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会议通知： 2017年全国高炉长寿、开炉停炉封炉及生产指标分析会议于2017年1月8-11日在北京·北科大召开，9、10日会议交流，11日参观考察，由：北科大-程树森教授、青钢-刘全兴博士主讲，协会专家、钢企及相关单位代表共同交流！欢迎参与！详询：李工18210161369（微信） 姜 曦1 ，周东东 2 ，王颖生 1 （1. 中国钢铁工业协会 北京 100711； 2.北京科技大学冶金与生态工程学院 北京 100083） 摘 要：本文选取全国 19 座 4000 m 3 以上高炉 2015 年部分生产技术指标进行分析，尝试从生产、操作参数及原燃料指标等方面剖析大高炉生产呈现出的技术特点。通过本文的综合分析，各个高炉可对比其他高炉的生产指标，根据自身的高炉特点及原燃料情况，制定适宜于自身的冶炼方案。 关键词：大高炉；生产指标；操作指标；原燃料指标 1.序言 大高炉是我国的炼铁先进技术的集中体现，是优质、稳定铁水的重要来源，是促进钢铁行业节能降耗、减少污染、提高劳动生产率、降低冶炼成本的重要基础，是提高钢铁企业竞争力、加快钢铁工业转型升级的重要一环 [1] 。本文根据中国钢铁工业协会高炉生产技术专家委员会 2015 年对我国 4000 m 3 以上大高炉的月度生产技术指标的统计数据 [2] ，重点对高炉生产指标、原燃料指标、操作参数等进行分析，方便各企业针对自身的生产指标制定适合自身高炉的冶炼方案。由于宝钢湛江 1 号高炉开炉时间较短，不参与本文的统计及分析。 2.大高炉数据 2.1 生产指标 2.1.1 高炉利用系数 图 1 是中国 19 座大高炉的炉容与利用系数，大高炉的平均炉容为 4539.15 m3，平均利用系数为 2.06t/(m 3 ·d)，比过去几年大高炉的利用系数略低。这说明中国炼铁由重视生产指标等短期效益向高炉长寿、优质铁水生产方向转变。长期以来，我国只注重指标之间的对比，而忽视了各个高炉的原燃料条件不同，操作炉型不同等，造成了不良的影响。目前，高炉操作者更加注重长期的效益和高炉的稳定顺行。 2.1.2 入炉焦比，燃料比 全国大高炉平均焦比为 347.11 kg/t、平均煤比为 154.18 kg/t、平均吨铁能耗为 382.35 kgce/t。从入炉焦比看，宝钢的四座高炉焦比最低，其煤比量亦较大，但煤比还有继续增加的空间（图 2）。从上图中可以看出，2015 我国大高炉的焦比较过去四年的焦比高了 7 kg，吨铁能耗最高的为太钢 5 号高炉。包钢的煤比最低，其值低于 100 kg/t。 2.1.3 送风制度 由图 3(a) 可知我国大高炉的吨铁耗风量层次不齐，由于其富氧率较高，沙钢的吨铁耗风量最低。迁钢高炉吨铁耗风量最大。平均风量为 1049.98 m 3 /t，平均富氧率为 3.65%。吨铁风量比过去四年高 10 m 3 /t。图3(b) 所示为高炉风压及压差的关系图，从图中可知，压差差别较大，首钢京唐的两座高炉压差最大。平均风压为 399.82 kPa，平均顶压为 167.13 kPa。 2.2 原燃料指标 2.2.1 焦炭及煤粉质量 焦炭的强度是决定高炉的透气性的重要参数，同时焦炭的硫含量影响生铁的质量。煤粉的质量影响高炉的热状态及高炉的燃料比，是影响高炉稳定的重要参数。煤粉灰分与挥发分如图 4(a)所示，大高炉的煤粉平均灰分为 9.43%，挥发分为 18.26%。为了维持较高的高炉理论燃烧温度以及提高煤粉的燃烧率，大高炉需要采用较低灰分和挥发分的煤粉。大高炉对焦炭的质量要求较高，高炉容积越大，其对焦炭的要求越高。 如图 4(b)所示，焦炭的平均灰分为 11.96%，含硫量为 0.69%。焦炭的含硫量比过去四年降低了 0.05%，说明我国的炼焦技术得到了提高，对高炉的节能环保也起到了积极的作用。焦炭的强度 M40 及粒度对高炉冶炼具有重要的作用，是影响高炉透气性及煤气利用率的重要参数。如图5所示为大高炉的焦炭平均粒径及M40，全国大高炉的平均焦炭粒径为 48.41 mm，平均 M40 为 88.64%。 2.2.2 原料配比及入炉品味 由于我国自产的铁矿石品位较低，因此大部分的高品位铁矿石需要从国外进口，大高炉的炉料结构为高碱度烧结矿、球团矿及块矿。如图 6(a) 所示为全国大高炉的炉料结构比例图，大高炉烧结矿、球团矿及块矿的平均比例为 71.12%、21.21%、7.71%，相对于过去四年的炉料比例，其中块矿的比例降低了 2%，相应地，烧结矿的比例提高了约2%。如图(b)所示为入炉原料的平均粒度及含铁品味，其平均值分别为20.93 mm、59.17%。大高炉应适当的提高原料含铁品味，以减少吨铁渣量及降低焦比。 2.3.操作参数 2.3.1 铁水成分及铁水温度 如图 7 所示为大高炉铁水质量图，大高炉的铁水含硅量及铁水温度、平均值分别为 0.43%、1503.58℃。对于低硅冶炼的高炉，应该在保持适当的铁水温度时，尽量降低高炉的生铁含硅量。高炉生铁一级品率是指生铁含硅量大于 0.25%，含硫量小于 0.035%的生铁占所有生铁的比例。如图 8 所示为大高炉铁水含硫量和一级品率，大高炉的含硫量及一级品率的平均值分别为 76.82%、0.029%。 2.3.2 渣量及二元碱度 如图 9 所示为全国大高炉的平均渣量及二元碱度，分别为 302.79 kg/t、1.19。大高炉的渣量除宝钢等少数几座高炉以外低于 300 kg/t。与国外的大高炉相比 [3] ，我国的渣量偏大。 2.3.3 炉顶煤气利用率 煤气利用率与高炉的吨铁燃料比有着直接的关系，煤气利用率高时，吨铁燃料比降低，如宝钢的高炉；反之亦然。如图 10 所示，全国大高炉的平均煤气利用率及燃料比分别为 48.54%、510.46 kg/t。只有宝钢等少数几座高炉的煤气利用率高于 50%，只有宝钢的四座高炉其吨铁燃料比低于 500 kg/t。 3.结论 近年来我国的大高炉得到了充分的发展，同时大高炉的技术也得到了显著的提高，装备水平与智能化水平也得到了加强。但同时也要清醒的认知到存在的问题。表 2 为我国 19 座大高炉 2015 年各指标的平均值。通过本文的综合分析，各个高炉可对比其他高炉的生产指标，根据自身的高炉特点及原燃料情况，制定适宜于自身的冶炼方案。 致 致 谢 谢 ：本文数据来源为中国钢铁工业协会高炉生产技术专家委员会，高炉生产技术指标数据对标工作组成员为：宝钢居勤章；宝钢梅山韩宏松；鞍钢江治飞、唐继忠、李仲；武钢李盺、赵思、李进；首钢迁安马国梁；首钢京唐陈艳波；太钢张华；安阳钢铁李爱峰、金炎；沙钢程宝泉；本钢赵伟；包钢贾西明、刘璐；马钢凌明生，谨致谢忱！ 参考文献 [1] 徐乐江．深化改革努力创新加快钢铁工业转型发展—在中国钢铁工业协会 2014 年理事(扩大)会议上的报告[J]．中国钢铁业，2014(2)：5-13． [2] 周传典. 高炉炼铁生产技术手册[M]．北京：冶金工业出版社，2002. [3] Naito M, Takeda K, Matsui Y. Ironmaking Technology for the Last 100 Years: Deployment to AdvancedTechnologies from Introduction of Technological Know-how, and Evolution to Next-generation Process[J]. ISIJ International, 2015,55(1):7-35. |
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