来源:世界金属导报
一、2023年我国炼铁生产基本情况
2023年,我国生铁产量为87101万吨(表1),占世界生铁产量的67.70%(世界生铁产量128654万吨,比上年升高0.1%),比上年增加0.83个百分点。中钢协会员单位(以下简称会员单位)生铁产量74777万吨,比上年增加4.27%。
2023年,全国共有25个企业生铁产量超过1000万吨,25家企业产量为550-1000万吨。其中,鞍钢生铁产量2545.64万吨,位居首位;首钢2188.87万吨,排名第二;沙钢1816.64万吨,居第三。
2023年,我国铁矿石原矿产量99055.54万吨,同比升高7.13%;进口铁矿石117929.85万吨,同比增加6.6 %。2023年我国进口铁矿石平均价格113.6美元/吨,同比下降1.6%。
二、高炉炼铁部分技术经济指标分析
2023年,会员单位技术经济指标见表2。指标显示,高炉利用系数、热风温度、喷煤比、燃料比和劳动生产率均得到一定优化提升,入炉铁品位劣化,炼铁工序能耗有所下降。各企业生产条件有较大区别,企业之间炼铁系统技术经济指标发展不平衡,差距较大。
2.1 燃料比下降
2023年,会员单位燃料比为525.98kg/t,比上年下降1.10kg/t。统计的高炉焦比下降2.57kg/t,小焦比升高0.32kg/t,煤比升高1.75kg/t。
与上年相比,燃料比降幅较大的企业有:方大集团、河钢邯钢、永钢等。
提高高炉煤气利用率是降低燃料比的有效措施之一。目前宝钢湛江、首钢京唐等企业的高炉煤气利用率在50%以上。鞍钢3200m3高炉的煤气利用率在51.30%,长治1080m3高炉在49.80%。煤气中CO2含量提高1%,焦比下降约12kg/t。
2023年部分炼铁企业降低燃料比的几类情况如下。一是焦比和煤比同时下降,风温提高,使燃料比得到下降,这是高炉操作的最好水平。如,济源、新余、本钢等企业。二是焦比下降幅度大于煤比升高的幅度,使燃料比下降。降低炼铁燃料比的主要体现是要降低焦比。提高喷煤比后,要实现煤粉替代焦炭的高置换比,使燃料比不会升高。这也是最优化的提高喷煤比技术水平。
2.2 炼铁工序能耗降低
2023年会员单位的炼铁工序能耗为387.42kgce/t,比上年下降0.34kgce/t。2023年炼铁工序能耗较低的企业有沙钢、新冶钢、泰山钢铁等。
2.3 焦比下降
2023年中钢协会员单位焦比为343.89kg/t,比上年下降2.57kg/t。与上年相比,焦比降幅较大的企业有:山钢股份、永钢、河钢唐钢等。2023年焦比较低的企业有:首钢、涟源、新冶钢等。
2.4 喷煤比提高
2023年中钢协会员单位高炉喷煤比为152.80kg/t,比去年升高1.75kg/t。喷煤比升幅较大的企业有:河钢唐钢、敬业、中南钢铁等。2023年喷煤比较高的企业有:首钢、包钢、中南钢铁等。
2.5 热风温度升高
2023年中钢协会员单位高炉热风温度为1175.06℃,比上年升高9.70℃。风温升幅较大的企业有:新兴铸管、方大集团、泰山钢铁等。风温较高的企业有:首钢、三明、敬业等。
热风是廉价的能源,是高炉煤气(约用45%)燃烧换来的;热风是高炉炼铁的第二热源(占炼铁用能的19%左右),企业要及时对热风炉进行技术改造,要努力提高热风温度,促进实现低燃料比,降低生产成本。根据经验,提高100℃热风温度,可降低高炉燃料比约15kg/t,并可提高喷煤比。
提高热风温度的技术措施是:热风炉拱顶使用耐高温的硅砖,热风炉拱顶在烧炉和送风时的温差小于100-150℃,热风炉送风时间要控制在40-60min;热风炉蓄热砖要用高蓄热面积的格子砖(由7孔改为19-37孔砖),涂抹能吸热高辐射蓄热材料;提高热风炉废气温度(达到400-450℃),单烧高炉煤气的热风炉采用煤气和空气双预热技术;高炉和送风系统结构,能够使用和接受高风温等。目前,我国一些企业热风温度偏低和热风炉寿命偏低(设计规范要求大于25年)的主要原因是使用的耐火砖质量差。为降低投资,买质量差耐火砖,使风温达不到高风温水平,造成高炉长期得不到高风温,使炼铁焦比高,其经济代价太大,是得不偿失的做法。一些企业热风炉的短管设计不当、所用材料不好,造成经受不了高风温。要用技术经济的方法去进行科学计算,确认合理经济的建设和改造热风炉投资原则。
2.6 高炉入炉矿品位下降
2023年,中钢协会员单位高炉入炉矿品位是57.27%,比上年下降0.32个百分点。目前,钢铁企业已不再追求高精料,而是追求经济炉料。2023年,入炉矿品位较高的企业有:首钢、太钢等。入炉矿品位提高较多的企业有:敬业、济源、津西等。
根据经验,高炉炼铁精料技术水平对炼铁指标的影响在70%,精料技术的核心是努力提高入炉矿含铁品位。铁品位升高1%,燃料比下降1.5%,产量提高2.5%,降低污染物排放,促进高炉清洁生产。目前,铁矿石价格升高,不有利于采购高品位矿石。但一般认为,高炉炼铁低于50%品位的铁矿石,因渣量太大,不经济;含Al2O3高及高SiO2的铁矿石,实际经济品位下降的较多。因此,不要购买低于60%品位的进口矿。建议将企业高炉入炉矿含铁品位提高到58%以上,促进企业节能减排和绿色生产。要认识到:高炉炼铁是以精料为基础,而精料技术的核心是努力提高入炉矿品位。
国内学者提出入炉矿品位变化对高炉技术指标的影响,如表3所示。
高品位会使炼铁渣比降低,有利于降低燃料比。2023年,渣比较低的高炉有:太钢4747m3、迁钢2650m3、鞍钢2580m3等。
提高高炉炉料中球团矿配比,是炼铁技术发展的大方向,是提高高炉入炉铁品位的主要技术措施之一。球团矿含铁品位比烧结矿高约7%,球团生产过程中污染物排放是烧结矿生产的1/3,炼铁多用球团矿,可以降低炼铁系统的污染物排放。所以,我们提倡炼铁要努力提高球团矿配比。部分高炉已有好的范例。高炉提高球团矿配比后,炉渣碱度不好调整,建议使用熔剂性球团矿,我国已有生产熔剂性球团技术。
2023年,重点钢铁企业球团矿产量1.3529亿吨,比上年下降0.26个百分点,不利于提高炼铁入炉矿品位。
2023年,重点钢铁企业选矿的铁精矿品位是64.17%,比上年提高0.14%,促进了炼铁入炉铁品位和球团矿品位的提高。
2.7 高炉休风率降低
2023年,中钢协会员单位高炉休风率为2.24%,比去年相比下降0.22%。休风率较低的企业有达钢、方大集团、涟源钢铁等。高炉休风率低是高炉能够生产稳定顺行的主要标志,是高炉操作水平高和设备运行状态良好等方面的综合体现。当前,受外界政策等因素影响,个别企业临时休风现象较多,造成高炉休风率升高。
三、环保持续改善
2023年,中钢协会员单位铁产量升高4.27%,高炉渣产量升高2.55%,但高炉渣利用率与上年持平;含铁尘泥产生量增加1.54%,含铁尘泥利用率与上年持平;高炉煤气产生量增长0.10%,高炉煤气利用率达到98.61%,与上年持平;焦炉煤气利用率为98.60%,与上年持平。重点钢铁企业外排废水总量同比减少12.39%,废气排放总量同比增长7.84%,其他主要污染物排放量均有所降低。如烟尘排放量下降10.52%,工业粉尘降低8.07%等。
四、原燃料质量提高
2023年,与上年相比中钢协会员单位烧结转鼓强度下降0.13个百分点、固体燃料消耗下降0.70kg/t、碱度升高0.02倍、台时产量升高3.59吨/(台•时),焦炭M40、M10和灰分分别升高0.04、0.03和0.04个百分点,详见表4和表5。