高炉大型化是炼铁生产

中国炉容4000m3以上的高炉已达20座。不断提高高炉的节能减排水平具有重要意义。从节能方面来讲，关键是要最大限度地改善煤气利用，获取高的煤气利用率，降低焦炭消耗。我国高炉炼铁的燃料比较国外高出50～100kg/t，其重要原因之一是煤气利用率差。提高煤气利用率是实现焦比降低的基础。根据实践经验和研究成果，要达到煤气利用率稳定在50%以上的目标，可以从以下几个方面入手。一，调整高炉的矿石批重和提高高炉的矿焦比。只要在炉况可接受的情况下，在同样焦炭负荷下可适当扩大矿批来增加焦层厚度。二，炉顶温度稳定在150～180°C为宜，若是使用湿熄焦还应该低20～30°C，若炉顶温度超过200°C，则煤气的热能利用率不高。三，将透气性指数K值控制在适宜范围。透气性指数K值相对较低时煤气利用率较高，所以，在一定的焦炭负荷下，维持炉内透气性指数K值在恰当范围内运行对稳定煤气利用率至关重要。近年来的生产实践经验表明，在大型高炉煤气流稳定性和煤气利用率还未达到一定水平的情况下，不应采取强制加风和加富氧量的措施来增加产量，而是要通过调整焦炭负荷或装料制度来首先保持煤气流的稳定，才能追求强化冶炼及改善技术经济指标。另外，保持高炉中心通路非常重要。高炉越大，中心越重要；但中心集中加焦炭一般不可取。中心高温区域不能过宽，如过宽则煤气利用率变差，浪费高炉燃料；中心高温区域窄一些，既可保持高炉顺行又能节约燃料。从减排方面来讲，据估算，目前我国大中型钢铁企业平均CO2排放量为每吨铁1605kg，比德国高炉多116kg。这说明我国高炉CO2减排还具有相当大的空间。减排的关键在于降低高炉燃料比。通过降低高炉燃料比来降低高炉还原剂的消耗，从而提高高炉有效利用系数。低燃料比操作的方法包括：炉身冶炼效率的改善；金属化炉料的装入量；减少高炉炉身下部热损失等等。值得注意的是，采用预还原烧结矿和焦炭，包括金属化矿石作为一种新的炉料来降低高炉还原剂用量是一项减少CO2排放的新思路。这种新工艺流程的特点是造块和部分还原过程同时完成，用外覆一层焦粉的含碳铁矿粉颗粒作为原料，装到烧结机上，造块和部分还原在烧结机上同时进行。估计目标预还原烧结矿的还原度超过40%。利用外覆焦炭颗粒产生能源，内部颗粒直接还原产生CO气体。由于间接的气-固还原反应，总碳耗比目前高炉要低。从大的布局来看，加快钢铁工业结构调整和优化至关重要。据统计，有效容积小于300m3的高炉平均能耗比1000m3以上的高炉要高20%左右，用容积大的高炉替代小高炉，增加煤比，提高风温会带来焦比的降低和CO2排放量的减少。因此，在我国目前条件下，淘汰落后钢铁产能势在必行。