未来炼铁技术发展方向探讨以及宝钢探索实践

 准确把握未来炼铁技术发展方向,对钢铁企业实现转型升级和可持续发展具有重要意义。通过系统总结、对比分析当前中国钢铁行业和炼铁工艺面临的形势、国内外炼铁生产技术现状及进展、钢铁行业的一般发展规律,判断今后炼铁技术发展方向短期为厂城共融技术的研发与应用,中长期为低碳、低成本的工艺技术以及智慧制造装备技术的研发与应用。为此,宝钢炼铁厂已经开展了一些尝试与实践,并对未来发展进行了远景规划,以尽快探索出一整套自己独有的、有核心竞争力的未来炼铁工艺技术,助推宝钢炼铁成为行业内最好的炼铁企业。     

以循环经济为理念的钢铁企业环境保护设计思路

钢铁企业以循环经济为发展理念,环境保护设计应从污染预防、过程控制、末端治理、废物的资源化利用等全过程控制污染物产生和排放。包括按照物质、能量、信息流动的生态规律,减少污染物的产生量,从源头预防污染;在企业内部通过促进清洁生产,推进生态设计,合理利用资源和能源,实行工业污染全过程控制;通过采用先进的环境保护技术措施,实现污染物排放量的最小化;大力推进资源节约,实现钢铁企业固体废物资源化和高价值综合利用。     

发展循环经济,建设节能环保型钢铁企业

发展循环经济,建设节能环保型钢铁企业,应从污染预防、过程控制、末端治理、废物的资源化利用等全过程控制污染物产生和排放。包括采用大型设备,先进紧凑的生产工艺和技术以及清洁的原燃料和能源,减少污染物的产生量,从源头预防污染;在企业内部通过促进清洁生产,推进生态设计,合理利用资源和能源,实行工业污染全过程控制;通过采用先进的环境保护技术措施,实现污染物排放量的最小化;大力推进资源节约,实现钢铁企业固体废物资源化和高价值综合利用。     

宝钢高炉炼铁成本优化的系统性分析和思考

结合宝钢高炉炼铁成本与国外高炉炼铁成本比较分析,重点对宝钢高炉炼铁成本优化进行了系统性分析和思考。认为,高炉炼铁成本优化是一项系统工程,需要从高炉建设、生产操作、采购与生产联动、煤气与固废综合利用等环节来综合考虑,才能取得明显成效。     

第四届全国大高炉炼铁年会在杭州召开

由宝钢炼铁厂承办的第四届全国大高炉炼铁学术年会于9月17～18日在杭州举行,来自全国20余家拥有1000m~3以上高炉钢铁企业的50余位代表参加了会议。关注形势、掌握资源、推进炼铁技术进步、加强环保、重视人力资源管理,成为当前我国大型高炉在新一轮钢铁生产发展中共同关注的热点。     

钢渣综合利用技术及进展分析

钢渣是钢铁企业主要固体废物,在我国总体利用效率不高,合理利用钢渣对钢铁企业的发展具有重要意义。介绍了钢渣的组成、结构及性能,对现行的钢渣综合利用技术进行了总结和分析,并重点就钢渣减排和循环利用提出了建议。     

宝钢绿色烧结的创建与设想

宝钢宝山基地烧结区域通过近十年的节能减排环保升级改造,应用了超高料层烧结技术、液密封环冷机技术、烧结烟气综合循环技术、烧结烟气超低排放控制技术、粉尘制粒综合利用技术、环冷区域烟气零排放技术等,大幅提升烧结过程的能源利用效率,有效降低各种污染物排放浓度,全面提升烧结生产经济技术指标,基本实现绿色烧结生产。进一步研发和应用新技术,系统策划综合回收利用城市水处理污泥、生物质热能资源等城市副产物,以及集中供应社区生活热水等节能项目,促进钢铁企业和城市建设有效融合,实现城市钢厂持续发展。     

武钢炼铁工序能耗状况浅析

国内大型钢铁企业中生铁年产量超过600万t的有鞍钢、首钢、宝钢和武钢。目前,武钢炼铁工序能耗比鞍钢、首钢要好(1998年鞍钢、首钢能耗分别为500.0kg标准煤/t和469.2kg标准煤/t),但与宝钢相比还存在较大差距,1998年武钢炼铁工序能耗为     

炼铁系统能耗分析及节能

通过分析近年首钢北京地区、首秦和迁钢炼铁工序能耗变化和能耗介质构成情况,阐明影响炼铁工序能耗的主要能耗介质消耗,说明回收能源、降低焦炭消耗和提高喷煤对炼铁工序能耗的影响.通过与宝钢先进指标的对比,在节能潜力分析基础上,提出炼铁系统节能对策,为国内外钢铁企业炼铁节能提供参考.     

关于中国钢铁企业炼铁系统减碳路线的思考

节能减排是目前钢铁企业面临主要任务之一,结合中国钢铁企业炼铁系统的情况,对传统高炉炼铁流程实 现减排的技术优化措施进行了分析,介绍了以降低高炉燃料比为核心的减碳技术和低碳能源的开发利用情况;根 据气基直接还原工艺技术的要求并依据国内现有能源、资源分布状况和结构特点,展望了国内钢铁行业炼铁系统 减碳工作的前景。     

煤基直接还原炼铁技术分析

分析了主要的煤基直接还原炼铁工艺。回转窑反应温度低,导致动力学条件变差,停留时间长,散热大,吨铁煤耗达到1000 kg左右。从能量利用角度,过多的煤气还需换热加以利用。隧道窑通过罐装矿粉,可省去造球工艺,但是罐子传热只能通过对流与传导换热方式,因此,停留时间长,热量损失大,同时罐子、海绵铁的余热、废气热量尚未得到利用,导致煤耗高达1 500 kg/t海绵铁。转底炉由于温度高,反应速度快,但是热能利用率差,吨铁实际煤耗居高不下。可见,目前的煤基直接还原炼铁工艺,离低能耗、低污染的炼铁目标相差甚远,最大的问题是固态条件下的还原反应效率过低,提高铁矿的低温反应性能是煤基直接还原炼铁走向成功、高效、环保的关键所在。     

我国炼铁工业的回顾与展望

８０年代以来，我国炼铁工业得到了长足发展，现已成为第一产铁大国。实践表明，十几年来执行的以现有钢铁企业现代化改造为重点的政策是正确的。在９０年代，我国炼铁工业必须把扩大喷煤量和降低能耗做为基本技术方针。     

我国炼铁发展前景及面临的挑战

我国炼铁工业规模巨大,装备和生产指标先进,但在能耗和清洁生产方面尚存在不足。未来我国的炼铁生产仍将依靠高炉流程。受钢产量和铁钢比的影响,其短期的生产规模将维持在7亿/a左右。炼铁面临的主要挑战是在原燃料品种质量及价格的频繁波动,炼铁生产成本的有效控制以及清洁生产等。对应的措施是:优化炉料结构,建立现代化高炉操作理念以及系统应用各项节能减排工艺技术。     

中国高炉实现低碳低成本炼铁问题探讨

针对当前国家制定的低碳方针及炼铁成本偏高、钢铁企业追求低成本炼铁的目标,采用Rist操作线法及C-rd两种方法分析了高炉炼铁过程中的碳消耗。对高炉炼铁成本进行系统分析得出:两种方法计算出的高炉炼铁碳消耗结果基本相同,误差范围在1%~2%;在ηCO55%~58%热消耗接近9 GJ/t的情况下,单位生铁的碳消耗是高炉炼铁的低碳目标,目前中国高炉的燃料比要比低碳炼铁的燃料比高出80 kg/t以上;原燃料价格低并不等于生铁成本低,应根据焦炭、煤粉、熔剂、矿石及烧结矿的综合成本来科学计算评估炼铁生产成本。由于当前产能过剩,高炉工作者应从追求产能转变为保证炉况顺行、稳定炉腹煤气量、实现低碳低成本炼铁。     

单种铁矿性能评价体系的设计与开发

针对国内外各种铁矿石性能差异较大的现状,为了更合理有效地评价和利用各种铁矿资源,将单种铁矿分为块矿、球团矿、富矿粉和精矿粉4种类型,并根据提供的铁矿数据设计了简易型和科学型2种评价模型,建立单种铁矿性能综合评价体系。结合某钢厂的烧结、炼铁生产实际参数,采用Visual Studio开发模型软件,对各种铁矿石做出快速、定量的综合评价,直接计算出最佳的采购参考价格。经企业应用表明,模型计算结果准确度高,为降低炼铁成本,提高生产效率提供了理论和技术依据。     

烧结烟气脱硝废弃钒钨钛催化剂资源化利用途径分析

2019年生态环境部等五部联合印发《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》提出,到2025年底前,全国力争80%以上的钢铁产能完成超低排放改造。目前,烧结烟气中NO_x减排成为重中之重。以钒钨钛系催化剂为核心的氨气选择性催化还原法(NH₃-SCR)成为烟气脱硝主流技术之一,并已广泛在钢铁企业投入使用。而随着催化剂使用寿命到期,废弃催化剂产生量逐年增加。据估计,2027年前后中国烧结烟气脱硝废弃催化剂产生量将达到100 000 m³/a。钒钨钛系催化剂含有V₂O₅,具有较强的生物毒性,新版《国家危险废物名录》中,已明确将这类废弃催化剂归为“HW50”危废。随着环保要求日益严厉,加强对钒钨钛系催化剂的有效处置利用已成为钢铁工业急需解决的关键共性难题。围绕废弃催化剂的处理思路和技术手段,总结了国内外废弃催化剂处置现状。主要处理思路分为有价元素提取、废弃催化剂循环利用和无害化处置等。有价元素提取相应的技术手段包括浸出、萃取、沉淀、水热合成、碳热还原等;废弃催化剂循环利用包括掺混制备新催化剂...     

“经济冶炼”的思考

炼铁实施“经济冶炼”，是钢铁企业积极面对市场的体现，本文对如何处理好原、燃料费用和高炉技术经济指标之间的关系提出一些建议，以求真正达到“经济冶炼”的目的。     

进入21世纪后中国炼铁工业的发展及存在的问题

20世纪最后10年内,中国钢铁工业步入快速发展阶段,进入21世纪后其增速更加惊人。2000年钢产量1.2848亿t(铁产量1.3049亿t),2008年钢产量增加到5.0031亿t(铁产量4.6928亿t),这意味着8年内年钢产量增加了2.89倍。尽管2008年发生了世界金融危机,但中国政府及时采取刺激经济增长的政策,中国钢铁工业保持了增长趋势,2010年钢产量6.2665亿t(铁产量5.9001亿t)。通过分析中国炼铁领域在过去10年的发展情况以及未来可能遇到的困难,认为中国炼铁工业将面临资源紧缺、结构不合理、能耗过高及环境负担重的挑战,中国炼铁工业的健康发展依赖于我们如何处理所面临的挑战。     

Current status and development trends of innovative blast furnace ironmaking technologies aimed to environmental harmony and operation intellectualization

Blast furnace (BF) ironmaking is dominant for reducing pollution emission and energy consumption in iron and steel industry.Under the increasingly strict environmental pressure, some innovative tech-nologies of BF ironmaking for environmental protection have been developed and applied in actual op-erating facilities.The current state of BF ironmaking in Europe, America, Japan, and China were briefly overviewed.Moreover, some innovative BF ironmaking technologies aiming at environmental harmony and operation intellectualization in the world, such as waste gas recycling sintering, BF op-eration with coke oven gas injection, ferro-coke, lime coating coke, BF visualization and intellectuali-zation, were roundly summarized.Finally, some discussion on the technologies was carried out and the development trends of BF ironmaking were pointed out.The review could provide references and supports for the progress of environment-friendly technologies of BF ironmaking, thereby promoting their practical applications and achieving sustainable development of BF ironmaking, especially for Chinese ironmaking industry.