非高炉炼铁能耗还要更低

2010-02-07   作者：佚名   网友评论 0 条

一、 国内外高炉炼铁系统的能耗分析 

多年来，国内外炼铁工作者对开发非高炉炼铁技术做出了巨大努力，并且也取得了一定成效。熔融还原技术被认定为世界冶金科技发展的三大前沿技术之一，受到世界冶金界的关注。2007年，韩国浦项FINEX技术的成功开发和宝钢COREX-3000的顺利出铁，均是人们关注的焦点。

非高炉炼铁省去了烧结、球团和焦化工序，被认为是一种节约能源、环境友好、投资低且生产成本低的生产工艺。但是，非高炉炼铁对所需要的原燃料条件、生产工艺、技术设备等方面要求严格，从当前情况开来看，还有不少需要进一步改进的地方。因此，到目前为止非高炉炼铁在全世界尚未得到及。2006年全世界生产粗钢11.3亿吨、生铁8.72亿吨，而全球直接还原铁产量只有6000万吨，价格维持在230美元/吨（离岸价）。由此可以看出，非高炉炼铁技术尚需进一步完善，还要再经过一段时期才能实现普遍应用。

目前，钢铁企业普遍采用高炉炼铁技术，并得到了迅速发展。依据实际情况分析，非高炉炼铁技术虽然已经取得了一些阶段性成果，但与高炉炼铁比较，在能源消耗、CO₂排放、基建投资、生产成本、生产规模、设备寿命等方面并没有形成绝对的优势。从长远来看，非炉料炼铁仍有较好的发展前景，随着冶金科学技术的不断进步，其在技术上的难点会不断得到解决，冶金界人士应为之付出努力，让先进工艺技术发挥出应有的效果。目前，非高炉炼铁技术应该进一步完善和继续优化的一个重点是能耗的降低。

根据中国钢铁工业协会2007年上半年发布的全国重点钢铁企业有关能耗数据来进行分析，有关人士总结了重点钢铁企业高炉每生产1吨铁的能耗情况：

焦化工序的工序能耗为132.82kgce/t,高炉炼铁入炉焦比未390kg/t。由此得出，冶炼1吨铁水，焦化工序的能源消耗为132.82kgce/t×0.39t/t=51.79kgce/t.

烧结工序的工序能耗为54.98kgce/t,高炉炼铁的炉料结构为烧结矿78.28%、球团矿13.91%、块矿7.81%。冶炼1吨铁水需要消耗1.672吨含铁原料，则需要的烧结量为1.672t×78.28%=1.3088t。由此得出，冶炼1吨铁水，烧结工序的能耗为54.98kgce×1.3088t=71.96kgce/t.

球团工序的工序能耗为33.08kgce/t。冶炼1吨铁水需要球团量为1.672t×13.91%=0.2325t。由此得出，冶炼1吨铁水，球团工序所消耗的能源为33.08kgce/t×0.2325t=7.69kgce/t（球团）+428.16kgce/t（练铁）=559.6kgce/t。

按照上述方法， 我们计算了2007年1季度宝山钢铁股份公司4号高炉（4747m3）生产1吨铁的能耗：21.81kgce/t（焦化）+62.31kgce/t(烧结)+4.60kgce/t（球团）+381.22kgce/t(炼铁)=469.94kgce/t。

据了解，国外一些先进的钢铁企业采用高炉炼铁的能耗指标也在不断进步。表1是2005年韩国浦项制铁和光阳厂焦化、烧结等有关能耗指标。由表可得，2005年韩国浦项制铁焦化能耗为129.7kgce/t×0.4947t/t=64.16kgce/t,光阳厂为131.9kgce/t×0.4921t/t=64.90kgce/t;韩国高炉炼铁矿耗在1.60t/t左右，浦项制铁烧结能耗为1.60×76.4%×66kgce/t=80.67kgce/t,光阳厂烧结能耗为1.60×70.9%×57.4kgce/t=65.11kgce/t;韩国球团矿全为竟口，暂不计入能耗。最终将各项指标汇总可得，浦项制铁炼铁系统能耗为64.16kgce/t+80.67kgce/t+462.5kgce/t=607.33kgce/t,光阳厂炼铁系统能耗64.90kgce/t+65.11kgce/t+44101kgce/t=571.11kgce/t。2005年德国蒂森钢铁公司的焦化工序能耗为75.1kgce/t,烧结工序能耗为58kgce/t,炼铁工序能耗为426kgce/t，由此推算出其炼铁系统的能耗低于600kgce/t。

表1 ：005年浦项制铁和光阳厂炼铁有关能耗指标

表2 ：全国重点钢铁企业能耗对比（单位kgce/t）

二、非高炉炼铁系统的能耗分析 

目前，非高炉炼铁工艺在一些工业发达国家已经应用了一段时期，其中，主要的非高炉炼铁系统在生产中的实际能耗情况如下：

南非COREX工艺 ——-该系统生产需要约20%的焦炭（最低可达13%的焦炭），炉料中尚有约20%的球团，冶炼所消耗的燃料比约为1050kg/t左右，扣除部分煤气回收后，其工序能耗约为595kgce/t~609kgce/t。

韩国浦项FINEX工艺——浦项产能为150万吨/年的FINEX系统目前正处于调试阶段，相关数据尚未透露，现以运行4年的80万吨/年FINEX（日产达2300吨，燃料比在740kg/t~7580kg/t）设备进行分析。浦项FINEX生产需要10%左右焦碳、块煤和喷吹煤粉，煤比为250kg/t~280kg/t。FINEX的煤气可进行循环利用（脱除CO₂后），可使煤比约降低100kg/t。

澳大利亚Hismelt工艺——2006年年底，澳大利亚Hismelt工艺在实际生产中的煤耗为900kg/t,尚需要有1200℃的高风温作保障，其电耗为350kWh/t。而2006年我国重点钢铁企业吨铁企业吨铁电耗仅为67.67kWh/t。

三、 热植煤气回收是能耗“瓶颈” 

2007年上半年，我国重点钢铁企业的烧结、炼铁工序能耗与2006年相比进一步降低，炼铁生产部分工序能耗指标见表2。

2007年上半年，全国重点钢铁企业高炉炼铁燃料比事26kg/t，浦项FINEX燃料比是740kg/t~750kg/t,澳大利亚Hismelt的煤耗在900kg/t（尚需1200℃风温和350kWh/t的电力）。这说明，目前非高炉炼铁的燃料消耗高于高炉冶炼生产工艺。

从2006年开始我国电力折标准煤系数从0.404kg/kWh调0.1229kg/kWh,使我国钢铁工业能耗下降较多，与国外炼铁能耗水平的不可比性增加。2007年上半年，全国重点钢铁企业炼铁系统的能耗为559.6kgce/t。2007年1季度，宝山钢铁股份公司炼铁系统的能耗为469.94kgce/t。2005年，韩国浦项和光阳钢铁公司炼铁系统的能耗为607.22kgce/t和622.11kgce/t。通过高炉和非高炉炼铁能耗的对比可以看出，以目前的水平，宝钢的炼铁系统能耗低于非高炉炼铁工艺的能耗，韩国浦项制铁和光阳厂炼铁系统能耗略高于南非COREX的能耗，但低于FINE和Hismelt的能耗。

    经分析可得，目前非高炉炼铁工艺的能耗高于高炉炼铁流程的主要原因有两个方面：一个是非高炉炼铁生产过程要产生大量的高热值煤气，这些热值煤气在回收利用方面还有待进一步加强；另一个是非高炉炼铁对于铁矿石的还原大多数是直接还原，而高炉炼铁大多数是间接还原。所以，从能源利用效率来讲，高炉炼铁能耗暂时是优于非高炉炼铁的。但是随着科学技术的不断进步，非高炉炼铁技术也会取得新的进展，得到不断的完善。从长远出发，一旦非高炉炼铁在短流程优势得以充分发挥的同时，又在能耗低方面取得突破性进展，起发展前景会更加广阔。