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現(xiàn)焦比降低的基礎。根據(jù)太鋼的實踐經(jīng)驗和研究成果，要達到煤氣利用率穩(wěn)定在50%以上的目標，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，在同樣焦炭負荷下可適當擴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，在一定的焦炭負荷下，維持爐內(nèi)透氣性指數(shù)K值在恰當范圍內(nèi)運行對穩(wěn)定煤氣利用率至關(guān)重要。

太鋼近年來的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗表明，在大型高爐煤氣流穩(wěn)定性和煤氣利用率還未達到一定水平的情況下，不應采取強制加風和加富氧量的措施來增加產(chǎn)量，而是要通過調(diào)整焦炭負荷或裝料制度來首先保持煤氣流的穩(wěn)定，才能追求強化冶煉及改善技術(shù)經(jīng)濟指標。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減少CO2排放的新思路。這種新工藝流程的特點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)機上，造塊和部分還原在燒結(jié)機上同時進行。估計目標預還原燒結(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，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。