1、高爐低碳煉鐵 李安寧 摘 要： 本文以首鋼京唐公司1#高爐為實例，闡述了高爐低碳煉鐵的過去和現(xiàn)在，并預示著高爐煉鐵將由傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向新興低碳產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變。關(guān)鍵詞：低碳經(jīng)濟首鋼京唐公司1#高爐高爐低碳煉鐵1 低碳經(jīng)濟 顧名思義，低碳經(jīng)濟就是少用碳發(fā)展經(jīng)濟的一種辦法。為什么要少用碳或以低碳的辦法來發(fā)展經(jīng)濟呢？按照唯物辯證法的觀點，就是以前發(fā)展經(jīng)濟時用碳量太多了，已經(jīng)達到了由量變到質(zhì)變的程度。在用碳創(chuàng)造工業(yè)文明的同時，也帶了一系列的能源和環(huán)保問題。同時，氣候變化的影響已經(jīng)迫在眉睫。所以要反思一下，能繼續(xù)用碳發(fā)展經(jīng)濟行嗎？反思的結(jié)果：最早于2003 年寫在英國能源白皮書中我們能源的未來:創(chuàng)建低碳經(jīng)濟。所以從這

2、個角度來看，低碳經(jīng)濟就是“反思經(jīng)濟”。中國人也看到了高用碳的嚴重性。從可持續(xù)發(fā)展理念出發(fā)，盡可能地減少煤炭、石油等高碳能源用量，減少溫室氣體排放，提出了通過技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、新能源開發(fā)等多種手段，達到經(jīng)濟社會發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護雙贏的一種新的經(jīng)濟發(fā)展形態(tài)，也就是發(fā)展低碳經(jīng)濟。一方面是積極承擔環(huán)境保護責任，完成國家節(jié)能降耗指標的要求；另一方面是調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu)，提高能源利用效益，發(fā)展新興工業(yè)，建設(shè)生態(tài)文明。將污染治理、高端、集約的發(fā)展模式有機的結(jié)合在一起，以實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展與資源環(huán)境保護雙贏。2009 年哥本哈根氣候變化會議，雖然最終沒有達成具有法律約束力的減排協(xié)議，但隨著哥本哈根聯(lián)合國氣候變

3、化峰會的召開，降低溫室氣體排放、防止地球變暖的問題日益引人矚目。 低碳經(jīng)濟迅速成為全球關(guān)注的焦點。低碳經(jīng)濟是以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的經(jīng)濟發(fā)展模式，是對現(xiàn)行大量消耗化石能源、大量排放二氧化碳的生產(chǎn)生活方式的根本變革。我國政府承諾到 2020年，單位GDP的二氧化碳排放量比 2005年下降4045%,并作為約束性指標被納入國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中長期規(guī)劃。鋼鐵工業(yè)是主要溫室氣體排放行業(yè)之一，從全球統(tǒng)計來看，鋼鐵工業(yè)排放的二氧化碳占全球溫室氣體總排放量45% (國際能源組織IEA 發(fā)布)，而我國鋼鐵工業(yè)二氧化碳排放占全國總量的12左右。在 1997 年防止全球變暖的京都議定書中，將包括SF6 氣

4、體在內(nèi)的6 種氣體列為溫室效應氣體，它們對溫室效應的影響依次為CO2， CH4， N2O， PFC， HFC ， SF6。其中CO2氣體對溫室效應的影響最大。2007年中國CO2排放量已經(jīng)超過美國，位居世界第一。其中鋼鐵工業(yè)的CO2直接排放量約為10. 3億t,占全國總排放量的16%。高爐煉鐵是鋼鐵生產(chǎn)過程中CO2 排放量最大的工序，直接和間接CO 2排放量又占到鋼鐵工業(yè)總排放量的90%。因此，降低高爐煉鐵CO2排放量對全國CO2減排工作至關(guān)重要。 隨著 碳交易”、 “ 碳關(guān)稅” 等新的發(fā)展準則和商業(yè)規(guī)則的推廣，低碳生產(chǎn)將成為高爐煉鐵必然的選擇。2 高爐低碳煉鐵回顧2.1 首鋼京唐公司1#高爐

5、低碳生產(chǎn)作為可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟的示范項目，首鋼京唐公司1#高爐是國內(nèi)首座有效容積為5500m3的超大型高爐。從設(shè)計到生產(chǎn)，京唐1楠爐非常注重降低工序能耗，減少CO2排放。在 2009 年 5 月 21 日順利投產(chǎn)后，京唐1#高爐充分發(fā)揮設(shè)備和技術(shù)優(yōu)勢，深入探索超大型高爐的冶煉規(guī)律，走低碳生產(chǎn)之路。高爐多項經(jīng)濟技術(shù)指標達到國際先進水平，其中工序能耗從投產(chǎn)初期的799kgce/t穩(wěn)步下降至2010年3月的373kgce/t。相應地，噸鐵 CO2排放 量也從投產(chǎn)初期的 2395kg/t下降至2010年3月的1003kg/to 12.2 低碳生產(chǎn)措施以首鋼京唐公司1#高爐進行說明。該爐的低碳生產(chǎn)遵循

6、“3R原則，即遵循 減量化(Reduce) 原則，降低焦比和燃料比，減少風、水、電、氣等輔助能源介質(zhì)消耗；遵循 ”“再利用(Reuse)原則，加強高爐煤氣余壓發(fā)電、熱風爐煙道廢氣等二次能源的再利用；遵循 再循環(huán) (Recycle) ”原則，加強礦丁、焦丁和瓦斯灰等固體廢棄物的再循環(huán)利用。把強化、穩(wěn)定、順行三者巧妙的結(jié)合在一起。2.2.1 降低焦比和燃料比，實現(xiàn)碳素材料消耗減量化高爐煉鐵工序排放的CO 2主要來自于消耗的焦炭、煤粉及小塊焦等固體燃料所含碳素。高爐煉鐵消耗的固體燃料通常用燃料比表示，為焦比、煤比和小塊焦比的總和。考慮到焦比對燃料比的較大貢獻率及燃料比對CO2減排70%的貢獻率，降低

7、焦比和燃料比是京唐1#高爐低碳生產(chǎn)的核心內(nèi)容，也是高爐強化的重要手段。通過采取一低(低渣比)、四高(高風溫、高富氧、高頂壓、高煤氣利用)、四適宜(適宜的煤比、適宜的鼓風濕度、適宜的冶煉強度、適宜的爐體熱負荷)九項措施，京唐1#高爐利用系數(shù)逐步提高到2.35t/(m3d),燃料比逐步下降至480kg/t左右，焦比下降到 270kg/t左右，達到了國際先進水平。其中一低、四高 屬強化措施，四適宜屬穩(wěn)定順行措施。2.2.1.1 低渣比低渣比是首鋼京唐公司控制精料的一種手段，大家知道，精料是高爐煉鐵的基礎(chǔ)，煉鐵工作者常用“七分原料三分操作”來說明精料對高爐生產(chǎn)指標的影響。一般認為，爐料渣比每降低10k

8、g/t,燃料比將降低4kg/to為降低燃料比，首鋼京唐公司1#高爐以降低入爐料渣比為中心，采取提高燒結(jié)礦品位和堿度、提高球團比和生礦比等措施合理優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)。燒結(jié)礦品位從投產(chǎn)初期56.5提高到目前57，堿度基數(shù)從投產(chǎn)初期1.80 逐步提高到1.95；燒結(jié)礦堿度提高后，球團比也相應增加到25；同時高爐逐步加大澳塊礦入爐，生礦比提高到15，最大達到18。精料措施的實施使得高爐綜合品位從59左右提高到60.5左右，渣比從300kg/t左右降低到250270kg/t。以降低渣比為中心的精料措施使得京唐1 #高爐在降低燃料比的同時，還減少了燒結(jié)礦用量， 增加了球團礦和生礦用量。考慮到燒結(jié)工序能耗為56k

9、gce t、 球團工序能耗為30kgce t 左右、作為生礦入爐的澳塊礦為外購原料，京唐1#高爐提高球團比和生礦比可以進一步降低煉鐵系統(tǒng)的工序能耗，減少CO2排放量。2.2.1.2 高風溫熱風溫度是最廉價的能源，是用低熱值高爐煤氣換來的，并為高爐冶煉提供約19的熱量。一般認為，風溫提高100 C,可以降低燃料比 15kg/t,增產(chǎn)2%。因此，提高風溫是降低燃料比、強化高爐生產(chǎn)、減少CO2排放的重點內(nèi)容，是效益最高的節(jié)能減排項目，具有長效節(jié)能減排的功能。首鋼京唐公司1 #高爐通過配置BSK 頂燃式熱風爐和預熱爐、利用煙氣余熱回收系統(tǒng)實現(xiàn)煤氣和助燃空氣的雙預熱、優(yōu)化熱風爐燒爐操作等措施，實現(xiàn)了在使

10、用單一高爐煤氣的情況下獲得了1300以上的風溫，達到國際先進水平。2.2.1.3 高富氧高富氧是京唐1#高爐降低燃料比、強化高爐生產(chǎn)的一項重要措施。一般認為，高爐富氧每提高1%,燃料比將下降0.5%,增產(chǎn)2.53%。隨著高爐產(chǎn)量增加，噸鐵熱損失降低。另外， 富氧可以提高理論燃燒溫度，提高煤粉置換比；富氧還可以減小噸鐵煤氣發(fā)生量，使煤氣帶走的熱損失減少。京唐1#高爐采用設(shè)定富氧率進行富氧，富氧量能自動調(diào)整。2009年 8 月 3 日京唐1#高爐開始富氧，到2010 年 2 月下旬以后，富氧率穩(wěn)定在4 0。2.2.1.4 高頂壓使用高頂壓也是京唐1 #高爐降低焦比和燃料比，強化高爐生產(chǎn)的一項重要措

11、施。一般認為，爐頂壓力每提高 10kPa,燃料比將下降0.30.5%,增產(chǎn)13%。這是因為頂壓提高 后，煤氣流速降低，在爐內(nèi)滯留時間延長，增加了煤氣與礦石的接觸時間，并且加快了煤氣在燒結(jié)礦和球團礦微小空隙中的擴散，有利于礦石還原；同時， 頂壓的提高擴大了間接還原區(qū)，并大幅度減少了瓦斯灰?guī)ё叩奶妓負p失。隨著冶煉強化，京唐1#高爐逐步提高頂壓，2010年2月下旬以后，頂壓穩(wěn)定在 0.274MPa。2.2.1.5 提高煤氣利用率提高煤氣利用率是一項管理和操作技術(shù)措施。目前，國內(nèi)高爐燃料比高的重要原因是煤氣化學能和物理熱利用差。一方面，大多數(shù)高爐煤氣CO利用率不足50%,煤氣化學能利用不充分，而國際先

12、進水平為5254%。煤氣CO利用率低造成高爐直接還原度升高，噸鐵熱量消耗增加，迫使在風口前燃燒更多燃料以提供冶煉所需熱量，從而增加了燃料比。 另一方面，大多數(shù)高爐頂溫水平高（一般維持在200 c左右），煤氣物理熱利用差，而國際先進水平為150c以下。頂溫水平高說明上升的煤氣流和下降的物料之間的熱交換不充分，煤氣 帶走熱支出多，從而增加了高爐熱量消耗，使燃料比升高。京唐1#高爐采取優(yōu)化送風制度、優(yōu)化上部裝料制度、及時加大礦批、燒結(jié)礦分級入爐、 提高頂壓等措施使得煤氣 CO利用率穩(wěn)定在52%左右、頂溫穩(wěn)定在140150c左右（高爐煤 氣在干法除塵箱體入口溫度穩(wěn)定在120c左右）。高爐煤氣化學能和物

13、理熱的充分利用，大幅度降低了京唐1#高爐燃料比，從而減少了CO2排放量。2.2.1.6 適宜的煤比焦化工序能耗為122kgce/t,而噴吹煤粉工序能耗為 2035kgce/t,每噴吹1t煤粉可 以置換0.80.9t焦炭，降低煉鐵系統(tǒng)工序能耗80100kg/t,減少CO2排放0.220.27kg/t,因此，噴吹煤粉置換焦炭是高爐降低焦比、節(jié)能減排、穩(wěn)定爐況的重要措施。在提高 煤比時，京唐1#高爐堅持燃料比不增加的原則。在煤比逐步提高到180kg/t過程中，京唐1#高爐焦比下降到 270kg/t左右，燃料比逐步下降至 480kg/t左右。很好的配合了高風溫、 高富氧、高頂壓等強化措施的實施。2.2

14、.1.7 適宜的鼓風濕度加濕鼓風對高爐燃料比有兩方面影響：不利的方面，由于水份分解耗熱，降低理論燃燒溫度，鼓風濕度每增加 1 g/m3。使燃料比升高1 kg/t。因此加濕鼓風不能單獨使用。有利 的方面是：加濕鼓風作為一種調(diào)節(jié)手段，用來吸收爐缸過剩的熱。加濕鼓風與高風溫、高富氧配合使用，就會提高冶煉強度，逐進爐況穩(wěn)定順行，維持合理的熱制度，使噸鐵熱損失減少，頂溫降低，提高煤氣利用率。鼓風中水份在高爐內(nèi)分解放出的氫，一部分參加還原，有 利于改善煤氣還原能力，增加礦石的間接還原，對降低焦比和燃料比是有利的。通過調(diào)劑鼓風濕度，京唐1高爐將理論燃燒溫度穩(wěn)定在 （2100±50）C,日常操作基本

15、實現(xiàn)了穩(wěn)定風溫、 穩(wěn)定綜合負荷、穩(wěn)定爐溫。2.2.1.8 適宜的冶煉強度圖1高爐冶煉強度和燃料比關(guān)系的U型圖控制適宜的冶煉強度是京唐1#高爐降低燃料比的一項重要手段。從圖 1可以看出，冶煉強度在1.051.15t/（m3d）范圍內(nèi)時，高爐燃料比是最低的。投產(chǎn)后，在京唐1#高爐冶煉強度逐步提高到1.12t/(m3d)過程中，高爐利用系數(shù)逐步提高到2.35t/(m3d),燃料比降低到480kg/to綜合冶煉強度和利用系數(shù)提高的同時，燃料比同步下降。2.2.1.9 適宜的爐體熱負荷控制適宜的爐體熱負荷可以降低高爐熱損失，從而降低燃料比。而調(diào)整爐內(nèi)煤氣分布是控制爐體熱負荷最重要的手段。邊緣煤氣發(fā)展使爐

16、體熱負荷升高，燃料比隨之升高；反之，則使爐體熱負荷降低，燃料比隨之降低。但是如果邊緣煤氣過重，容易造成爐體結(jié)厚、懸料等非正常爐況。根據(jù)公司良好的原燃料條件，京唐1 #高爐通過優(yōu)化裝料制度，調(diào)整煤氣分布，控制十字測溫裝置中心溫度在400左右，邊緣第一點溫度穩(wěn)定在50左右，邊緣氣流指數(shù)W 值維持在0.35左右，使得爐體熱負荷在8000MJ/h。通過對邊緣煤氣的控制，京唐1#高爐保持了適宜的爐體熱負荷，減少了熱量損失，降低了燃料比，并使爐況長期保持穩(wěn)定順行。2.2.2 降低輔助能源介質(zhì)消耗，實現(xiàn)能源介質(zhì)消耗減量化2.2.2.1 降低噸鐵耗風由于燃料比低、煤氣的熱能和化學能利用充分，京唐1 #高爐噸鐵

17、耗風低，僅為900Nm 3 min 左右，達到國際先進水平。鼓風時風機要消耗電能，而火力發(fā)電每發(fā)1kWh 電將排放0.70kgCO2。因此，降低噸鐵耗風可以減少CO2排放量。2.2.2.2 降低噸鐵新水消耗京唐 1 #高爐生產(chǎn)用水由公司海水淡化站供給。海水淡化站采用低溫多效海水淡化技術(shù)，每淡化1t水需耗電1.2kWh,耗用低壓蒸汽 0.1to因此，降低噸鐵新水耗量可以實現(xiàn)節(jié)能降耗、降低CO 2排放量的目的。京唐1 #高爐通過優(yōu)化高爐冷卻系統(tǒng)、采用干法除塵工藝、明特法爐渣處理工藝節(jié)約用水，噸鐵耗新水為0.5m3/1左右，實現(xiàn)了節(jié)水減排的目的。具體措施是：(1)優(yōu)化高爐冷卻京唐1 #高爐通過使用軟

18、水密閉循環(huán)冷卻實現(xiàn)節(jié)水。軟水密閉循環(huán)冷卻因其系統(tǒng)封閉、水的損耗小，因而被京唐1 #高爐用于爐底、爐體18 段冷卻壁、風口小套前腔、風口中套和大套的冷卻。工業(yè)水系統(tǒng)只用于風口前腔、直吹管和爐喉鋼磚的冷卻。京唐1 #高爐通過分壓供水實現(xiàn)節(jié)能減排。壓力 1.7MPa 的高壓軟水集中冷卻風口小套前腔、 風口中套和大套；壓力 1.1MPa 的中壓軟水用于冷卻爐底和爐體18段冷卻壁；壓力 1.8MPa的高壓工業(yè)水用于冷卻風口前腔；壓力1.2MPa 的中壓工業(yè)水用于冷卻直吹管和爐喉鋼磚。(2)采用干法除塵京唐1 #高爐是我國首座采用全干法布袋除塵工藝的超大型高爐。每生產(chǎn)1t 鐵水，濕法除塵工藝將耗用新水 0

19、.2m3。對京唐日產(chǎn)鐵水13500t的超大型高爐，日耗新水量將非常驚人。 采用全干法布袋除塵工藝后，只需在清灰的加濕過程中用少量水，日耗新水為46m3,節(jié)水效果突出。(3)采用明特法爐渣處理工藝此工藝通過沖渣水的循環(huán)使用，和蒸汽的冷凝回收，最大限度地節(jié)省了水量。而且渣處理系統(tǒng)主要使用高爐煤氣脫堿塔排水，泵站排污和置換水，以及能源污水處理廠供應的回用水作為補水水源，通過合理控制水渣池的水位，確保了高爐區(qū)域污水的零排放。2.2.3 強化余壓余熱回收，實現(xiàn)二次能源的再利用2.2.3.1 余壓發(fā)電余壓發(fā)電即TRT 系統(tǒng)是國際上公認的頗有價值的能量回收裝置，可回收高爐鼓風機所耗電能的30，對高爐節(jié)能減排

20、、低碳生產(chǎn)有重要意義。京唐1#高爐引進與干法除塵配套的干式 TRT 系統(tǒng)，采用軸流干式上下分離全靜葉可調(diào)的透平機，可靠性強、出力大，其設(shè)計發(fā)電能力為45kWh t 鐵。 2009 年 8 月 13 日 TRT 系統(tǒng)正式投產(chǎn)以來，隨著高爐頂壓的提高，TRT系統(tǒng)發(fā)電量逐漸增加，2010年3月發(fā)電量達到48. 8kWh/t鐵。2.2.3.2 熱風爐煙道廢氣回收 京唐1 #高爐熱風爐煙道廢氣回收預熱系統(tǒng)采用分離型熱管換熱器，能夠?qū)⒅伎諝夂透郀t煤氣預熱至180200c左右，為熱風系統(tǒng)能夠提供1 300c高風溫創(chuàng)造條件，為降低燃料比、減小CO 2排放做出貢獻。預熱使用后的部分熱風煙道廢氣作為干燥氣體供給

21、制粉系統(tǒng)的加熱爐，減小了高爐煤氣用量，有利于降低CO2排放。2.2.4 強化固體廢棄物回收，實現(xiàn)固體廢棄物的再循環(huán)利用2.2.4.1 礦丁和焦丁京唐1 #高爐通過礦丁、焦丁的回收利用降低了CO2 排放。京唐1 #高爐在返礦、返焦中分別回收粒度在 38mm的礦丁和1025mm的焦丁人爐。一方面，礦丁、焦丁的回收分別提高了燒結(jié)礦、焦炭的利用率，降低了燒結(jié)工序、焦化工序的能耗，從而降低CO2排放量。另一方面，回收礦丁降低了高爐返礦在燒結(jié)配料中的比例，提高了燒結(jié)礦強度和粒度，降低了高爐燃料比；焦丁與礦石混裝入爐，提高了料柱透氣性，為加重焦炭負荷、降低焦比創(chuàng)造了條件。投產(chǎn)后，京唐1 #高爐逐步加大礦丁和

22、焦丁的回收比例，2009 年 8 月，實現(xiàn)了自產(chǎn)礦丁、自產(chǎn)焦丁的全部回收利用。2.2.4.2 除塵灰高爐瓦斯灰中含有較高的Fe、 C 等有益元素，首鋼京唐公司將其在燒結(jié)工序中全部回收利用，不僅降低了污染物的排放而且有效回收了除塵灰中的C 元素，從而降低了燒結(jié)工序能耗。以上是以京唐1#高爐為例介紹了高爐低碳煉鐵的情況。中心是節(jié)能，降低燃料比。京唐 1#高爐是在2009 年 5 月 21 日投產(chǎn)的，本文回顧并不是說高爐低碳煉鐵只是從那時才開始，本文想說的是，高爐低碳煉鐵在很早以前就開始了。1955 年蔡博在關(guān)于強化鞍鋼高爐生產(chǎn)問題一文中指出：“降低焦比是提高生鐵產(chǎn)量的主要途徑，過去我們在提高冶煉強

23、度的同時，忽略了降低焦比是，這是不正確的。” 現(xiàn)在降低焦比和燃料比是京唐1#高爐低碳生產(chǎn)的核心內(nèi)容，也是高爐強化的重要手段。對比一下，可見強化高爐生產(chǎn)與高爐低碳生產(chǎn)的核心內(nèi)容是一樣的。因此，從回顧中使我們領(lǐng)悟到：早在1955 年我們就在搞高爐低碳生產(chǎn)了。3 低碳生產(chǎn)分析前文介紹了京唐1#高爐低碳煉鐵的情況，分享了首鋼的進步與成果。為什么要以京唐1#高爐來說明我國高爐低碳煉鐵的情況呢？主要是是它代表了我國高爐技術(shù)的進步。單爐日產(chǎn)量13500t以上，世界第一；爐容 5500m3是特大型高爐。此前寶鋼的高爐技術(shù)是一流的，在推廣寶鋼的高爐技術(shù)時，就有人不服。他們說寶鋼的條件好、裝備好。后來有些廠條件改

24、善，裝備水平提高，但是一些主要經(jīng)濟技術(shù)指標還是趕不上寶鋼。這時又有一些人說，他們的管理不如寶鋼。現(xiàn)在京唐1 #高爐有許多經(jīng)濟技術(shù)指標都超過了寶鋼，說明首鋼不但條件好、裝備好，而且管理也好，不愧為又好又快的典范。說明我國高爐生產(chǎn)通過引進、消化、吸收走上了集成創(chuàng)新的道路。在低碳生產(chǎn)上還有前瞻性。不過這種前瞻性在1955 年的時候我們還沒有意識到，現(xiàn)在意識到了也不晚。仔細分析一下，以前我們所做的工作，都是在量的方面。也就是減少碳素的用量。今后的工作還是減量化，但不是低碳，而是更低碳。怎樣做到更低碳呢？有比較，才有鑒別；有鑒別，有分析，才能有發(fā)展。3.1 京唐1 #高爐與武鋼7號高爐比在強化上，武鋼7

25、號高爐利用系數(shù)高達 2.938t/(m3.d),燃料比低至471.6 kg/t,綜合冶強 為1.388t/(m3.d),富氧率提高到5%以上。京唐1#高爐利用系數(shù)2.35t/(m3d),燃料比480kg/t左右，綜合冶強為1.12t/(m3d),富氧率穩(wěn)定在4.0%。相比之下，京唐 1#高爐在強化上還有潛力。3.2 京唐1 #高爐與寶鋼高爐比高風溫一直是寶鋼的強項，穩(wěn)定風溫為1250；京唐1#為 1300。高壓寶鋼為0.25Mpa，京唐1#頂壓穩(wěn)定在0.274MPa。可以看出 寶鋼與京唐1#高爐有差距。由上述兩個比較可以看出，要做到更低碳，京唐1 #高爐就要進一步強化，使高爐利用系數(shù)達到3.0

26、t/(m3.d)以上，燃料比從 480降至471.6 kg/t以下。而要做到進一步強化，首先就要在燃料比與冶煉強度、利用系數(shù)的關(guān)系上取得某些共識。而這又是煉鐵界一直爭論不休，沒有定論的問題。3.3 燃料比與冶煉強度、利用系數(shù)的關(guān)系綜合收集的資料，取得了以下共識。1，高爐強化需要降低焦比和提高冶煉強度并重，特別要把措施用在降低焦比上。2，有一個時候，由于市場需要，著重于高爐的強化。但在強化過程中，有的高爐忽視了降低燃料比，用過高的冶煉強度來提高利用系數(shù)，這是不對的。降低燃料比對提高利用系數(shù)的貢獻率遠大于提高冶煉強度。從長遠觀點和可持續(xù)發(fā)展的要求來看，日益強調(diào)節(jié)能、降耗，使冶煉過程的自身的最佳化和

27、節(jié)能值得引起注意，還需進行深入研究。3，強化高爐就是要提高利用系數(shù)和降低燃料比。改善原燃料條件和采取的各種強化措施都是一箭雙雕的，都有利于降低燃料比和提高利用系數(shù)。這是近年來發(fā)展全國高爐生產(chǎn)可貴的經(jīng)驗。4，幾乎所有高爐的冶煉強度與燃料比關(guān)系都呈U 字形。合適冶煉強度就是最低燃料比時的冶煉強度。而最低燃料比是隨生產(chǎn)條件、操作水平、管理水平變化的；也就是說合適冶煉強度也是在變的。在這種情況下，我們用不變的高爐冶煉強度和燃料比關(guān)系U 型圖去指導生產(chǎn)，就會出現(xiàn)許多矛盾，也不能解釋武鋼7號高爐綜合冶強為1.388t/(m3.d),燃料比低至471.6 kg/t;而京唐1#高爐，綜合冶強為1.12t/(m

28、3d),在最低燃料比冶煉強度 1.051.15t3/(m d)范圍內(nèi)，燃料比 480kg/t左右，反而比471.6 kg/t局。5，技術(shù)上選擇合適的利用系數(shù)，應考慮冶煉強度與燃料比的關(guān)系。但利用系數(shù)不單純是技術(shù)指標，它是高爐生產(chǎn)競爭的指標。武鋼 7號高爐利用系數(shù)高達 2.938t/(m3.d),京唐1# 高爐能無動于衷嗎？4 低碳生產(chǎn)展望4.1 京唐 1#高爐以上介紹的只是京唐1 #高爐低碳生產(chǎn)的現(xiàn)狀。就高爐煉鐵本身而言，還有許多低碳生產(chǎn)措施，京唐1 #高爐在今后的生產(chǎn)中都可以試試。4.1.1 實現(xiàn)低硅冶煉，降低 CO 2排放大型高爐實行低硅冶煉可以降低燃料比，降低噸鐵CO 2排放量，而且也有

29、利于煉鋼時少渣冶煉和縮短煉鋼冶煉周期。鐵水 Si降低0. 1%,高爐燃料比可降低45kg/t。目前，京唐1#高爐鐵水Si 為0 450 50。隨著原燃料條件的穩(wěn)定，京唐1#高爐可以有計劃逐步降低鐵水Si含量，進一步降低燃料比，從而降低CO2排放量。4.1.2 降低休風率，降低 CO2排放首鋼京唐公司是新建廠，焦化、燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、軋鋼等工序均為單系統(tǒng)生產(chǎn)，存在設(shè)備新、人員新、工藝新的“三新 ”現(xiàn)象，造成1#高爐休風率偏高。2009 年 1#高爐休風率為5. 3%, 2010年13月休風率為2. 7%。較高的休風率影響了燃料比和噸鐵CO2排放量的進一步降低。隨著外圍生產(chǎn)的穩(wěn)定與完善，京唐1“高

30、爐休風率會大幅度降低，從而帶動噸鐵CO2排放量的降低。4.1.3 噴吹焦化除塵灰，降低 CO 2排放焦化除塵灰含有80左右的固定碳，通常加入燒結(jié)配料中實現(xiàn)回收利用。由于焦化除塵灰粒度過小，小于200 目的比例占60以上，經(jīng)常造成下料不均勻，影響燒結(jié)礦質(zhì)量的穩(wěn)定。考慮到焦化除塵灰粒度比較適合高爐噴吹，目前京唐1 #高爐正在嘗試將焦化除塵灰加到中速磨中和煤粉混合一起噴入高爐。高爐噴吹焦化除塵灰即實現(xiàn)了廢棄物循環(huán)使用，又可以降低煉鐵工序能耗和噸鐵CO2排放量。4.1.4 爐渣顯熱回收，降低 CO2排放京唐1#高爐鐵水溫度一直在 1500 c以上，爐渣溫度估計在 15501600 C。每噸爐渣大 致含

31、有12601880MJ的顯熱，相當于60kgce的熱值。渣比按照250270kg/t計算，如果 能夠回收50%的爐渣顯熱，京唐1#高爐工序能耗將降低 78kgce/t鐵，減少CO2排放19 22kg/t鐵。目前，國內(nèi)爐渣顯熱只能回收10%左右，僅限于沖渣水余熱供暖， 其利用率低。隨著爐渣顯熱回收技術(shù)的發(fā)展與完善，京唐1 #高爐正籌劃采用爐渣顯熱回收技術(shù)以進一步降低工序能耗和噸鐵 CO2排放量。4.1.5 進一步強化從上面的分析可以看出，京唐1#高爐還存在進一步強化的可能性。按照總路線、總方針的說法，京唐1#高爐已經(jīng)大型化了，如果它的壽命達到15 年，在這15 年內(nèi)京唐1#高爐還能干點什么呢？一

32、，像寶鋼高爐那樣穩(wěn)定順行的生產(chǎn)，孜孜不倦的搞節(jié)能減排；二， 像武鋼 7 號高爐那樣在穩(wěn)定中尋求突破，創(chuàng)造新的低碳水平。有兩個因素可能促使京唐1#高爐尋求突破。一是高爐爭霸，二是2009年全國重點鋼鐵企業(yè)高爐利用系數(shù)為2.615t/(m3d)3,而京唐1楠爐只有2.35t/(m3d)。如果京唐1#高爐選擇突破，也就是說選擇進一步強化。就會遇到難題，難點在于時間長，數(shù)量大，無法用生產(chǎn)的辦法組織生產(chǎn)。那怎么辦？辦法就是用科研的辦法去強化生產(chǎn)。由于科學技術(shù)的進步，強化生產(chǎn)的過程，可以事先在計算機上模擬。按照理論通過，設(shè)計通過，專家論證通過進行，生產(chǎn)試驗都能起得好的結(jié)果。過去由于 科學技術(shù)落后，煉鐵界有一條不成文的規(guī)定，就是不能拿高爐生產(chǎn)做實驗。現(xiàn)在科學技術(shù)進步了，有許多實驗必須在生產(chǎn)線上做。因為由科研去強化生產(chǎn)，大部分時間都是紙上談兵。不停的討論，制訂方案，編制操作規(guī)程，等到一切準備就緒，在論證完畢，確定無誤后，才開始試驗。試驗過程也是檢驗智能化水平的過程，看起來好像是高爐在作秀。一年搞它次，一次進行二個星期到一個月。這樣京唐1 #高爐大部分時間都在搞生產(chǎn)穩(wěn)定，有一個月左右的時間在搞科技先進。高爐也就由