煉鐵專家楊天鈞分析我國高爐煉鐵生產(chǎn)現(xiàn)狀
2016年下半年,，煤炭,、焦炭價格連續(xù)上升，焦炭質(zhì)量下降,，影響高爐生產(chǎn)的穩(wěn)定,，導致2016年鋼協(xié)會員單位煉鐵技術(shù)經(jīng)濟指標下滑。另外,，由于我國高爐生產(chǎn)技術(shù),、生產(chǎn)條件差異較大，因此先進值與落后值的差異較大,。
2016年我國生鐵產(chǎn)量略有增加,，由于煤炭、焦炭價格連續(xù)上升,，高爐煉鐵用焦炭質(zhì)量下降,，高爐生產(chǎn)不穩(wěn)定，技術(shù)經(jīng)濟指標有所下滑,，應該引起足夠重視……6月8日,，2017年全國高爐煉鐵學術(shù)年會在昆明舉行，中國金屬學會煉鐵分會主任委員,、北京科技大學原校長楊天鈞在大會報告中對2016年高爐煉鐵生產(chǎn)現(xiàn)狀進行了分析,，并對今后高爐煉鐵技術(shù)持續(xù)發(fā)展的路徑提出了建議,。
技術(shù)經(jīng)濟指標下滑值得重視
據(jù)楊天鈞介紹，2016年,，伴隨著我國生鐵價格上升和企業(yè)利潤增加,，一些已停產(chǎn)的高爐恢復生產(chǎn)，生鐵產(chǎn)量略有增長,。2016年,，我國生鐵產(chǎn)量為70073.66萬噸，比2015年增加0.74%,；鋼協(xié)會員單位2016年生鐵產(chǎn)量為61827.57萬噸,，比2015年下降0.03%；其他單位生鐵產(chǎn)量為8246.03萬噸,，比2015年增加6.90%,。2016年，鋼協(xié)會員單位生鐵產(chǎn)量占全國生鐵產(chǎn)量的88.23%,，比2015年下降2.13%,。我國2016年高爐生鐵產(chǎn)量占世界高爐生鐵產(chǎn)量（115933萬噸）的60.44%。2016年世界直接還原鐵產(chǎn)量為5402.6萬噸,，我國也有少量直接還原鐵生產(chǎn),。
不過,，2016年下半年,，煤炭、焦炭價格連續(xù)上升,，焦炭質(zhì)量下降,，影響高爐生產(chǎn)的穩(wěn)定，導致2016年鋼協(xié)會員單位煉鐵技術(shù)經(jīng)濟指標下滑,。與2015年相比,，2016年焦比上升4.35kg/t，煤比下降0.92kg/t,，燃料比上升3.86kg/t,，熱風溫度下降27.11℃，休風率上升0.60個百分點,。
2016年,，鋼協(xié)會員單位高爐燃料比為539.72kg/t-HM，比2015年增加3.86kg/t-HM,。目前,，國際先進水平的燃料比低于500kg/t-HM，而我國只有寶鋼等少數(shù)企業(yè)的高爐燃料比低于500kg/t-HM,。
2016年,，鋼協(xié)會員單位高爐焦比為361.02kg/t-HM,。2016年，有41家企業(yè)焦比上升,，有25家企業(yè)焦比下降,。2016年，鋼協(xié)會員單位噴煤比為141.72kg/t-HM,，比2015年下降0.92kg/t-HM,，有35家企業(yè)噴煤比下降，有29家企業(yè)噴煤比提高,。
另外,，由于我國高爐生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)條件差異較大,，因此先進值與落后值的差異較大,。
我國高爐煉鐵存在若干問題
我國高爐煉鐵精料方針尚未深入貫徹，高爐長壽問題依然嚴峻,，熱風溫度尚有提升的空間,，燃料比較國際先進水平還有較大差距等……在報告中，楊天鈞對我國高爐煉鐵存在的若干問題進行了分析總結(jié),。
在精料工作方面
楊天鈞針對燒結(jié)礦,、塊礦和焦炭的問題進行了分析。
一是要重視燒結(jié)礦強度,，更要重視其冶金性能,。作為我國高爐的主要含鐵原料——燒結(jié)礦，其質(zhì)量不僅僅包括強度,、粒度,、品位等宏觀物理化學性能，更須要關(guān)注燒結(jié)礦在高爐冶煉過程中,，所表現(xiàn)的高溫物理化學性能即燒結(jié)礦的冶金性能,，如還原性、軟化熔融性能等,。
二是要全面評價和考核塊礦的性能,，尤其是冶金性能。目前塊礦在使用過程中暴露出的主要問題包括：含粉率高,，還原性及高溫軟化熔融性能不理想,，熱裂性能及檢測不具備代表性，有害元素及含量超標等,。這些問題都對塊礦的使用及高爐冶煉過程造成影響,，塊礦的性能評價體系有必要進一步完善。
三是原燃料市場價格畸變,，更要重視焦炭質(zhì)量,。煤與焦炭的價格上漲,，導致部分企業(yè)為了降低成本不惜犧牲焦炭質(zhì)量，造成煉鐵技術(shù)經(jīng)濟指標下滑,。這種現(xiàn)象也足以說明焦炭質(zhì)量對于高爐冶煉的重要性,。
在高效長壽高爐方面
高爐長壽技術(shù)是個系統(tǒng)工程，要采取綜合技術(shù)措施,。我國高爐長壽發(fā)展很不均衡,，平均壽命僅為5年~10年，與國外高爐相比還存在較大差距,。近些年高爐爐缸側(cè)壁溫度異常升高甚至爐缸燒穿的案例明顯增加,，說明我國高爐爐缸長壽還存在著較大問題。值得注意的是,，2010年以來,，隨著高爐冶煉的強化，有些鋼鐵企業(yè)出現(xiàn)了銅冷卻壁損壞的問題,，值得進一步研究和改進,。
在提高熱風溫度方面
提高風溫能有效降低焦比和燃料比、降低生產(chǎn)成本,，是當前鋼鐵行業(yè)可持續(xù)發(fā)展,、實現(xiàn)低碳冶煉的關(guān)鍵技術(shù)。2016年鋼協(xié)會員單位有36家企業(yè)熱風溫度下降,，有27家企業(yè)熱風溫度提高,。目前尚有5家企業(yè)熱風溫度低于1100℃，距離比較理想的1280℃±20℃高風溫還有很長的路要走,，須要繼續(xù)推廣高風溫技術(shù),。
在降低燃料比,、實現(xiàn)低碳煉鐵方面
楊天鈞分析道,，一方面，我國中小高爐過度強化是其燃料比高的主要原因之一,，客觀分析,，所謂小高爐效率高只是一種假象。建議使用爐缸面積利用系數(shù)來評價高爐生產(chǎn)效率,，這樣有利于適當控制產(chǎn)能,，避免盲目強化、盲目高產(chǎn),、盲目競爭,，從而實現(xiàn)煉鐵節(jié)能減排，降低燃料消耗,，符合低碳,、節(jié)能,、環(huán)保的要求。另一方面,，我國高爐燃料比較國外先進水平高出50kg/tHM~100kg/tHM,，最重要的原因之一是煤氣沒有得到充分利用。因此,，提高煤氣利用率,，可以有效降低噸鐵燃料比，其中,，控制好煤氣流的三次分配是提高煤氣利用率的關(guān)鍵,。
高爐煉鐵技術(shù)發(fā)展路徑展望
在分析、總結(jié)我國高爐煉鐵存在的問題后,，楊天鈞對今后我國高爐煉鐵技術(shù)持續(xù)發(fā)展的路徑提出了一些建議,。
一是全面實現(xiàn)精料。精料不僅僅是原燃料高強度,、高品位的問題,，同時包括高溫冶金性能、成分及性能的穩(wěn)定,、有害元素的含量,、粒度均勻等諸多方面。
二是穩(wěn)定高爐操作,，努力提高煤氣利用率,，提高風溫，富氧噴吹,，大幅度降低燃料比,。目前，用國產(chǎn)煤生產(chǎn)的頂裝焦炭,，灰分在12.5%左右,，S在0.7%左右，M40在78%左右,，CRI在28%左右,，CSR為56%~60%。最適宜的爐容正是中小高爐范圍內(nèi)的1000m3~2000m3,，要建更大型的高爐,，一定要采取必要的措施改善焦炭的質(zhì)量。尤其要考慮到噴吹煤粉以后,，煤粉置換了部分焦炭,，負荷增加，料柱中焦炭數(shù)量減少，焦炭在爐內(nèi)停留時間延長,，經(jīng)受的劣化作用更大,。利用高爐煤氣燒爐，提供1280℃~1300℃風溫,，以用熱風帶來的熱量置換焦炭,，是實現(xiàn)低碳、低成本煉鐵的重要措施,。對目前我國大多數(shù)高爐來說,，3%~5%的富氧率比較合適；如果氧氣價格降到0.3元/立方米,，高爐富氧率可望提高到10%左右,。我國沿海地區(qū)、南方濕度大而且波動大的地區(qū),，以及晝夜溫差大的地區(qū),，應該采用鼓風脫濕技術(shù)。當前,，應該提倡噴吹混合煤,，維持與冶煉條件相適應的煤比在130kg/t-HM±20kg/t-HM，并創(chuàng)造條件逐步提高噴煤量到150kg/t-HM~170kg/t-HM,。與此同時,，可以擴展高爐噴吹煤資源，將我國豐富的蘭炭和提質(zhì)煤資源替代優(yōu)質(zhì)無煙煤進行高爐噴吹,。富氫煤氣,，例如焦爐煤氣，作為高爐噴吹燃料也值得進一步研究,。
三是重視高爐安全長壽與環(huán)境保護,。高爐長壽技術(shù)的主要限制環(huán)節(jié)是爐缸炭磚的侵蝕，以及爐腹,、爐腰和爐身下部冷卻壁的破損,。解決好這兩大環(huán)節(jié)的問題，可基本實現(xiàn)高爐長壽的目標,。通過優(yōu)化操作制度調(diào)控高爐內(nèi)部狀態(tài),，促進高爐爐缸炭磚熱面形成穩(wěn)固的保護層,，是延長爐缸壽命的關(guān)鍵,。根據(jù)生產(chǎn)實踐分析和研究得出，造成銅冷卻壁破損的主要原因之一是高爐爐腹角過大,，渣皮難以穩(wěn)定,，容易脫落。對比歐洲和我國爐腹角，歐洲高爐爐腹角一般在72°~74°,，我國是76°~78°,，值得我們認真研究。在環(huán)保技術(shù)方面,，目前燒結(jié)煙氣的脫硝更多依靠源頭減量和過程控制,，今后應重點發(fā)展高度環(huán)保、工藝擴展性強,、脫硫脫硝脫二英一體化協(xié)同控制的集成深度凈化技術(shù),，取代現(xiàn)有的單組分脫硫技術(shù)，尤其是低溫煙氣脫硝技術(shù)的研發(fā),。此外,，應優(yōu)先發(fā)展深度節(jié)水、硫資源回收和副產(chǎn)物綜合利用的技術(shù),。
四是探索高爐智能技術(shù),。今后，隨著以智能制造為主導的工業(yè)4.0計劃的實施,，通過物聯(lián)網(wǎng),、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算平臺,、大數(shù)據(jù),，構(gòu)建深度學習的神經(jīng)網(wǎng)絡高爐專家系統(tǒng)，以及各種技術(shù)的集成應用,，對優(yōu)化高爐工藝乃至于全周期全流程的煉鐵工序技術(shù)進步大有裨益,。
五是注重基礎理論研究，不斷研發(fā)新工藝和新技術(shù),。我國是鋼鐵大國,，但在煉鐵乃至整個鋼鐵冶金領域，缺少具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù),，常常處于跟跑狀態(tài),，這在極大程度上制約了我國鋼鐵工業(yè)的競爭力。因此,，我們應該由企業(yè)主導,，發(fā)揮高校和科研院所的技術(shù)優(yōu)勢，結(jié)合企業(yè)的實踐經(jīng)驗,，聯(lián)合攻關(guān),。建議優(yōu)先開展高比例球團高爐冶煉技術(shù)、提高焦炭質(zhì)量及科學評價的技術(shù),、基于大數(shù)據(jù)的高爐專家系統(tǒng),、燒結(jié)過程煙氣污染物協(xié)同減排等關(guān)鍵煉鐵技術(shù)的基礎研究，切實促進我國煉鐵技術(shù)水平提升。
來源：中國冶金報
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