论高炉炼铁的节能

论高炉炼铁的节能

杨俊鹏

杨俊鹏

(贵州大学材料与冶金学院冶金工程2005级（3）班，贵州贵阳550000)

中图分类号：TF57文献标识码：A文章编号：1673-0992（2009）05-049-01

摘要分析了我国钢铁工业能耗现状及节能情况，列举了非高炉炼铁工艺的发展，最后简述了如何依靠科技进步来降低炼铁能耗的几项措施。

关键词：钢铁工业能耗；非高炉炼铁；节能措施

炼铁是钢铁生产中的能耗大户和主要污染源。由烧结、球团、焦化以及高炉各工序组成的炼铁过程，消耗了吨钢总能量的70%左右，同时产生大量粉尘、废气和废水。炼铁的能量消耗成为吨钢成本中的重要组成部分，而污染物的排放也对环境造成严重影响。因此，炼铁的节能与环保对整个钢铁工业的健康发展是十分重要的。自1995年起，我国生铁的产量已连续多年超过1亿t，成为世界第一产铁大国。然而在节能和环保方面，我国与国外先进水平存在着较大的差距。在经济全球化的今天，缩小并最终消除这种差距，是提高我国钢铁工业整体水平和在国际上竞争力的重要方面。

一、我国钢铁工业能耗现状及节能情况

据统计，2005年我国生产原煤21.9亿吨(居世界第一)，消费21.4亿吨原煤：生产原油1.8l亿吨(居世界第六)，消费原油3.0亿吨：生产天然气500亿m3。(居世界第十四)。消费500亿m3；全年发电24747亿千瓦时(居世界第二)。2004年我国钢铁工业能源消耗占全国能源总消费量的l5.18％，其能源消费结构是：煤炭69.9％，石油类3.2％，天然气0.5％，电力26.4％。

1980～2005年，我国大中型钢铁企业吨钢可比能耗从1285Kgce/t降到714Kgce/t，节约571Kgce/t，降低了44.43％。这说明，我国钢铁工业的节能步伐是与我国经济发展中的节能力度是同步进行。也说明了钢铁工业节能工作取得巨大成绩。据统计2006年前三季度，全国产钢3．08亿吨，比上年度同期增长l8.49％。但全国重点大中型钢铁企业总能耗为14535万吨标煤。比上年度降低6.8％。这说明，我国钢铁工业节能工作还在深化发展。2000年，工业发达国家吨钢可比能耗平均值在642Kgce/t。2005年，我国重点大中型钢铁企业吨钢可比能耗值为714Kgce/t。经对比分析可看出，我国钢铁工业的能耗水平与工业发达国家相比，高出11.2％。

近年来，依靠科技进步，使生铁产量逐年提高，工序能耗不断降低。但与国际先进指标相比，仍有很大差距。要继续降低炼铁工序能耗，无论在管理方面，还是技术方面，仍有大量工作可做。

二、非高炉炼铁工艺的发展

非高炉炼铁有直接还原和熔融还原，省去了烧结、球团和焦化工序，被认为是一种节约能源、环境友好、投资低且生产成本低的生产工艺。但是，非高炉炼铁对所需要的原燃料条件、生产工艺、技术设备等方面要求严格，从当前情况来看，还有不少需要进一步改进的地方。因此，到目前为止，非高炉炼铁在全世界尚未得到普及。2007年全世界生产粗钢13.22亿吨，生铁9.43亿吨，而且全球直接还原铁产量只有5579万吨，价格保持在230美元/吨(离岸价)。由此可以看出，非高炉炼铁技术尚需进一步完善，还要经过一段时期才能实现较大的发展。

多年来，国内外炼铁工作者对开发非高炉炼铁技术做出了巨大努力，且也取得了一定成效。熔融还原技术被定为世界冶金技术发展的三大前沿技术之一，受到世界冶金界的关注。目前，钢铁企业普遍采用高炉炼铁技术，并得到了迅速发展。依据实际情况分析，非高炉炼铁技术虽然已取得了一些阶段性成果，但与高炉炼铁比较，在能源消耗、CO排放、基建投资、生产成本、生产规模、设备寿命等方面并没有形成绝对的优势。

三、降低炼铁能耗的措施

采用先进的生产工艺、技术、装备，淘汰落后设备，可以促进炼铁企业的节能。炼铁系统有数百项单项节能技术，但最重要的工作是努力降低炼铁的燃料比。因为炼铁燃料消耗占炼铁能耗的75％。国际水平的燃料比是小于500Kg/t，国际先进水平的燃料比是在430~470Kg/t。

1.管理节能

通过对炼铁系统生产实行现代化管理，建立企业的能源管理部门(能源处或能源管理中心)，能源管理工作制度，最终实现企业的节能目标。

能源管理中心工作内容是；监测、控制、调整，故障分析诊断，能源平衡等。能源管理工作应当是在线管理，随时进行分析、调整，而不是事后分析，再做调整。对企业能源进行现代化管理，就可以实现节约企业总能耗5％的效果。

2.技术节能

（1）合理配煤，保证焦炭质量

低硅烧结矿可以显著降低高炉渣量,是高炉降低焦比实现大喷煤的必要条件。低硅烧结矿同时具有高还原度、高温性能好等优点。优质低硅烧结矿生产技术包括以下两方面。①铁矿原料。根据我国铁矿基本上是高硅铁精矿的现状，应选择进口低硅粉矿搭配使用。目前国内年进口铁矿量多于5400万t，铁矿种类也由最初的几种扩大到目前的20余种，有较宽的选择范围。其中南美的一些铁矿含硅很低，如CVRD的Carajas矿的SiO2仅为0.6%。这种铁矿对降低烧结矿硅含量效果显著。②烧结工艺。降低烧结矿的硅含量会引起烧结矿的低温还原粉化率(RDI)升高、转鼓强度降低以及利用系数下降等。为消除这些不利影响，应采取强化制粒、偏析布料、提高烧结矿碱度、适当增加MgO含量、低温烧结等措施。国外许多厂的烧结矿SiO2含量已降低到5%以下，1998年芬兰罗德洛基钢铁厂为4.2%，目前我国宝钢也达到4.6%的高水平，取得了显著的节能效果。

（2）高炉喷煤技术

从能源替换的角度看，高炉喷煤是炼铁工艺最主要的节能降耗措施。近年来，我国喷煤技术发展较快,如宝钢高炉已达到250kg/t的煤比，处于世界领先水平。相当一部分大中型企业的煤比在100~150kg/t。但总的来说，我国的喷煤水平还不高，还有许多需要改进的地方。除了应继续强调高炉的精料、提高风温及改善高炉操作外，还应重视制粉和喷吹系统的技术改造，使其适应高炉大喷煤的需要。在制粉方面，应努力提高产量、降低制粉能耗和加工成本。四、结语降低炼铁能耗是一个复杂的系统工程，它涉及多道工序的众多方面，需要投入巨大的人力和物力。因此，必须将生产、设计和科研紧密地结合起来，借鉴国外的先进经验，针对我国的具体情况，开发应用各种炼铁节能技术。

参考文献：

[1]卢宇飞，炼铁工艺，冶金工业出版社，2006

[2]潘健武，顾德骥，炼铁炼钢的知识，科技卫生出版社，1958

[3]中华人民共和国冶金工业部钢铁工业管理局技术处，炼铁生产经验汇编，冶金工业出版社，1958

[4]马竹梧，炼铁生产自动化技术，冶金工业出版社，2005

[5]刘竹林，炼铁原料，化学工业出版社，2007