高炉节能降耗

高炉节能降耗

摘要：高炉节能的措施一是增加廉价的热源，二是降低热消耗或减少热损失。高炉节能的途径和方向主要是以顺行为基础，以低热消耗或减少热损失为手段；

以能源的二次回收利用获得节能最大化。

1 概述

目前的国际、国内的经济环境和钢铁行业产能过剩的现状，给钢铁企业的生存和发展带来的巨大的压力，节能降耗是企业的经济效益最大化和竞争力不断增强的有效手段，高炉节能的措施一是增加廉价的热源。二是降低热消耗或减少热损失。高炉节能的途径和方向，主要是以顺行为基础，以低热消耗或减少热损失为手段。

2 增加廉价热源

2.1 提高热风温度

高炉内热量来源于两方面，一是风口前碳素的燃烧放出的化学热，二是热风带入的物理热。后者增加，前者减少，焦比即可降低，碳素燃烧放出的化学热不能在炉内全部利用。高炉内的热量有效利用率随冶炼操作水平而变化，一般为80%左右。提高热风温度是降低焦比和强化冶炼的重要措施，采用喷吹技术后，使用高风温更为迫切。高风温能为提高喷吹量和喷吹效率创造条件。据统计，风温在950℃～1350℃之间，每提高100℃可降低焦比8—20kg，增加产量2%～3%。提高风温还可加快风口前焦炭的燃烧速度，热量更集中于炉缸，使高温区域下移，中温区域扩大，有利于间接还原发展，直接还原度降低，有利于降低焦比。

2.2 提高煤比

提高煤比和提高置换比，可以降低焦比，利用焦炭和煤的差价获得经济效益，富氧高风温大喷煤量技术，可实现高炉喷煤比在200kg／t铁以上。高炉喷吹煤粉是炼铁系统结构优化的中心环节，可以实现节焦增产、炼铁环境友好的效果，同时可降低生铁成本。提高煤比后煤气量增大，初始煤气分布发生变化，为保证两道合适的煤气流，在适当开放中心，抑制边缘的同时，防止中心过吹和边缘过重，给顺行带来困难，在实际的操作当中煤比的提高限度应当根据焦炭质量、富养率等因素来确定，以保证合理的理论燃烧温度和煤气流的分布，避免热制度、造渣制度和煤气分布的失常来破坏高炉的顺行，提高煤比的措施有以下几点：（1）提高热风温度：热风温度升高l00℃，可使炉缸理论燃烧温度升高60℃，允许多喷30~40kg／t煤粉。

（2）进行富氧鼓风：富氧率提高1％，炉缸理论燃烧温度升高40~50℃，允许多喷煤粉20~30kg／t。

（3）进行脱湿鼓风：鼓风湿度每降低1g／m3，理论燃烧温度升高6~7℃，允许多喷3~4kg／t煤粉。

3 降低热耗或热损

高炉的长期稳定顺行，最大限度的减少崩、悬料和休风率，减风率是一种节能，因为在处理炉况或休风的过程中热量损失较大，需要补充大量的热量，可以说保证高炉的稳定顺行减少异常炉况的处理也是一种节能。保证高炉的顺行和节能降耗要要从以下方面着手。

3.1 焦炭质量

焦炭从炉顶加入高炉后，经过料柱间的摩擦与挤压，以及其它各种反应的影响，粒度组成变化很大，在炉内产生一定数量粉末。粉末多，使料柱透气性恶化，炉缸中心易堆积，高炉不易接受风量和风温，燃料喷吹量也受到限制，焦炭质量与主要参数的关系如表3-1所示。

3.2 精料技术

高品位是精料技术的核心，入炉品位提高1%，炼铁焦比下降1.5%，生铁产量提高2.5%，提高原燃料强度可降低炼铁燃料消耗。烧结、球团转鼓强度提高1%，高炉产量升高1.9%，焦比下降。熟料比提高1%，炼铁焦比下降2～3 Kg/t。原料成分要稳定：烧结矿设计规范要求品位波动＜±0.5%，碱度波动＜±0.5%，含铁品位波动1%，高炉产量会影响3.9～9.7%，焦比变化2.5～4.6%；碱度波动0.1，高炉产量会影响2.0～4.0%，焦比变化1.2～2.0%。原燃料粒度要均匀，减少炉料填充效应，提高煤气透汽性和炉料间接还原度。间接还原度每增加1%，炼铁焦比下降6～7 Kg/t。将烧结矿12.7～38mm粒度与6.4～12.7mm粒度进行分级入炉，可降比6%。块矿入炉粒度由10～40mm降到8～35mm可降焦比3%。矿石还原度提高10%，焦比可下降8～9%。矿石低温还原粉化率升高5%，产量下降1.5%，焦比升高。减少入炉料粉末：<5mm的粉末炉料所占比例要控制在5%以内，粒度在5～10mm的比例要小于30%。入炉粉末减少1%，焦比下降0.5%，生铁产量提高0.4～1.0%。

3.3 控制生铁中Si含量

高炉冶炼低硅铁有节焦增产的效应，并对炼钢生产有好处（减少炼钢过程的脱Si工作量）。生铁含硅降低0.1%，可降低燃料比4~5kg/t。高炉冶炼低硅铁的条件是：原燃料质量要稳定，高炉生产稳定顺行，选择好适宜的炉渣碱度。操作当中要关注风量和风压的变化及料速的快慢等因素，准确掌握炉温的发展趋势，坚持早动、小动和少动的调剂原则，防止炉温大幅度波动，给炉况带来波动。3.4 选择适宜的冶炼强度

在一定的生产条件下，有一个对应于最低焦比的最适宜的冶炼强度。冶炼强度过低或过高都会使焦比升高。当冶炼强度过低时，煤气量太少，煤气分布变差，煤气能量利用变坏，焦比升高，冶炼强度过高时，会出现管道，煤气分布不均，热能与化学能利用变差，也使焦比升高。因此选择适宜的冶炼强度也可以达到节能降耗的目的。我厂高炉冶炼强度由原来的1.6m3/d-1.7m3/d降至1.3 m3/d左右，焦比也从410 Kg/t下降到370 Kg/t，取得了巨大的经济效益。

3.5 富氧鼓风

空气中的氮对燃烧反应和还原反应都不起作用，它降低煤气中CO的浓度，使还原反应速度速度降低，同时也降低燃烧速度，因为氮气存在，煤气体积很大，对料柱的浮力增大。根据资料，每富氧1%，增产4.76%，风口理论温度升高35～45℃，允许多喷煤10～15Kg/t，节焦比1%，煤气发热值升3.4%。

3.6 高压操作

高压操作不利于SiO2的还原，强化了渗碳过程，故有利于冶炼低硅铁；一定程度降低焦比。高压操作煤气体积减小，流速降低，压头损失减少，有利于煤气热值充分传递给炉料，促进高炉顺行和节能。提高炉顶煤气压力1Kpa，可增产10±2%，降焦比3～5%，有利于冶炼低Si铁，提高TRT发电能力，煤气中CO2含量提高0.5%，可降燃耗10 Kg/t，降工序能耗8.5 Kgce/t。

3.7 降低风耗

高炉炼铁降低燃料比会减少吨铁风耗。燃料1Kg标煤，鼓风量要2.5 m³，消耗风机能耗0.85Kg标煤。宝钢吨铁风耗为930m³/t左右。我厂高炉风耗在1150-1120m³/t左右，相对相同立级的高炉来讲已经偏低，但还有下降的空间。

4 能源的二次回收利用

4.1 高炉顶煤气压差发电技术（TRT）

TRT发电能力是随炉顶煤气压力而变化，炉顶压力和发电量成正比，一般每吨生铁可发20～40度电。干法除尘，可提高发电量30％左右。因煤气温度每提高10℃，发电透平机出力可提高3％。最高发电量可达54度电。

高炉鼓风能耗约占炼铁工序能耗10％～15％，采用TRT装置可回收高炉鼓风机能量的30％左右，可降低炼铁工序能耗11～18㎏ce／t。

4.2 冲渣供暖

本厂利用水冲渣的余热供暖，将水冲渣的余热有效的利用，也得到一定的经济效益，是炉渣显热的一种回收利用方式。