2015年部分1300m3以下容积高炉指标分析.doc

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1、2015 年部分 1300m3以下容积高炉指标分析中国金属学会根据冶金交流和炼铁交流等单位提供的数据对 2015 年近 280 座（全国约有 500 座）容积小于 1300m3高炉指标进行分析，从 指标可以看出，一些高炉仍然是以大风量、高冶炼强度、高产为 操作方针，这是企业粗放式经营的典型体现。当前，钢铁行业处 于低利润、产能严重过剩阶段，要尽快扭转这个局面，就得转变 操作观念，不要再扩大外延生产，注重效益和环保。高炉炼铁要 以精料为基础，不追求高产，要追求低燃料比、低成本、实现生 产过程环境友好为目标，走可持续发展的道路。1. 高利用系数据统计，在 280 座高炉中有 127 座高炉利用系数

2、大于 3.0t/m3d ，有 7 座 450m3 高炉系数大于 4.0t/m3d 。一些企业高 炉是在低品位、低风温、低煤气利用率、原燃料质量不佳等不利 因素下，实现高系数，这是操作水平较高的体现。说明我国中小 高炉操作水平已居世界领先水平； 不足之处是燃料比较高， 高炉 寿命较低，生产成本较高。表 1为 2015年部分高利用系数高炉 指标情况：企 业连云 港亚 新1 号石横2号方大2号河北 敬业 9号武安 裕华 1号河北 澳森 新1 号淮钢6号莱钢4号营口 中板 2号马钢 一铁 12号津西1号长强2号容 积1296108010501000850600580750450420380500系 数

3、3.203.823.113.333.123.994.053.154.053.494.033.82煤 比138144142154157147161144172153154151燃 料 比527548511538520523527529521550533511冶强 铁品 位1.621.941.601.701.522.091.222.011.851.621.2957.0456.9658.1056.20烧结56.8857.0158.2156.2156.3457.25烧结53.3159.33风 温115211711236111011911189118411301177102011311145分析： 1）

4、表 1 显示一批高炉是通过高冶炼强度实现高系数， 这是不科学的、不经济的。炼铁学基本原理：利用系数 =冶炼强度÷燃料比小高炉采用大风机、大风量、通过高冶炼强度，追求高产， 造成吨铁风耗高，出现风机大马拉小车的现象，是浪费能源的， 不经济的。宝钢、首钢京唐、太钢等企业高炉吨铁风量在 1000m3/t 以下，一些中小高炉吨铁风量在 1200m3/t 左右； 2015 年长治 9号 1080m3高炉吨铁风量在 1496.79m3/t, 攀钢 2 号 1260m3高炉 吨铁风量在 1355m3/t 。实现高产的科学高炉操作方针是：用低燃料比来实现高利用 系数。我们认为高炉冶炼强度控制在 1.

5、2/m 3d 为宜。炼铁学的说法： 高炉冶炼强度低于 1.2t/m 3d 时，再提高冶炼强度，有增加产 量、降低燃料比的效果； 高炉冶炼强度大于 1.2t/m 3d 时，再提高 冶炼强度时，有增产的效果（产量幅度越来越小），但燃料比要 升高。2）科学评价不同容积高炉利用系数。 目前，我国计算系数公 式是采用高炉日铁产量除以炉容的方法。 但是，一些中小高炉在 设计上采用小炉容， 大炉缸，致使系数数值偏高， 使其数据失真。 为此，专家们建议，使用高炉炉容除以炉缸面积，得出K 值;再用日铁产量除以 K 值,所得出的数据是个科学的高炉利用系数。 这个系数对不同容积的高炉，系数都有可比性。如450m3

6、高炉系数为 4.0t/m3d ，用这种计算方法， 与宝钢高炉相比， 系数仅相 当于宝钢的 2.2t/m3d 。2. 燃料比是影响炼铁工序能耗和成本的主要因素高炉炼铁所需能源有 78%来自碳素 （焦炭和煤粉） 燃烧，19%是由热风提供， 3%是炉料化学反应热。燃料比高低是影响炼铁 工序能耗和成本的主要因素。 所以说， 燃料比高低是衡量高炉操 作水平的主要标志，也是工长们的主要工作目标。 2015 年中钢 协会员单位统计的高炉年平均燃料比为 537.14 kg/t ，最低值的高 炉是宝钢 4号 4747m3高炉 482.25kg/t ，最高值是昆钢 3号 510m3 高炉 664.34kg/t 。

7、总体评述，中小高炉的燃料比要比大高炉高出 约 30kg/t 。因为中小高炉比大高炉的入炉铁品位低、风温低、煤 气利用率低等方面影响。包钢、攀钢、酒钢和西南地区等企业使 用特殊矿，高炉冶炼难度加大，致使他们高炉燃料比要高。据统计， 2015年容积小于 1300m3 高炉指标进行分析知，约 有 25 座高炉燃料比低于 520kg/t, 约有 30 座高炉燃料比高于 550kg/t 。部分高炉燃料比情况见表 2：表 2 2015 年部分高炉燃料比情况企业长江三明6中天7元立5长强长江方大2邯钢4三明5邢钢5和6中天4昆钢 3韶钢3德胜2炉容 m3108010008501080500125010501

8、00010501050550510450125燃料比502504507511511506511513514514514664580593焦炭 M10%5.065.985.033.985.105.066.555.565.985.565.045.725.24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%，工长操作水平的影响占 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。焦炭指标中M10 是对燃料比影响最大的，

9、 它波动 0.2%，影响高炉燃料比 7kg/t; 我们希望 M10< 6%。这表明，精料技术对燃料比的 影响最大。浙江衢州元立金属制品有限公司高炉用焦炭质量好（ M25 为 94.26%，M10 为 3.98%，热反应性 21.83%，反应后强度为 68.57%）， 甚至比宝钢焦炭质量好， 特别是 M10 为 3.98%，该值是全国最低 的，使高炉指标得到全面优化，详见表 3表 3 2015 年衢州元立高炉指标炉号炉容M3焦比焦丁 比煤比燃料比冶炼休风热风 温度入炉 铁品 位强度率kg/tkg/tkg/tkg/tt/(m3.d)%1450312.0017.00200.00529.002.

10、031.89113856.292450308.0019.00202.00529.002.021.16115256.4531080306.0019.00194.00519.001.060.51117056.2141080298.0020.00194.00512.001.020.61118456.5051068297.0023.00191.00511.001.541.00122956.27影响燃料比的因素有 200 多个，但主要的有：入炉铁品位、热风 温度、炉料质量 （特别是焦炭质量） ，煤气利用率， 生铁含硅量、矿石还原度和热性能等；影响炼铁燃料比变化的主要因素详见 表。表 3 影响炼铁燃料比变

11、化（焦比 +煤比 +小块焦比）主要 因素项目变动量燃料比变化项目变动量燃料比变化入炉品位+1.0%-1.5%风 温>1150+100-8Kg/t烧结矿 FeO±1.0%±1.5%10501150+100-10Kg/t烧结矿碱度±0.1（ 倍 ）±3.0%3.5%9501050+100-15Kg/t熟料率+10%-4%5%950+100-20Kg/t烧结矿 <5mm粉 末±10%±0.5%顶压提高10KPa-0.3%-0.5%矿石金属化率+10%-5%-6%鼓风湿度+1g/m3+1Kg/t焦炭M40±1%-5.0K

12、g/t富氧1%-0.5%M10-0.2%-7.0Kg/t生铁含 Si+0.1%+45Kg/t灰份+1.0%+1.0%2%煤气 CO2含量+0.5%-10Kg/tS份+0.1%+1.5%2%渣量+100Kg/t+40Kg/t水份+1%+1.1%1.3%矿石直接还原度+0.1+8%粒度<5mm+7%+1.6 Kg/t炉渣碱度0.1（ 倍 ）3%入炉石灰石+100Kg+6%7%炉顶温度+100+30Kg/t碎铁+100Kg-20 -40Kg/t焦炭 CRSCSI+1%+1%-0.5%-1.1%+2%+3%矿石含硫+1%+5%烧结球团转鼓+1%-0.5%3. 中小高炉喷煤比要比大高炉低 据统计，

13、中小高炉的喷煤比一般在 140kg/t 左右；低于中钢协会员单位平均值。冷水江高炉的喷煤比 100.5kg/t, 达州高炉喷煤比 88.7kg/t, 韶钢 450m3高炉喷煤比 105kg/t, 宝钢不锈钢 750m3高 炉喷煤比 107.5kg/t, 酒钢 1000m3高炉喷煤比 107.34kg/t, 昆钢 510m3高炉喷煤比 103.72kg/t.这些高炉喷煤比低是因热风温度偏低，炉料质量不好，入炉 铁品位低，吨铁渣量大，料柱透气性差。4. 热风温度偏低我国炼铁指标（ 2015 年中钢协会员单位平均风温 1134）与 国际先进水平（ >1200）相比，差距最大的地方是热风温度偏

14、低，相差约 5080。大型高炉多采用先进的高风温热风炉技术 （特别是卡鲁金式热风炉技术，风温可达 >1200），普遍比中 小高炉热风温度高。据统计， 2015 年统计中的 127 座小于 1300m3高炉中仅有 16 座热风温度大于 1200，最高的是方大 2号 1050m3高炉风温为 1235，元立 3 号 1000m3高炉风温为 1229 , 攀钢 2 号 1200m3 高炉风温为 1223，福建三安 1050m3和 550m3高炉风温分别为 1222/1215 等；约有 15 座高炉风温低于 1100，而且有 4 座高炉（略阳 1和 3号、合钢 4号和马钢 11号高炉）风温低于 1

15、000。这说明，我国中小高炉之间风温的差距是很大的，大多 数企业热风炉需要进行技术改造提高风温的任务很重。 热风炉寿 比高炉长， 大修的机会少。 对于风温偏低的热风炉不能等高炉大 修再去大修。要抓紧时间及时进行大修，尽早提高风温。热风炉 用耐火砖一定要高质量， 不能图便宜， 而造成热风炉实现不了高 风温。这是当前风温低存在的主要问题。 高炉风温低存在的问题 有三个层次： 热风炉能否提供高风温、 送风系统能否承受高风温 和高炉生产能否使用高风温。 需要在三个层面采用不同的先进技 术或使用优质材料，才能有效地提高热风温度。热风炉有三种类型：外燃式、内燃式和顶燃式。专家们认为， 顶燃式热风炉是最佳选

16、择；投资低、结构合理、寿命长、可实 现1250的高风温。5. 中小高炉入炉铁品位偏低据统计，我国 4000m3以上容积高炉入炉铁品位一般在5860%， 20003200m3容积高炉入炉铁品位一般在 58%左右， 1000m3左右容积高炉入炉铁品位一般在 57%左右。据统计， 2015 年中钢协会员单位高炉平均入炉品位 57.15%， 比上年提高 2.39%；宝钢 4 座高炉入炉品位均大于 60%，有 16 个 企业高炉入炉铁品位低于 55%；小于 1300m3高炉中有 39 座高炉 入炉铁品位低于 53%；攀钢、西昌、德胜高炉入炉铁品位低于 50%。高炉炼铁是以精料为基础， 入炉矿品位高是精料

17、技术的核心， 其作用：矿品位在 57%条件下， 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. ；入炉铁品位在 52%左右时，品位下降 1%，燃料比升高 2.0%2.2%。说明用低品位矿炼铁，对高炉指标的副作用是比较 大的。科学评价铁矿石的经济性。 铁矿石中 SiO2和 Al2O3含量增加， 其经济性下降。 所以铁矿石经济品位的评价要科学。 评价铁矿石 经济品位的公式如下：二元碱度计算品位公式：TFe（R2 综）= TFe×100+2R2（SiO2+Al2O3）-2（CaO+Mg）O -1 ×10

18、0%四元碱度计算品位公式：TFe（R4 综）= TFe×100+2R4（SiO2+Al2O3）-2（CaO+Mg）O -1 ×100%用上述公式计算可得出：铁矿石含 SiO2在 6%，Al2O3在 4% 时， CaO在0.2%，MgO在 0.1%，使原铁矿石品位在 60%，降低到 经济品位的 51.22%。宝钢进口巴西矿铁品位 67.5%，SiO2为 0.70%，Al2O3为 0.74%， CaO为 0.01%，MgO为 0.02%，属于高品位低脉石含量。用四元碱 度计算品位公式计算后，其经济品位为 65.60%。铁矿石含有害杂质（碱金属、铅、锌）高，会降低高炉使用 性能

19、（炉墙结厚破坏煤气流分布； 侵蚀耐火材料， 降低高炉寿命 ）， 增加炼铁成本；有害杂质含量增加 1%，会增加炼铁成本 3050 元 / 顿铁。高炉炼铁工程设计规范要求炉料含碱金属 3.0kg/t, 铅和锌含量各 0.15kg/t,Cl 0.6kg/t 。我们认为：高炉不能使用低于 50%品位铁矿石炼铁。 50%品位 以下铁矿石炼铁，吨铁渣量要大于 500kg/t, 高炉工序能耗大于 550kgce/t, 没有达到国家新公布的 GB21256-2013粗钢生产主 要工序单位产品能源消耗限额 的市场准入值 （现有企业高炉 435kgce/t ，新建和改扩建高炉 370kgce/t ），污染物排放多

20、， 是属于应淘汰的高炉。渣量大，也不是炼铁的技术方向。不同品位铁矿石对高炉指标的影响见表 4表 4 铁矿石不同品位、 SiO2 含量对高炉指标的影响6. 中小高炉煤气利用率偏低 中小高炉高度偏低，特别是设计采用矮胖型，煤气在炉内停留时间短，对炉料的加热不足，会使热能利用不好。一些高炉是 以大风量、高冶炼强度、高产为操作方针；操作上采取发展边缘 煤气流，造成煤气利用率低。据统计， 2015年小于 1300m3高炉中有 39 座高炉煤气利用率 低于 44%，一批高炉煤气利用率低于 41%，详见表 5表 5 部分高炉煤气利用率情况企业承德湘钢酒钢酒钢合钢西宁攀钢炉号6564412炉容 m345010

21、804504504204501200煤气利 用率%40.4740.5840.2038.5040.2439.8141.20燃料比 kg/t573.45573.59574.41578.64551.19587.17576.287. 部分中小高炉炉料结构的球团矿配比较高我国高炉炉料结构发展方向是努力提高球团矿配比。多配球 团矿，可有利于提高高炉入炉铁品位；减少烧结矿使用比例，降 低烧结矿产量， 减少污染物排放和降低烧结烟气治理费用。 据统 计，中小高炉企业中有近 30 个企业高炉的炉料结构中球团矿配 比超过 20%，这是好现象。部分企业球团矿配比见表 6表 6 部分企业高炉球团矿配比情况企业北营11济

22、源3西林6昆钢承德建龙黑龙 江建 龙略阳四川德胜攀成钢马铁北满津西炉 容 m35306051260球 团 比 %21.9623.9637.7932.6032.3344.3535.00373825,59242831.021.0球 品 位 %63.1762.6964.0957.9860.3359.5956.1053.2262.2564.5061.29从表 6 可看出，大多数球团矿的铁品位偏低，有 5 个企业品 位低于 60%，这是不经济的。我国生产的球团矿平均铁品位在63%左右，比国外低 2%左右， SiO2 含量超过 5%，偏高，不是优 质球团矿。 我国大多数球团厂是使用进口矿， 不应采购低品位

23、铁 矿石，特别是当前矿石价位低，要努力提高球团矿的铁品位，促 进高炉高效化生产，降低炼铁系统污染物排放和治理费用。我国铁矿资源是贫、杂、难选，造成我国细粒度铁精粉产量 比例占总产量的一半以上， 是适合去生产球团矿， 但现实是 90% 去用于生产烧结矿， 这是历史原因造成的。 我们应尽快改变这种 局面。8. .低硅铁冶炼与炉缸温度生铁含硅量低是高炉操作水平高的体现，铁水含硅量降低 0.1%，高炉燃料比可降低 45kg/t 。铁水含硅量低，要求原燃 料质量和高炉操作都要稳定，并且炉缸热量要充沛。高炉高 顶压操作，有利于实现低硅铁冶炼。冶炼钒钛矿的高炉需要 进行低硅铁冶炼，以解决含钛高铁水和炉渣流动

24、性差问题； 控制生铁含 SiTi 0.5%，高炉可以实现正常操作。因铁水 含钛高，故要将含硅控制在 0.2%以下。为保证炉缸热量充沛， 一般将采取提高渣碱度操作高炉。炉缸热量充沛的标志：铁 水温度在 1500左右 （理论燃烧温度在 2200±50）、生铁 含硅高、炉渣碱度高，三个方面。大高炉炉缸容易活跃，热量充沛，容易实现低硅铁冶炼。但 中小高炉生产运行惯性小， 要及时处理温度下滑的大趋势， 避免 炉缸冻结。出现炉温向凉趋势要早发现、早处理、进行小量的调 整。2015 年统计的 280 座容积小于 1300m3高炉中大多数高炉生 铁含硅量控制在 0.40.5%，但有 72 座高炉生铁含硅量小于 0.4%， 比例占四分之一， 比大高炉的比例要高。 说明我国中小高炉的操 作水平是比较高的。 使用钒钛矿冶炼的高炉， 必须进行低硅铁冶 炼，要求生铁中硅 +钛含量 0.5%，高炉才可以正常生产。所以 一批使用钒钛矿高的高炉生铁含硅量都很低。 部分低硅铁冶炼的 高炉情况见表 7：表 7 部分低硅铁冶炼的高炉情况企业攀钢西昌达州四川德胜黑龙江建龙广西港陆云南德胜生铁含 硅量%0.130.140.110.130.190.280.190.260.150.160.250.270.150.19