高炉炼铁对原燃料质量的要求和影响

1、高炉炼铁对原燃料质量的要求和影响王维兴（中国金属学会北京 100711 ）1. 2011年上半年我国钢铁生产情况2011年上半年我国钢铁生产是处于增长阶段，平均日产钢199.77万吨，已是接近年产钢 7亿吨的水平，祥见表1.表1 2011年上半年我国钢铁主要产品产量情况单位：万吨项目钢生铁钢材焦炭铁矿石铁合金成品钢材11年上半年3505432457437402103757503.701401.2033788.69去年上半年3198829935387281884047132.701151.3030862.55增长，%9.608.4012.8011.7022.0021.79.482011年前7个月

2、我国进口铁矿石388634万吨，比上年增长7.81%，进口焦炭36万吨，比去年下降46.37%;出口焦炭2627.21 万吨，比去年增加32.4%。2. 我国钢铁工业发展趋势根据我国“十二五”发展规划，GDP直增长速度在8%我国 钢铁的需求量还有发展的空间。预计我国钢产量的顶峰会在8.0亿吨左右，并要维持 58年。主要是，我国正处在工业化时代， 基本建设任务大，钢材 65%是用于基本建设。农民还没开始大量 使用钢材。所以说，我国钢产量还有一定发展空间。现在我国钢 的生产能力已达9.2亿吨，只是其中还有部分落后的产能要淘 汰，也还在建设新的钢铁设备（一部分是淘汰落后设备的替代，部分就是扩大产能）

3、2011年上半年我国铁钢比为 0.9259，上年为0.9358.铁的 增速低于钢的增速。但近年我国铁钢比不会有较大变化。 因我国 废钢短缺，电价高，短流程发展不起来。世界炼铁界公认，目前融熔还原炼铁在能耗和成本上是竞争 不过高炉。直接还原成功的案例是在特出条件下实现的。所以， 高炉还是产铁的主要设备。短期内高炉是打不倒，而且还在得到 不断的完善和提升。综上所述，我国钢铁还要发展，高炉是炼铁的主要设备，对 焦炭的需求也不会减弱。这是发展的大趋势。我们要有清醒的认 识。三年内，我国炼铁对进口铁矿石的依存度会下降。但炼铁燃 料比下降的空间不是很大了。因炼铁的生产条件很难有较大的改 善(特别是矿石品位

4、、焦炭质量等)。3. GB 50427-2008高炉炼铁工艺设计规范对原燃料质 量的要求2008年公布的高炉炼铁工艺设计规范对烧结、焦炭、球团、入炉块矿、煤粉质量均有具体要求。祥见表29.表2入炉原料含铁品位及熟料率要求炉容级别(m3)10002000300040005000平均含铁> 56%> 58%> 59%> 59%> 60%熟 料 率> 85%> 85%> 85%> 85%> 85%注：不包括特殊矿烧结矿质量要求炉容级别(m3)10002000300040005000铁份波动w± 0.5%w± 0.5%w&

5、#177; 0.5%w± 0.5%w± 0.5%碱度波动w± 0.08w± 0.08w± 0.08w± 0.08w± 0.08铁份和碱度波动的达标率> 80> 85> 90> 95> 98含FeOw 9.0%w 8.8%w 8.5%w 8.0%w 8.0%FeO波动w± 1.0%w± 1.0%w± 1.0%w± 1.0%w± 1.0%转鼓指数+6.3mm> 71> 74> 77> 78> 78注：碱度为CaO/SQ表

6、4球团矿质量要求炉容级别(m3)10002000300040005000含铁量> 63%> 63%> 64%> 64%> 64%转鼓指数+6.3mm> 89%> 89%> 92%> 92%> 92%耐磨指数-0.5mmw 5%w 5%w 4%w 4%w 4%常温耐压强度(N/个球)> 20002000> 2000> 2500> 2500低温还原粉化率+3.15mm> 85%> 85> 89%> 89%> 89%膨胀率w 15%w 15%w 15%w 15%w 15%铁分波动w

7、77;w±w±w±w±0.5%0.5%0.5%0.5%0.5%注：不包括特殊矿石表5入炉块矿质量要求炉容级别(m3)10002000300040005000含铁量> 62%> 62%> 64%> 64%> 64%热爆裂性能< 1%V 1%V 1%铁分波动<± 0.5%<± 0.5%<±<±<±0.5%0.5%0.5%表6原料粒度要求烧结矿块矿球团矿粒度范围(mm)550粒度范围(mm)530粒度范围(mm)618>50mmw 8%&g

8、t;30mmw 10%918mm> 85%<5mmw 5%<5mmw 5%<6mmw 5%注：石灰石、白云石、萤石、锰矿、硅石粒度应与块矿粒度相同表7焦炭质量要求炉容级别(m3)10002000300040005000M0> 78%> 82%> 84%> 85%> 86%M0w 8.0%w 7.5%w 7.0%w 6.5%w 6.0%反应后强度CSR> 58%> 60%> 62%> 65%> 66%反应性指数CRIw 28%w 26%w 25%w 25%w 25%焦炭灰分< 13%< 13%<

9、 12.5%< 12%< 12%焦炭含硫< 0.7%< 0.7%< 0,7%< 0.6%< 0.6%焦炭粒度氾围（mm）75207525752575257530大于上限< 10%< 10%< 10%< 10%< 10%小于下限< 8%< 8%< 8%< 8%< 8%表8喷吹煤质量要求炉容级别（m3）10002000300040005000灰分Aad< 12%< 11%< 10%< 9%< 9%含硫S,ad< 0.7%< 0.7%< 0.7%<

10、; 0.6%< 0.6%表9入炉原料和燃料有害杂质量控制值（kg/t ）&o+NaOw 3.0Znw 0.15Pbw 0.15Asw 0.1Sw 4.0Cl"w 0.63.高炉炼铁是以精料为基础国内外炼铁工作者均公认，高炉炼铁是以精料为基础。 精料技术对高炉生产指标的影响率在 70%工长操作水平占10%企业现代化管理水平占10%设备作业水平占5%外界因素（动力、供应、上下工序等）占 5%。在高冶炼强度、高喷煤比条件下，焦炭质量变化对高炉指标的影响率在 35%左右。精料技术的内涵： 精料技术的内容有：高、熟、稳、均、小、净, 少, 好八个方面 高：入炉矿含铁品位高，原燃料

11、转鼓指数高，烧结矿碱度高 . 入炉矿品位高是精料技术的核心。作用：矿品位升高1%，焦比降 1.0%1.5%，产量增加 1.5%2.0%,吨铁渣量减少 30公斤, 允许 多喷煤粉 15 公斤. 熟：指熟料（烧结和球团矿）比要高。 稳：入炉的原燃料质量和供应数量要稳定。要求含铁品 位波动± <0.5%，碱度波动± <0.08 （倍），合格率大于 90%。 均：入炉的原燃料粒度要均匀。 小：入炉的原燃料粒度要偏小。.净：入炉的原燃料要干净，粒度小于5mm占总量比例的5鸠下，510mn粒级占总量的30%以下。 少：入炉的原燃料含有害杂质要少。祥见表 9. 好：铁矿石的冶

12、金性能要好：还原性高（ >60%）、软融温 度高（1200C以上）、软融温度区间要窄（100150C）、低温还 原粉化率和膨胀率要低（一级 <15%，二级 <20%）等。4. 用科学发展观来采购原燃料用精料技术的内容来判断铁矿石的优劣。 不能只看价格， 要 看它的化学成分和物理性能， 以及使用效果。 要用技术经济分析 的办法进行科学计算和评价， 找出合理采购铁品位的数值。 算账 不能只计算到炼铁， 还要看对炼钢、 轧钢，以致对全公司的影响。 所以，买低品位铁矿石要有个度。还要研究对环境的影响。韩国、日本和宝钢买煤，要求煤的热值要大于 7400 大卡。 我国有些企业在买 650

13、0 大卡的煤。这样，企业之间的能耗水平 就不是在一个起点上的对标。我国焦炭灰分一般在12.5%左右。工业发达国家的焦炭灰分要比我国低3%左右。这样，我国与他们的燃料比就有不可比性。韩国 FINIX 所用的煤灰分在 68%， 入炉铁品位在 61%，所消耗的煤炭为 710kg/t 。煤炭质量的优劣 对企业的生产指标影响是很大的， 特别是企业之间的吨钢综合能 耗、炼铁工序能耗进行分析，要注重所用煤炭的质量。炼焦要用主焦煤、三分之一主焦煤、肥煤、气煤、瘦煤等。 现在，国内外出现采购来的煤不是单一煤种，是混煤。造成再按 五种煤进行配煤炼焦，出现假象，焦炭质量下降，给炼铁产生负 面影响。我们要用煤岩学的办

14、法去分析煤的G值、Y值、反射率等指标，来判断煤的性质，进行采购和炼焦配煤。5. 原燃料质量对企业节能减排有重大影响 炼铁系统的能耗占企业总用能的70%，成本占 60%70%，污染物排放占 70%。所以说，炼铁系统要完成企业的节能减排重任。 钢铁企业用能结构有 80%以上是煤炭，主要也是炼铁用焦炭和煤 粉，烧结用煤量较少。 2011 年上半年重点钢铁企业炼铁焦比为 373kg/t, 煤比为 147kg/t. 烧结固体燃耗为 55kg/t ，比上年均有所劣化钢铁企业节能思路是：首先是要减量化用能，体现出节能要 从源头抓起。第二是要提高能源利用效率，第三是提高二次能源 回收利用水平。减量化用能工作的

15、重点是要降低炼铁燃料比和降 低能源亏损等。目前，我国燃料比与国际先进水平的差距在 5060kg/t左右。主要原因是，我国矿石含铁品位低，热风温度 低、焦炭灰分高等造成的。精料技术对高炉生产指标的影响率在70%在高冶炼强度和高喷煤比条件下，焦炭质量对高炉的影响 率将达到35%左右。也就是说，焦炭质量已成为极重要的因素。近年来，一些大型高炉出现失常，主要是焦炭质量恶化和成分波 动大，高炉操作没进行及时合理的调整。 影响高炉燃料比（焦比、 煤比、小块焦比）的主要因素见表10.表10 影响高炉燃料比变化的因素项目变动量燃料比变化项目变动量燃料比变化入炉品位+1.0% :-1.5%风 温>1150

16、C+100C-8Kg/t烧结矿FeO± 1.0%± 1.5%10501150+100C-10Kg/t烧结矿碱度±0.1（倍）± 3.0% 3.5%9501050+100C-15Kg/t熟料率+10%-4% 5%950+100C-20Kg/t烧结矿5mm粉末± 10%± 0.5%顶压提高10KPa-0.3%-0.5%矿石金属化率+10%-5% -6%鼓风湿度+1g/m3+1Kg/t隹八、炭M40± 1%-5.0Kg/t富氧1%-0.5%M10-0.2%-7.0Kg/t生铁含Si+0.1%+4 5Kg/t灰份+1.0%+1.0%

17、2%煤气CO含量+0.5%-10Kg/tS份+0.1%+1.5%2%渣量+100Kg/t+40Kg/t水份+1% :+1.1%1.3%矿石直接还原度+0.1+8%转鼓+1%-3.5%炉渣碱度0.1（倍）3%入炉石灰石：+100Kg :+6%- 7%炉顶温度+100C+30Kg/t碎铁+100Kg-20 焦炭CRS+1%-0.5%-1.1%-40Kg/tCSI+1%-2%-3%矿石含硫+1%+5%烧结球团转鼓+1%P-0.5%从表10可看出，M10变化-0.2%，燃料比将变化7kg/t，比 焦炭的其它指标作用都大。所以，我们应十分关注 M10的变化。6. 用生产条件论的观点来指导企业的生产建设企

18、业的一切先进指标的实现，均是在一定的生产条件下完成 的。支撑先进指标的条件会有许多。我们要找出其主要因素，给 予优先创造条件，使企业的效益最大化。要建立适合本企业的技 术支撑体系，抓住重要矛盾，进行科学对标（在相近生产条件下、 相近设备容量、相近产品结构条件下进行对标） 促进企业的技术 进步和生产建设发展。目前，我国有1400多座高炉，大于1000m3的高炉约有320 座，4000n3以上容积的高炉有14高炉座。要承认巨型高炉所要 求的原燃料质量是苛刻的。 这是冶金学基本原理所决定的。 为缓 和原燃料供应紧张、价位的不断攀升，我们应控制再建设巨型高 炉的数量。高炉大型化和提高喷煤比是在确保提高原燃料质量条 件下进行的。7. 科学认识高炉对焦炭质量的要求高炉炼铁所用焦炭要满足表 7中的质量要求。从表7可看出容 积越大的高炉，要求的焦炭质量越高。企业有多种容积的高炉， 就要给大高炉使用好的焦炭，容积较小的高炉可用质量较差的焦 炭。不同容积高炉，用不同质量焦炭，是科学的方法。对于小于 1000n3高炉所用焦炭可以不必过分追求焦炭热性能。要承认捣固焦指标是