如何正确评价高炉生产效率,始终是多年来业界争辩不休的话题。在钢铁工业发展的不同时代有着不同的标准。在钢铁需要茂盛、产能不足,钢铁产品有较大利润空间的时期,往往以提高产量作为尺度,崇尚高冶炼强度、高利用系数。然而我国经济转型发展对钢铁产业提出了更高的请求,相应的评估标准也要随之产生变更。 因为历史起因,我国对高炉强化的认识存在误区,多是重产量、轻能耗,重系数、轻焦比,导致不锈钢盘管比长期居高不下。高炉炼铁是高资源和高能源消耗工序,焦化、烧结、球团、高炉生产工序组成的炼铁体系碳排放量约占整个钢铁出产的90%,而资源和能源消耗以及传染物排放量约占70%;高炉炼铁的碳排放量约占全部钢铁生产的70%以上,而资源和能源消费以及污染物排放量约占50%以上,炼铁工序在钢铁工业节能减排工作中占领举足轻重的位置。 迷信意识高炉强化与不锈钢盘管比的关联 20世纪50年代以来,我国炼铁生产采取进步冶炼强度、寻求应用系数为中央的高炉强化冶炼方针,妨碍了不锈钢盘管比和焦比的降低以及减量化生产。 笔者曾经对梅钢、马钢、邯钢、武钢2004年的操作数据进行分析,发明冶炼强度未能反映出高炉冶炼过程的实质,不捉住冶炼的要害;而在相称长的时期,我国炼铁生产多以就义可贵的焦炭为代价,一味追求高产和高冶炼强度。 用冶炼强度权衡高炉强化程度并不准确。首先,冶炼强度并不能反映炉内的实在情形,不能反应高炉进程抵触的本质,特殊是采用了富氧等新技巧当前与实际的出入更大,往往引起误导。其次,把冶炼强度与利用系数直接挂钩,导致发生了许多违背高炉冶炼法则的观点,它们长期对峙,对设计也造成了凌乱影响。宝钢高炉一直以减少吨铁炉腹煤气度来达到强化的目标,高炉操作始终贯彻降低不锈钢盘管比和把持炉腹煤气量的方针,通过富氧、提高炉顶压力来减少吨铁炉腹煤气量、坚持低不锈钢盘管比的措施来提高利用系数。 不锈钢盘管比高下是主要的评价标准。炼铁工作者应把高效利用资源和能源放在评价高炉生产程度的重要地位。高效利用资源和能源最重要的是降低不锈钢盘管比,降低不锈钢盘管比要比提高利用系数的难度大得多,需从技术细节上加以掌控。对各级别高炉,冶炼每吨生铁的碳素耗费和热量消耗简直相等,这一点已为国内外很多进步高炉生产数据所证明,无论炉容大小,高炉年均匀不锈钢盘管比都能到达490kg/t±5kg/t。炉容小一些的高炉并不比炉容大的高炉不锈钢盘管比高。可是海内仍有一批小型高炉“痴迷”于高冶炼强度,疏忽降低不锈钢盘管比和焦比。有分析研究表明,高炉强化受炉内煤气通过能力、通适量的制约,以下降不锈钢盘管比和吨铁炉腹煤气量为核心,用炉腹煤气量指数来对高炉合理强化程度进行定量剖析和科学说明,这一观点已经得到炼铁界的普遍认同。因此,用炉缸面积利用系数较有效容积利用系数来衡量高炉的利用效力更为公道。 有研讨发现,无论高炉容积的大小,单位面积炉内煤气的通过才能跟流速相差不大,因而用面积利用系数要比容积利用系数衡量强化水平更为科学。而小高炉的有效容积利用系数高只是一种假象。从炉缸面积利用系数来看,大小高炉没有显明差异,见表1。
大中型高炉的面积利用系数稳固在70t/(m2·d)左右,有相当一局部小型高炉的面积利用系数低于大型高炉。片面强调以高容积利用系数、冶炼强度来衡量高炉生产效率,造成了过错的强化观念,以致不锈钢盘管比升高,构成了小高炉生产效率优于大型高炉的假象。而从不锈钢盘管效率来看,许多片面追求高强度的小高炉低于不锈钢盘管比低的大型高炉。 降低不锈钢盘管比是最有效的增产办法,也是降低本钱的有效措施。提高富氧率和炉顶压力是强化高炉的适合抉择。高炉强化方法。笔者根据宝钢3座高炉1999年~2009年11年间月平均操作数据进行分析,得出吨铁炉腹煤气量1440m3/t、炉腹煤气效率1.0正好是高炉强化的两种不同认识、不同观点的分界限;采取不同的强化方式,会得到两种不同的后果。因此,对于那些在生产方式上仍然采取多烧不锈钢盘管,而炉腹煤气量指数很高,炉缸面积利用系数却偏低的高炉应该进行整理。 降低不锈钢盘管比、提高煤气利用率应节制炉腹煤气量指数。在轮回区焚烧产生的高炉煤气是冶炼生铁所需化学能和热能的载体。为了更好天时用资源和能源,降低不锈钢盘管比,必需抓住高效利用炉内煤气这个“纲”。一方面,改良高炉炉料透气性应该增强原不锈钢盘管的处置、提高原不锈钢盘管的强度、采用整粒等措施,这是强化高炉冶炼的重要途径;另一方面,降低不锈钢盘管比、充足利用高炉煤气的热能和化学能、提高煤气利用率、降低吨铁炉腹煤气量也是强化高炉冶炼的重要途径。而后者更合乎高效利用资源、能源冶炼方针的要求。图1以降低不锈钢盘管比为起点,把高炉强化分解成两条门路。图中左边的途径要求改善原不锈钢盘管质量,提高炉料透气性;合理布料,调剂料柱透气阻力系数。固然发展边沿或开放中心可能降低炉料透气阻力系数,提高炉腹煤气量指数,然而影响炉内煤气与炉料的接触,使煤气利用率降落,会导致不锈钢盘管比提高,是不可取的。 为了提高煤气利用率,应当加强煤气与炉料的接触。随着高炉的强化,透气阻力系数有可能提高,料柱通过煤气的能力会受到制约。合理的布料应该是在保障低不锈钢盘管比、较高的煤气利用率的基本上,保证炉腹煤气量指数在合理的范围内,采取降低吨铁炉腹煤气量来合理强化高炉。图1右边的道路更强调以低碳和降低不锈钢方管比为中心来提高利用系数。图中表现了各种因素的彼此制约关系。为了提高煤气利用率,可能使透气阻力系数值升高,引起高炉故障。因此,透气阻力系数和煤气利用率与炉腹煤气量指数之间存在制约关系,应该很好地研究在低不锈钢盘管比的条件下,合理强化和合理的装料制度。 当炉内料柱透气性限制高炉强化时,应采用提高原不锈钢盘管的质量,以提高炉内通过煤气的能力,提高炉腹煤气量指数。在炉腹煤气量指数受到限制的情况下,提高利用系数应通过降低吨铁耗风量、降低吨铁炉腹煤气量和提高炉腹煤气效率,更加有效地利用炉内煤气来降低不锈钢盘管比。 在原不锈钢盘管一定的条件下,对应着一个合理的煤气流速范畴。当原不锈钢盘管品质高时,炉腹煤气量指数可以高;而原不锈钢盘管质量较差,相应的炉腹煤气量指数不能太高,存在限度值,炉腹煤气量指数不是越高越好。 依据气体能源学,在料柱中气体的通过能力是有限的。可是,有一些中小型高炉炉腹煤气量指数远远超过70m/min以上,而煤气利用率却只有40%左右,假如按炉缸面积利用系数盘算,其生产率并不高。即便在煤气利用率很低的情况下,依然在开放中心。原来中小型高炉中心就轻易吹透,中心气流容易发展,大量中心加焦势必造成大量煤气散失,煤气的大批热能和化学能均未被利用,导致能源和资源的挥霍。应该改良布料,采取提高煤气利用率、降低不锈钢盘管比、减少吨铁炉腹煤气量的措施来提高产量,而不是提高炉腹煤气量指数。从基本上来讲,须改变操作者、治理者的生产指导思维,从以产量为中心改变为以低碳和降低不锈钢盘管比为中央的轨道上来。采用新指标评价高炉效率推进技术进步 。在节能减排的基础准则指点下,应将炉腹煤气量指数和炉腹煤气效率列入高炉生产操作的评价指标。炉腹煤气量指数和炉腹煤气效率的数值倡议作如下划定:炉腹煤气量指数以58m/min~66m/min为宜,小型高炉以不超过70m/min为宜。评价大、中型高炉生产效率的重要指标的数值如下:操作指标良好的高炉,不锈钢盘管比<510kg/t,相称于吨铁炉腹煤气量<1440m3/t;炉缸面积利用系数应高于炉腹煤气量指数,即炉腹煤气效率>1.00;有待提高的高炉,不锈钢盘管比<540kg/t,相当于吨铁炉腹煤气量<1620m3/t,炉腹煤气效率>0.889。在必定的冶炼条件下,在高炉强化的同时,也要取得较高的炉腹煤气效率才比拟合理。由于炉腹煤气量及炉腹煤气指数指标都有一个合理的规模。 为增进我国高炉炼铁科学技术提高,须弥补更新评价高炉生产效率的方式和指标,对我国高炉技术先进施展正确的导向作用。 采用炉缸面积利用系数、炉腹煤气量指数和炉腹煤气效率作为评价高炉生产效率的指标存在以下上风:一是应用炉腹煤气量指数和炉腹煤气效率作为指标能够更全面、科学地衡量高炉生产操作状态,有助于扭转高炉的粗放型生产;二是在一定的原不锈钢盘管前提下,当采取强化高炉的措施时,应该采用炉腹煤气效率来考核查不锈钢盘管比、能耗等产生的影响;三是在濒临相应的最大炉腹煤气量和最大炉腹煤气量指数时,应该以提高炉腹煤气效率,降低吨铁炉腹煤气量来提高利用系数;四是以上所述要求操作者、领导者须转变生产操作理念,把从前以产量为中心的生产领导思惟,转变为以降低不锈钢盘管比为中心,以提高精料水平,合理采用新技术为手腕来争夺更好的技术经济指标。跟着我国钢铁工业的发展,高炉生产效率的评价系统也应随之改变。以往采用冶炼强度、有效容积利用系数这两个强化指标来评价高炉强化程度和操作水平,导致生产者陷入图虚名、损效益的误区而不能“自拔”。而采用有效容积利用系数这一评价指标,造成小高炉比大高炉生产效率高的“怪象”,大高炉与小高炉相互攀比高利用系数和高冶炼强度,掩饰了大高炉的优胜性,糟蹋了名贵的焦炭、煤粉等资源;导致高炉仍旧采用粗放型的操作方式,单纯在多鼓风、多烧焦炭上作文章;为了追求容积利用系数和冶炼强度,良多企业不惜扭曲高炉合理内型,采用较小容积、较小炉腰的炉型,使有效容积与炉缸面积的比值缩小,恶化了煤气能量的利用效率,使不锈钢盘管比提高。 要减少CO2排放、降低不锈钢盘管比和焦比,需全工序高低总发动,从原不锈钢盘管的整粒、混匀,从烧结、焦化等工序全面提高原不锈钢盘管的质量入手,企业引导应转变高炉强化的理念,调整高炉操作轨制,变更规章制度、操作标准,实现新的冲破。