摘要 对我国炼铁行业如何贯彻科学发展观进行了阐述。认为炼铁行业贯彻科学发展观,应着重于节约炼焦煤、降低能耗、节水和保护环境。具体是:焦炉逐步大型化,以降低能耗,减少污染,回收余热,并加速推广干熄焦技术和煤调湿技术;烧结、球团要优化工艺,减少污染,降低能耗;高炉要做好大型化、精料、高风温、喷煤和余热、余能、废料回收等工作。
关键词 炼铁 科学发展观 节能环保
科学发展观是我国各个领域继续向前发展的重要战略指导方针,也是全国人民的共识。钢铁行业如何贯彻落实科学发展观?这是我们冶金工作者必须认真考虑的重大问题。
钢铁行业是资源消耗大户、能源消耗大户、环境污染大户。钢铁行业贯彻落实科学发展观主要应该在节约资源、节约能源、循环利用以及环境保护方面下功夫。钢铁生产过程中的资源消耗和能源消耗以及对环境的污染主要集中在炼铁工序(含炼焦、烧结、球团、高炉),因此,笔者想就炼铁行业如何贯彻落实科学发展观谈点粗浅的看法。
l炼焦
炼焦生产的主要问题:一是要消耗大量炼焦煤,而炼焦煤资源是短缺的;二是污染环境,它是钢铁生产流程中对环境污染最严重的一个环节;三是消耗大量能源,2005年重点大中型钢铁企业平均每吨焦炭消耗142.2l kg标准煤。
应采取的对策是:
(1)逐步用6m以上的现代化大容积焦炉代替落后的中小焦炉。大型现代化焦炉热效率高,焦炭质量好,便于治理污染和回收余热。
(2)加速推广干熄焦技术。传统的湿法熄焦使红焦炭的大量显热(约占生产焦炭所耗热量的45%)白白损失,而且要耗用大量水,并造成环境污染,腐蚀设备。采用干熄焦技术,可回收红焦炭显热的70%左右,用以产生蒸汽发电;可节约大量的水。此外,还可提高焦炭强度:M40可提高3%~8%,CSR可提高3%~4%。在焦炭强度相同的情况下,可多配用弱粘结性煤10%左右。
(3)采用装炉煤水分调控(煤调湿)技术,配型煤炼焦技术或捣固装煤炼焦技术。这三种技术在我国都有成功实例,都可以不同程度地提高焦炭质量,或者在相同质量条件下多配弱粘结性煤,从而达到节约优质炼焦煤的目的。此外,装炉煤水分调控技术,还可以使焦炉增产,降低能耗。
(4)完善焦化生产各环节的环保措施,把污染降到最低。水要做到循环利用。要回收焦炉上升管和烟道废气的余热。
2烧结、球团
烧结生产的主要问题:一是烟气中含SO2等有害物质和产生大量粉尘污染环境,虽然粉尘一般都能得到有效治理,但烟气污染问题还普遍存在;二是能耗比较高,2005年我国重点大中型钢铁企业每吨烧结矿平均能耗为64.83 kg标准煤;三是有的烧结厂的余热未得到充分利用。
球团生产烟气中的污染物质比烧结少,能耗也比烧结低,但我国球团矿产量不足。
应采取的对策是:
(1)合理选择烧结或球团工艺。我国铁矿石绝大部分是贫矿,其成品是细粒精矿粉,宜于生产球团矿。然而,由于历史原因,我国各钢铁厂却走了一条以烧结矿为主的道路。随着我国钢铁生产的发展,现在进口铁矿石已占所需铁源一半以上。国际市场上,粉矿多,价格较便宜,而粉矿只能做烧结,所以总体上看,我国大多数钢铁厂的炉料构成仍将以烧结矿为主,这是必然的。但是,高碱度烧结矿需要酸性矿(块矿或球团矿)搭配,而我国富块矿很少,酸性球团矿不足,在国外采购,价格高,运距远,运费贵(特别是球团矿价格最贵,运距最远,多半从巴西运来),成为钢铁厂的沉重负担。因此,将国内精矿粉用来生产球团矿,不仅从工艺上看比生产烧结矿更为合理,而且更符合需要。有些钢铁厂用国内铁精矿来生产烧结矿,同时又向国外买块矿和球团矿来搭配,显然不合理。如果将国内铁精矿做成球团矿,从国外买粉矿来做烧结矿,肯定能降低购矿费用,从而获得经济效益。此外,值得特别注意的是,生产球团矿比生产烧结矿能耗约低三分之一,污染也少,而两者单位投资相近。
(2)设备大型化。球团和烧结机都应以年产100万t以上的设备逐步代替小型设备。因为大型设备能耗较低,产品质量较好,又便于治理污染。球团除个别厂因用量少或为了利用高炉煤气作燃料而在厂区建竖炉外,一般应在矿山建大型链箅机一回转窑,这样更为合理。
(3)采用先进生产工艺降低燃料消耗。低碳厚料层烧结不仅燃料消耗低、成品率高,而且烧结矿质量好。因此,应围绕提高料层相应地采取提高料温、配加石灰、小球烧结、燃料分加、偏析布料等先进技术,以期把燃料消耗降至最低。
(4)在环境保护和节约资源方面,除了要进一步完善各环节的除尘设施外,应重视研究解决烧结烟气的脱硫问题;烟气和冷却废气的余热要加以回收利用;要将所有厂区产生的含铁尘泥回收起来用作烧结原料,消纳这些尘泥是烧结厂应作的贡献。
3高炉
高炉生产的主要问题:一是小高炉多,平均炉容小;二是焦比高,燃料比高;三是耗水多,环境污染重。
应采取的对策是:
(1)转变观念。过去由于我国钢铁产量满足不了需求,也由于许多钢铁厂内部炼铁能力小于炼钢能力,长时间以来我国高炉多偏重于提高冶炼强度,提高利用系数,提高产量,而顾不上节焦、节能、节水和环保,这是不符合科学发展观要求的。今后高炉生产的领导者、管理者、组织者和操作者都应按照科学发展观的要求,把节焦、节能、节水、环保和高效、优质、长寿等工作全面重视起来,全面开展起来。目前作上述转变,条件很好,因为我国钢铁生产能力已大于市场需求,产量已不是主要矛盾。
(2)炉容大型化。应逐步以1 000 m3以上的大型高炉代替小高炉,应按国家产业政策将小高炉及时淘汰。大型高炉燃料比低,铁水质量也好,又便于采取节水和治理污染等措施。
(3)精料。精料是基础,料精,吨铁消耗的铁矿石、燃料及各种物耗都少,相应排放的各种污染物少。要始终把精料放在首位。人炉矿含铁品位应﹥58%,焦炭及喷吹煤粉的灰分应<12%,高炉渣量应<350kg/t(>2000m3高炉应<300kg/t),焦炭强度指标应达到M40>80%,M10<7%,CSR>60%,CRI<28%,(>2 000 m3高炉的焦炭还应优于上述指标)。
(4)提高风温。2005年我国重点大中型钢企业高炉平均风温1084℃,比国际先进水平约低100~150℃。其中,年平均风温>1 200 ℃的仅一家1100~1 200℃的15家,1 000~1100℃的39家,还有12家风温在1 000℃以下。应将风温提高到1 200 ℃以上。风温提高100℃约可降低焦比16~20kg/t,这方面节焦潜力很大。为了提高风温,应抓紧对那些不能满足高风温要求的老式热风炉(含热风管道)进行现代化改造;冷风管道应该采取保温措施,以减少热损失而利于提高风温。
(5)提高煤比。多喷煤,少用焦,好处很多。第一,可以节约短缺的炼焦煤;第二,可以降低能耗,因为把煤制成煤粉的能耗比生产焦炭的能耗少得多;第三,可以减少污染,因为少用了焦炭就会减少生产焦炭造成的污染;第四,可以降低生铁成本,因为煤粉比焦炭的价格低得多,目前国际先进煤比达到200kg/t以上,2005年我国68家重点大中型钢铁企
业平均煤比是124 kg/t,其中>200 kg/t的仅一家,150~200kg/t的7家,100~150 kg/t的43家,其余的在100 kg/t以下,提高煤比还有很大发展空间。
2005年重点大中型钢铁企业生铁产量24547万t,按此产量计算,如果平均煤比能提高到150 kg/t,则一年可少用焦炭510万t。此外,非重点大中型钢铁企业生铁产量还有8493万t,这部分企业的煤比一般比重点大中型企业低,潜力更大。
(6)提高炉役寿命。炉役寿命短,修炉频繁,不仅耽误生产,而且耗费资财。应采用长寿技术,把炉役寿命普遍地提高到15年以上,一个炉役单位炉容产铁量达到10000 t/m3。长寿技术措施中,要注重采用优质耐材和优质冷却设备(如铜冷却壁等);要推广使用软水密闭循环冷却技术,它不仅能防止结垢,始终保持有效冷却,而且可以降低水耗。
(7)提高炉顶压力。提高炉顶压力,不仅有利于增产,也有利于降低焦比和减少瓦斯灰吹出量。我国上世纪六七十年代建设的大高炉,设计炉顶压力一般为150kPa,改革开放后新建或大修改造的大高炉一般设计炉顶压力为200~250 kPa,但许多高炉实际使用的炉顶压力并没有达到设计指标。这是一种浪费,应该把这个潜力挖出来。
(8)改进高炉操作。高炉操作中,应从过去偏重追求提高冶炼强度转变为着追求降低焦比。关键是要充分运用上部和下部调剂手段,改善煤气流分布保持高炉长期稳定顺行,提高煤气利用率。煤气利用率应普遍达到45%以上,条件较好的应达到50%左右。这方面大有潜力可挖。
(9)降低[Si]。[Si]每降低0.1个百分点,可降低焦比4~7 k/t,提高产量1.0%~1.5%,对炼钢也十分有利(可减少渣量,缩短冶炼时间,降低氧气和石灰消耗量等)。应该把[Si]降到0.3%~0.5%,这方面也有很大潜力。
(10)推广应用高炉煤气干法除尘。全干式袋式煤气干法除尘早已在我国300 m3级高炉上普遍采用,750~850m3高炉采用的有5座,1 000m3以上的大型高炉采用的有15座(含在建),其中>1 800 m3的4座,>2 000 m3的2座,最大的已达2600m3根据莱钢1 880m3高炉的经验,干法除尘的优点十分明显。①煤气质量好,含尘量<3 mg/m3;②节能,除尘后煤气平均温度达140℃,比湿法除尘的煤气温度约高100℃。由于煤气的显热多,用于锅炉加热可节省煤气,用于热风炉加热可提高风温50℃左右,用于TRT可提高发电量30%以上。③节水,湿法除尘耗新水0.2m3/t,全干法除尘仅在清灰的加湿过程中用少量水,日用量仅4~6 m3,节水效果突出。④节电,湿法除尘耗电6.2kWh/t,干法除尘只有0.3 kWh/t。⑤杜绝了湿法除尘大量污水的产生,非常有利于环保。像这样好的技术,今后应在大高炉上大力推广。
(11)要进一步搞好环境保护。环保设施除了要做到“三同时”(同时设计,同时施工,同时投产)外,生产过程中,还应做到“三一样”,即环保设备要像生产设备一样维护,一样检修,(遇到问题时)一样研究改进。
(12)回收余热、余能、“废料”。应回收热风炉烟气余热来预热空助燃空气和煤气,以提高风温。应回收炉顶煤气余压来发电(TRT),没有TRT的高炉,应尽快安装,今后TRT应与高炉同步投产。要搞好全钢铁厂的燃气平衡,避免煤气放散。所有含铁粉尘要回收用于烧结。全部炉渣应经水淬用作水泥原料,避免放干渣。要消灭渣场、渣山,已堆积的渣山要研究开发利用。
上列各项,虽多属“老生常谈”,但从贯彻落实科学发展观来要求,还是有许多工作要做,有很大潜力可挖。相信在“十一五”期间,通过贯彻落实科学发展观,我国炼铁行业会有更大进步。