煉鐵技術(shù)發(fā)展中幾個(gè)熱點(diǎn)問題探討
1 鋼鐵企業(yè)內(nèi)產(chǎn)生的有害雜質(zhì)高的塵泥的處理
大多數(shù)企業(yè)是將有害雜質(zhì)高的塵泥給燒結(jié)廠使用，這樣導(dǎo)致有害雜質(zhì)的富集，不利于高爐生產(chǎn)。建設(shè)轉(zhuǎn)底爐可以脫除爐料中的有害雜質(zhì)，但是，其產(chǎn)品（直接還原鐵）鐵的還原度低于90%，F(xiàn)eO含量高，因此，只能供高爐煉鐵，不能作為電爐的原料。建設(shè)轉(zhuǎn)底爐的成本比較高，已經(jīng)建設(shè)的7條轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)線，均沒有達(dá)到理想狀態(tài)，國(guó)外已經(jīng)不再新建轉(zhuǎn)底爐。
對(duì)于有害雜質(zhì)高的塵泥，例如高爐布袋除塵灰、燒結(jié)機(jī)頭灰，建議將它們添加石灰，混合、造球、干燥，再給轉(zhuǎn)爐使用；這樣可以切斷有害雜質(zhì)富集循環(huán)鏈。
2 高爐噴吹焦?fàn)t煤氣的技術(shù)分析
高爐噴吹焦?fàn)t煤氣，可以降低焦比，但是效果不理想。焦?fàn)t煤氣含甲烷高（進(jìn)行鐵礦石直接還原，需要煤氣重整，實(shí)現(xiàn)CO+H2含量大于90%），是鐵礦石進(jìn)行間接還原的好氣源；但是從高爐風(fēng)口噴進(jìn)的焦?fàn)t煤氣，只能起到燃燒作用，不能進(jìn)行鐵礦石的間接還原（鐵礦石進(jìn)行間接還原是個(gè)放熱反應(yīng)）。如果煤氣是從爐身噴進(jìn)去，煤氣不能與氧氣燃燒，就可以進(jìn)行鐵礦石的間接還原。這樣做，經(jīng)濟(jì)效益高。
3 高Al2O3含量鐵礦石冶煉技術(shù)
高爐煉鐵使用的鐵礦石Al2O3 含量高時(shí)，需要配加MgO，以提高爐渣的流動(dòng)性和脫硫效率。一般將Al2O3 含量高的鐵礦石，配加MgO，實(shí)現(xiàn)鎂鋁比0.5的爐渣是科學(xué)的。但使用低MgO后，爐渣相圖的冶煉區(qū)間很窄，如爐料質(zhì)量很穩(wěn)定，尚可以冶煉順行；但如果爐料質(zhì)量波動(dòng)大，很容易出現(xiàn)短渣，造成爐渣黏度加大，流動(dòng)性變差，爐缸凍結(jié)。建議爐料質(zhì)量波動(dòng)大的企業(yè)，采用鎂鋁比大于0.5的爐渣操作制度。
大多數(shù)企業(yè)將MgO加入到燒結(jié)礦中，出現(xiàn)燒結(jié)礦中MgO含量超過2.0%的現(xiàn)象。這會(huì)使燒結(jié)礦質(zhì)量下降，粉化率升高。為解決這個(gè)問題，建議不要將MgO加入到燒結(jié)礦中，而是要加到球團(tuán)礦中，或直接加入到高爐中。
爐渣MgO含量低，有利于降低渣量，有利于提高爐料透氣性和降低燃料比，也會(huì)使生產(chǎn)成本降低。燒結(jié)礦中MgO含量增加1%，鐵品位要下降1%，高爐渣量要增加10%。因此，要根據(jù)具體生產(chǎn)條件，科學(xué)使用MgO。
4 轉(zhuǎn)變操作觀念，科學(xué)操作高爐
目前，一批中小高爐操作采用大風(fēng)量，高冶煉強(qiáng)度，犧牲了燃料比，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。通常，利用系數(shù)等于冶煉強(qiáng)度除以燃料比?？茖W(xué)的高爐操作方針是：通過降低燃料比，來獲得高的利用系數(shù)。高爐好的冶煉強(qiáng)度是在1.2t/（m3·d）左右。高于這個(gè)值，高爐產(chǎn)量會(huì)有所增加，但燃料比要升高、成本要升高。一些中小高爐采用大風(fēng)量、高冶煉強(qiáng)度，來實(shí)現(xiàn)高利用系數(shù)，是不正確的操作方法。噸鐵風(fēng)耗高，燃料比必然高（燃燒1kg碳需要0.93m3 的氧氣，約4.42m3的空氣），也造成煉鐵工序能耗高（鼓風(fēng)能耗占煉鐵總能耗的4.5%左右）。所以說，中等冶煉強(qiáng)度，可獲得煉鐵好的指標(biāo)。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的高爐就是進(jìn)行中等冶煉強(qiáng)度、中等利用系數(shù)操作，這樣以獲得低燃料比，同時(shí)實(shí)現(xiàn)高爐長(zhǎng)壽。
5 科學(xué)評(píng)價(jià)搗固焦
搗固焦的氣孔呈扁圓形，且多盲腸氣孔，密度大，但化驗(yàn)得出的焦炭指標(biāo)比頂裝焦的焦炭要好是假象（與頂裝焦相比，要乘以0.85%系數(shù)）；搗固焦的燃燒性不如頂裝的焦炭，造成高爐煤氣中CO含量降低，礦石間接還原降低，出現(xiàn)燃料比升高，產(chǎn)量下降的現(xiàn)象。搗固焦不抗堿金屬侵蝕，易粉化。使用含有害雜質(zhì)高的爐料，高爐操作會(huì)受較大負(fù)面影響。1000m3 以下高爐使用搗固焦，對(duì)高爐操作無大影響。但3000m3 以上高爐使用搗固焦，操作會(huì)出現(xiàn)一些問題，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不好。
搗固焦是以降低主焦煤配比來降低成本的生產(chǎn)，搗固焦炭密度大，盲腸氣孔多，燃燒性差。
國(guó)外大型高爐基本不使用搗固焦。漣源3200m3 高爐使用搗固焦，該搗固焦是公司內(nèi)部焦化廠生產(chǎn)的，煉焦配煤的主焦煤與頂裝焦一樣，所以搗固焦的質(zhì)量得到了改善。另外，在高爐開爐、停爐時(shí)，建議不要使用搗固焦，以便快速恢復(fù)生產(chǎn)。
6 提高高爐爐料中球團(tuán)礦配比是煉鐵技術(shù)的發(fā)展方向
提高高爐爐料中球團(tuán)礦的配比具有以下的優(yōu)點(diǎn)，是煉鐵技術(shù)的發(fā)展方向。
1）提高煉鐵爐料球團(tuán)礦配比，可有效地促進(jìn)煉鐵入爐礦含鐵品位的提高。
一般情況下，球團(tuán)礦鐵品位比燒結(jié)礦高7-8個(gè)百分點(diǎn)，所以高爐多用球團(tuán)礦，可以有效地提高入爐礦含鐵品位。
2）煉鐵入爐料鐵品位提高，可以降低燃料比、增加產(chǎn)量。
通常，入爐礦含鐵品位提高1%，高爐燃料比下降1.5%，生鐵產(chǎn)量增長(zhǎng)2.5%，渣量減少1.5%。如果煉鐵100%使用球團(tuán)礦，要比使用燒結(jié)礦，燃料比下降11.52%，生鐵產(chǎn)量增長(zhǎng)19.2%，這個(gè)效益十分可觀。
3）提高煉鐵爐料球團(tuán)礦配比，可以降低煉鐵系統(tǒng)能源。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)球團(tuán)工序能耗為25.36kgce/t，燒結(jié)工序能耗為48.60kgce/t；球團(tuán)工序能耗比燒結(jié)工序低23.24kgce/t。如果用一噸球團(tuán)礦代替一噸燒結(jié)礦煉鐵，就會(huì)使煉鐵系統(tǒng)能耗降低23.24kgce。
4）提高煉鐵爐料球團(tuán)礦配比，可以降低污染物排放。
燒結(jié)生產(chǎn)產(chǎn)生大量的SO2、NOX、二噁英、粉塵等有害物質(zhì)。2012年國(guó)家公布了對(duì)燒結(jié)煙氣綜合治理的標(biāo)準(zhǔn)（GB28662-2012《鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》），指標(biāo)基本上與國(guó)際水平接軌。這加大了鋼鐵企業(yè)環(huán)保治理的成本，企業(yè)環(huán)保投資和運(yùn)行費(fèi)增加。目前，每噸燒結(jié)礦的環(huán)保治理成本約為50元，如用球團(tuán)代替燒結(jié)，可以大大減少污染物治理費(fèi)用。球團(tuán)生產(chǎn)使用天然氣，不用煤炭，球團(tuán)廢氣排放量比燒結(jié)低一半，球團(tuán)廢氣中二噁英、、SO2、NOX等含量比燒結(jié)少，環(huán)保治理簡(jiǎn)單容易，工廠清潔。
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