國(guó)內(nèi)外高爐煉鐵系統(tǒng)的能耗分析

1、國(guó)內(nèi)外高爐煉鐵系統(tǒng)的能耗分析煉鐵系統(tǒng)的能耗占鋼鐵聯(lián)合企業(yè)總能耗70%，噸鐵產(chǎn)生1.5 tco2, 3.08kgso2, 50mg粉塵, 95%的二惡英, 約350kg/t的爐渣。1、根據(jù)中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)2007年發(fā)布的全國(guó)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)有關(guān)能耗數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行分析，有關(guān)人士總結(jié)了重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)高爐每生產(chǎn)一噸鐵的能耗狀況：焦化工序的工序能耗為123.11kgce/t，高爐煉鐵入爐焦比為392kg/t。由此得出，冶煉一噸鐵水，焦化工序的能源消耗為123.11kgce/t × 0.392t/t = 48.26kgce/t。燒結(jié)工序的工序能耗為55.21kgce/t，高爐煉鐵的爐料結(jié)構(gòu)為燒結(jié)礦78.2

2、8%、球團(tuán)礦13.91%、塊礦7.81%。冶煉一噸鐵水需要消耗1.672噸含鐵原料，則需要的燒結(jié)量為1.672t × 78.28% = 1.3088t。由此得出冶煉一噸鐵水，燒結(jié)工序的能耗為55.21kgce × 1.3088t =2.25 kgce/t。球團(tuán)工序的工序能耗為33.08kgce/t，冶煉一噸鐵水需要球團(tuán)量為1.672t × 13.91% = 0.2325t。由此得出冶煉一噸鐵水，球團(tuán)工序所消耗的能源為33.08kgce/t × 0.2325t =7.69kgce/t。煉鐵工序能耗為428.16kgce/t，生產(chǎn)一噸鐵水，煉鐵系統(tǒng)總能耗為4

3、8.26kgce/t（焦化）+ 72.25kgce/t（燒結(jié)）+ 7.69kgce/t（球團(tuán)）+ 426.84kgce/t（煉鐵） = 555.04kgce/t。2、按照上述計(jì)算方法，我們計(jì)算了2007年一季度寶山鋼鐵股份公司4號(hào)高爐（4747m³）生產(chǎn)一噸鐵的能耗：21.81kgce/t（焦化）+ 62.31kgce/t（燒結(jié)）+ 4.60kgce/t（球團(tuán)）+ 381.22kgce/t（煉鐵） = 469.94kgce/t。據(jù)了解，國(guó)外一些先進(jìn)的鋼鐵企業(yè)采用高爐煉鐵的能耗指標(biāo)也在不斷進(jìn)步。表1是2005年韓國(guó)浦項(xiàng)制鐵和光陽(yáng)廠焦化、燒結(jié)等有關(guān)能耗指標(biāo)。由表可得，2005年浦項(xiàng)制鐵焦

4、化工序能耗為129.7kgce/t × 0.4947t/t = 64.16kgce/t，光陽(yáng)廠為131.9kgce/t × 0.4921t/t = 64.90kgce/t；韓國(guó)高爐煉鐵礦耗在1.60t/t左右，浦項(xiàng)制鐵燒結(jié)能耗為1.60 × 76.4% × 66kgce/t = 80.67kgce/t，光陽(yáng)廠燒結(jié)能耗為1.60 × 70.9% × 57.4kgce/t = 65.11kgce/t；韓國(guó)球團(tuán)礦全為進(jìn)口，暫不記入能耗。最終將各項(xiàng)指標(biāo)匯總可得，浦項(xiàng)制鐵煉鐵系統(tǒng)能耗為64.16kgce/t + 80.67kgce/t + 42

5、6.5kgce/t = 607.33kgce/t，光陽(yáng)廠煉鐵系統(tǒng)能耗為64.90kgce/t + 65.11kgce/t + 441.1kgce/t = 571.11kgce/t。2005年德國(guó)蒂森鋼鐵公司的焦化工序能耗為75.1kgce/t，燒結(jié)工序能耗為58kgce/t，煉鐵工序能耗為426kgce/t，由此推算出其煉鐵系統(tǒng)的能耗低于600kgce/t。表1 2005年浦項(xiàng)制鐵盒光陽(yáng)廠煉鐵有關(guān)能耗指標(biāo)表2 全國(guó)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)能耗對(duì)比（單位Kgce/t）從表2可看出，我國(guó)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)煉鐵系統(tǒng)能耗在降低，說(shuō)明我國(guó)煉鐵系統(tǒng)技術(shù)在不斷進(jìn)步，不斷完善，有較強(qiáng)的生命力。非高爐煉鐵系統(tǒng)的能耗分析目前，非高

6、爐煉鐵工序在一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)應(yīng)用了一段時(shí)期，其中，主要的非高爐煉鐵系統(tǒng)在生產(chǎn)中的實(shí)際能耗情況如下：南非COREX工藝該系統(tǒng)生產(chǎn)需要約20%的焦炭（最低可達(dá)13%的焦炭），爐料中尚有約20%的球團(tuán)，冶煉所消耗的燃料比約為1050kg/t左右，扣除部分煤氣回收后其工序能耗為595kgce/t609kgce/t。韓國(guó)浦項(xiàng)FINEX工藝浦項(xiàng)產(chǎn)能為150萬(wàn)噸/年的FINEX系統(tǒng)目前正處于調(diào)試階段，相關(guān)數(shù)據(jù)尚未透露，現(xiàn)已運(yùn)行4年的80萬(wàn)噸/年FINEX（日產(chǎn)達(dá)2300噸，燃料比在740kg/t750kg/t）設(shè)備進(jìn)行分析。浦項(xiàng)FINEX生產(chǎn)需要10%左右焦炭、塊煤和噴吹煤粉，煤比為250kg/t280

7、kg/t。FINEX的煤氣可進(jìn)行循環(huán)利用（脫出CO2后），可使煤比約降低100kg/t。澳大利亞Hismelt工藝2006年年底，澳大利亞Hismelt工藝在實(shí)際生產(chǎn)中的煤耗為900kg/t，尚需要有1200的高風(fēng)溫作保障，其電耗為350kWh/t。而2006年我國(guó)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)噸鐵電耗僅為67.67kWh/t，焦比為395 kg/t。高熱值煤氣回收利用率低是非高爐煉鐵能耗高的“瓶頸”2007年，我國(guó)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)的燒結(jié)、煉鐵工序能耗與2006年相比進(jìn)一步降低，煉鐵生產(chǎn)部分工序能耗指標(biāo)見(jiàn)表2。2007年，全國(guó)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)高爐煉鐵燃料比是529kg/t，浦項(xiàng)FINEX燃料比是740kg/t750kg

8、/t，澳大利亞Hismelt的煤耗在900kg/t（尚需1200風(fēng)溫和350kWh/t的電力）。這說(shuō)明目前非高爐煉鐵的能耗高于高爐冶煉生產(chǎn)工藝。從2006年開(kāi)始我國(guó)電力折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)從0.404kgce/kWh調(diào)為0.1229kgce/kWh，是我國(guó)鋼鐵工業(yè)能耗值下降較多，與國(guó)外煉鐵能耗水平的不可比性增加。2007年，全國(guó)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)煉鐵系統(tǒng)的能耗為555.03kgce/t。2007年1季度寶山鋼鐵股份公司煉鐵系統(tǒng)的能耗為469.94kgce/t。2005年，韓國(guó)浦項(xiàng)和光陽(yáng)煉鐵公司煉鐵系統(tǒng)的能耗為607.22kgce/t和622.11kgce/t。通過(guò)高爐和非高爐煉鐵能耗的對(duì)比可以看出，以目前的

9、水平，寶鋼的煉鐵系統(tǒng)能耗低于非高爐煉鐵工藝的能耗，韓國(guó)浦項(xiàng)制鐵和光陽(yáng)廠煉鐵系統(tǒng)能耗略高于南非COREX的能耗，但低于FINEX和Hismelt的能耗。非高爐煉鐵工藝的能耗高主要問(wèn)題是大量高熱值煤氣如合科學(xué)合理充分利用。煤氣去發(fā)電的能源利用率只有32%42%，在能源利用率和成本核算上是不合適的，且增加較大投資和運(yùn)行費(fèi)。我國(guó)一些企業(yè)擬采用煤造氣，建設(shè)直接還原生產(chǎn)線。煤造氣在技術(shù)上是過(guò)關(guān)了，但是在能源利用率和成本核算上是不合適的。富余煤氣去發(fā)電的能源利用率只有32%42%，在總能耗上是降不下來(lái)，成本上升，經(jīng)濟(jì)上要虧本。經(jīng)分析可得出，目前非高爐煉鐵工藝的能耗高于高爐煉鐵流程的主要原因有兩個(gè)方面：一個(gè)是非高爐煉鐵生產(chǎn)過(guò)程要產(chǎn)生大量的高熱值煤氣，這些熱值煤氣在回收利用方面還有待進(jìn)一步加強(qiáng)；另一個(gè)是非高爐煉鐵對(duì)于鐵礦石的還原大多數(shù)是直接還原（吸熱反應(yīng)），而高爐煉鐵大多數(shù)是間接還原（放熱反應(yīng)）。所以，從能源利用效率來(lái)講，高爐煉鐵能耗