更新生产理念ꎬ大力的推进球团生产的发展ꎬ逐步的提高高炉炉料中的球团矿配比ꎮ本文就提高高炉炉料中球团矿配比做了相关的阐述与分析ꎮ关键词:提高ꎻ高炉炉料ꎻ球团矿ꎻ配比㊀㊀通过实践工作表明ꎬ在进行高炉炼铁的过程中ꎬ如果能够逐步的提高高炉炉料中的球团矿配比ꎬ除了能够有效的提升产能之外ꎬ还能够有效的实现节能减排的目的ꎮ因此ꎬ提高高炉炉料中的球团矿配比还是很有必要的ꎮ随着时代的发展ꎬ我国的球团矿生产能力也得到了大幅的提升ꎮ一㊁提高高炉炉料中球团矿配比的重要意义通过相关的工作实践表明ꎬ在进行高炉炼铁的过程中ꎬ提高高炉炉料中的球团矿配比还是具有一定的现实意义的ꎮ首先ꎬ如果能够提高高炉炉料中的球团矿配比ꎬ可以有效的提升入炉矿的含铁品位ꎮ通过相关的生产实践表明ꎬ球团矿的含铁品位要比烧结矿的含铁品位高出7.68%ꎮ因此ꎬ对于高炉炼铁而言ꎬ提高球团矿的配比是提升入炉矿含铁品位的重要途径之一ꎮ其次ꎬ如果能够提高高炉炉料中的球团矿配比ꎬ除了可以有效的降低高炉燃料比之外ꎬ还可以促进生铁产能的提升ꎮ从科学角度讲ꎬ对于高炉炼铁而言ꎬ入炉矿含铁品位的高低能够直接影响生铁产能与高炉燃料比ꎮ以数据为例ꎬ入炉矿的含铁品位每提升一个百分点ꎬ高炉的燃料比就会下降1.5%ꎬ高炉的生铁产量就会提升2.5%ꎮ假设完全使用球团矿来进行高炉炼铁ꎬ高炉的生铁产量会提升20%左右ꎬ生产效益是相当可观的ꎮ再次ꎬ如果能够提高高炉炉料中的球团矿配比ꎬ可以大幅的降低高炉炼铁系统的能耗ꎬ从而促进钢铁生产企业综合效益的提升ꎮ最后ꎬ如果能够提高高炉炉料中的球团矿配比ꎬ可以有效的降低生产中污染物的排放量ꎬ从而降低钢铁生产企业的污染治理成本ꎮ对于高炉炼铁而言ꎬ使用烧结矿进行生产ꎬ必然会产生大量的有害物质ꎮ而使用球团矿进行生产ꎬ除了能够降低污染物的排放之外ꎬ还能为企业节省大量的污染治理费用ꎮ二㊁优化高炉炉料结构的原则在优化高炉炉料结构的过程中ꎬ必须要严格的遵循以下几点原则:首先ꎬ对于高炉炼铁而言ꎬ必须要结合实际的生产条件来制定相应的炉料配比方案ꎮ就高炉炼铁的炉料而言ꎬ通常情况下ꎬ是由烧结矿㊁球团矿以及块矿组成的ꎮ在实际的生产过程中ꎬ钢铁企业要结合自身的实际情况来选用相应的炉料结构ꎮ第二ꎬ要科学合理的开展各项炼铁操作ꎬ确保操作方案可以与炼铁学的基本理论相互贴合ꎬ同时将环保理念充分的融入炼铁过程中ꎮ第三ꎬ与时俱进的更新相关的生产设备ꎬ在降低炼铁成本的基础上促进生产效率的提升ꎮ第四ꎬ不断的提升高炉入炉矿的含铁品位与冶金性能ꎮ另外ꎬ如果想要切实的实现高产低耗的目的ꎬ还要确保入炉矿可以具备质量优㊁低渣量以及有害杂质少等特征ꎮ第五ꎬ在实际的生产过程中ꎬ为了更加合理的利用矿产资源ꎬ尽可能的选用本地的矿产资源ꎮ三㊁提高高炉炉料中球团矿配比的优化措施对于钢铁企业的高炉炼铁生产而言ꎬ在提高高炉炉料中球团矿配比的过程中ꎬ为了确保高炉的稳定运行ꎬ需要实施一系列的优化措施ꎮ(一)提升烧结矿的碱度对于钢铁企业而言ꎬ在烧结厂产能有限的情况下ꎬ在提高高炉炉料中球团矿配比的过程中ꎬ可以采用提升烧结矿碱度的措施ꎮ通过生产实践表明ꎬ这样操作还是很有必要的ꎮ首先ꎬ在使用大比例酸性球团矿的过程中ꎬ如果配合使用高碱度的烧结矿ꎬ可以有效的减少碱性生溶剂的消耗量ꎮ其次ꎬ高碱度的烧结矿具有很多的优势ꎬ例如冶金性能好㊁抗粉化能力强以及机械强度高等ꎮ最后ꎬ对于高炉炼铁而言ꎬ在使用大比例酸性球团矿的过程中ꎬ会导致料柱透气性的降低ꎮ而借助于高碱度的烧结矿ꎬ能够有效的改善这一弊端ꎮ(二)对高炉的操作制度实施相应的调整对于钢铁企业而言ꎬ在提高高炉炉料中球团矿配比的过程中ꎬ需要对高炉的操作制度实施相应的调整ꎮ在此过程中ꎬ首先ꎬ为了提升鼓风动能ꎬ需要对送风制度进行相应的调整ꎬ在加大喷煤量与风量的基础上适度的提高风温ꎮ另外ꎬ为了有效的减轻边缘气流对高路炉壁的冲刷ꎬ可以将风口设置为长斜的形式ꎮ其次ꎬ为了确保高炉中的煤气流可以合理的分布ꎬ在增大球团矿比例的过程中ꎬ可以将小块焦加入炉矿中ꎬ同时采用缩小矿批与提高料速的措施ꎮ(三)提升热制度与追渣制度的稳定性对于钢铁企业而言ꎬ在提高高炉炉料中球团矿配比的过程中ꎬ还需要提升热制度与追渣制度的稳定性ꎮ在实践操作中ꎬ首先ꎬ为了促进炉渣流动性的提升ꎬ可以采用降低炉渣碱度的措施ꎮ其次ꎬ做好日常的操作管理ꎬ在确保渣铁热量的基础上采用降硅操作ꎮ参考文献:[1]2011年全球球团矿产量创新高[J].烧结球团ꎬ2012(5). [2]李蒙ꎬ任伟ꎬ陈三凤.国内外球团矿生产现状和展望[J].中国冶金ꎬ2004(11).[3]蒋胜ꎬ文永才ꎬ杜斯宏ꎬ等.高炉配加高钛型球团矿的工业试验及应用[J].钢铁研究ꎬ2012(3).[4]吴钢生ꎬ边美柱ꎬ沈峰满.碱性含镁球团矿的应用及合理炉料结构研究[J].钢铁ꎬ2006(12).作者简介:林运朝ꎬ张书楼ꎬ邢台德龙钢铁有限公司炼铁厂ꎮ981。

100%使用熔剂性复合球团矿冶炼生铁有利于减少氮氧化物排放

100%使用熔剂性复合球团矿冶炼生铁有利于减少氮氧化物排放

100%使用熔剂性复合球团矿冶炼生铁有利于减少氮氧化物排放100%使用熔剂性复合球团矿冶炼生铁有利于减少NO X排放许贵宾郭晓雨(河北宣化正朴铁业有限责任公司,河北张家口宣化 075100)1 前言中国钢铁工业发展到今天,制约其发展的已不只是产能过剩、结构失调等问题,而更重要的是环境保护问题。

要解决民生问题,如果把粮食安全排在第一位的话,那么环境安全就紧随其后。

减少生铁冶炼过程中对大气的污染,主要是解决好“三脱”,即脱(烟)尘、脱硫和脱硝(烟)。

脱尘问题已解决得很好;脱硫问题在技术层面上已没有问题,只是由于运行成本高,有些厂家不乐意使用脱硫设备;脱硝问题是摆在钢铁行业面前的一个新问题,由于技术层面没有公认的成熟工艺,环保部门的NO X排放标准主要是以减氮燃烧作为基准依据,这样就导致我国NO X排放标准相对比较宽松。

NO X俗称“硝”,古汉字的解释是“其体积能够变得越来越小的一种矿石”,也称“硝石”、“药石”,它本身没有燃烧性能,但具有助燃能力,是中国古代四大发明之一——火药的主要配料。

现代研究认为,它也是空气中细微颗粒物的成员之一,是“雾霾”天气形成的元凶。

大气中的NO X主要来自于海洋和土壤的有机物分解,它们是N的自然循环。

据上世纪80年代,相关国际研究机构统计,人类工业活动NO X每年的排放量是5300万吨。

2005年我国工业NO X的排放总量超过1900万吨。

主要来自于人类对化石类燃料的过度使用。

表一是各类燃料NO X的单位排放量:排放量(kg/t)表一不同燃料NOX天燃气石油煤6.35 9.1~12.3 8~9钢铁行业主要污染来自炼铁过程,100%使用球团矿进行生铁冶焙烧带的高温区(1200℃-1300℃)。

虽然理论中大气中氮形成NO X的温度是1500℃,但实际上,在1200℃~1300℃就可能生成NO X。

3)高炉风口前的燃烧带(氧化带),由于该区域是高炉完成“碳”氧化物的区域,如果风温达到1000℃,燃烧带的温度就可达1700-2000℃,甚至更高。

高炉高比例球团冶炼技术推广方案(二)

高炉高比例球团冶炼技术推广方案(二)

高炉高比例球团冶炼技术推广方案一、实施背景随着全球钢铁工业的持续发展,高炉-转炉(BF-BOF)流程已无法满足环境保护和资源高效利用的需求。

因此,以球团矿为主要炉料的现代高炉炼铁工艺得到了广泛的应用。

高炉高比例球团冶炼技术以其环保和高效的优势,逐渐成为了钢铁产业转型升级的重要方向。

二、工作原理高炉高比例球团冶炼技术,主要是将球团矿与块矿、焦炭等原料按照一定比例配合,加入高炉进行冶炼。

球团矿是一种经过焙烧处理的预还原物料,具有较高的强度、粒度和活性,能够显著提高炉料的透气性和还原性。

在高炉中,球团矿的预还原度高,能够大量吸收焦炭中的CO 和H2,加速了焦炭的燃烧和挥发。

同时,球团矿的强度高、不易破损,能够提高炉料的透气性和还原性,从而降低了能源消耗和环境污染。

三、实施计划步骤1. 确定实施范围:选择适合的钢铁企业进行高炉高比例球团冶炼技术的推广应用。

2. 技术调研:对目标企业进行实地考察,了解其生产工艺、装备水平、原料来源等情况,为技术方案的制定提供依据。

3. 技术方案制定:根据目标企业的实际情况,制定具体的实施方案,包括球团矿的比例、原料配比、焙烧工艺等。

4. 技术培训:对目标企业的技术人员进行培训,使他们了解和掌握高炉高比例球团冶炼技术的原理、操作规程等。

5. 技术实施:按照制定的技术方案,逐步推广应用到目标企业的生产过程中。

6. 监测与评估:对应用效果进行监测和评估,及时调整技术方案,不断完善和提升技术水平。

四、适用范围高炉高比例球团冶炼技术适用于钢铁企业生产过程中的炼铁环节,特别是对于具有较高环保要求和资源高效利用需求的企业。

同时,该技术也可适用于其他具有类似生产工艺和需求的行业。

五、创新要点1. 高效利用资源:通过提高球团矿的比例,实现了资源的的高效利用,降低了能源消耗和环境污染。

2. 改善冶金性能:球团矿的预还原度高、强度高、不易破损,能够改善炉料的透气性和还原性,提高钢铁产品的质量和产量。

关于高炉炼铁工艺节能减排技术分析

关于高炉炼铁工艺节能减排技术分析

关于高炉炼铁工艺节能减排技术分析摘要:本文将通过对几项高炉炼铁工艺节能减排技术进行介绍,即全氧高炉、利用炉渣显热、风温的提升、燃料比的降低、二次能量回收比的提升、高炉精料技术、回收炉顶均压放散煤气以及高炉热风炉自动寻优燃烧等技术,以期为有关技术人员提供有效参考。

关键词:高炉炼铁工艺;节能;减排引言:高炉炼铁工艺在日常生产钢铁的过程中占据着重要地位,经过从古至今的长期发展,已经获得多次改良。

相对其他工艺,高炉炼铁工艺流程相对简捷,产量较大,生产率较高且具备较低能耗,几乎已被世界各国使用。

我国要求高炉炼铁趋向低碳、循环发展,因此有关人员应及时引入相应节能减排技术。

1全氧高炉技术在以往的高炉炼铁工艺中,高风温富氧冶铁技术所鼓入空气中氮气的含量极大,常常导致煤气量中的氮气含量占据极大部分,最高时甚至会占据约49%,不仅会形成NOx,更会使大量热能无法被有效利用,最终使煤气整体的品质被降低[1]。

此技术中会应用公式1:公式1通过公式可知,只有约50%的C元素被转换成CO,且浪费了大约37%的能量。

如今,先进的全氧高炉技术能够有效使喷煤量提升,同时将煤气风口安置于炉身,还可以使入炉焦比降低。

经过实践,全氧高炉技术的节能率超过了25%,并且减少CO2的排放量也高达25%,最终将焦比降至低于200kg。

由此可见,全氧高炉技术拥有十分良好的应用前景。

2利用炉渣显热通常情况下,每一吨的炉渣显热与60kg的标准煤热值相当,几乎占据高炉工艺14%的能耗,即有效利用炉渣显热可以充分提升整体能源的利用率,同时也能使高炉渣出炉的温度范围高达1400-1550℃。

如今一些发达国家已经在利用炉渣显热的工艺中开发出“化学热回收法”以及“物理热回收法”,而“物理热回收法”又可以按照不同的炉渣前处理技术细化成转杯法、滚筒法、连铸式余热锅炉法以及风淬法等,但是仍然需要进一步的实验才能确定其应用前景。

其中,水淬法是如今我国利用大部分高炉渣制成水渣的常用方法,常常被应用在水泥原料。

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提高高炉炉料中球团矿配比、促进节能减排(资料来源:冶金管理,王维兴)一、优化炼铁炉料结构的原则高炉炼铁炉料是由烧结矿、球团矿和块矿组成,各高炉要根据不同的生产条件,决定各种炉料的配比,实现优化炼铁生产和低成本。

世界各国、各钢铁企业没有一个标准的炼铁炉料结构,都要根据各企业的具体情况制定适宜的炉料结构,同时还要根据外界情况的变化,进行及时调整。

2017 年中钢协会员单位高炉的炉料中平均有13%左右的球团矿,78%烧结矿,9%块矿。

在高炉生产时,各企业要根据其具体生产条件下,实现科学高炉炼铁操作(满足炼铁学基本原理),完成环境友好、低成本生产的目的。

实现低成本炼铁的方法包括:优化配矿、优化高炉操作、设备维护完好、生产效率高。

而实现高产低耗就要高炉入炉矿含铁品位高,有优质的炉料,包括高质量烧结矿要实现高碱度(1.8-2.2倍)。

但炼铁炉渣碱度要求在1.0-1.1 倍,炉料就需要配低碱度的球团矿(或块矿)。

高炉生产实现低燃料比,要求原燃料质量要好(入炉铁品位要高、冶金性能好、低MgO 和Al2O3、低渣量、焦炭质量好、含有害杂质少等),成分稳定,粒度均匀等。

要实现资源的合理利用,就要合理回收利用企业内含铁尘泥等等资源。

建议将含有害杂质高的烧结机头灰、高炉布袋灰,加石灰混合,造球,干燥,给转炉生产用,切断炼铁系统有害杂质的循环富集。

此外,球团工艺相比烧结工艺具有一定的优越性:1)产品冶金性能一般来说,烧结矿综合冶金性能优于球团矿,因此,高炉炼铁炉料中以高碱度烧结矿(在1.8-2.2 倍)为主。

但是,炼铁炉渣碱度要求在1.0 左右,必须搭配一部分酸性球团矿,这样结构炉料的冶金性能才最优,使高炉生产正常进行。

球团矿的缺点是膨胀率高,易粉化。

目前,北美和欧洲一些高炉使用100%自熔性球团矿,冶金性能完全能满足高炉炼铁的要求,也取得了较好的高炉生产指标。

2)生产运行费用球团工序能耗是烧结的2/3,环保治理费用低,球团矿铁品位比烧结矿高5-9 个百分点(原料品位、碱度相同条件下),炼铁生产效益高10 元/t。

3)环保球团工艺主废气源比烧结工艺低一半,环保治理投资低,容易达到国标,工厂清洁生产。

4)投资中国经验,球团生产的投资比烧结高出30%-50%,但设备大型化后,投资额会有所降低。

二、球团生产技术球团生产工艺主要有三种:竖炉球团;带式焙烧机球团;链蓖机回转窑球团。

1.三种球团生产工艺比较竖炉生产能耗高,产品质量不稳定,是属于要淘汰的设备(国家已提出要淘汰8m2以下的竖炉);带式焙烧机球团是生产球团的技术发展方向,可使用赤铁矿,能耗低,产品质量好、稳定,但需要有天然气,生产规模大、投资高。

目前,我国生产球团矿是以链蓖机回转窑球团工艺为主。

三种球团生产工艺比较见表1:2.三种工艺球团产量目前,我国竖炉球团产量占球团总产量的35.97%;带式焙烧机球团产量占总产量的5.39%;链蓖机回转窑球团产量占球团总产量的58.63%。

3.球团矿的品种氧化球团矿:酸性球团矿(碱度在0.3-0.8区间的球团矿质量是最不好的)是当前我国生产球团矿的主体;中性球团矿(碱度在1.0 左右):供使用100%球团矿高炉冶炼用;碱性球团矿;含镁球团矿(烧结生产不添加白云石,可提高烧结矿质量,对高炉生产有利);含钒钛球团矿,可对高炉冶炼有护炉作用;含炭球团矿(冷压工艺生产的,在高温下易粉化);金属化球团矿(直接还原铁),可用于电炉冶炼的原料。

三、努力提高高炉球团矿配比,是炼铁技术发展的大方向1. 提高炼铁炉料球团矿配比,可有效地促进炼铁入炉矿含铁品位的提高据统计,2017 年重点钢铁企业球团矿含铁品位为63.60%,烧结矿含铁品位为55.79%;球团矿含铁品位比烧结矿高7.81%。

高炉多用球团矿可有效地提高入炉矿含铁品位。

2.炼铁提高入炉铁品位,促进降低燃料比、增加产量炼铁学理论是,入炉矿含铁品位提高1%,高炉燃料比下降1.5%,生铁产量增长2.5%,减少渣量1.5%。

如果炼铁100%使用球团矿,要比使用烧结矿,燃料比下降11.52%,生铁产量增长19.2%。

这个效益是十分可观的。

3. 提高炼铁炉料球团矿配比,促进炼铁系统节能减排据统计,2017 年7 月重点钢铁企业球团工序能耗为25.41kgce/t, 烧结工序能耗为48.52kgce/t; 球团工序能耗比烧结低23.11kgce/t。

如果用一吨球团矿代替一吨烧结矿炼铁,就会使炼铁系统降低23.11kgce/t的能耗。

4. 提高炼铁炉料球团矿配比,会降低污染物排放,降低对烧结烟气治理费用烧结生产会产生大量的SO2、NOX、二噁英、粉尘等有害物质。

2012 年国家公布了对烧结烟气综合治理的标准(GB28662-2012《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》),指标基本上与国际先进水平接轨。

该标准会加大钢铁企业对环保治理的成本(约50元/吨烧),企业要付出较大的代价(环保投资和运行费)。

如用球团代替烧结,既可以减少或没有污染物排放,大大减少了污染物治理费用。

球团生产废气源量排放比烧结生产烟气量低一半,球团生产废气中含有二噁英、CO2和SO2,NXO等比烧结生产少(详见表2),环保治理简单容易,工厂清洁。

生产球团用天然气,不用煤炭,减少排放CO2和SO2,NXO少,相应降低了环保治理费用。

目前,一些地区政府已提出要降低本地区的污染物排放总量,希望钢铁企业停止烧结生产(欧美已这么做,我国也将面临这个问题)。

表2 炼铁系统吨产品废气污染物排放因子情况单位:kg/产品5.中国铁矿资源特征是贫、杂、难选为提高我国铁矿使用效率,必须要进行细磨、加强选矿。

这样,我国的铁矿粉是细粒度的居多,有一半铁精粉是适合于去生产球团矿。

但是,历史原因(上世纪50 年代,我国全面学习苏联,大量建设烧结机),使我国炼铁的炉料结构一直是以烧结矿为主。

这种局面一直没有得到根本的改善。

现在,我们应尽快转变观念,加强对球团生产的基础理论研究,促进球团生产的发展,促进钢铁工业的节能减排。

目前,我国球团质量与国际先进水平相比,存在较多差距:球团含铁品位低(约低5%),含SiO2高,配加皂土多,抗压强度低(生球质量不好),工序能耗高等。

国外已淘汰了竖炉生产球团工艺,大量使用带式焙烧机工艺生产球团矿(适应使用各种类型铁矿,球团质量优越、能耗低),但燃料用天然气的居多。

6. 球团矿有还原膨胀和粉化问题,对高炉生产有较大影响使用高比例球团矿,在高炉操作上要有所调整,特别是布料规律,控制煤气流分布等。

四、要开展的工作一是组织科研、大学、企业开展自熔性球团生产的技术攻关、机理研究。

这方面我国缺乏理论和实践的支撑;二是大型高炉使用高比例球团矿的生产经验不足,要开展系列研究等;三是要大力推广一批烧结、球团生产先进技术,关键共性技术,促进炼铁系统的节能减排,清洁生产。

五、我国球团生产情况1.球团矿产量目前,我国球团生产能力在2.5 亿吨/ 年,2017 年球团产量为1.7 亿吨,富余0.8 亿吨的生产能力;每年约进口2000 万吨的高质量球团。

2.球团矿生产成本比烧结矿贵据统计,使用进口铁精粉生产球团矿,比使用国产矿要贵(国产铁精矿采购成本570.73 元/ 吨,进口铁精矿采购成本592.72 元/ 吨,进口矿比国产矿贵21.99元/ 吨),影响了高炉使用球团矿的积极性。

2017 年使用国产铁精粉生产球团矿、烧结矿的生产成本(元/ 吨,)如表3 所示:表3 我国部分企业球团矿和烧结矿成本单位:kg/产品各企业之间数据相差较大,是生产具体情况不同。

企业之间的铁矿含铁品位、矿种配比、生产技术,操作技术、设备状况等差异大;使用国产矿与进口矿有较大差别,要做具体分析,才能得出科学的判断。

据统计,多年来,全国有100 多座高炉球团矿配比在20%以上,部分高炉球团矿配比见表4:表4 高炉炼铁炉料结构上述情况表明,使用球团比例较高的高炉,均可实现高入炉矿品位,渣比较低。

而从国外钢铁企业看,高炉的入炉铁品位高,渣比低,会给高炉带来好的效益。

例如,瑞典高炉炼铁入炉铁品位67%,100%球团矿,吨矿比1300kg,渣铁比低于160kg,燃料比450kg;我国高炉入炉铁品位57%,吨铁用矿1680kg/t,与瑞典相比,就相差380kg,相当于吨铁用矿相差350 元左右。

2013 年我国重点钢铁企业高炉燃料比为537.26kg/t,比瑞典高87.26kg/t,炼铁成本高84元/吨。

六、生产中性球团矿的意义高炉多配酸性球团后,遇到炉渣碱度不好调整的问题。

欧美高配比球团的高炉是使用100%中性球团进行生产,取得了较好的效果。

我们应向他们学习。

在努力提高球团矿配比的同时,要开发生产中性球团的技术。

过去,首钢迁钢曾进行过生产中性球团矿的生产。

我国应加强这方面的研究,进行技术储备。

目前,湛江钢铁厂已成功生产出中性球团矿,为高炉多用球团矿提供了好条件。

在钢铁生产节能减排的压力下,我国球团矿的生产得到突飞猛进(已有2.5 亿吨/ 年的生产能力)。

随着球团矿入炉比例的继续增加,发展熔剂性球团的条件日趋成熟,我国熔剂性球团的大发展势在必然。

宣化正扑铁业有限公司已有多年生产溶剂性球团的生产实践。

该厂生产溶剂性球团矿的工艺控制为:增加MgO含量(<3%),保持焙烧时球团料柱的透气性,加入非磁性含铁物质,控制氧化速度;两次造球,增加阻粘层;稳定物料配比。

配加宣龙赤铁矿,替代膨润土,改善球团冶金性能,降低成本,防止粘结。

该厂2013 年5 月份的生产指标:100%熔剂性球团矿冶炼,二元碱度(R2)为0.9倍,入炉铁品位为55.09%;焦炭为二级焦;风温水平为1003℃;生产14#~18# 铸造生铁,吨铁焦比为574 kg/t (全焦冶炼)。

若将铸造铁折算为炼钢铁,[Si]=0.5(与同行业具有可比性),则焦比为524kg/t。

如果将球团品位提高到62%,风温达到1150℃,用一级冶金焦冶炼,焦比将降到409kg/t。

七、我国球团生产发展趋势高炉炼铁技术发展方向是要提高球团矿配比,由目前13%左右提高到30%左右,是可能的。

需要在提高球团矿产量的同时,提高球团矿质量,促进高炉节能减排。

要推动带式焙烧机生产工艺的发展,设备向大型化发展,生产高质量球团矿。

首钢京唐二期工程计划将高炉炉料中球团比例提高到50%以上甚至100%,相应建设一条800-900万t/a的带式焙烧机生产线。

由首钢设计院设计的包钢500万t/a的带式焙烧机生产线已投产运行了,2017 年球团矿产量354万吨。

生产指标:台时产量426.43t/m2d,作业率94.84%,返矿率5.7%,膨润土消耗23.49kg/t,转鼓指数96.24%,利用系数0.683t/m2.d。

河钢集团宣钢搬迁工程,拟在京唐港建设2×500 万吨/ 年两条带式焙烧机生产线,分两期建设。

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