直接還原技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

直接還原技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)直接還原鐵生產(chǎn)工藝中各項(xiàng)主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)01簡介能耗利用系數(shù)鐵(燒)損目錄03020405作業(yè)率噸鐵投資和成本產(chǎn)品質(zhì)量總結(jié)目錄070608基本信息直接還原技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是指直接還原鐵生產(chǎn)工藝中各項(xiàng)主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。世界上有許多種DRI工藝已經(jīng)成熟。為便于優(yōu)化，促進(jìn)我國直接還原鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展，以產(chǎn)品、工藝相近的高爐煉鐵技術(shù)為基礎(chǔ)，提出DRI工藝幾項(xiàng)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與業(yè)內(nèi)人士共同探討。簡介簡介直接還原鐵作為一種可以代替廢鋼的電爐鋼原料，是短流程、低污染冶金新工藝之一，在我國得到了一定的發(fā)展。但目前國內(nèi)直接還原鐵實(shí)際產(chǎn)量較少，發(fā)展速度受到限制，究其原因，主要是投產(chǎn)的直接還原鐵生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益普遍不理想。直接還原鐵生產(chǎn)有許多種工藝已經(jīng)成熟，但如何客觀、全面、科學(xué)地分析不同生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)，促進(jìn)我國直接還原鐵產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，進(jìn)一步提高相關(guān)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，則是一個(gè)值得和認(rèn)真探討的重要課題。為此，本報(bào)科技版在前段報(bào)道有關(guān)國內(nèi)直接還原鐵生產(chǎn)技術(shù)工藝發(fā)展情況的基礎(chǔ)上，特約有關(guān)專家就發(fā)展直接還原鐵生產(chǎn)應(yīng)注意研究工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的問題撰寫文章，希望能對(duì)直接還原鐵的生產(chǎn)和技術(shù)進(jìn)步有所啟示和幫助。直接還原鐵（DRI）俗稱海綿鐵，可以代替廢鋼作為電爐鋼原料，并且由于不用焦炭而用其它還原性氣體和煤作為能源，是一種短流程、低污染的冶金新工藝，也是我國鋼鐵行業(yè)用高新技術(shù)和先進(jìn)適用技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的工作重點(diǎn)之一。然而，近年來，我國鋼鐵產(chǎn)量即將突破2億噸，而DRI生產(chǎn)能力卻停滯在五六十萬噸，實(shí)際年產(chǎn)量十幾萬噸，主要原因是投產(chǎn)海綿鐵廠經(jīng)濟(jì)效益普遍不夠理想。目前，世界上有許多種DRI工藝已經(jīng)成熟。為便于優(yōu)化，促進(jìn)我國直接還原鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展，以產(chǎn)品、工藝相近的高爐煉鐵技術(shù)為基礎(chǔ)，提出DRI工藝幾項(xiàng)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與業(yè)內(nèi)人士共同探討

。利用系數(shù)利用系數(shù)這是衡量高爐煉鐵生產(chǎn)效率的主要指標(biāo)。前些年高爐的利用系數(shù)一般在2.0左右，近年來國內(nèi)煉鐵技術(shù)不斷優(yōu)化，2002年重點(diǎn)企業(yè)高爐利用系數(shù)平均2.448，一批350m3左右高爐進(jìn)入3.0以上，有些甚至突破4.0。DRI從根本上講也是一種煉鐵技術(shù)，不能只看單機(jī)產(chǎn)量，應(yīng)將利用系數(shù)作為考查煉鐵設(shè)備生產(chǎn)效率的主要指標(biāo)。煤基回轉(zhuǎn)窯利用系數(shù)0.4左右，煤基外熱式豎爐利用系數(shù)1.3左右，Midrex氣基豎爐利用系數(shù)在5以上。能耗能耗工序能耗kgce/t和焦比kg/t是高爐煉鐵能耗主要指標(biāo)。隨著煉鐵技術(shù)優(yōu)化，這個(gè)指標(biāo)逐年降低。2002年重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)工序能耗454,綜合焦比516。但要看到，這樣的熱能利用率已屬較高水平，進(jìn)一步節(jié)能越來越困難。近年來，鋼鐵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展使得焦炭供不應(yīng)求、價(jià)格快速上漲，高爐煉鐵成本大幅度提高，減少焦炭用量是煉鐵節(jié)能降成本的主要措施。直接還原鐵是用非煉焦煤或煤氣煉鐵，煤比焦炭價(jià)值低，而且在還原過程產(chǎn)生的煤氣可以作為能源得到充分利用，從理論上說應(yīng)比高爐煉鐵節(jié)能。但是如果對(duì)煤質(zhì)要求過高、煤耗過大，這種優(yōu)越性就要打折扣。煤基回轉(zhuǎn)窯為了保證產(chǎn)量和質(zhì)量，對(duì)煤質(zhì)要求比較苛刻，只有神府、義馬等幾種煤適用，煤耗1t/t鐵左右。國內(nèi)隧道窯生產(chǎn)海綿鐵能耗26.3134.83x10一（6）kJ/t。外熱式煤基豎爐還原劑耗熱7.9x10一（6）kJ/t，外熱6.7x10一（6）kJ/t，總能耗14.6x10一(6)kJ/t左右。氣基法Midrex豎爐消耗及然氣10.7x10一(CCWKJ/t左右。天然氣以CH一(4)等碳?xì)浠衔餅橹?，需要轉(zhuǎn)化為以CO和H一(2)為主的還原性氣體，本身價(jià)格和轉(zhuǎn)化成本較高，在目前和可以預(yù)見的將來都不大可能將大量天然氣用于鋼鐵冶金生產(chǎn)。但我國煤炭資源豐富，價(jià)格低廉，一些盛產(chǎn)焦煤而煤氣用戶少的地方，大量煤氣直接排空或點(diǎn)了天燈。煤氣主要成分是CO和H一(2)，重整耗能少，利用煤氣作能源不僅充分利用了資源，也減少了環(huán)境污染。另外，豎爐中爐料是靠自重自動(dòng)下落;回轉(zhuǎn)窯直接還原鐵工藝的爐料運(yùn)動(dòng)是靠回轉(zhuǎn)窯和冷卻筒旋轉(zhuǎn)，冷卻筒還要在外面澆水冷卻，動(dòng)力用電和冷卻水耗量也比豎爐大。鐵(燒)損鐵(燒)損這個(gè)指標(biāo)是表示生產(chǎn)原料的損耗，像能耗一樣直接影響到投資和成本、產(chǎn)量、質(zhì)量等各項(xiàng)指標(biāo)。從前煉鐵工藝以高爐為主，只需按照鐵礦化學(xué)成分計(jì)算它的損耗。但對(duì)于非高爐煉鐵各種新工藝，就有必要考查一下這個(gè)指標(biāo)?；剞D(zhuǎn)窯中爐料邊翻滾邊加熱、還原，因此對(duì)爐料耐磨強(qiáng)度和落下強(qiáng)度要求很高，不然燒損很大。國內(nèi)鐵礦資源豐富，但多是貧礦，經(jīng)細(xì)磨、精選、高溫?zé)Y(jié)成為DRI適用原料，運(yùn)到沿海地區(qū)成本與進(jìn)口不相上下。正因?yàn)槿绱耍瑖鴥?nèi)規(guī)模最大、設(shè)備最先進(jìn)的華北某DRI廠原料使用進(jìn)口高品位塊礦或高溫球團(tuán)礦，但成本較高;國內(nèi)試驗(yàn)的鏈蓖機(jī)一回轉(zhuǎn)窯“一步法”和冷固結(jié)球團(tuán)一回轉(zhuǎn)窯“二步法”工藝采用國產(chǎn)球團(tuán)礦，使原料成本有所降低，但因球團(tuán)強(qiáng)度低、損耗大、設(shè)備故障多，而且這些鐵氧化物、煤的制備及煤渣粉塵收集、分離大量增加了投資和成本，影響經(jīng)濟(jì)效益。此外，由于回轉(zhuǎn)窯是敞焰直接加熱，氣氛不甚適合金屬鐵還原，影響金屬化率，從而影響金屬收得率。作業(yè)率作業(yè)率工業(yè)生產(chǎn)與科研不同，設(shè)備連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)才有可能達(dá)到質(zhì)量、產(chǎn)量、成本等各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)，取得良好效益，這個(gè)考核指標(biāo)一般用作業(yè)率表示。高爐是連續(xù)生產(chǎn)，平均壽命58年。近年來應(yīng)用高爐長壽技術(shù)，一些大高爐達(dá)到10年以上，有希望實(shí)現(xiàn)1520年。中小高爐冶煉強(qiáng)度高，故利用系數(shù)高、壽命稍短，有的23年就要中修一次，因此高爐常常按d/a計(jì)算作業(yè)率，也就是說一般9196%。DRI的氣基法和煤基法豎爐也都是連續(xù)生產(chǎn)，考慮到中修周期和中修時(shí)間，作業(yè)率在333d/a以上，即大于91%。煤基回磚窯由于結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特點(diǎn)，故障較多，設(shè)計(jì)作業(yè)率在80%左右，實(shí)際上國內(nèi)企業(yè)連這個(gè)指標(biāo)也難以達(dá)到，有的甚至因作業(yè)率太低、經(jīng)濟(jì)效益差而破產(chǎn)

。產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)品質(zhì)量DRI產(chǎn)品質(zhì)量主要指標(biāo)有全鐵、金屬化率、酸性氧化物(Si0-(2)+Al-(2)O-(3))和S,P含量、體密度、粒度等。由于DRI是在固態(tài)直接還原為金屬鐵，不能像高爐煉鐵一樣通過造渣去硅，要生產(chǎn)全鐵90%以上海綿鐵，包括回轉(zhuǎn)窯在內(nèi)的任何工藝都要求高品位鐵礦或球團(tuán)礦。工藝和設(shè)備主要影響金屬化率、S和體密度等其它指標(biāo)。煤基回轉(zhuǎn)窯由于結(jié)構(gòu)(燃燒室和反應(yīng)室在一起)和運(yùn)行特點(diǎn)(窯體旋轉(zhuǎn))，很難確保DRI所需氣氛，并對(duì)爐料磨損和燒損嚴(yán)重，影響到質(zhì)量的穩(wěn)定。噸鐵投資和成本噸鐵投資和成本這兩個(gè)指標(biāo)受上述技術(shù)指標(biāo)的影響，又直接影響到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，是研討工藝經(jīng)濟(jì)性最重要的指標(biāo)。北京鋼鐵設(shè)計(jì)總院和鋼鐵研究總院研究人員合寫的一篇論文中，對(duì)5家煤基回轉(zhuǎn)窯DRI廠和2500m-（3）、1200m-（3）、350m-（3）三個(gè)級(jí)別的高爐的設(shè)計(jì)指標(biāo)做了統(tǒng)計(jì)，根據(jù)這份資料可以計(jì)算出，高爐無預(yù)處理時(shí)單位經(jīng)營成本元/噸。這是在大高爐利用系數(shù)1.92、中型高爐利用系數(shù)2.4時(shí)計(jì)算的，實(shí)際上近年來高爐利用系數(shù)普遍提高0.5左右，單位投資和成本有很大下降，大部分鋼鐵廠生鐵成本900元/噸左右，一些煤鐵資源豐富、設(shè)備簡陋的地方，投資和成本更低。總結(jié)總結(jié)綜上所述，直接還原鐵確實(shí)是煉鐵發(fā)展方向之一，但企業(yè)要在激烈的市場競爭中生存、發(fā)展，還必須擇優(yōu)選用并不斷改進(jìn)工藝。通過上述技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較可知，用煤基回轉(zhuǎn)窯法生產(chǎn)海綿鐵雖然技術(shù)上可行，但由于工程投資大、生產(chǎn)成本高，很難與豎爐直接還原鐵和高爐煉鐵競爭。實(shí)際上，DRI工藝