2023年中国钢铁工业能源利用状况述评

1、2023年中国钢铁工业能源利用状况述评1.利用科学开展观来分析能耗上升的原因钢铁生产所有先进的能耗指标均需要有一定技术条件来实现。2023年初中国钢铁工业生产资料面紧张，价位不断攀升，铁矿石和煤炭的质量不断恶化，给钢铁工业正常生产带来了巨大的负面影响，进行导致钢铁企业能耗全面上升。如高炉炼铁入炉矿含铁品位下降1，就会造成炼铁燃料比升高1.5，生铁产量下降2.5。2023年前三季度与2007年相比，全国重点钢铁企业高炉入炉矿品下降0.40，致使炼铁工序能耗上升1.21 kgce/t。1.12023年全国重点钢铁企业铁钢比下降，有利于综合能耗下降据统计，2023年全国重点钢铁企业铁钢比为0.940

2、4，比上年度下降0.0114。按铁钢比下降0.1，可使综合能耗下降约50 kgce/t计算，2023年重点企业综合能耗应当下降5.7 kgce/t。但因其它因素影响，造成铁钢比变化的优势被冲消了。1.2 炼铁系统能耗上升对综合能耗上升起决定性作用炼铁系统的能耗占钢铁联合企业总能耗的70。一般来讲，钢铁企业炼铁系统能耗上升肯定会导致企业综合能耗的上升。2023年全国重点钢铁企业烧地、球团等工序能耗的上升，就会导致综合能耗的上升。对高炉炼铁技术经济指标的影响最大的因素是精料技术水平，要占70。其中焦炭质量影响要占一半左右。这是因为在高喷煤比条件下，焦炭质量对高炉生产所起的作用被大大加大。2023年

3、全国重点钢铁企业焦炭生产滑坡，导致了高炉生产技术经济指标全面下滑，详见表1。表1 重点企业高炉、焦化指标焦炭质量，高炉炼铁M40M10灰份硫份焦比，kg/t煤比，kg/t系数，t/m3.d休风率，%熟料比%.工序能耗，Kgce/t矿品位.%,2023年83.126.8413.030.743961362.6072.10692.68427.7257.322007年83.166.7512.520.683921372.6771.52492.49428.2857.71增减-0.040.090.510.064-1-0.070.5820.19-0.56-0.39根据理论计算和生产实践可证明，焦炭质量对高炉炼

4、铁的影响见表2。表2焦炭质量对炼铁的影响焦炭质量变化燃料比利用系数生铁产量M40+1-5kg/t+4%M10-0.2%-7kg/t+5%灰分+1+12-2.5硫分+0.1+1.52.0-2.0目前，影响高炉正常生产的最大因素是炼铁原燃料质量的不稳定。高炉入炉矿品位波动1，会影响焦比2.54.6，烧结矿碱度波动0.1倍，会使焦比变化1.22.0。烧结矿的设计标准要求：含铁品位波动小于0.5，碱度波动小于0.05倍。2023年上半年全国大多数炼铁企业上述指标到达不了上述标准，使重点企业炼铁工序能耗上升2.30kg/t2023年上半与2007年相比。2023年9月份以后，受金融危机影响，全球矿石和焦

5、煤供给好转，炼铁企业精料水平有所提高，所以重点企业高炉2023年下半年能耗指标逐渐好转，详见表3表3 全国重点钢铁企业能源消耗情况 kgce/t吨钢综合能耗吨钢可比能耗烧结球团焦化炼铁转炉电炉轧钢2007年628.23614.3455.4730.12126.89428.286.3280.9459.522023年首季624.13613.0956.98116.02426.095.5985.2758.192023年上半年627.1260808056.16118.06430.586.0879.2759.202023年前三季628.91611.1655.51120.52429.496.1679.7159

6、.672023年629.93609.6155.4930.29119.97427.725.7481.5259.221.3 废钢质量下降导致电炉指标下滑2023年废钢质量下降、轻薄料增加，使重点钢铁企业的电炉废钢料消耗由上年的75kg/t增加到82kg/t是在配加热铁水增加的情况下，冶炼时间由29.78min升到31.06min，日历作业率由82.68下降到76.59，利用系数由33.082t/t.d下降到30.690t/t.d，工序能耗也从80.94kgce/t上升到81.52kgce/t。这也是电炉生产条件变化，对电炉生产指标的影响。1.4 重点钢铁企业高炉燃料比上升2023年全国重点钢铁企业

7、高炉燃料比为532 kg/t，比上年度升高3 kg/t，其中焦比升高4 kg/t，喷煤比下降1 kg/t。据统计，2023年重点企业之中有32个企业高炉燃料比与上年度相比是升高了，有18个企业升幅大于10 kg/t，升幅最高的2个企业达29 kg/t。年产钢量大于1000万吨级的企业，首钢、唐钢、鞍钢、莱钢和武钢出现炼铁燃料比升高的现象。这是一个比拟严重的现象，对全国吨钢综合能耗上升起到了促升作用。2023年重点钢铁企业高炉炼铁燃料比与2007年相比上升的态势是从进入2023年就开始显现。主要原因是炼铁原燃料质量恶化，给高炉炼铁带来较大的负面影响。炼铁企业为保产量是采取降低喷煤比，提高焦比的操

8、作方针，以获得企业效益的最大化。2023年上半年，重点企业之中就有42个企业的炼铁燃料比在上升。2023年下半年，炼铁原燃料供给有所缓和，质量提高，才使燃料的进一步升高有所趋缓。到2023年底，使燃料比上升的单位比上半年减少了10企业。2.2023年重点钢铁企业能耗述评2.1 吨钢综合能耗上升2023年全国重点钢铁企业吨钢综合能耗为629.93kgce/t，比上年度上升0.3，这是进入21世纪以来8年所没有发生过的现象，说明我国钢铁工业节能工作已是处于十分严峻的态势。据统计，2023年重点企业之中有37个企业的吨钢综合能耗是高于上年度水平。特别是首钢、唐钢、宝钢集团、北台、通钢、南京、新余、三

9、明、济南、日照、安阳、柳钢和酒钢等年产钢在500万t以上的单位，吨钢综合能耗在上升，对于全国钢铁工业能耗的上升是起较大作用。钢铁企业之间单位用吨钢综合能耗进行比拟，有着许多不可比性，因为企业之间的生产工艺技术、装备水平、产品结构，特别是冷轧的深加工方面有着很大区别。因此，要淡化吨钢综合能耗的指标比拟，而应当科学地进行各主要生产工序的能耗指标的比拟。用单位设备、单一品种进行对标是比拟科学的，有较强的可比性。在分析工序能耗时，要找出影响能耗权重大的技术支撑条件来进行分析。如影响炼铁工序能耗指标权重最大的是炼铁燃料比。因为炭素燃烧焦炭和煤粉占高炉炼铁能量输入的78。影响燃料比变化的主要因素是：铁矿石

10、含铁品位、热风温度、焦炭质量以及原燃料成分的稳定程度等。2.2 副产煤气综合回收利用水平有所提高钢铁企业生产所用煤炭的热值有34会转换为副产煤气高炉、转炉、焦炉煤气。副产煤气要得到充分、合理、科学方法的利用，这是充分反映出企业能源利用效率水平的主要方面。近两年重点钢铁企业副产煤气利用情况见表4。表4 重点企业副产煤气回收利用情况平均值先进值落后值2023年2007年2023年2007年2023年2007年高炉煤气放散率，6.019.99014个企业013个企业22.1965.65转炉煤气回收，m3/t6563太钢111太钢108012个企业016个企业焦炉煤气放散率，2.252.79019个企

11、业022个企业22.615.09从表4可看出，重点企业高炉煤气的放散率在降低，放散比例也得到下降。因高炉煤气的热值低，应当积极推广蓄热式燃烧技术，扩大高炉煤气使用范围，企业内充分利用不完，再去用于发电。从表4可看出我国重点企业转炉煤气回收水平有所提高，转炉回收100m3/t煤气，35kg/t蒸汽，可以实现转炉冶炼工序能耗为负值。国内外转炉煤气先进回收值是在100m3/t左右。因此炼钢厂要在努力提高煤气回收水平上下功夫。目前，我国仍有一些小转炉对煤气没有进行回收利用。钢铁企业副产煤气回收利用的原那么是：要在企业内部副产煤气要得到最大限度地得到直接利用。取消企业内部一切烧煤烧油的炉窑，用副产煤气进

12、行替代包括生活设施。对低热值的高炉煤气要采用蓄热式燃烧技术装备在炼铁、炼钢、轧钢工序中得到充分利用。焦炉煤气中含5560的氢，应进行回收，或去制造二甲醚，或用于直接复原气体，其经济价值会得到较大提升。钢铁企业内部在副产煤气用不完的条件下，才去用于发电，而且用低热值的高炉煤气发电才是经济的，高热值的煤气要高效去利用。煤气蒸汽发电的能源利用效率在32左右。高炉煤气和转炉煤气要大力提倡采用干法除尘技术。这不但可提高煤气的热值，而且又节水，对于高炉TRT发电可提高30的能力。2.3 烧结工序能耗情况2023年重点钢铁企业之中烧结工序能耗值先进单位是：新余39.04、日照43.61、建龙44.92、宣钢

13、44.96、太钢46.61、首钢集团47.34、鞍钢47.59、湘钢48.09、三明48.83、凌源49.30、江苏永钢49.38、新抚钢50.10。但落后企业的值却高达91.21kgce/t，说明企业之间的差距是很大的。烧结工序能耗之中，固体燃料消耗占总能耗的7580，电力占1320，点火燃耗占510。所以，降低烧结工序能耗要在降低固体燃耗上下功夫。2023年烧结工序能耗先进单位的固体燃耗一般是在4050kg/t，而落后企业的值高达72kg/t。降低烧结工序电耗的主要方法是要努力降低烧结机的漏风率和对大电机采用变频调速技术。现已有成熟的陶瓷密封和相应软密封材料，可使烧结机的漏风率在40以下。

14、我国重点企业烧结工序的电耗在38kWh/t左右。采用先进的线型或无火焰点火器，可大大降低烧结点火煤气消耗。对一、二级风箱余热进行回收，利用于热风烧结还可以有节约煤气的作用。马钢、济钢、宝钢等十几个企业开展烧结工序余热回收工作，可使烧结工序能耗得到810kgce/t的节能效果。使用添加剂，有促进烧结节能和提高质量的效果，可降低工序能耗2kgce/t左右。2.4 球团工序能耗情况2023年重点企业之中球团工序能耗先进单位是：太钢17.44、冷水江18.17、唐山贝氏体18.22、成钢20.20、通钢20.41、酒钢21.77、河北敬业22.97、柳钢23.22、西宁27.02、新余27.60、安阳

15、27.97、鞍钢28.67、江苏永钢28.73。球团工序能耗高的企业达49.44kgce/t。现在生产球团有三种工艺：竖炉、链篦机回转转窑、带式焙烧结。链篦机回转窑工艺生产球团矿的质量和能耗均要比竖炉有优势。2007年我国链篦机回转窑工艺生产能力已占球团总能力的54.66，其实际产量已占总产量的57。中国球团生产技术开展的大方向是，逐步淘汰落后的小竖炉，加快开展链篦机回转窑工艺技术。我国重点企业球团生产固体燃料消耗在16kgce/t左右，煤气消耗在137m3/t左右，电力消耗为34kWh/t左右，吨球耗新水在0.3m3/t左右。2.5 焦化工序能耗情况2023年重点企业之中焦化工序能耗先进单位

16、是：新冶钢61.33、萍钢78.12、三明83.12、通化85.83、太钢86.44、建龙89.04、南京90.61、鞍钢92.15、天津荣城98.80，新余100.41、沙钢102.2。但焦化工序能耗最高的单位达335.05kgce/t。干法熄焦技术可回收红焦显热的80，可降低焦化工序能耗68kgce/t，是钢铁企业节能二次能耗回收量效果最好的工程。目前我国已有干熄焦技术装备CDQ49套，在建设的工程约有40套。干熄焦还可大大提高炭质量，对高炉炼铁有好的增产节焦的效果。我国重点钢铁企业焦化工序电耗在38kWh/t左右，耗新水在1.6m3/t左右。2.6 炼铁工序能耗情况2023年全国重点钢铁

17、企业炼铁工序能耗先进单位是：太钢363.85、宣钢375.27、唐山国丰384、涟钢385.57、建龙392.07、日照395.37、武钢395.95、凌钢397.50、宝钢股份402.07、新余402.36、石钢402.97、杭钢403.53、唐山贝氏体404.44、梅山405.69、江苏淮钢406.73。炼铁工序高的企业达530.74kgce/t。高炉炼铁的能量来源78是碳素燃烧提供的，热风带进的热量约占19，其它为物料化学反响热。炼铁所消耗的碳素是表达在燃料比方面。2023年我国重点钢铁企业热风温度为1133，比上年度升高8，是近年来升幅最大的一年，促进了炼铁节能。热风温度提高100，可

18、降低炼铁燃料比1520kg/t。2023年我国重点企业之中只有7个单位热风温度超过1150，有43个单位热风温度低于1100我国重点钢铁企业炼铁工序电耗在70kWh/t，耗新水为2.2m3/t左右。高炉炉顶煤气压差发电技术TRT可回收高炉鼓风功能的30，煤气采用干法除尘还可提高30的发电能力。高炉炉顶煤气压力大于120Kpa均应有TRT装置，这是炼铁工序二次能源回收工作的重点。目前，全国已有400多套TRT装置在运行，促进了炼铁节能。现在，两座小高炉可以共用一套TRT。已开发出的炉顶煤气稳压装置可使煤气压力波动从5降到1.5，提高了TRT成效。2.7转炉工序能耗情况目前，我国钢铁工业各工序能耗

19、与国际先进水平进行比拟，差距最大的工序是在转炉冶炼。国际先进水平的转炉冶炼工序能耗在-8.88kgce/t。2023年我国重点钢铁企业转炉工序能耗为5.74 kgce/t，与国际先进水平相差14.62kgce/t.其主要原因是我国转炉煤气和蒸汽回收利用水平低，一些小转炉就没有回收装置2023年有12家企业没有回收转炉煤气。转炉煤气的热值比高炉煤气高1倍以上，不进行回收是浪费能源，还对环境造成污染。因转炉是间断式进行生产，回收转炉煤气也是间断式进行，所以要配备转炉煤气回收柜，以平衡供给用户。局部单位转炉煤气除尘不过关，也影响了煤气回收水平。2.8电炉工序能耗情况2023年我国重点企业电炉工序能耗

20、为81.52kgce/t，比上年升高0.58kgce/t。我国电炉炼钢与国际先进水平进行比拟存在多方面的不可比性。如2023年我国电炉吨钢热铁水消耗为436kg/t，使用热铁水比例最高的企业达845kg/t；电炉炼钢还有吹氧，喷碳等能源输入，这也造成了国内电炉企业之间工序能耗的不可比性。笔者认为电炉用热铁水在30以下有着合理性，可以替代一些价格贵的废钢，还比拟洁净，含有害杂质少，又可节电。但热铁水比例太高的工序能耗与转炉炼钢工艺相比拟就存在较多缺点。首先转炉可以实现负能炼钢，且冶炼时间短；有炉外精炼设备匹配后，可以冶炼钢种大大提高。所以在本钱、生产率、钢的质量控制转炉都比电炉具有优势。太钢利用

21、转炉工艺生产不锈钢开发成功是个成功的案例。2.9 轧钢工序能耗情况轧钢的品种分为板、管、丝、带、型；轧钢生产工艺又分为热轧、冷轧、涂镀层、冷拔、挤压等。所以轧钢企业之间工序能耗对标存在多方面不可比性。我们认为轧钢工序能耗进行单位设备、某一品种进行比照是比拟科学的。据统计，2023年我国重点钢铁企业大型轧机工序能耗为69.52kgce/t，最先进工序能耗单位是江苏锡兴47.17kgce/t，最高工序能耗为130.35kgce/t；中型轧机工序能耗为54.34kgce/t，最先进工序能耗单位是马钢36.07kgce/t，最高工序能耗值为189.94kgce/t；小型轧机工序50.04kgce/t，

22、最先进企业为新兴铸管32.5kgce/t，最高工序能耗为145.38kgce/t；线材轧机工序能耗为56.15kgce/t，最先进工序能耗邯钢42.66kgce/t，最高工序能耗为20.78kgce/t；中厚板轧机能耗为74.81kgce/t，最先进工序能耗企业为酒钢54.04kgce/t，最高工序能耗值达161.61kgce/t；热轧无缝管轧机能耗达117.83kgce/t，最先进工序能耗企业是天津钢管77.29kgce/t，最高工序能耗为187.65kgce/t；热轧工序能耗为59.61kgce/t，最先进工序能耗企业是本钢45.73kgce/t，最高工序能耗为261.01kgce/t；冷

23、轧工序能耗为81.85kgce/t，最先进工序能耗企业是包钢43.57kgce/t，最高工序能耗达297.85kgce/t。3.结构节能取得新进展优化钢铁工业生产工艺流程，进行技术结构、装备结构和产品结构调整是会有结构节能的效果。3.1 提高连铸比，连铸机高效化促进企业结构节能采用连铸生产工艺要比模铸工艺节约能耗2550，提高金属收得率1015，节省基建投资40，促进生产过程自动化，使钢种扩大，钢坯质量得到提高。2023年全国重点钢铁企业连铸比为99.17，比上年提高1.69。全国连铸机有50以上已经实现了高效化，促进了炼钢工序节能。3.2 提高高炉炉料中球团配比球团矿含铁品位要比烧结矿高5，炼铁多用球团可提高炼铁入炉矿含铁品位，使炼铁节焦增产。球团矿生产工序能耗在30.29kgce/t，烧结工序能耗为55.49kgce/t。用1t球团代替1t烧结矿，对炼铁系统可降低能耗25.20kgce/t。3.3 提高高炉喷煤比，有结构节能效果高炉喷煤工序能耗在2035kgce/t，而焦化工序能耗在119.97kgce/t。用1t煤粉代替1t焦炭，就可降低约90kgce/t左右的能耗，而且可减少炼焦过程中对环境的污染。2023年全国重点钢铁企业中有34个企业高炉喷煤比是有所增加，有18个企业喷煤比提高的幅度大于10kg/t，增加最多的是天津钢管公司47kg/t。提高喷煤