基于高炉炉料结构优化的源头减排技术及应用

 为了更进一步降低污染物排放总量,河钢集团在实现污染物超低排放的同时积极开展源头和过程硫硝减排技术研发。针对国内矿粉资源特点和球团、烧结过程污染物生成规律,以减少污染物生成总量为出发点,开发出适于高比例球团冶炼的低排放、低能耗熔剂性球团制备技术,阐明了熔剂性球团焙烧过程吸放热规律,克服了生球爆裂、回转窑结圈等技术难题,成功生产出SiO₂质量分数在4.5%以上,MgO质量分数为1.8%左右,二元碱度(R₂)为1.0左右的镁质熔剂性球团,并且具备长期连续生产的能力。开发了焙烧温度与球团矿质量调控、燃烧温度与硫硝生成控制技术,使得熔剂性球团抗压强度大于2 200 N/个,SO₂生成量比酸性球团降低了20%,比烧结矿产生的SO₂、NO_x分别降低75%、53%。研发了高比例球团高炉冶炼集成技术,高炉球团质量分数由20%增加到80%,燃料比降低11 kg/t,吨铁SO₂、NO_x分别减排50%、26%。提出了炼铁流程全生命周期节能减排定量分析方法和持续改进方向,成功实现污染物在源头和过程上的削减。已成功推广至河钢集团2 000 m3级、3 000 m3级高炉和河钢乐亭沿海基地3 000 m3级高炉在建项目上,为国内钢铁工业减少污染物排放总量开辟了新的方向。     

湛钢高炉配加金属化球团冶炼实践

简要阐述了金属化球团的物理机化学性能,重点简要阐述了金属化球团对高炉煤气流分布、燃料比及锌负荷的影响。湛钢高炉配加金属化球团冶炼实践表明:①金属化球团有利于增加高炉产量、降低燃料比,但因目前整个钢铁冶炼系统锌收支不平衡,造成金属化球团配入高炉使用量受到限制;②根据当前使用量及原燃料价格测算,湛钢高炉每天使用250t金属化球团替代烧结矿配入炉,每年可节约原燃料成本2302万元/a。     

河钢宣钢高炉炼铁技术进步

介绍了河钢宣钢高炉炼铁技术进步方面的一系列举措。以精料为基础,通过焦炭降灰、控硫,优化烧结工艺,降低烧结矿中SiO_2、Fe O含量,稳定球团矿混料结构,严控Zn、碱含属有害元素含量等措施,提高了原燃料质量,减轻了对高炉的危害,有利于节能降耗;以改进高炉操作为抓手,通过转变高炉上部装料制度、增风量提风压、解决低风温操作技术瓶颈,采取整体+局部综合护炉方式,提高了高炉利用系数,降低了焦比、燃料比,改善了冶炼条件,实现了高炉的长期稳定顺行。     

河钢宣钢2000 m~3高炉技术进步

总结了河钢宣钢2 000 m~3高炉冶炼的技术进步情况。通过加强原燃料管理,优化操作制度、实施高富氧、高顶压,强化出铁组织,细化原燃料管理等手段,实现了炉况稳定顺行,技术指标大幅提升。2017年较2013年,高炉利用系数提高0. 21 t/m~3·d,焦比降低35 kg/t,煤比提高14 kg/t。     

韶钢8号高炉低燃料比冶炼实践

总结韶钢8号高炉低燃料比冶炼的管理措施和操作实践。通过加强入炉原燃料质量的管理,实现低渣量冶炼,优化高炉操作制度,提高煤气利用率,稳定炉况;提高热风温度、适宜的富氧,实施低硅冶炼技术,加强炉外出铁的管理,不断提高煤比、降低焦比,使8号高炉燃料比下降到505 kg/t左右,达到全国同类型高炉先进水平。进一步降低生产消耗及成本,使高炉各项技术经济指标大幅度提高。     

适应高比例球团冶炼的高炉系统设计与生产实践

 当前中国钢铁工业面临着节能减排、绿色发展等多重压力,呈现出减量化和创新性发展的新形态。在非高炉炼铁关键技术取得重大突破及大规模应用前,以高炉为主的炼铁工艺在一段时间内仍将保持主体地位。而高比例球团冶炼是当前中国高炉炼铁的发展方向,是未来钢铁工业实现减污降碳的必然趋势。为了进一步推动高比例球团技术的研发与应用,从球团矿的物理化学性质出发,阐述了球团矿在高炉内的行为,分析了限制球团矿比例提高的因素,从冶金反应机理到工程实践总结了未来高比例球团冶炼的高炉系统设计发展方向,提出以低碳绿色为前提、以资源和能源利用为基础、以智能化装备为支撑的高炉设计理念。通过对比分析国内外多种高炉炉型、冷却系统、炉缸炉底设计方案,重点分析了多段式炉身、全铸铁冷却壁、串罐无钟炉顶在高比例球团冶炼中的优势,归纳了矿焦槽、热风炉及自动化检测与模型控制等技术特点,给出了适应高比例球团冶炼的高炉系统设计建议。根据球团矿在高炉内的反应机理以及操作炉型对强化冶炼的影响,提出合理的炉料结构的确定方法,最佳的炉料碱度控制标准,以及装料、送风、出铁、热、渣等操作制度。最后,通过高炉冶炼实践,验证了高比例球团冶炼技术经济指标的进步,为今后高比例球团冶炼高炉系统设计及优化方向奠定了基础。     

浅谈降低高炉冶炼燃料比的技术工艺

高炉冶炼燃料比的降低,可有效提升高炉生产的经济效益,促进高炉生产的顺利进行,对我国高炉冶炼技术工艺水平的提升具有重要作用。基于此,本文简要分析了降低高炉冶炼燃料比的意义,从注重冶炼强度的控制、保证燃料质量的稳定性、规范高炉操作流程及确保高风温四个方面,重点论述了降低高炉冶炼燃料比的技术工艺,以期促进高炉冶炼工作的顺利开展。     

降低高炉冶炼燃料比的技术工艺研究

在高炉冶炼工作开展中,燃料比可以说是一项重点技术经济指标。对燃料比参数进行降低,不仅同我国高炉冶炼技术工艺的发展方向相符合,同时也是建设环境友好、资源节约高炉的重要途径。在本文中,将就降低高炉冶炼燃料比的技术工艺进行一定的研究。     

日本含碳球团技术研究进展

含碳球团技术是有效利用低价的高结晶水铁矿、实现高炉降低焦比和燃料比的技术途径之一。介绍了日本提高含碳球团冶金性能技术的研究现状,包括提高含碳球团反应性和还原性的研究进展。发现减小焦炭或者煤粉粒度、使用生物质炭、设计新型球团结构可以提高含碳球团的反应性,使用高结晶水铁矿粉可以提高含碳球团的还原性。此外,还介绍了含碳球团在高炉中的应用效果。     

提高高炉喷煤比的关键技术研究与应用

为解决2500 m3高炉稳定性差、煤比低、焦比高的技术难题,早日实现提煤降焦,河钢宣钢与河钢钢研和东北大学合作,针对高炉冶炼过程中原燃料中碱金属及其行为、喷吹煤粉和焦炭性能以及矿焦混装方式等因素对高炉透气性的影响开展了全面研究.开发了高炉碱负荷-煤粉-焦炭的交互作用理论体系,并在2500 m3高炉上进行了规模化应用.结...     

超大型高炉高球比低碳冶炼技术应用

为实现低碳炼铁生产,首钢基于秘鲁矿粉资源高品位低硅含量的特点,确定了高炉高球团比例冶炼的技术路线。依据炉渣碱度平衡、球团性能和炉料结构软熔性能试验研究,开发出35%碱性球团矿 + 20%酸性球团矿+ 40%烧结矿 + 5%块矿的高炉基础炉料结构。根据高比例球团矿同时抑制边缘和中心的特性,通过料序控制减少球团在边缘与中心的分布,实现酸碱性炉料的均匀混合,并采用中心加焦布料方式开放中心、适当疏导边缘,以稳定煤气分布。在活跃炉缸基础上,通过高富氧高顶压控制炉腹煤气指数来降低压差提高冶炼强度。低渣比下通过提高镁铝比至0.60~0.65来改善脱硫排碱能力。55%球团比例下高炉实现了高效稳定顺行,平均利用系数达到2.3 t/(m3·d),渣比低于220 kg/t,燃料比降至480 kg/t,炼铁系统碳排放降低8.6%。     

熔融还原炼铁技术发展情况和未来的思考

由于全球钢铁冶炼资源的变化和环保要求的提升,非高炉炼铁技术越来越受到业界人士的高度关注。近年来,在非高炉炼铁领域,新工艺、新技术层出不穷,结合这些新的前沿技术,特别是重点介绍几种有产业化前景的熔融还原技术（COREX、FINEX、HIsmelt）,并结合宝钢集团在COREX-3000的生产操作实践、探索与创新,较客观地指出了熔融还原炼铁技术目前存在的不足和缺陷,并结合宝钢在这些方面的实践,提出未来发展熔融还原炼铁技术需要关注的内容。     

高炉使用高比例球团的战略思考与球团生产的试验研究

 从战略发展角度分析了高炉使用高比例球团的优势和存在的问题,指出了高炉使用高比例球团的战略机遇。根据国内高硅铁精粉特点,开展了高硅酸性和熔剂性的镁质球团造球、干燥和焙烧等基础研究,分析了球团抗压强度、高温冶金性能、回转窑生产过程结圈形成机理等基础特性,提出了球团生产的基本操作参数设计特点,实现了链箅机回转窑生产高硅镁质酸性和熔剂性球团的稳定连续生产。完成了高比例球团矿高炉冶炼生产试验。实践证明,高比例球团矿冶炼的高炉生产稳定顺行,各项指标优于高比例烧结矿冶炼的高炉,操作思路可复制、冶炼结果可重现、操作经验可推广,并且环境效益巨大,SO₂、NO_x、PM和CO₂的排放远远优于高比例烧结矿生产的高炉。可以预见,优质冶金球团的制备和高炉高比例球团冶炼将是破解中国钢铁长流程降低污染物排放,实现低碳冶炼和可持续发展的最佳举措。     

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。     

永通铸管公司高炉炉料结构优化措施与效果

分析了永通铸管公司炼铁高炉大幅提高球团矿入炉比例后存在的问题,介绍了近年来为改善炼铁高炉炉料结构所采取的优化高炉操作、改进冶炼制度,竖炉生产高Mg O球团矿,改善烧结球团冶金性能指标等优化措施。优化后高炉炉况顺行稳定、煤气利用改善,实现了低硅冶炼和增产节能,经济效益显著。     

全湿焦冶炼对于大型高炉生产的影响

受7.63 m干熄焦炉检修的影响,八高炉被迫由全干焦冶炼调整为全湿焦冶炼50天。重点分析了全湿焦冶炼期间对于高炉风量、煤气利用、消耗等的影响,高炉始终坚持以风为纲,增加中心布焦量,在保持中心气流畅通稳定的前提下调整边缘和中心两股气流的动态平衡,风量较干焦冶炼损失300~400 m3/min,日均铁水产量损失500 t/d,但燃料比仍稳定在510.9 kg/t,整体炉况稳定顺行,各项指标稳定,为大型高炉湿焦冶炼提供了重要的参考借鉴意义。     

高炉生产综合诊控模型研发及应用

 钢铁工业是国民支柱产业,炼铁高炉能耗和成本的高低,在很大程度上决定了一个钢铁联合企业在区域市场的竞争力。从现实条件出发,依靠装备技术进步和信息化手段,通过加强对高炉生产数据的在线跟踪、综合分析及研究,不断优化高炉冶炼标准化、精准化操作模式,合理地处理好具体技术装备、原燃料和高炉4大操作制度的关系,处理好不断上升的煤气流和不断下降的炉料的相关传质、传热关系,为生产管理、技术人员、操作人员寻求合理的高炉操作制度提供依据,成为实现高炉冶炼过程定量化、高效化的一条根本途径。基于炼铁基础理论,通过计算机信息化手段,研发了具有对高炉冶炼过程中煤气流在线诊断、量化评价、优化等功能的生产综合诊控模型并得到应用。通过对高炉冶炼过程中煤气流分布指数、布料矩阵、综合冶炼参数进行适时计算、跟踪及潜力分析,对渣铁成分和指标进行预测预控,得到在具体原燃料条件下高炉进一步挖掘潜力时对布料、送风及渣铁制度等与指标控制相关联复杂相互影响关系数据的量化处理。进而得出满足具体冶炼条件下改善技术指标的冶炼控制措施,并利用物料平衡、热平衡模型对冶炼因素调整进行效果检测。应用结果表明,系列模型的应用有利于形成在具体条件下新的更为匹配的煤气流分布,综合冶炼参数更为和谐,在客观条件改善较小的情况下,喷吹煤粉相对置换比大于1.0,实现了低w(Si)、稳w(Si)冶炼,获得了较高的高炉热量利用率。同比上一年入炉品位条件,实现利用系数、燃料比等指标显著改善。     

首钢高炉新炉料结构下球团技术的探索与应用

以首钢京唐钢铁厂高炉大比例球团矿炉料结构为背景,以京唐二期球团带式焙烧机生产线为研究对象,在试验研究和工艺设备等方面阐述了首钢京唐高炉大比例球团矿炉料结构下的带式焙烧机工艺和设备的创新点和优势.生产实践结果表明,生产出了超低硅高碱度球团矿,2条线均日产量为12500 t,碱度为1.1～1.2,SiO2质量分数为2.0％...     

大喷煤条件下鞍钢高炉喷吹煤粉的炉内利用率

为了探究目前大喷煤条件下煤粉喷入高炉后在炉内的利用情况,对鞍钢高炉除尘灰进行收集、取样和测试;同时采用岩相分析手段观察分析高炉炉尘中未燃煤粉、焦炭和矿物质灰渣的组成及微观形貌,定量计算出除尘灰中不同含碳物质的质量分数。结果表明,整体来看,鞍钢4座3 200 m³级别的大高炉喷吹煤粉在炉内的利用率要低于其余4座小高炉,说明高炉在提高煤比的同时,还需重点关注煤粉的燃尽率。通过调节各项操作参数来提高煤粉在高炉内的利用率,可节约生产成本并保证高炉的顺行稳产。