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鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)工藝我國(guó)鋼鐵行業(yè)作為基礎(chǔ)工業(yè)經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)調(diào)整、裝備更新為主的快速發(fā)展,已形成了包含由礦山、燒結(jié)、焦化、煉鐵、煉鋼、軋鋼以及相應(yīng)的鐵合金、耐火資料、炭素制品等多生產(chǎn)部門(mén)組成的弘大工業(yè)系統(tǒng)。鋼鐵工業(yè)的特色是產(chǎn)業(yè)規(guī)模大、生產(chǎn)工藝流程長(zhǎng),從礦石開(kāi)采到產(chǎn)品的最后加工,需要經(jīng)過(guò)好多生產(chǎn)工序,此中的一些主體工序資源、能源耗資量都很大,污染物排放量也比較大。鋼鐵行業(yè)系統(tǒng)分以鐵精礦為基根源料生產(chǎn)鋼材的長(zhǎng)流程,如圖1所示;以廢鋼鐵為基根源料生產(chǎn)鋼材的短流程,如圖2所示。圖1鋼鐵行業(yè)系統(tǒng)之一——煉鋼長(zhǎng)流程圖2鋼鐵行業(yè)系統(tǒng)之二——煉鋼短流程燒結(jié)廠燒結(jié)工藝是利用鐵礦粉、返礦、配入適合的燃料和熔劑,按必然比率在高溫下經(jīng)過(guò)燒結(jié)或球團(tuán)工藝制成燒結(jié)礦或球團(tuán)礦。鐵礦粉造塊方法主要有:燒結(jié)法和球團(tuán)法,兩種方法所獲塊礦分別為燒結(jié)礦和球團(tuán)礦。燒結(jié)工藝將各種粉狀含鐵原料,配入適合的燃料和熔劑,加入適合的水混雜后,在燒結(jié)設(shè)施上加熱將礦粉顆粒黏結(jié)成塊的過(guò)程。球團(tuán)工藝是把鐵精礦粉或其余含鐵粉料增添少許增添劑混雜后,加水潤(rùn)濕,經(jīng)過(guò)造球機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)成球,再經(jīng)過(guò)干燥焙燒,固結(jié)成為擁有必然強(qiáng)度和冶金性能的球型含鐵原料。原料進(jìn)廠鐵礦粉和熔劑劑經(jīng)過(guò)分車或汽車運(yùn)進(jìn)廠,卸至堆場(chǎng)或倉(cāng)棚;焦炭(或焦粉)、無(wú)煙煤經(jīng)過(guò)分車或汽車運(yùn)進(jìn)廠,卸至堆場(chǎng)或倉(cāng)棚;其余輔料袋裝經(jīng)過(guò)汽車運(yùn)進(jìn)廠,卸至輔料庫(kù)房;廢鋼鐵經(jīng)過(guò)汽車運(yùn)進(jìn)廠,卸至堆場(chǎng);液體燃料(重油或柴油)經(jīng)過(guò)槽車進(jìn)廠,卸至油罐;堆場(chǎng)和倉(cāng)棚內(nèi)用翻車機(jī)或人工卸料,用裝載機(jī)聚堆。鐵礦粉經(jīng)過(guò)傳達(dá)帶上料至精礦槽,焦炭和熔劑經(jīng)過(guò)傳達(dá)帶上料至受料礦槽。燒結(jié)工藝燒結(jié)工藝流程包含原輔料(含鐵原料、燃料、熔劑)的輸入、破碎篩分(棍式、錘式破碎機(jī)、冷篩),配料(移動(dòng)皮帶,礦槽,園盤(pán)給料機(jī),電子秤),拌合(配料桶),混雜料經(jīng)過(guò)混雜料礦槽(搖動(dòng)皮帶)、泥輥(寬皮帶)、九輥布料器鋪到燒結(jié)機(jī)臺(tái)車上。帶式燒結(jié)機(jī)是由頭尾星輪帶動(dòng)的裝有混雜料的臺(tái)車并配有點(diǎn)火、抽風(fēng)裝置的機(jī)械設(shè)施。臺(tái)車在頭部加料并點(diǎn)火,至尾部卸料。經(jīng)過(guò)抽風(fēng)機(jī)抽風(fēng)燒結(jié),在有效燒結(jié)長(zhǎng)度內(nèi),將混雜料由上至下燒透,生成燒結(jié)礦。燒結(jié)過(guò)程中還有一重要的風(fēng)路系統(tǒng),它的核心設(shè)施是主抽煙機(jī)。燒結(jié)生產(chǎn)設(shè)施圖球團(tuán)工藝球團(tuán)生產(chǎn)設(shè)施圖球團(tuán)工藝分三步:①將細(xì)磨精礦粉、熔劑、燃料和黏結(jié)劑(如皂土等約%)等原料進(jìn)行配料與混雜;②在造球機(jī)配合料適合加水,滾成10~15mm的生球;③生球送入高溫焙燒機(jī)(設(shè)施有豎爐、帶式焙燒機(jī)、鏈箅機(jī)—展轉(zhuǎn)窯三類)進(jìn)行高溫焙燒,焙燒成球團(tuán)礦成品。球團(tuán)鏈篦機(jī)—展轉(zhuǎn)窯流程、設(shè)施圖冷卻工藝燒結(jié)機(jī)焙燒出的燒結(jié)塊再經(jīng)過(guò)破碎、過(guò)篩分、除塵等環(huán)節(jié),獲得必然大小的燒結(jié)礦成品,同時(shí)分出礦粉。高溫焙燒機(jī)焙燒出的球團(tuán)再經(jīng)冷卻、篩分獲得成品球團(tuán)礦。燒結(jié)工藝的冷卻有帶式和環(huán)式兩種,鼓風(fēng)式帶冷機(jī)是與各式燒結(jié)機(jī)(環(huán)燒、帶燒、平燒)配套的高效通用燒結(jié)礦冷卻設(shè)施。鼓風(fēng)環(huán)式冷卻機(jī)是冶金企業(yè)大中型燒結(jié)機(jī)的主要配套設(shè)施。經(jīng)冷卻的成品礦進(jìn)入礦槽儲(chǔ)藏待運(yùn),或直接經(jīng)傳達(dá)帶送往高爐裝料設(shè)施帶配料。帶式冷卻機(jī)和環(huán)式冷卻機(jī)煉鐵車間高爐煉鐵工藝包含供料系統(tǒng)、上料系統(tǒng)、爐頂系統(tǒng)、粗煤氣系統(tǒng)、爐系統(tǒng)統(tǒng)、出鐵場(chǎng)系統(tǒng)、渣辦理系統(tǒng)、熱風(fēng)爐系統(tǒng)和煤粉噴吹系統(tǒng)。輔助系統(tǒng)包含鑄鐵機(jī)和修罐庫(kù)。供料上料入爐的塊礦(燒結(jié)礦、球團(tuán)、塊礦)焦炭分別有傳輸系統(tǒng)送入各自的礦槽,經(jīng)過(guò)給料機(jī)、篩分后稱量卸到供料皮帶運(yùn)至爐頂裝料入爐。篩后的焦粉由汽車運(yùn)回?zé)Y(jié)廠。高爐上料設(shè)施圖高爐熔煉裝入料罐的鐵礦石、焦炭和熔劑經(jīng)過(guò)料鐘向下運(yùn)動(dòng),從高爐下部風(fēng)口鼓入預(yù)熱空氣(1000~1300℃),噴入燃料(油、煤或天然氣等)。原燃料向下降落,原料經(jīng)過(guò)加熱、還原、消融、造渣、滲碳、脫硫等一系列熔煉、被還原成金屬鐵(鐵水)。熔煉產(chǎn)生大批高溫高爐煤氣向上運(yùn)動(dòng),鐵水從高爐底部的出鐵口流出,鐵渣從爐體下部出渣口排出。熔煉好的鐵水中止從出鐵口流入鐵水罐,出鐵口會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的發(fā)射煙氣,鐵水用鐵水罐車送至鑄鐵機(jī)澆鑄成鐵錠或送至轉(zhuǎn)爐煉鋼。從出渣口如期排出爐渣,爐渣經(jīng)渣溝送入?;?,渣溝的粒化箱發(fā)射冷卻水使?fàn)t渣冷卻成?;?,過(guò)濾后的水渣經(jīng)皮帶運(yùn)輸機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)至渣場(chǎng)。高爐煉鐵設(shè)施表示圖熱風(fēng)、煤粉噴吹熱風(fēng)爐以混雜煤氣為燃料,在煙氣爐燃燒,送入高爐的空氣經(jīng)過(guò)熱風(fēng)爐加熱至1000℃以上。無(wú)煙煤經(jīng)傳達(dá)帶送入磨機(jī)磨成煤粉,再送入高爐噴吹系統(tǒng)噴入爐內(nèi)。熱風(fēng)爐、煤粉噴吹設(shè)施表示圖煉鋼廠長(zhǎng)流程鋼鐵生產(chǎn)煉鋼采納轉(zhuǎn)爐煉鋼,短流程鋼鐵生產(chǎn)煉鋼采納電爐煉鋼。轉(zhuǎn)爐煉鋼鐵水由鐵水罐運(yùn)輸?shù)怪粱扈F爐內(nèi),經(jīng)脫硫、擋渣后,加入石灰,另兌10﹪以下廢鋼,倒入轉(zhuǎn)爐。倒入轉(zhuǎn)爐的鐵水,吹入純氧進(jìn)行熔煉,使鐵水中過(guò)分碳氧化,碳含量低于預(yù)約值時(shí),停止吹煉出鋼。裝料和出鋼時(shí)爐身可以傾斜。出鋼時(shí)鋼水注入鋼水包,送連鑄工序。轉(zhuǎn)爐內(nèi)氧化過(guò)程開(kāi)釋大批熱能使?fàn)t內(nèi)達(dá)到足夠高的溫度。轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)施圖12.電爐煉鋼先將零散的廢鋼鐵進(jìn)行配料、擠壓、剪切,進(jìn)料前爐底應(yīng)先鋪占料重%左右的石灰,再將辦理后的廢鋼鐵倒入料筐,用天車吊至爐內(nèi)按要求布料。爐料裝完通電加熱使?fàn)t料消融,從通電開(kāi)始到爐料所有熔清為止稱為消融期,消融其主假如消融爐料,造好爐渣。第二階段氧化期,爐內(nèi)除吹氧助熔外,還吹入天然氣或輕油或煤粉,增添消融的熱量。爐內(nèi)吹氧脫碳和加礦脫碳。氧化結(jié)束將熔融的爐渣經(jīng)過(guò)爐門(mén)使用耙子扒除鋼渣。第三階段還原期從扒渣達(dá)成到出鋼,主要任務(wù)是脫氧、脫硫、控制化學(xué)成分。出鋼后立刻檢查爐襯,需填充爐底時(shí),應(yīng)先將爐底殘?jiān)邪浅?,爾后進(jìn)行填充。電爐煉鋼設(shè)施圖鑄鋼工藝鑄鋼的方法主要分為錠模鑄造和連續(xù)鑄造兩各種類。連續(xù)鑄鋼工藝:由煉鋼爐倒出的鋼水經(jīng)爐外精髓辦理后,用鋼水包運(yùn)送到澆鑄地址注入中間包(鋼包展轉(zhuǎn)臺(tái)),經(jīng)過(guò)中間包鋼水連續(xù)澆鑄在結(jié)晶器中,待形成坯殼后,從結(jié)晶器以牢固的速度拉出,再經(jīng)噴水冷卻、凝固,鑄坯通過(guò)拉坯機(jī)、矯直機(jī)后,脫去引錠桿,完整凝固的直鑄坯由切割設(shè)施切成指定長(zhǎng)度的連鑄坯后,經(jīng)運(yùn)輸輥道或汽車進(jìn)入軋鋼車間。模鑄工藝:是將冶煉合格的鋼水澆鑄到鋼錠模內(nèi),待鋼錠冷卻后拿出。再送到加工車間加熱、開(kāi)坯、軋成鋼材。目前除了一些小鋼廠外基本極少使用。連鑄設(shè)施圖連鑄流程表示圖軋鋼車間熱軋工藝板坯由連鑄機(jī)出坯輥道或汽車送到熱軋車間板坯庫(kù),熱鋼坯直接送加熱爐加熱,冷鋼坯由吊車吊至上料臺(tái)架,再經(jīng)加熱爐加熱。加熱的鋼坯進(jìn)入加熱爐的裝爐輥道,再由出鋼機(jī)托出,經(jīng)過(guò)出爐輥道、輸送輥道輸送,經(jīng)高壓水除鱗裝置除鱗后,進(jìn)入可逆粗軋機(jī)軋制,粗軋后再用高壓水除鱗裝置二次除去氧化鐵皮,爾后進(jìn)入精軋機(jī)組。精軋過(guò)程采納水直接冷卻系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多次軋制成規(guī)定的板材或線材,經(jīng)過(guò)機(jī)械打卷或打捆入熱軋成品庫(kù)。冷軋工藝鋼鐵廠的冷軋產(chǎn)品主要有一般冷軋板、鍍錫板、鍍鋅板和彩涂板。冷軋的主要生產(chǎn)工序:酸洗、冷軋、退火、平展、剪切,電鍍板在酸洗后還要脫脂,退火前也需脫脂(堿洗)。坯料在冷軋制前須經(jīng)過(guò)連續(xù)酸洗機(jī)組除去氧化鐵皮,以保證帶鋼表面光潔。酸洗后進(jìn)行連續(xù)冷軋,軋到必然厚度還須進(jìn)退火爐退火,使鋼融化。在退火從前還需進(jìn)行脫脂,脫脂后的帶鋼,在保護(hù)氣體中進(jìn)行退火。退火后的帶鋼在進(jìn)行平展,剪切。工藝潤(rùn)滑劑的種類:有軋制油和乳化液兩大類(水作載體)。常用的是乳化液。鋼鐵企業(yè)的主假如生產(chǎn)設(shè)施鋼鐵行業(yè)的原輔料一、燒結(jié)工藝的原輔料原料燒結(jié)工藝是利用鐵礦粉、返礦、配入適合的燃料和熔劑,按必然比率在高溫下經(jīng)過(guò)燒結(jié)或球團(tuán)工藝制成燒結(jié)礦或球團(tuán)礦。球團(tuán)生產(chǎn)的原料為焦炭粉(或煤粉)和熔劑(石灰石灰或白云石)。球團(tuán)使用的原料主要為含鐵原料,達(dá)70%?!捐F精礦粉】:是由鐵礦石(含有鐵元素或鐵化合物的礦石)經(jīng)過(guò)選礦、破碎、分選、磨碎等加工辦理而成的礦粉。鐵礦粉的種類主要分為磁鐵礦粉(主要成分Fe?O?);赤鐵礦粉(主要成分Fe?O?);褐鐵礦粉(主要成分Fe?O?);菱鐵礦鐵(主要成分FeCO?)的硅酸鹽礦粉;以及硫化鐵礦(主要成分FeS?)?!痉档V】:燒結(jié)礦返礦分為熱返礦(燒結(jié)機(jī)尾雙側(cè)和表層的未燒好的燒結(jié)礦)、冷返礦(燒結(jié)礦經(jīng)冷卻和整粒后的篩下物)和高爐料槽下返礦(高爐料槽中的燒結(jié)礦在入爐前進(jìn)行篩分時(shí)的篩下物)3種。輔料(熔劑)燒結(jié)熔劑主要有石灰石、白云石、菱鎂石、生石灰和消石灰等?!臼沂浚褐饕煞质翘妓徕}。石灰石塊狀/粉狀:燒失量%,硅%,鋁%,鐵%,鈣%,鎂%。石灰石平均含硫%?!景自剖浚喊自剖w屬三方晶系的碳酸鹽礦物?;瘜W(xué)成分為CaMg(CO?)?。白云石粉/塊:硅%,鋁%,鐵%,鈣%,鎂%。白云石平均含硫%?!玖怄V石】:菱鎂礦石主要成份為(MgCO?),菱鎂礦的特點(diǎn)與方解石相似?!旧摇浚褐饕煞譃檠趸},平均含硫%。利用生石灰取代部分石灰石作為燒結(jié)熔劑,可增強(qiáng)燒結(jié)過(guò)程?!鞠摇浚核追Q熟石灰,是一種白色粉末狀固體,主要成份是
Ca(OH)???梢愿倪M(jìn)燒結(jié)成球性。3.燃料燒結(jié)使用的燃料主要有焦粉、無(wú)煙煤、煤氣等。燒結(jié)燃料耗量為40~50㎏標(biāo)煤/t產(chǎn)品,綜合能耗為55~70kg標(biāo)煤/t產(chǎn)品。2013年燒結(jié)工序能耗中,固體燃耗約占80%,電力約占13%,點(diǎn)火燃耗約占%,其余約為%。球團(tuán)多以焦粉、重油、煤氣為燃料,燃料耗量為18~20㎏/t礦。綜合能耗30~45㎏標(biāo)煤/t礦?!窘狗邸浚航固康暮Y下物。焦粉擁有焦炭的全部物理與化學(xué)性質(zhì)。焦粉熱值在6500~7500kcal/kg,灰分在3~8%,揮發(fā)分在1%~6%,平均含硫率在%?!緹o(wú)煙煤】:熱值在6000~7200kcal/kg,灰分在10~18%,揮發(fā)分在6%~10%,平均含硫率在%。【煤氣】:鋼鐵企業(yè)混雜煤氣熱值在~MJ/m3。高爐煤氣熱值在~MJ/m3,含H?S10mg/m3;焦?fàn)t煤氣熱值在MJ/m3,含H?S100mg/m3?!舅繜Y(jié)和球團(tuán)生產(chǎn)都需要增補(bǔ)用水,用水量按不同樣工藝種類,使用量也不同樣,以下表所示。二、煉鐵工藝的原輔料高爐煉鐵主要原料有含鐵原料(鐵礦石、燒結(jié)礦或球團(tuán)礦),助熔劑(石灰石、硅石等),還有還原劑(焦炭),輔助還原劑(煤粉、石油、天然氣、塑料)平時(shí),冶煉1噸生鐵需~噸鐵礦石(一般狀況下噸鐵礦石可產(chǎn)1噸生鐵),~噸燃料(高爐燃料主假如焦炭和煤粉,還有重油、煤氣、煤、天然氣),~噸熔劑,總計(jì)需要2~3噸原料。原料【鐵礦石】:【燒結(jié)礦】:含硫【球團(tuán)礦】:含硫【焦炭】:熱值在6500~7500kcal/kg,灰分在3~8%,揮發(fā)分在1%~6%,平均含硫率在%。輔料【石灰石】:主要成分是碳酸鈣。其余如前。石灰石平均含硫%?!竟枋浚河址Q石英砂、二氧化硅。硅石中SiO?是主成分,Al?O?、Fe?O?、CaO、MgO等均為雜質(zhì)。硅石含硫%。三、煉鋼行業(yè)的原輔料煉鋼分為轉(zhuǎn)爐煉鋼和電爐煉鋼,不單煉鋼設(shè)施不同樣,煉鋼使用的原輔資料也有差別。轉(zhuǎn)爐煉鋼的原輔料煉鋼用原資料分為主原料、輔原料和各種鐵合金。主原料:氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼用主原料為鐵水和廢鋼(生鐵塊)。輔料:煉鋼用輔原料平時(shí)指造渣劑(石灰、螢石、白云石、合成造渣劑)、冷卻劑(鐵礦石、氧化鐵皮、燒結(jié)礦、球團(tuán)礦)、增碳劑以及氧氣、氮?dú)?、氬氣等。各種鐵合金:煉鋼常用鐵合金有錳鐵、硅鐵、硅錳合金、硅鈣合金、金屬鋁等。電爐煉鋼行業(yè)的原輔料電爐煉鋼原料有鐵質(zhì)原料、氧化劑、造渣資料、合成渣料、耐火資料、其余用途資料:鐵質(zhì)原料:【廢鋼】:電爐煉鋼原猜中,廢鋼用量約占60~100%。有害雜質(zhì)如油漆、塑料等?!旧F】:生鐵或鐵水為煉鐵獲得的鐵水和煉鐵鑄造的生鐵,碳含量較高?!局苯舆€原鐵】:是精鐵粉或氧化鐵在爐內(nèi)經(jīng)低溫還原形成的低碳多孔狀物質(zhì)?!捐F合金】:常用的鐵合金有硅鐵、硅錳、錳鐵、鉻鐵、鉬鐵、釩鐵、鋁絲、碳絲及鎳、鈮鐵等。氧化劑【氧化鐵皮】:鋼錠及鋼坯在軋制過(guò)程中表面氧化層零散而產(chǎn)生的鐵屑。鋼鐵廠氧化鐵皮數(shù)目約為鋼材產(chǎn)量的2%~3%【氧氣】:氧氣主要采納氧氣站或氧氣瓶供氧。氧氣站采納管道輸送氧氣。造渣資料【石灰和白云石】:弧爐使用的石灰和輕燒白云石一般是經(jīng)過(guò)料倉(cāng)儲(chǔ)蓄,可在電弧爐出鋼過(guò)程隨鋼流加入鋼包中,或在爐外精髓時(shí)加入【碳球】:煉鋼用碳粉噴入煉鋼爐內(nèi)平均地散布于鋼液中使?fàn)t渣發(fā)泡。【高鋁釩土】:主要由一水鋁石和含水鋁硅酸鹽組成合成渣料【脫硫劑】:鐵水脫硫劑分為石灰系、碳化鈣系、蘇打系、鎂系等4類?!救劢蝗诔删柙浚哼m用于鋼包精髓作精髓凈化劑。擁有很強(qiáng)的脫氧、脫硫收效,可減少鋼中氣體、降低鋼中夾雜。耐火資料爐底耐材、鋼包耐材、中包耐材等其余用途資料如電極、增碳劑、保溫劑、保護(hù)渣等。四、軋鋼工藝的原輔料軋鋼工藝用鋼錠、鍛軋鋼坯和連鑄鋼坯作原料,輔料有冷卻水、潤(rùn)滑冷卻液等。鋼鐵行業(yè)的能耗和水耗一、能耗鋼鐵行業(yè)各工序能耗水平最近幾年來(lái),各鋼鐵行業(yè)加大了節(jié)能工作力度,使我國(guó)要點(diǎn)鋼鐵行業(yè)噸鋼綜合能耗、噸鋼可比能耗不停下降,各工序能耗也有所改進(jìn),詳見(jiàn)下表所示。降低煉鐵工序的能耗是鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排的要點(diǎn)環(huán)節(jié)。煉鐵系統(tǒng)(包含燒結(jié)、球團(tuán)、焦化、煉鐵)能耗占鋼鐵聯(lián)合企業(yè)總能耗的70%,成本占60%,污染物排放占70%以上。燒結(jié)燒結(jié)生產(chǎn)使用的主要原料為含鐵原料(精礦粉、富礦粉、高爐瓦斯泥、轉(zhuǎn)爐泥以及軋鋼氧化鐵皮等)、熔劑(石灰石、白云石、菱鎂石、生石灰和消石灰等)、燃料(無(wú)煙煤、焦粉、煤氣等)。燒結(jié)燃料耗量為40~50kg標(biāo)煤/t產(chǎn)品,綜合能耗為55~70kg標(biāo)煤/t產(chǎn)品。燒結(jié)及球團(tuán)原料耗資、去硫狀況、燃料含硫狀況以下表所示。球團(tuán)生產(chǎn)的原料為焦炭粉(或煤粉)和熔劑(石灰石灰或白云石)多以焦粉、重油、煤氣為燃料,燃料耗量為18~20kg/t礦。綜合能耗
。球團(tuán)使用的原料主要為含鐵原料,30~45kg標(biāo)煤/t礦。
達(dá)70%,煉鐵煉鐵工序(含燒結(jié)、煉焦)能耗約占鋼鐵企業(yè)總能耗的72%,鋼鐵工業(yè)要降低噸鋼綜合能耗應(yīng)該盡量降低煉鐵工序能耗。高爐煉鐵所需能量有78%來(lái)自燃料燃燒,應(yīng)該降低燃料比和提高二次能源利用率。我國(guó)要點(diǎn)鋼企高爐的入爐平均焦比在364kg/t,噴煤比平均151kg/t,燃料比平均515kg/t。燒結(jié)礦的透氣性能越好、高爐容積越大,焦比越??;使用天然礦石、高爐容積越小焦比越大。入爐礦含鐵品位提高1%,煉鐵燃料比降低%,產(chǎn)量提高%,渣量減少30kg/t,允好多噴煤15kg/t。煉鋼煉鋼過(guò)程需要供給足夠的能源才能達(dá)成,這些能源主要有焦炭、電力、氧氣、惰性氣體、壓縮空氣、燃?xì)?、蒸汽、水等;煉鋼過(guò)程也會(huì)開(kāi)釋部分能量,包含煤氣、蒸汽等。煉鋼的工序能耗就是冶煉每噸合格產(chǎn)品(連鑄|軋鋼坯或鋼錠),所耗資各種能量之和扣除回收的能量。2012年我國(guó)要點(diǎn)鋼鐵企業(yè)轉(zhuǎn)爐平均能耗/t,電爐平均能耗/t,已經(jīng)湊近發(fā)達(dá)國(guó)家的水平。轉(zhuǎn)爐煤氣和蒸汽回收率高一些的鋼企轉(zhuǎn)爐工序能耗要低一些,一般煤氣回收率大于80m3/t鋼,蒸汽回收率大于50kg/t鋼的企業(yè)轉(zhuǎn)爐工序能耗值可以實(shí)現(xiàn)為負(fù)值。軋鋼熱軋工序的能耗主假如均熱爐、退火爐耗資的。使用的能源主假如高爐煤氣、混雜煤氣、重油等,熱軋噸鋼需耗資高爐煤氣500~600m3/t鋼,或耗資混雜煤氣200~240m3/t鋼,或耗資重油50~60kg/t鋼。假如,高爐容量增大,入爐的鐵礦品位提高1%,便可使焦比下降%,產(chǎn)量提高%,噸鐵渣量減少
30kg,同意多噴吹15kg/t鐵煤粉。鋼鐵企業(yè)各工序能耗以下表所示。二、鋼鐵行業(yè)二次能源的回收利用鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,所用的能源約有70%是要變換為各種形式的二次能源,鋼鐵工業(yè)的二次能源主要有三類:(1)各種副產(chǎn)煤氣,(2)余熱,(3)余能(余壓)。鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的二次能源,主要表現(xiàn)在產(chǎn)品的余熱(紅焦炭、赤熱的爐渣,燒結(jié)礦和球團(tuán)礦的顯熱、液態(tài)的鐵水和鋼水的顯熱,以及鑄坯的熱量等),外排廢氣的顯熱(包含燒結(jié)、球團(tuán)、熱風(fēng)爐、加熱爐、焦?fàn)t等)、各種煤氣(高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、焦?fàn)t煤氣等)高爐爐頂煤氣的壓力能,以及冶煉設(shè)施冷卻水所帶走的熱量,以及爐體散熱等形式。這里有占34%的副產(chǎn)煤氣,爐渣顯熱約占9%,其余是余熱等。鋼鐵行業(yè)所購(gòu)入的煤炭能值有%在生產(chǎn)過(guò)程中轉(zhuǎn)變成可燃?xì)怏w(包含高爐、轉(zhuǎn)爐、焦?fàn)t煤氣)。在正常生產(chǎn)狀態(tài)下,每噸鐵可產(chǎn)生1700m3~2000m3的煤氣,每噸鋼可回收80m3~120m3煤氣,每噸焦可產(chǎn)生350m3~430m3煤氣。在聯(lián)合鋼鐵企業(yè)中,可燃?xì)怏w產(chǎn)生量是很大的。充分回收和合理利用這些煤氣,對(duì)鋼鐵企業(yè)的節(jié)能影響是巨大的(資料來(lái)自:《對(duì)我國(guó)鋼鐵工業(yè)能耗現(xiàn)狀的解析和建議》中國(guó)金屬學(xué)會(huì)王維興)。鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)中生產(chǎn)所用煤炭的能量約有34%會(huì)變換為副產(chǎn)煤氣,這里是不包含發(fā)電所用的煤炭。副產(chǎn)煤氣包含:高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、焦?fàn)t煤氣。煤炭變換為副產(chǎn)煤氣是鋼鐵生產(chǎn)有能源變換功能的表現(xiàn)。副產(chǎn)煤氣不單有發(fā)熱值,并且從爐子里出來(lái),還有較高的顯熱和必然的壓力能。目前,國(guó)內(nèi)外鋼鐵行業(yè)公認(rèn),現(xiàn)可以回收利用的二次能源量(不包含副產(chǎn)煤氣)約占鋼鐵企業(yè)總用能的15%左右,鋼鐵行業(yè)的二次能源除了可以作為某些工序的加熱、供熱的熱源外,發(fā)電是最為有效的路子,節(jié)余的還可用于外供。。新日鐵已將這
15%中的
92%加以回收利用,寶鋼為
77%,我國(guó)大多數(shù)鋼鐵企業(yè)是在
50%以下。這就是我國(guó)鋼鐵企業(yè)還有節(jié)能潛力所在。國(guó)際上主要產(chǎn)鋼國(guó)家的二次能源產(chǎn)生量占其鋼鐵工業(yè)一次能源耗資的
40%~50%,此中各種副產(chǎn)煤氣(焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣)占絕大多數(shù),據(jù)日本
1998年統(tǒng)計(jì)為
36%左右。在余熱余能利用上,日本新日鐵企業(yè)的余熱余能回收率已達(dá)到92%以上,寶山鋼鐵股份企業(yè)的余熱余能回收率為68%。三、鋼鐵行業(yè)的水耗鋼鐵行業(yè)是典型的耗能、耗水和排污大戶。作為鋼鐵生產(chǎn)大國(guó),我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中耗資新水的水平與外國(guó)先進(jìn)企業(yè)仍有較大差距。
據(jù)統(tǒng)計(jì),德國(guó)和日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家鋼鐵工業(yè)用水量占工業(yè)總用水量的
12%左右,一些先進(jìn)的鋼鐵企業(yè)年噸鋼耗新水只有
3。目前,我國(guó)鋼鐵行業(yè)年用水量約占國(guó)內(nèi)工業(yè)總用水量的
14%,年噸鋼耗新水為
m3。在工業(yè)領(lǐng)域中,鋼鐵工業(yè)是用水大戶,在火電、石油石化、紡織、造紙等高耗水工業(yè)此后,鋼鐵工業(yè)耗新水量名列第五位。“十一五”、“十二五”時(shí)期,鋼鐵行業(yè)水重復(fù)利用率逐年提高,新水利用系數(shù)也逐年上升。水重復(fù)利用率由2005年的%提高到2014年%,提高了個(gè)百分點(diǎn)。2010年擬定的《鋼鐵行業(yè)規(guī)范條件》,在能源耗資和資源綜合利用方面規(guī)定,“噸鋼新水耗資不高出
5m3”。在2012年9月3日,工業(yè)和信息化部宣布的《鋼鐵行業(yè)規(guī)范條件》校正版中,又提出了“噸鋼新水耗資不高出3”。把噸鋼新水耗資量的標(biāo)準(zhǔn)提高了20%。隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步,不停采納各種先進(jìn)的工藝、技術(shù)裝備和增強(qiáng)對(duì)用水、節(jié)水的管理,我國(guó)鋼鐵工業(yè)用水量已從高速增添漸漸轉(zhuǎn)變成遲緩增添。要點(diǎn)鋼鐵企業(yè)在2000—2012年時(shí)期,噸鋼耗新水量從m3大幅減少到m3。如表7所示。同時(shí),因?yàn)槲覈?guó)鋼鐵工業(yè)的總產(chǎn)量增添很快,使鋼鐵行業(yè)新水耗資總量和污水排放總量仍是有所增添。目前,外國(guó)鋼鐵企業(yè)噸鋼耗新水先進(jìn)值是:日本鹿島為m3,阿薩洛為m3,德國(guó)蒂森克虜伯為m3。2009年
6月建設(shè)部宣布了《鋼鐵行業(yè)節(jié)水設(shè)計(jì)規(guī)范》
,提出了新建、改擴(kuò)建工程應(yīng)采納先進(jìn)的接水工藝、技術(shù)和設(shè)施。對(duì)采礦、選礦、原燃料場(chǎng)、燒結(jié)和球團(tuán)、焦化、煉鐵、煉鋼、軋鋼、生產(chǎn)輔助車間、冶金石灰、輕燒白云石、耐火資料車間的主要工序都提出了詳盡用水和節(jié)水要求。
2009
年我國(guó)鋼鐵企業(yè)各工序水耗。鋼鐵行業(yè)排污節(jié)點(diǎn)圖“十二五”前三年節(jié)能減排降碳獲得踴躍進(jìn)展和收效。GDP能耗和CO?排放累計(jì)下降%、%,化學(xué)需氧量、氨氮、二氧化硫、氮氧化物下降%、%、%和2%。作為節(jié)能減排要點(diǎn)控制行業(yè)的鋼鐵業(yè),節(jié)能減排水平顯然提高,噸鋼SO?、噸鋼煙粉塵、噸鋼耗新水量、噸鋼廢水排放量均大幅下降,數(shù)據(jù)顯示,2013年要點(diǎn)統(tǒng)計(jì)企業(yè)噸鋼綜合能耗較2010年下降%;截止2014年4月,噸鋼綜合能耗較2010年下降%。作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的支柱家產(chǎn)之一,鋼鐵工業(yè)在我國(guó)獲得了快速發(fā)展,我國(guó)粗鋼產(chǎn)量由2010年的億噸增添到2015年的億噸,產(chǎn)量增添到倍之多。鋼鐵工業(yè)在對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大貢獻(xiàn)的同時(shí),也漸漸造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。鋼鐵行業(yè)屬于資源密集型家產(chǎn),其生
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