对高炉炼铁系统几个节能技术认识.ppt

目 录 1. 前言 2. 实现低燃料比，达到低碳炼铁的技术 2.1 精料是实现低燃料比 2.1.1 含Fe料（铁矿石）质量劣化情况下生产优质烧结矿的技术分析 2.1.2 烧结生产过程的节能 2.1.3 利用国产磁精矿粉生产优质球团矿 2.2 降低燃料比的重要工艺技术 2.2.1 高风温技术 2.2.2 富氧技术 2.2.3 脱湿与调湿技术 2.2.4 喷吹燃料技术 2.2.5 提高操作水平，使煤气利用率达到ηCO=0.5的技术分析 2.3 延长高炉一代寿命 3. 结论 高炉炼铁属于碳冶金学，它用焦炭（煤粉）的碳为发热剂和还原剂，而冶炼的产品为铁碳合金，碳在风口前燃烧放热形成的CO又是还原剂，上升过程中还原氧化铁转变成CO2，形成含CO和CO2的高炉煤气。 高炉煤气作为低热值气体燃料在热风炉、加热炉及锅炉内燃烧，其中的CO转化成为CO2。溶解在铁水中的C（含碳铁合金的组成部分）在炼钢过程中又氧化成CO而成为转炉煤气的主要成分。转炉煤气作为热值较高的气体燃料在用户处再氧化成CO2。这样高炉炼铁的燃料消耗（燃料比）就决定了其能耗的高低和CO2排放量的多少。 2011年中国生铁产量达到6.297亿吨。它表明中国炼铁消耗的碳量和排放的CO2居世界前列，因此，降低吨铁的燃料消耗，也即降低吨铁的CO2排放，即低碳炼铁成为炼铁节能减排的首要任务。 冶炼1吨生铁需要消耗多少碳？ 决定碳消耗有三个方面： ①生铁渗碳和生铁中少量元素耗碳； ②铁氧化物还原耗碳； ③为冶炼提供必需的热量，风口前燃烧的碳。 生铁渗碳和少量元素还原（包括脱硫）消耗碳在55-60kg/t，在当今冶炼低硅生铁和生铁对锰没有特殊要求的情况下，生铁渗碳量在46-50kg/t，而少量元素还原在6-12kg/t。 铁氧化物还原耗碳与热量耗碳通常是用rd（铁的直接还原度）与C消耗的图解法（图1）来判别。 中国与欧洲还原度与碳素消耗的差别 图2与图3无本质上的差别，只是横坐标的起点中国用rd=0，欧洲用rd=1.0。欧洲的炼铁工作者在作图时考虑rH2的因素，而我国喷吹的燃料中含H2低，因此作图时将riH2忽略不计。从图2和图3上将ηCO和ηCO+H2达到50%为目标确定出最低碳素消耗，折算成燃料比。在中国的当前冶炼条件下，这个目标为480kg/t，而蒂森公司确定的目标是460kg/t。 2.实现低燃料比，达到低碳炼铁的技术 2.1 精料是实现低燃料比的基础 精料是基础已经成为炼铁工作者的共识，近30年来，精料工作取得很大进步，为高炉降低焦比，提高喷煤量，实现低燃料比做出了贡献。但是近年来由于矿价高涨，为了降低采购成本，出现了与精料原则相违背的现象，需要认真思考。广义上讲，高炉精料包括焦炭、喷吹煤的优化，含Fe炉料的优化和综合鼓风三个方面。 本节只讨论含Fe料的优化与实现精料方面的问题。 2.1.1含Fe料（铁矿石）质量劣化情况下生产优质烧结矿的技术分析 我们在这里所说的铁矿石质量劣化是指富矿石的含Fe量下降，有害元素含量在增加。 例如东半球的富矿，以澳矿为例，品位降低到58-62%，Al2O3含量上升至1.5%以上，有的达到3.0%，P含量上升到0.07%以上。即使这样，富矿的储量不断减少，价格大幅度攀升。至于其他国家（马来西亚、菲律宾、印尼、非洲国家）的矿石含铁量均较低，而有害元素（例如K2O，Na2O，Zn，Cr，Mn，Ni，As等）含量比澳矿多。目前出现的争购低品位（含Fe 50±2%）质量更差的矿石是不可取的。2005年前，我国高炉入炉品位曾达到60%以上，由于矿石质量的劣化，这种高炉品位以后不可能再出现。我们认为在目前的矿石质量条件下，应该把住入炉品位为：大高炉在58%以上，中小高炉在57%以上，低于55%的入炉品位对任何高炉都是不可取的。 入炉品位降低，必然造成渣量的增加，给高炉炼铁带来不利的影响，主要是冶炼过程中，软熔带中软熔层比例增加，而软熔层的透气性仅为1/52，而滴落带中炉渣的滞留率增加，使上升煤气通过的焦炭的空隙度降低，结果造成炉内△P的上升，其次是烧结矿的粒度细化，0-5mm的粒度增多，造成块状带的△P 也上升，因此我们在使用这类富矿料生产烧结矿时，要在提高燃料还原性和强度，以及粒度的均匀性上下功夫。 生产和实践表明，以针状铁酸钙为粘结相的高碱度烧结矿（SFCA）是最好的。但是要生产出这种优质的烧结矿是要遵循以下的生产条件：碱度1.8-2.2，SiO2 4%左右Al2O3/SiO2=0.1-0.3，烧结温度1230-1280℃，强氧化气氛保证Fe3O4全部氧化