[中学教育]高炉炼铁对原燃料质量的要求和影响

高炉炼铁对原燃料质量的要求和影响王维兴（中国金属学会北京 100711）
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1.2011年上半年我国钢铁生产情况
2011年上半年我国钢铁生产是处于增长阶段，平均日产钢199.77万吨，已是接近年产钢7亿吨的水平，祥见表1.
表1 2011年上半年我国钢铁主要产品产量情况单位：万吨
2011年前7个月我国进口铁矿石388634万吨，比上年增长7.81%，进口焦炭36万吨，比去年下降46.37%；出口焦炭2627.21万吨，比去年增加32.4%。

2.我国钢铁工业发展趋势
根据我国“十二五”发展规划，GDP值增长速度在8%，我国钢铁的需求量还有发展的空间。

预计我国钢产量的顶峰会在8.0亿吨左右，并要维持5~8年。

主要是，我国正处在工业化时代，
基本建设任务大，钢材65%是用于基本建设。

农民还没开始大量使用钢材。

所以说，我国钢产量还有一定发展空间。

现在我国钢的生产能力已达9.2亿吨，只是其中还有部分落后的产能要淘汰，也还在建设新的钢铁设备（一部分是淘汰落后设备的替代，一部分就是扩大产能）。

2011年上半年我国铁钢比为0.9259，上年为0.9358.铁的增速低于钢的增速。

但近年我国铁钢比不会有较大变化。

因我国废钢短缺，电价高，短流程发展不起来。

世界炼铁界公认，目前融熔还原炼铁在能耗和成本上是竞争不过高炉。

直接还原成功的案例是在特出条件下实现的。

所以，高炉还是产铁的主要设备。

短期内高炉是打不倒，而且还在得到不断的完善和提升。

综上所述，我国钢铁还要发展，高炉是炼铁的主要设备，对焦炭的需求也不会减弱。

这是发展的大趋势。

我们要有清醒的认识。

三年内，我国炼铁对进口铁矿石的依存度会下降。

但炼铁燃料比下降的空间不是很大了。

因炼铁的生产条件很难有较大的改善（特别是矿石品位、焦炭质量等）。

3.GB 50427--2008《高炉炼铁工艺设计规范》对原燃料质量的要求
2008年公布的《高炉炼铁工艺设计规范》对烧结、焦炭、球团、入炉块矿、煤粉质量均有具体要求。

祥见表2~9.
表2 入炉原料含铁品位及熟料率要求
注：不包括特殊矿。

表3 烧结矿质量要求。

注：碱度为CaO/SiO
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表4 球团矿质量要求
注：不包括特殊矿石。

表5 入炉块矿质量要求
表6 原料粒度要求
注：石灰石、白云石、萤石、锰矿、硅石粒度应与块矿粒度相同。

表7 焦炭质量要求
表8 喷吹煤质量要求
表9 入炉原料和燃料有害杂质量控制值（kg/t）
3.高炉炼铁是以精料为基础
国内外炼铁工作者均公认，高炉炼铁是以精料为基础。

精料技术对高炉生产指标的影响率在70%，工长操作水平占10%，企业现代化管理水平占10%，设备作业水平占5%，外界因素（动力、供应、上下工序等）占5%。

在高冶炼强度、高喷煤比条件下，焦炭质量变化对高炉指标的影响率在35%左右。

精料技术的内涵：
精料技术的内容有：高、熟、稳、均、小、净,少,好八个方面
⑴高：入炉矿含铁品位高，原燃料转鼓指数高，烧结矿碱度高.
入炉矿品位高是精料技术的核心。

作用：矿品位升高1%，焦比降1.0%~1.5%，产量增加1.5%~2.0%,吨铁渣量减少30公斤,允许多喷煤粉15公斤.
⑵熟：指熟料（烧结和球团矿）比要高。

⑶稳：入炉的原燃料质量和供应数量要稳定。

要求含铁品位波动±<0.5%，碱度波动±<0.08（倍），合格率大于90%。

⑷均：入炉的原燃料粒度要均匀。

⑸小：入炉的原燃料粒度要偏小。

⑹.净：入炉的原燃料要干净，粒度小于5mm占总量比例的5%以下，5~10mm粒级占总量的30%以下。

⑺少：入炉的原燃料含有害杂质要少。

祥见表9.
⑻.好：铁矿石的冶金性能要好：还原性高（>60%）、软融温度高（1200℃以上）、软融温度区间要窄（100~150℃）、低温还原粉化率和膨胀率要低（一级<15%，二级<20%））等。

4.用科学发展观来采购原燃料
用精料技术的内容来判断铁矿石的优劣。

不能只看价格，要看它的化学成分和物理性能，以及使用效果。

要用技术经济分析的办法进行科学计算和评价，找出合理采购铁品位的数值。

算账不能只计算到炼铁，还要看对炼钢、轧钢，以致对全公司的影响。

所以，买低品位铁矿石要有个度。

还要研究对环境的影响。

韩国、日本和宝钢买煤，要求煤的热值要大于7400大卡。

我国有些企业在买6500大卡的煤。

这样，企业之间的能耗水平就不是在一个起点上的对标。

我国焦炭灰分一般在12.5%左右。

工业发达国家的焦炭灰分要比我国低3%左右。

这样，我国与他们的燃料比就有不可比性。

韩国FINIX所用的煤灰分在6~8%，入炉铁品位在61%，所消耗的煤炭为710kg/t。

煤炭质量的优劣对企业的生产指标影响是很大的，特别是企业之间的吨钢综合能耗、炼铁工序能耗进行分析，要注重所用煤炭的质量。

炼焦要用主焦煤、三分之一主焦煤、肥煤、气煤、瘦煤等。

现在，国内外出现采购来的煤不是单一煤种，是混煤。

造成再按五种煤进行配煤炼焦，出现假象，焦炭质量下降，给炼铁产生负面影响。

我们要用煤岩学的办法去分析煤的G值、Y值、反射率等指标，来判断煤的性质，进行采购和炼焦配煤。

5.原燃料质量对企业节能减排有重大影响
炼铁系统的能耗占企业总用能的70%，成本占60%~70%，污染物排放占70%。

所以说，炼铁系统要完成企业的节能减排重任。

钢铁企业用能结构有80%以上是煤炭，主要也是炼铁用焦炭和煤粉，烧结用煤量较少。

2011年上半年重点钢铁企业炼铁焦比为373kg/t,煤比为147kg/t.烧结固体燃耗为55kg/t，比上年均有所劣化。

钢铁企业节能思路是：首先是要减量化用能，体现出节能要从源头抓起。

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。

减量化用能工作的重点是要降低炼铁燃料比和降低能源亏损等。

目前，我国燃料比与国际先进水平的差距在50~60kg/t左右。

主要原因是，我国矿石含铁品位低，热风温度低、焦炭灰分高等造成的。

精料技术对高炉生产指标的影响率在70%。

在高冶炼强度和高喷煤比条件下，焦炭质量对高炉的影响率将达到35%左右。

也就是说，焦炭质量已成为极重要的因素。

近年来，一些大型高炉出现失常，主要是焦炭质量恶化和成分波
动大，高炉操作没进行及时合理的调整。

影响高炉燃料比（焦比、煤比、小块焦比）的主要因素见表10.
表10 影响高炉燃料比变化的因素
从表10可看出，M10变化-0.2%，燃料比将变化7kg/t，比焦炭的其它指标作用都大。

所以，我们应十分关注M10的变化。

6.用生产条件论的观点来指导企业的生产建设
企业的一切先进指标的实现，均是在一定的生产条件下完成的。

支撑先进指标的条件会有许多。

我们要找出其主要因素，给予优先创造条件，使企业的效益最大化。

要建立适合本企业的技术支撑体系，抓住重要矛盾，进行科学对标（在相近生产条件下、相近设备容量、相近产品结构条件下进行对标）促进企业的技术进步和生产建设发展。

目前，我国有1400多座高炉，大于1000m³的高炉约有320座，4000m³以上容积的高炉有14高炉座。

要承认巨型高炉所要求的原燃料质量是苛刻的。

这是冶金学基本原理所决定的。

为缓和原燃料供应紧张、价位的不断攀升，我们应控制再建设巨型高炉的数量。

高炉大型化和提高喷煤比是在确保提高原燃料质量条件下进行的。

7.科学认识高炉对焦炭质量的要求
高炉炼铁所用焦炭要满足表7中的质量要求。

从表7可看出容积越大的高炉，要求的焦炭质量越高。

企业有多种容积的高炉，就要给大高炉使用好的焦炭，容积较小的高炉可用质量较差的焦炭。

不同容积高炉，用不同质量焦炭，是科学的方法。

对于小于1000m³高炉所用焦炭可以不必过分追求焦炭热性能。

要承认捣固焦指标是较高的。

但因是盲肠气孔，密度大，在高炉内反应性差，发热低、产生CO2少，使铁矿石间接还原度降低。

宝钢和欧洲的一些高炉使用捣固焦，出现焦比升高、产量降低现象。

所以，对捣固焦指标与非捣固焦对比，要打折扣。

涟钢、国丰等企业高炉100%使用捣固焦，生产指标得到改善。

一批企业在部分使用捣固焦，有一定的经济效益。

鞍山热能院孟庆波院长提出，焦炭质量的优劣主要取决于炼焦煤的性能，要用煤岩学来进行判断。

8.提高焦炭质量的技术措施
硬质煤要细破，进行风选，脱除灰分。

多配主焦煤、肥煤。

对炼焦煤进行脱湿、混均、捣固。

延长结焦时间、有闷炉时间。