高爐煉鐵對原燃料質(zhì)量的要求和影響

1、北京 100711)高爐煉鐵對原燃料質(zhì)量的要求和影響王維興（中國金屬學會1. 2011年上半年我國鋼鐵生產(chǎn)情況2011年上半年我國鋼鐵生產(chǎn)是處于增長階段，平均日產(chǎn)鋼199.77萬噸，已是接近年產(chǎn)鋼 7億噸的水平，祥見表1.表12011 年上半年我國鋼鐵主要產(chǎn)品產(chǎn)量情況 單位：萬噸項目鋼生鐵鋼材焦炭鐵礦石鐵合金成品鋼材11年上半年3505432457437402103757503.701401.2033788.69去年上半年3198829935387281884047132.701151.3030862.55增長，%9.608.4012.8011.7022.0021.79.482011年前7個月

2、我國進口鐵礦石 388634萬噸，比上年增長7.81%，進口焦炭36萬噸，比去年下降46.37%;出口焦炭2627.21萬噸，比去年增加32.4%。2. 我國鋼鐵工業(yè)發(fā)展趨勢根據(jù)我國“十二五”發(fā)展規(guī)劃，GDP直增長速度在8%我國鋼鐵的需求量還有發(fā)展的空間。預計我國鋼產(chǎn)量的頂峰會在8.0億噸左右，并要維持58年。主要是，我國正處在工業(yè)化時代， 基本建設任務大，鋼材 65%是用于基本建設。農(nóng)民還沒開始大量使用鋼材。所以說，我國鋼產(chǎn)量還有一定發(fā)展空間。現(xiàn)在我國鋼 的生產(chǎn)能力已達 9.2億噸，只是其中還有部分落后的產(chǎn)能要淘汰，也還在建設新的鋼鐵設備（一部分是淘汰落后設備的替代，部分就是擴大產(chǎn)能）。20

3、11年上半年我國鐵鋼比為 0.9259，上年為0.9358.鐵的增速低于鋼的增速。但近年我國鐵鋼比不會有較大變化。因我國 廢鋼短缺，電價高，短流程發(fā)展不起來。世界煉鐵界公認，目前融熔還原煉鐵在能耗和成本上是競爭不過高爐。直接還原成功的案例是在特出條件下實現(xiàn)的。所以， 高爐還是產(chǎn)鐵的主要設備。短期內(nèi)高爐是打不倒，而且還在得到 不斷的完善和提升。綜上所述，我國鋼鐵還要發(fā)展，高爐是煉鐵的主要設備，對焦炭的需求也不會減弱。這是發(fā)展的大趨勢。我們要有清醒的認識。三年內(nèi)，我國煉鐵對進口鐵礦石的依存度會下降。但煉鐵燃 料比下降的空間不是很大了。 因煉鐵的生產(chǎn)條件很難有較大的改 善(特別是礦石品位、焦炭質(zhì)量等

4、)。3.GB 50427-2008高爐煉鐵工藝設計規(guī)范對原燃料質(zhì)量的要求2008年公布的高爐煉鐵工藝設計規(guī)范對燒結(jié)、焦炭、球團、入爐塊礦、煤粉質(zhì)量均有具體要求。祥見表29.爐容級別(m3)10002000300040005000平均含鐵> 56%> 58%> 59%> 59%> 60%熟 料 率> 85%> 85%> 85%> 85%> 85%入爐原料含鐵品位及熟料率要求表2注：不包括特殊礦。燒結(jié)礦質(zhì)量要求爐容級別(m3)10002000300040005000鐵份波動w± 0.5%<± 0.5%w±

5、; 0.5%w± 0.5%w± 0.5%堿度波動w± 0.08<± 0.08w± 0.08w± 0.08w± 0.08鐵份和堿度波動的達標率> 80> 85> 90> 95> 98含F(xiàn)eOw 9.0%w 8.8%w 8.5%w 8.0%w 8.0%FeO波動w± 1.0%<± 1.0%w± 1.0%w± 1.0%w± 1.0%轉(zhuǎn)鼓指數(shù)+6.3mm> 71> 74> 77> 78> 78注：堿度為 CaO/

6、SQ。爐容級別(m3)10002000300040005000含鐵量> 63%> 63%> 64%> 64%> 64%轉(zhuǎn)鼓指數(shù)+6.3mm> 89%> 89%> 92%> 92%> 92%耐磨指數(shù)-0.5mmw 5%w 5%w 4%w 4%w 4%常溫耐壓強度(N/個球)> 20002000> 2000> 2500> 2500低溫還原粉化率+3.15mm> 85%> 85> 89%> 89%> 89%膨脹率w 15%w 15%w 15%w 15%w 15%鐵分波動w±w&

7、#177;w±w±w±球團礦質(zhì)量要求表40.5%0.5%0.5%0.5%0.5%注：不包括特殊礦石。爐容級別(m3)10002000300040005000含鐵量> 62%> 62%> 64%> 64%> 64%熱爆裂性能< 1%V 1%V 1%鐵分波動w± 0.5%<± 0.5%<±<±<±0.5%0.5%0.5%表5入爐塊礦質(zhì)量要求表6原料粒度要求燒結(jié)礦塊礦球團礦粒度范圍(mm)550粒度范圍(mm)530粒度范圍(mm)618>50mmw 8%

8、>30mmw 10%918mm> 85%<5mmw 5%<5mmw 5%<6mmw 5%注：石灰石、白云石、螢石、錳礦、硅石粒度應與塊礦粒度相同。爐容級別(m3)10002000300040005000M0> 78%> 82%> 84%> 85%> 86%M。w 8.0%w 7.5%w 7.0%w 6.5%w 6.0%反應后強度CSR> 58%> 60%> 62%> 65%> 66%反應性指數(shù)CRIw 28%w 26%w 25%w 25%w 25%表7焦炭質(zhì)量要求焦炭灰分< 13%< 13%&

9、lt; 12.5%< 12%< 12%焦炭含硫< 0.7%< 0.7%< 0,7%< 0.6%< 0.6%焦炭粒度范圍（mm）75207525752575257530大于上限< 10%< 10%< 10%< 10%< 10%小于下限< 8%< 8%< 8%< 8%< 8%表8噴吹煤質(zhì)量要求爐容級別（m3）10002000300040005000灰分Aad< 12%< 11%< 10%< 9%< 9%含硫S,ad< 0.7%< 0.7%< 0.7%

10、< 0.6%< 0.6%表9KO+NaOw 3.0Znw 0.15Pbw 0.15Asw 0.1Sw 4.0Cl"w 0.6入爐原料和燃料有害雜質(zhì)量控制值（kg/t ）國內(nèi)外煉鐵工作者均公認，高爐煉鐵是以精料為基礎(chǔ)。 精料3. 高爐煉鐵是以精料為基礎(chǔ)技術(shù)對高爐生產(chǎn)指標的影響率在 70%工長操作水平占10%企業(yè)現(xiàn)代化管理水平占10%設備作業(yè)水平占5%外界因素（動力、供應、上下工序等）占 5%。在高冶煉強度、高噴煤比條件下，焦炭質(zhì)量變化對高爐指標的影響率在 35%左右。精料技術(shù)的內(nèi)涵：精料技術(shù)的內(nèi)容有：高、熟、穩(wěn)、均、小、凈, 少 , 好八個方面 高：入爐礦含鐵品位高，原燃料

11、轉(zhuǎn)鼓指數(shù)高，燒結(jié)礦堿度高入爐礦品位高是精料技術(shù)的核心。作用：礦品位升高降 1.0%1.5%，產(chǎn)量增加 1.5%2.0%,噸鐵渣量減少 30公斤, 允許多噴煤粉 15 公斤. 熟：指熟料（燒結(jié)和球團礦）比要高。 穩(wěn)：入爐的原燃料質(zhì)量和供應數(shù)量要穩(wěn)定。要求含鐵品位波動± <0.5%，堿度波動± <0.08 （倍），合格率大于 90%。 均：入爐的原燃料粒度要均勻。 小：入爐的原燃料粒度要偏小。.凈：入爐的原燃料要干凈，粒度小于 5mm占總量比例的5%下，510mn粒級占總量的30%以下。 少：入爐的原燃料含有害雜質(zhì)要少。祥見表 9. 好：鐵礦石的冶金性能要好：還原性

12、高（ >60%）、軟融溫度高（1200C以上）、軟融溫度區(qū)間要窄（100150C）、低溫還原粉化率和膨脹率要低（一級 <15%，二級 <20%）等。4. 用科學發(fā)展觀來采購原燃料用精料技術(shù)的內(nèi)容來判斷鐵礦石的優(yōu)劣。 不能只看價格， 要看它的化學成分和物理性能， 以及使用效果。 要用技術(shù)經(jīng)濟分析的辦法進行科學計算和評價， 找出合理采購鐵品位的數(shù)值。 算賬不能只計算到煉鐵， 還要看對煉鋼、 軋鋼，以致對全公司的影響。所以，買低品位鐵礦石要有個度。還要研究對環(huán)境的影響。韓國、日本和寶鋼買煤，要求煤的熱值要大于 7400 大卡。我國有些企業(yè)在買 6500 大卡的煤。這樣，企業(yè)之間的能

13、耗水平就不是在一個起點上的對標。我國焦炭灰分一般在12.5%左右。工業(yè)發(fā)達國家的焦炭灰分要比我國低3%左右。這樣，我國與他們的燃料比就有不可比性。韓國 FINIX 所用的煤灰分在 68%，入爐鐵品位在 61%，所消耗的煤炭為 710kg/t 。煤炭質(zhì)量的優(yōu)劣對企業(yè)的生產(chǎn)指標影響是很大的， 特別是企業(yè)之間的噸鋼綜合能耗、煉鐵工序能耗進行分析，要注重所用煤炭的質(zhì)量。煉焦要用主焦煤、三分之一主焦煤、肥煤、氣煤、瘦煤等?，F(xiàn)在，國內(nèi)外出現(xiàn)采購來的煤不是單一煤種，是混煤。造成再按五種煤進行配煤煉焦，出現(xiàn)假象，焦炭質(zhì)量下降，給煉鐵產(chǎn)生負面影響。我們要用煤巖學的辦法去分析煤的G值、Y值、反射率等指標，來判斷煤

14、的性質(zhì)，進行采購和煉焦配煤。5. 原燃料質(zhì)量對企業(yè)節(jié)能減排有重大影響煉鐵系統(tǒng)的能耗占企業(yè)總用能的 70%，成本占 60%70%，污染物排放占 70%。所以說，煉鐵系統(tǒng)要完成企業(yè)的節(jié)能減排重任。鋼鐵企業(yè)用能結(jié)構(gòu)有 80%以上是煤炭，主要也是煉鐵用焦炭和煤粉，燒結(jié)用煤量較少。 2011 年上半年重點鋼鐵企業(yè)煉鐵焦比為373kg/t, 煤比為 147kg/t. 燒結(jié)固體燃耗為 55kg/t ，比上年均有所劣化。鋼鐵企業(yè)節(jié)能思路是：首先是要減量化用能，體現(xiàn)出節(jié)能要從源頭抓起。第二是要提高能源利用效率，第三是提高二次能源回收利用水平。減量化用能工作的重點是要降低煉鐵燃料比和降低能源虧損等。目前，我國燃料

15、比與國際先進水平的差距在5060kg/t左右。主要原因是，我國礦石含鐵品位低，熱風溫度低、焦炭灰分高等造成的。精料技術(shù)對高爐生產(chǎn)指標的影響率在70%在高冶煉強度和高噴煤比條件下，焦炭質(zhì)量對高爐的影響率將達到35%左右。也就是說，焦炭質(zhì)量已成為極重要的因素。近年來，一些大型高爐出現(xiàn)失常，主要是焦炭質(zhì)量惡化和成分波動大，高爐操作沒進行及時合理的調(diào)整。 影響高爐燃料比（焦比、煤比、小塊焦比）的主要因素見表10.表10 影響高爐燃料比變化的因素項目變動量燃料比變化項目變動量燃料比變化入爐品位+1.0%-1.5%風 溫>11500+1000-8Kg/t燒結(jié)礦FeO± 1.0%±

16、 1.5%10501150+1000-10Kg/t燒結(jié)礦堿度±0.1（倍）± 3.0% 3.5%9501050+1000-15Kg/t熟料率+10%-4% 5%950+1000-20Kg/t燒結(jié)礦v5mm粉末± 10%± 0.5%頂壓提咼10K Pa-0.3%-0.5%礦石金屬化率+10%-5% -6%鼓風濕度+1g/m3+1Kg/t焦 炭M40± 1%-5.0Kg/t富氧1%-0.5%M10-0.2%-7.0Kg/t生鐵含Si+0.1%+4 5Kg/t灰份+1.0%+1.0%2%煤氣CO含量+0.5%-10Kg/tS份+0.1%+1.5%2%

17、渣量+100Kg/t+40Kg/t水份+1%+1.1%1.3%礦石直接還原度+0.1+8%轉(zhuǎn)鼓+1%-3.5%爐渣堿度0.1（倍）3%入爐石灰石+100Kg+6%- 7%爐頂溫度+1000+30Kg/t碎鐵+100Kg-20 焦炭CRS+1%-0.5%-1.1%-40Kg/tCSI+1%-2%-3%礦石含硫+1%+5%燒結(jié)球團轉(zhuǎn)鼓+1%-0.5%從表10可看出，M10變化-0.2%，燃料比將變化7kg/t，比焦炭的其它指標作用都大。所以，我們應十分關(guān)注M10的變化。6. 用生產(chǎn)條件論的觀點來指導企業(yè)的生產(chǎn)建設企業(yè)的一切先進指標的實現(xiàn)，均是在一定的生產(chǎn)條件下完成的。支撐先進指標的條件會有許多。我

18、們要找出其主要因素，給予優(yōu)先創(chuàng)造條件，使企業(yè)的效益最大化。要建立適合本企業(yè)的技術(shù)支撐體系，抓住重要矛盾，進行科學對標（在相近生產(chǎn)條件下、相近設備容量、相近產(chǎn)品結(jié)構(gòu)條件下進行對標）促進企業(yè)的技術(shù)進步和生產(chǎn)建設發(fā)展。目前，我國有1400多座高爐，大于1000m3的高爐約有320座，4000n3以上容積的高爐有14高爐座。要承認巨型高爐所要為緩求的原燃料質(zhì)量是苛刻的。 這是冶金學基本原理所決定的。和原燃料供應緊張、價位的不斷攀升，我們應控制再建設巨型高爐的數(shù)量。高爐大型化和提高噴煤比是在確保提高原燃料質(zhì)量條件下進行的。7. 科學認識高爐對焦炭質(zhì)量的要求高爐煉鐵所用焦炭要滿足表 7中的質(zhì)量要求。從表7可看出容積越大的高爐，要求的焦炭質(zhì)量越高。企業(yè)有多種容積的高爐，就要給大高爐使用好的焦炭，容積較小的高爐可用質(zhì)量較差的焦炭。不同容積高爐，用不同質(zhì)量焦炭，是科學的方法。對于小于1000n3高爐所用焦炭可以不必過分追求焦炭熱性能。要