基于低成本炼铁过程控制的研究实践

新冶钢“实施低成本”战略以来,铁前系统紧紧围绕公司生产要求,在外部条件劣化的背景下,始终围绕高炉的稳定顺行为基本方针,不断优化原、烧系统配矿方案;高炉通过加强原燃料管理,不断优化炉料和燃料结构,提高烧结矿、块矿和焦丁比例,不断优化高炉操作制度、提高煤比和富氧率,实现了高炉合理的煤气流分布和较高的煤气利用率,保持了高炉的长期稳定顺行;烧结固体燃耗、高炉燃料比等技术经济指标及工序制造成本不断降低,基本达到了经济炼铁的目标。     

高风温低燃料比高炉冶炼工艺技术的发展前景

分析了当前高炉炼铁技术面临的形势和挑战,提出了当代高炉炼铁技术的发展目标。阐述了高风温、富氧 喷煤对高炉炼铁的意义和作用。重点分析和论述了实现高风温和高富氧大喷煤的关键技术。提高风温、提高富氧 率、增加喷煤量是降低燃料消耗、节约生产成本和实现可持续发展的重要保障。在高风温、低燃料比冶炼条件下, 当代高炉炼铁技术具有广阔的发展前景。     

京唐1号高炉低燃料比冶炼技术

为了降低京唐高炉燃料消耗,通过对Rist操作线的意义进行阐述,以京唐1号高炉生产参数为依据,计算并绘制了Rist操作线,据此分析了煤气利用率、风温、生铁含碳、金属化率等高炉操作参数改变对燃料比的影响。针对这些影响因素,京唐1号高炉对降低燃料比进行了一系列攻关工作,通过采取强化原燃料管理,提高原燃料质量,为降低燃料消耗创造条件。优化高炉操作,降低热风炉拱顶温度,对热风管系进行改造,提高送风系统的安全性,尽可能提高风温水平;优化装料制度,获得较高的煤气利用率;高风温、富氧,稳定均匀喷吹以提高煤粉置换比。通过对生产攻关实践,首钢京唐1号高炉实现了低燃料比生产,达到490kg/t。     

太钢4 350m3高炉实现煤比200kg/t的生产实践

太钢4 350 m3高炉是我国自行设计建造的大型高炉,2006年10月13日开炉。2008年通过分析煤比200 kg/t生产情况下要求的原燃料成分和性能水平,不断探索在高富氧率、大喷煤高炉腹煤气量指数生产下合理的煤气流分布和操作炉型的控制,同时加强炉前作业管理,在2008年2月后实现连续5个月（全年有8个月）煤比200kg/t以上。     

红钢1350m3高炉品位劣化下的强化生产实践与分析

对红钢3号1350m3高炉在入炉品位低于49.0%的中钛渣冶炼生产实践进行总结和分析。通过提升炼铁生产综合管理水平和操作技术进步,在强化原燃料质量管理、设备管理、炉体炉型维护管理、生产组织效率基础上优化高炉操作制度,在渣比超过630kg/t条件下实现高炉长周期稳定顺行,利用系数保持2.350m3/(t·d)以上,同时也实现了本地资源应用合理化。     

持续改进原燃料质量提高 精细化操作水平努力实现绿色高效炼铁生产

论述了2016—2017年我国高炉炼铁生产概况和技术经济指标的变化,分析了近两年来我国炼铁生产在去产能、提高原燃料质量,以及高炉大型化、炼铁环保技术和非高炉炼铁技术等方面取得的进展,指出了在原燃料质量、高炉高风温、高炉长寿、炼铁节能环保等方面存在的问题。认为,炼铁生产应持续改善原燃料质量,全面贯彻精料方针;提高精细化操作水平,降低燃料比;重视高炉长寿系统技术,继续推广高风温技术,发展节能环保技术,探索高炉大数据及可视化技术;重视炼铁资源及环境保护;注重基础理论研究,不断研发新工艺和新技术,努力实现绿色高效炼铁生产。     

用风口耗氧量来评估某些高炉操作制度

从低碳炼铁的角度研究高炉采取的各种操作制度的合理性非常必要。用Rist模型和风口耗氧量来评估增加渣量、提高炉腹煤气量、高富氧高湿度、低硅冶炼等操作制度。研究了增加渣量不仅要增加炉渣的熔化热,而且由于风口耗氧量的增加,将提高直接还原度,提高燃料比。高富氧高湿度冶炼,由于水分解需要消耗碳素,同时附加了热量消耗,使风口耗氧量增加;唯有改善炉身效率,增加间接还原,充分利用炉内煤气热能和化学能,才能补偿风口耗氧量引起的负面影响。目前中国高炉的炉身效率普遍偏低,而低硅冶炼应在提高煤气利用率与低燃料比的基础上进行才能发挥效果。由此提出在种种操作制度下需要关注的方面,供操作者参考。     

链条炉改造煤——煤气混燃的流化床锅炉的实践

将链条锅炉改造成以煤矸石和煤气(焦炉煤气和高炉煤气)为燃料的低速、低循环倍率流化床锅炉,将焦铁企业洗选剩下的煤矸石、炼焦炉排放出来的焦炉煤气和炼铁炉排放出来的高炉煤气用于流化床锅炉发电以供给炼铁高炉风机等用电设备使用;锅炉排出的冷渣、飞灰收集起来作为生产水泥和矸石砖的原料,实现了节能减排和资源的综合利用。     

本钢新1号高炉降低瓦斯灰碳含量攻关

研究以高炉炼铁降本增效为最终目标,以降低本钢新1号高炉瓦斯灰碳含量为切入点,利用显微试验分析瓦斯灰中碳的主要来源是焦炭。并在此基础上,从提高焦炭质量和优化装料制度两个方面采取具体措施来降低瓦斯灰中的碳含量,从而实现降低燃料消耗的目标。实践证明,通过提高焦炭质量和优化装料制度,新1号高炉瓦斯灰中的碳质量分数从45.19%降低至30.56%,焦比和燃料比均降低10kg/t以上。但是与国内先进企业相比,仍存在较大差距,操作制度依然有很大优化空间。     

首钢高炉热风炉高风温技术进步

本文叙述首钢高炉热风炉现状和技术进步,说明首钢高炉热风炉向大型、高风温方向发展。通过分析首钢北京地区、首秦和迁钢等高炉热风炉投产以来的风温变化,阐明首钢全烧高炉煤气热风炉采用高温空气燃烧预热技术实现风温1250℃。利用仿真和冷态试验等手段从理论和机理上研究了首钢现有不同高炉热风炉结构的流场和温度分布特征,指出了顶燃式和内燃式热风炉存在的问题。首钢高风温试验研究采取加强系统监测、操作制度优化和改善原燃料条件等措施,实现了1250～1280℃的风温。该试验研究结果将在首钢迁钢3＃高炉、京唐大型高炉上进一步实施,为国内外高炉提高风温研究提供参考。     

炼铁系统节能减排技术的现状和发展

随着科技手段的进步,现代的高炉炼铁技术已经得到充分的发展。然而从资源、能源及环境的角度看,高炉炼铁系统仍然面临着严峻的压力,烧结、焦化、高炉的能耗及污染不容乐观。从不同方面分别介绍了国内外炼铁系统的节能减排的重要方法,围绕含铁原料、燃料、高炉系统分别介绍了烟气脱硫、干熄焦技术、TRT发电技术、全氧高炉- 煤气自循环技术及炉渣的综合利用等几种典型工艺,以及其对炼铁系统节能减排的主要作用,并通过研究提出了中国高炉节能减排的发展方向。     

低碳高效高炉的设计研究

高炉炼铁的物理本质是铁素物质流在碳素能量流的驱动和作用下,按照设计的流程网络和运行程序,经过一系列复杂物理化学冶金反应过程,将铁矿石转变/转化为液态生铁的过程。碳素不仅是铁矿石还原过程的能量驱动源,也是生成铁水的重要非金属合金元素。面向全球“碳达峰”“碳中和”的发展形势,传统高炉必须在已有工艺技术的基础上进行改进、优化和创新,努力实现低碳化、高效化、绿色化、智能化等多重目标。提出了未来高炉在实现高效低碳的同时,必须从功能设计、装备设计和流程设计入手,遵循节能减排、低碳绿色新的发展理念,通过工艺优化、结构优化和技术开发,使传统高炉更加适应于炉料结构和燃料结构的变革,减少焦炭消耗和对其依赖,在碳素能量输入降低的条件下,形成新的耗散结构体系,进而实现高炉低碳高效炼铁的工程演进和技术发展。     

现代高炉高风温关键技术问题的认识与研究

提高风温可以有效降低高炉燃料消耗,促进高炉生产稳定顺行,是绿色低碳炼铁技术的重要发展方向之一。研究了热风炉热量传输过程和传热特性,通过传热学机理的研究解析,阐述热风炉加热面积与风温之间的关系,提出提高热流通量以改善热风炉传热的观点。研究了热风炉理论燃烧温度、拱顶温度和风温之间的关系,介绍了利用低热值高炉煤气和回收热风炉烟气余热,通过耦合预热和能量梯级利用的技术方法,实现高风温的技术创新及实践。提出了实现热风炉智能化操作的技术要素,论述了合理控制拱顶温度和抑制NO_x大量生成的工艺方法,以及有效预防热风炉炉壳晶间应力腐蚀的技术措施。指出实现低热值煤气的高效利用和高值转化,提高风温、降低燃料比和CO₂排放,是未来高炉炼铁的关键共性技术。     

高炉富氧喷吹还原性气体工艺分析

为降低高炉炼铁中固体碳耗、高效利用冶金高温副产煤气,提出高炉富氧喷吹还原性气体工艺流程,建立基于物料平衡与热平衡的高炉数学模型,并修正了理论燃烧温度计算公式.应用该模型分别对传统高炉、炉缸富氧喷吹还原性气体以及炉身喷吹循环煤气的炼铁流程进行技术参数分析.结果表明,炉缸富氧喷吹还原性气体以及炉身喷吹循环煤气的炼铁流程中,...     

现代炼铁工艺及低碳发展方向分析

分析了现代高炉炼铁和非高炉炼铁(直接还原、熔融还原)工艺特点和发展现状,从多个方面比较现有生产条件下各工艺的优缺点。从能源结构、生产规模及工艺成熟度阐述高炉炼铁在当前仍是国内主流工艺,并结合当前国内外低碳发展趋势和政策要求,提出高炉工艺降低碳耗的措施,明确了以“短流程”替代“长流程”和以新能源替代碳素冶金的发展方向,以最终实现“零碳炼铁”。结合现有的国际上的能源结构调整方向,指出了氢冶金的发展方向。     

2016年上半年中国大高炉生产指标浅析

由于大高炉是中国高炉炼铁先进技术的集中代表,大高炉具有单位容积投资经济、能耗低、环境负荷低、劳动生产率高的优点。为了给中国大高炉及其他类型高炉生产提供有效的参考及对比,选取中国21座4 000 m3及以上高炉2016年1—6月部分生产技术指标进行分析,从生产、操作参数及原燃料等方面剖析大高炉生产指标和技术特点。并通过分析2016年上半年的中国大高炉生产指标,针对性地提出一些建议,供各企业参考。     

中国高炉TRT技术的应用现状和发展趋势

 高炉炼铁作为当代主要的炼铁工艺,其能耗在钢铁生产中占较大比例,必须以降低炼铁能耗作为中国钢铁工业系统节能的重点。高炉炉顶压力能约占高炉二次能源产生量的7%,若扣除高炉煤气化学能,则约占高炉余热余能产生量的33%,可见回收高炉炉顶余压能,对降低高炉炼铁工序能耗具有重要意义。因此,着重介绍了高炉TRT技术的发展历程,并对中国TRT技术应用过程中存在的问题进行了总结。最后,从能源利用的角度,提出TRT技术今后应重视大型高炉配备干式TRT技术、TRT与高炉操作协同优化和提高TRT作业率等方面的研究,以进一步提高TRT技术的节能效果。     

炼铁系统能耗和成本的集成优化及分析

炼铁系统是钢铁生产流程中至关重要的一环.基于物质与能量守恒规律和反应动力学,结合系统节能的理论和混合整数线性规划方法,建立了炼铁系统(烧结、球团、高炉工序)能耗-生产成本集成优化模型,采用企业实际数据验证了其有效性,并获得了目标下各工序最优配料和操作参数.结果表明,综合考虑能耗和成本进行多目标优化时,铁水能耗和成本分别...     

湛江钢铁项目建设及高炉关键装备技术开发应用

针对宝钢为什么要建设湛江钢铁项目、湛江钢铁基地怎么建,介绍了湛江钢铁建设的背景及前期策划工作。湛江钢铁以“建成现代化、生态化、高效益,体现循环经济和节约型社会理念,简单、高效、低成本,具有国际竞争力的绿色碳钢板材精品基地”为目标,致力于炼铁装备技术创新方面的探索和实践,对特大型高炉无料钟炉顶、TRT和鼓风机等关键设备开展国产化攻关和技术开发,取得了重大技术突破,实现了中国炼铁工业在关键装备和技术领域的新跨越。