2020年冶金科技发展指南—高炉炼铁.ppt

3.3 富氧高喷煤量 • 我国已全面掌握了富氧高喷煤量技术 • 大喷煤量技术条件： 高炉运行状态良好 渣量300Kg/t 左右 （入炉品位>59%） 煤比>130Kg/t 要富氧（提高炉缸温度） 无烟煤、烟煤混喷 风温>1100ºC
3.4 优化高炉操作技术 • 高顶压、大风量、活跃炉缸、提高CO2率 • 低硅铁冶炼技术，少渣冶炼技术 • 高煤气（ CO2）利用率技术（上、下部调剂技术）仰制边 缘煤气流发展、降焦比、高炉高寿命 • 开发和应用高炉操作智能系统 完善检测仪表，实现数据准确可靠，建立软件平台，提高 管理水平等。
4.2 2010年以前开发和推广的关键技术 • 超高量喷煤技术 • 大型高炉高强度冶炼技术 • 炉渣综合利用技术，向细粉，节水方向发展 • 高喷比（250kg/t），低焦比（<250kg/t）技术开发 • 高炉余能回收>80%技术 包括：普及TRT、炉渣显热回收、高炉炼铁能耗减半技术 等 • 高炉生产环境得到根本改善，排放标准达欧洲水平，吨铁 耗新水<0.5t/t • 熔融还原技术有关键性突破，实现半工业化 • 炼铁产业集中度明显提高，大高炉具有明显优势 • 高炉操作系统智能化得到深入开发，并取得重大发展，得 到普及
2020年冶金科技发展指南
工艺技术 高炉炼铁和非高炉炼铁部分 （汇报提纲） 2004年4月
1.我国炼铁技术发展现状
1.1 高炉炼铁技术和生铁产量处于高速发展阶段
表1 近年重点钢铁企业炼铁技术经济指标
项目 全国产量万t 利用系数，t/m3d 燃料比，kg/t 入炉焦比，kg/t 喷煤比，kg/t 热风温度，°C 入炉品位，% 休风率，% 铁工序能耗Kgce/t 2003年 20231 2.474 526 433 118 1082 58.49 1.86 464.68 2002年 17024 2.448 526 415 125 1066 58.18 1.61 454.13 2001年 14893 2.337 530 423 124 1081 57.28 2.36 448 2000年 13103 2.233 533 429 118 1034 56.81 2.03 464 437 大高炉2.68 439 240 266 1300 烧60 球67 国际先进水平
3.5 高冶炼强度下高炉长寿 • 提高耐材和砌筑质量 • 开发新型冷却壁，包括不同材质（铁、铸铁、铜），不同 结构，不同部位在高炉内组合使用 • 推广节水型软水密闭循环冷却系统 • 建立在线检测和预报系统，及时采取防范措施 • 开发快速修补炉衬和更换冷却器技术 • 建立合理高炉操作制度 • 推广在炉身下部，炉腰部位使用铜冷却壁，实现高炉15年 以上寿命
1.3 炼铁系统工序能耗量下降态势
表3 近年重点企业炼铁系统能耗情况 单位： Kg/t
1999
2000 464 159 69
2001 448 153 68 41
2002 454 149 67
2003 464 148 66.42
1999年国际 先进
炼铁 焦化 烧结 球团
474 163 71 48
437.93 128.1 50.89
• 低硅铁冶炼技术 • 高冶炼条件下高炉长寿技术 • 各种高炉炼铁节能技术，推广干式除尘、煤气压差发电 （TRT）等 • 研究推广实现高风温技术和设备 • 开发高炉操作专家系统，实现原始数据准确、及时、稳定、 可靠。 • 推广上料系统，出铁场除尘技术 • 建立冷却水循环系统，减少耗新水量，不外排废水 • 合理配矿，提高矿石熔化温度（一般球团和块矿溶化温度 低）
3.9 高炉炼铁实现清洁化生产 • 上料系统，出铁场除尘 • 高炉煤气联合循环，煤气发电，减少外排 • 消化社会上含铁垃圾，喷吹废塑料 • 提高富氧，减少CO2、NOX 外排 • 实现炉渣综合利用 • 绿化环境，厂区种草植树 • 冷却水实现循环，不外排废水
3.10 非高炉炼铁技术要大发展 3.10.1 直接还原技术 开发高效，低耗的煤基直接还原技术 开发气基粉料直接还原技术 使用焦炉煤气直接还原技术 3.10.2 熔融还原技术 低成本高质量原料制备和新设备技术开发 高效、节能的终还原和预还原技术 3.10.3 Hismelt和Finmet技术研究与开发
1.4 高炉寿命逐步提高 攀钢高炉实现14年高寿命 一批大于1000m³高炉寿命大于10年 十几座高炉使用铜冷却壁后寿命将大于15年 中小高炉寿命在向8~10年发展 1.5 热风温度缓慢增长 1.6 喷煤覆盖率率在增加，喷煤比在波动之中 1.7 入炉矿品位不断提高，炼铁原燃料供应紧张，质量在下降， 成分不稳定。
表 4 高炉炼铁分阶段工作目标 2005年 利用系数，t/m³.d 入炉焦比 kg/t 煤比 kg/t 风温 ºC 入炉矿品位 % 渣铁比 kg/t 生铁 [SI] % 高炉寿命 炼铁工序能耗kg/t
大高炉2.2~2.5 中小高炉>3.0
2010年
2.4~2.6 >3.5
2020年
>2.6 >3.8
430 130 1100 59.00 320~350 0.45Байду номын сангаас0.55 10~12 450
410 150 1150 59.50 300~330 0.40~0.50 12~15 440
400 180 1200 60.00 280~310 0.35~0.45 >15 430
4 分阶段开发和推广的关键技术 4.1 2005年以前开发和推广的关键技术 • 根据矿物性能和燃料条件，选择最佳造块工艺 • 根据不同矿源，优化炉料结构 • 推广富氧大喷量工艺技术和装备 探讨影响喷煤比因素 探讨喷煤极限量 提高煤粉置换比技术 研究高效煤粉燃烧技术 提倡为高炉配置专用制氧设备，以稳定供量 • 不同容积高炉高强度冶炼机理，高炉高效化操作技术
1.2 部分高炉生产技术水平达到国际水平
表2 部分高炉技术经济指标（2003 年） 企业 宝钢 武钢 马钢 首钢 湘钢 莱钢 杭钢 三明 新兴 炉号 3 5 1 1 3 4 1 3 3 炉容 m³ 4350 3200 2500 1726 1000 750 450 380 360 系数 t/m².d 2.344 2.208 2.180 2.580 2.348 3.03 3.97 3.98 4.04 焦比 Kg/t 276 377 396 358 373 311 411 404 381 煤比 Kg/t 200 138 107 119 125 100 127 107 129 风湿 ºC 1247 1104 1071 1118 1072 1155 1066 1126 1135 品位 % 60.09 60.00 58.25 59.34 59.48 59.32 60.52 59.70 59.45 铁[si] % 0.278 0.485 0.386 0.401 0.425 0.42 0.61 0.53 0.33
3.6 研究开发新型炉渣体系 结合矿中高Al2O3含量，开发低熔点、低黏度、高流动性、 高效脱硫渣系。 3.7 提高炉料冶金性能技术 • 低温快速还原技术 • 特种矿冶炼技术 • 提高熔点、缩小软化区的配矿技术
3.8 炼铁节能技术 炼铁系统能耗占钢铁工业总能耗70%，应完成全行业节能降 耗，降成本重任。 • 提高精料水平，实现高品位，高稳定性等。 • 优化操作，提高CO2利用率 • 低硅铁冶炼 • 高风温，高煤比 • 余压、余热、余能回收技术 煤气压差发电（TRT），干熄焦（CDQ），炉渣显热回收 • 提高焦碳质量，降低灰份
2. 我国高炉炼铁存在的主要技术问题 2.1 热风炉偏低已是我国炼铁技术中与国际先进水平差距最大 的地方（100~150ºC） 2.2 高炉炼铁产业集中度低（全国有570座高炉），平均炉容 小 2.3 全国喷煤比增长缓慢，难以完成冶金工业“十五”规划目 标（150Kg/t) 2.4 高炉过程控制，自动 检测水平低 2.5 环保治理水平不高，排放量大 2.6 非高炉炼铁技术进展慢
3. 工艺技术发展方向和目标 3.1 优化炉料结构，提高精料技术水平 · 提高球团配比 · 提高入炉矿品位 · 提高原燃料强度（大高炉标准应更高） · 提高成分稳定性（当前更重要） · 降低焦碳灰份，提高冷热强度 · 提高矿石冶金性能
3.2 实现高风温 高风温是最廉价的能源，焦碳价高，要尽快采取提高风温的有 力措施。实现大于1200ºC 风温 • 外燃式热风炉在结构上有优势 • 推广热风炉煤气，空气双预热 • 使用耐高温硅砖砌筑热风炉炉顶 • 送风系统要能承受高风温，包括：围管、吹管、阀门、送 风管道等 • 建立合理的送风制度（风温和热风炉炉顶温度差<150ºC)