提高高爐的節(jié)能減排水平

高爐大型化是煉鐵生產(chǎn)的必然趨勢。中國爐容4000m3以上的高爐已達(dá)20座。不斷提高高爐的節(jié)能減排水平具有重要意義。

從節(jié)能方面來講，關(guān)鍵是要最大限度地改善煤氣利用，獲取高的煤氣利用率，降低焦炭消耗。我國高爐煉鐵的燃料比較國外高出50～100kg/t，其重要原因之一是煤氣利用率差。提高煤氣利用率是實(shí)現(xiàn)焦比降低的基礎(chǔ)。根據(jù)太鋼的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和研究成果，要達(dá)到煤氣利用率穩(wěn)定在50%以上的目標(biāo)，可以從以下幾個方面入手。

一，調(diào)整高爐的礦石批重和提高高爐的礦焦比。只要在爐況可接受的情況下，在同樣焦炭負(fù)荷下可適當(dāng)擴(kuò)大礦批來增加焦層厚度。

二，爐頂溫度穩(wěn)定在150～180°C為宜，若是使用濕熄焦還應(yīng)該低20～30°C，若爐頂溫度超過200°C，則煤氣的熱能利用率不高。

三，將透氣性指數(shù)K值控制在適宜范圍。透氣性指數(shù)K值相對較低時煤氣利用率較高，所以，在一定的焦炭負(fù)荷下，維持爐內(nèi)透氣性指數(shù)K值在恰當(dāng)范圍內(nèi)運(yùn)行對穩(wěn)定煤氣利用率至關(guān)重要。

太鋼近年來的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，在大型高爐煤氣流穩(wěn)定性和煤氣利用率還未達(dá)到一定水平的情況下，不應(yīng)采取強(qiáng)制加風(fēng)和加富氧量的措施來增加產(chǎn)量，而是要通過調(diào)整焦炭負(fù)荷或裝料制度來首先保持煤氣流的穩(wěn)定，才能追求強(qiáng)化冶煉及改善技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。另外，保持高爐中心通路非常重要。高爐越大，中心越重要;但中心集中加焦炭一般不可取。中心高溫區(qū)域不能過寬，如過寬則煤氣利用率變差，浪費(fèi)高爐燃料;中心高溫區(qū)域窄一些，既可保持高爐順行又能節(jié)約燃料。

從減排方面來講，據(jù)估算，目前我國大中型鋼鐵企業(yè)平均CO2排放量為每噸鐵1605kg，比德國高爐多116kg。這說明我國高爐CO2減排還具有相當(dāng)大的空間。減排的關(guān)鍵在于降低高爐燃料比。通過降低高爐燃料比來降低高爐還原劑的消耗，從而提高高爐有效利用系數(shù)。低燃料比操作的方法包括：爐身冶煉效率的改善;金屬化爐料的裝入量;減少高爐爐身下部熱損失等等。值得注意的是，采用預(yù)還原燒結(jié)礦和焦炭，包括金屬化礦石作為一種新的爐料來降低高爐還原劑用量是一項(xiàng)減少CO2排放的新思路。這種新工藝流程的特點(diǎn)是造塊和部分還原過程同時完成，用外覆一層焦粉的含碳鐵礦粉顆粒作為原料，裝到燒結(jié)機(jī)上，造塊和部分還原在燒結(jié)機(jī)上同時進(jìn)行。估計目標(biāo)預(yù)還原燒結(jié)礦的還原度超過40%。利用外覆焦炭顆粒產(chǎn)生能源，內(nèi)部顆粒直接還原產(chǎn)生CO氣體。由于間接的氣-固還原反應(yīng)，總碳耗比目前高爐要低。從大的布局來看，加快鋼鐵工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化至關(guān)重要。據(jù)統(tǒng)計，有效容積小于300m3的高爐平均能耗比1000m3以上的高爐要高20%左右，用容積大的高爐替代小高爐，增加煤比，提高風(fēng)溫會帶來焦比的降低和CO2排放量的減少。因此，在我國目前條件下，淘汰落后鋼鐵產(chǎn)能勢在必行。