炼铁系统低碳技术发展前景与途径

 现代高炉炼铁是以人造矿石和焦炭为物质基础的。现代高炉实现绿色低碳炼铁,需要从炼铁工序的层次优化工艺流程和关键技术,实现烧结、球团、高炉等多工序的协同优化。面向未来,在提高资源和能源利用效率的同时,基于现有技术推进采用低碳节能技术和先进工艺。对于烧结、高炉等传统工艺技术,要进一步研究并应用先进技术,提高生产效能、降低能源消耗和碳排放。持续研究推广绿色低碳烧结技术,如低碳厚料层烧结技术、烧结料面富氢气体喷吹技术、烧结返矿高效回收利用技术、低温烧结技术和热风循环烧结技术等,有效降低烧结过程的能源消耗和CO₂排放。充分利用中国精矿粉资源生产球团矿,提高球团矿产能和产量,进而提高球团矿入炉比率和炉料综合品位,有效降低碳素燃料消耗。提高高炉富氧率和喷煤量,持续提高风温、降低燃料消耗,提高高炉顶压和煤气利用率。有条件的高炉喷吹富氢气体以减少焦炭消耗,开发应用高炉炉顶煤气循环及CO₂脱除再利用(CCUS)等技术。研究解析了高炉炼铁工艺碳-氢耦合还原的热力学机理,讨论了在高炉内不同温度区域固体碳、CO和H₂的还原能力,提出了直接还原与间接还原的耦合匹配是实现最低燃料比的技术核心,探讨了高炉炼铁喷吹全氢/富氢气体的技术可行性和经济性。这些综合技术措施对于进一步降低高炉工艺流程的碳素消耗、减少CO₂排放具有显著效应。与此同时,设计先进合理的流程系统和耗散结构,优化工序界面技术,构建信息物理系统(CPS)实现炼铁工序协同高效、动态有序运行,这也是高炉炼铁工艺实现绿色低碳的关键共性技术之一,具有广泛的适用性和显著的应用效果。     

中国球团矿的发展

烧结矿、球团矿、天然块矿是当前高炉炼铁的原料。含铁品位高的天然块矿日趋减少，我国几乎没有了。因此利用富矿粉或精矿生产的烧结矿、球团矿成为当前高炉炼铁的主要原料。不同国家的铁矿资源不同，因而发展的方向也不同。例如日本，其本国没有铁矿资源，只能从澳洲、南美洲等地购买富矿粉，粒度在6mm以下，适于烧结，     

熔融还原炼铁

生铁目前主要是用高炉生产,高炉生产中重要的原料之一是焦炭。占世界存储量10％的炼焦轧的十分紧缺,甘年后,将由于炼焦煤资源的枯遏,而迫使大批焦炉停产。也使大批高炉炼铁无法生产。熔融还原炼铁新工艺,必将替代高炉炼铁而得很大的发展。 熔融还原炼铁是直接用煤作为热源和还原剂,还原铁矿生产铁水的工艺,与高炉炼铁比较有如下     

济钢二铁厂控制铁中锰含量的生产实践

1 概况 济钢二铁厂两座120m~3高炉于1989年相继扩容投产,炉料结构为“70％高碱度烧结矿 20％球团矿 10％酸性块矿”,炼铁生产中频繁出现崩、悬料,炉凉、炉衬结瘤一类恶性事故时有发生。针对这一问题,我厂根据实际条件,通过在烧结中配用含锰矿提高烧结矿冶金性能,在炼铁生产中将[Mn]控制在适宜范围,解决了炼铁生产炉况长期不顺的难题,高炉不再结瘤,也没有发生过重大炉凉与质量事故,使主要生产技术经济指标逐年递     

我国烧结球团现状和发展趋势

人造块矿分为烧结矿和球团矿两类。烧结适用于粒度较粗的富矿粉造块,球团则适合粒度极细的铁精矿成型。烧结矿是我国高炉炼铁使用的最主要的含铁原料,约占炉料结构70％-80％。球团矿作为酸性炉料,是合理炉料结构的重要组成部分,与高碱度烧结矿搭配可发挥高碱度烧结矿的优越性。     

烧结使用块矿铺底料的生产实践

龙钢烧结使用块矿替换烧结矿作铺底料的试验表明:块矿替代烧结矿作铺底料有利于提高烧结生产率,降低烧结能耗,改善烧结矿强度和低温还原粉化指标,进而优化炼铁高炉炉料结构。含块矿烧结矿配比入炉率达到75%以上,大量使用块矿,使高价位外购球团矿使用量减少。同时高炉铁水含硅量、燃料比大幅度降低,1号、2号高炉吨铁燃料比较前下降了63.73kg,3号、4号高炉吨铁燃料比较前下降了75.98kg,生铁成本降幅在100元左右,高炉各项经济技术指标也大幅提升。     

碱性球团矿的生产及其冶金性能研究

烧结矿和球团矿是高炉炼铁两种主要原料。在我国大中型高炉,烧结矿已成为主要原料,而球团矿正处于发展之中。对于地方钢铁厂来说,究竟是应该发展烧结矿还是球团矿,值得研究。对于以细粒铁矿粉,或化工厂铁泥、转炉污泥,硫酸渣等为主要原料的,应该发展竖炉焙烧球团矿     

原料场的清洁生产技术

现代化钢铁企业的原料场不仅担负着贮存和向各生产车间输送原料的任务，有的还设置了大型的供烧结用的原料混匀设施和破碎筛分设施。钢铁厂的原料品种较多。含铁原料就有块矿、球团矿、粉矿精矿等，另外。还有熔剂等一些辅助料。这些原料中的粉矿、糖矿以及厂内回收的含铁料通过混匀设施混匀后送往烧结车间。另一些原料如块矿、石灰石等却不经过混匀设施直接从一次料场送往炼铁车间。因此，不能忽视这些原料的混匀问题。不论是块矿还是粉矿在送往用户之前都必须进行混匀作业，对直接从一次料场送往用户的原料，则更为必要，因为只有成分稳定、粒度均匀的原料，才是贯彻精料方针的基础和确保炼铁、烧结生产优质、低耗、减污实施清洁生产的基本条件。为此，原料场采用的清清生产技术应包括以下两个方面：     

八钢铁前配矿优化

配矿作为炼铁工艺操作重要手段,影响着烧结及高炉工序的生产。文章介绍了针对八钢进厂铁精粉来源种类多、质量参差不齐,某些单个矿体储量低、原矿品位低,同时有害元素含量差异大、球团矿供应紧张、炼铁配矿难度大等状况,通过在烧结及高炉开展配矿优化,有效利用了疆内铁料,确保环保达标,同时铁前成本得到改善。     

新钢烧结、炼铁锌平衡研究及控制措施探讨

对新钢2 500 m~3高炉炼铁和对应的烧结工序的锌平衡情况进行研究,结果表明:进入高炉的锌量为1.055 kg/t,主要由烧结矿和球团矿带入,其中烧结矿带入的锌量占总量的84%,高炉锌主要由布袋灰排出(占总排出量的89%);烧结工序中,带入的锌量为1.162 kg/t,主要来源于混匀料、内部冷返矿和除尘灰(占总量的97.47%),锌的排出由烧结矿和返矿带出(占总排出量的95.92%)。结合新钢生产实际情况,提出了在烧结、炼铁工序中减少锌带入量、加大锌排出量的建议。     

国家重点项目KLP烧结、球团添加剂通过论证

由国家计委批准立项,并委托广东省计委主持召开的国家重点工业性试验项目──"年产8000吨钢铁工业用KLP烧结、球团添加剂项目"在花都市通过了专家论证,将成为我国首家KLP添加剂生产基地。冶金添加剂是高炉炼铁生产所需的微量辅助原料,高炉炼铁首道工序是球团和烧结。在球团矿中使用KLP添加剂替代传统的膨润土,是目前国际球团界公认的发展趋势。目前,我国钢铁工业球团矿均使用膨润土作粘结剂,不仅降低了含铁品位、污染较大、浪费能源、且影响生铁产量和质量。"KLP"项目是由花都市南国化工有限公司开发研制成功的。于1995年9月通过…     

我国铁矿粉烧结技术发展思路及措施

作为我国高炉炼铁的主要含铁原料,烧结矿的质量对于高炉炼铁生产"高效率、高效益、低耗、节能减排、长寿"具有重要的意义。针对近年来我国铁矿粉烧结工艺受铁矿资源短缺及品质劣化、节能减排、市场环境等不利因素制约,以高炉炼铁的任务为出发点,充分解读了高炉炼铁的"精料方针",提出了以铁矿粉烧结工艺理论为基础,以烧结原料结构和工艺参数优化、改善烧结矿质量为目标的铁矿粉烧结发展的思路及措施。     

炼铁炉料结构技术的发展

高炉炼铁所用的炉料包括:炼结矿、球团矿、天然块矿、熔剂和焦炭。所谓炼铁炉料结构技术主要是指所用烧结矿、球团矿、天然块矿的比例。熔剂是在产烧结和球团过程中配加,在高炉正常生产时是不单独配加熔剂。焦炭用量是随高炉冶炼条件(包括入炉矿石含铁品位、热风温度、喷吹煤粉量、高炉操作水平和富氧率等)而不断变化的。国内外高炉炼铁的炉料结构是没有一个固定模式的。每个高炉都是根据本企业所能获得自然资源的条件(品级和价格)、铁矿石的冶金性能和物理化学成分,以及高炉炼铁成本等方面因素来进行选择的。随着各种条件的变化,不同时期会出现不同的炉料结构。总体上讲,炼铁炉料结构是受复杂因素影响的,是与炼     

免烧结高炉炼铁专利技术——生熟料混装高炉炼铁法问世

现代炼铁业的主要原料来源是含铁粉料经高温氧化焙烧制成的烧结矿或球团矿。烧结工艺设备投资大、能耗高、环境污染严重。随着新世纪脚步的迈进 ,将越来越不能适应经济发展和环境保护的大趋势。虽然 ,目前也存在诸如冷固球团等低温固结技术 ,但大多生产率低、冶炼性能差 ,难以应用于大规模、高效率的现代化生产当中。资深炼铁专家刘玉琦先生 ,在 5 0年炼铁生产实践和理论探索的基础上 ,突破传统束缚 ,发明了“生熟料混装高炉炼铁法”专利技术 (专利号 :961 0 6399.8)。该技术取消了独立的烧结工序 ,将造块和冶炼有机地结合于高炉生产过程中 …     

以精料为基础全面优化炼铁生产技术节能降成本提高经济效益--在200O年炼铁生产技术工作会议暨炼铁年会上的讲话(摘要)

2000年全国炼铁系统生产技术工作会议暨炼铁年会今天在上海宝钢开幕了,这是继1998 年在安钢召开炼铁工作会议后,在世纪之交召开的又一次重要的炼铁生产技术工作会议.下面 我讲三个方面的问题. 一、1998～1999年炼铁系统生产的主要成绩和问题 1.主要成绩 (1)以精料为基础的方针受到了企业的普遍重视,精料技术有了发展,为高炉炼铁提供了较好的原燃料条件.包头白云鄂博矿、攀枝花钒钛磁铁矿、酒泉含BaO褐铁矿三大复合矿的选矿和造块技术已经完全掌握,取得了很好效果,为包钢、攀钢、酒钢高炉炼铁生产打下了较好的基础.焦炭质量有了改进,灰分明显下降,已有8家企业的焦炭灰分降到11.3%～11.6%,个别企业的焦炭灰分已降到11%以下,有些企业的M40提高到85%以上.采用先进烧结生产技术,如优化配矿、球团烧结、小球烧结和低温烧结等,使烧结生产指标有了很大改进,与1997年生产指标相比,烧结矿含铁品位提高了1.2%(重点企业)～1.85%(地方骨干企业),烧结利用系数提高了0.7%～2.3%,合格率提高2%～4%,固体燃料消耗降低1～10 kg/t.为改善炉料结构,球团矿生产得到重视,新建了一些球团生产设备(例如武钢、马钢、宣钢等),使1999年的球团矿产量达到1 220余万吨,创历史最好水平.     

北美、西欧炼铁原料的现状与发展趋势

1 北美炼铁原料的现状北美包括美国和加拿大,这两个国家在经济和技术方面有许多共同之处,就炼铁原料而论,以球团矿为主,不少工厂的高炉使厨100%酸性球团矿,众所周知,球团矿起源于瑞典,但在北美得到很大的发展,成为当地主要的炼铁原料。     

天铁高碱度烧结矿生产实践

针对随着炼铁产能的提高烧结生产能力不足的现状，通过采取增加球团矿和块矿用量、提高烧结矿碱度、改善烧结矿性能等措施，促进高炉炉料结构进一步优化，为高炉提供优质原料，满足炼铁生产。     

优化高炉炼铁原料采购与烧结高炉配矿一体化的思路和方法

通过介绍优化高炉炼铁原料采购与烧结、高炉配矿的思路、原则及方法来阐述了优化高炉炼铁原料采购与烧结、高炉配矿一体化的思路;并通过介绍优化烧结配矿的五个方案和优化高炉配矿的四个方案实例来分析和评价了优化高炉炼铁原料采购与烧结、高炉配矿一体化的应用效果。     

烧结矿与球团矿的比较

日本神户钢铁公司,于1966年设置150万吨的球团设备以来,对球团矿和烧结矿的生产技术以及高炉操作技术进行了研究。因自云石球团矿研究成功,当炼铁原料中烧结矿和球团矿的比例各占50%的条件下,取得     

基于不同炼铁工艺的铁矿石低温还原粉化特征

 为改善铁矿石在炉内的低温还原粉化性能以适应多样的炼铁生产条件,以炼铁生产常用的烧结矿、球团矿以及块矿为研究对象,通过控制还原气体成分和温度的方式,考察并比较了不同种类铁矿石在高炉炼铁工艺和COREX非高炉炼铁工艺2种煤气条件下的低温还原粉化行为。试验结果表明,相同的还原气氛和温度条件下,烧结矿、球团矿以及块矿的还原粉化形式、程度有较大差异,而各类铁矿石对煤气性质、温度变化的敏感性也各不相同。这对更为全面地考察和评价不同类型铁矿石的低温还原粉化特征,进而改善铁矿石冶金性能和优化炼铁工艺参数具有一定的实用性和参考价值。