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炼钢炉/冶金机械 |
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冶金行业节能减排的重中之重 |
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| http://cn.newmaker.com
5/15/2008 10:37:00 AM
佳工机电网
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我国是钢铁大国而非钢铁强国，国家”十一五”规划把单位GDP能耗在“十五”基础上下降２０％作为目标。冶金行业节能减排首当其冲。
随着节能减排技术的深化，铁后节能减排的潜力有限，因为铁后热连贯性、铁水、钢水、连铸、轧材，热损失小。而铁前节能减排的潜力巨大。铁前基数大，以２００６年我国４亿多吨铁的产能，所耗原燃料９（干基）——１０（湿基）亿多吨。如此巨大的基数，无论是提高品位还是降低消耗，或是降低水分或是减少倒运，都将有节能减排的巨大实效。
由于我国冶金行业大多存在重铁轻料的情况，尽管三分冶炼七分料，精料的道理业内人人都懂，但是真正把精料放在重要位置的很少。造成铁产量增加，能耗增加，总成本上升。一谈效益，就讲减利因素，不说自己为节能降耗做了些什么实实在在的工作。其实铁前有大量节能降耗的工作没有做。举几个实例如下。
例一：入炉品位低国内除宝钢外普遍存在入炉品位低的现状，这也是我国钢铁能耗比发达国家高的原因之一。业内各家不引导矿市向高品位走，反而鼓励低品位粉矿泛滥。因为各家都在抢粉矿，矿商不是傻子，不往米里掺砂算是有良心的了，花代价提高品位于它何益。为什么粉矿需求这么大，因为烧结产能大，各家大都没有采用小球烧结和燃料分加技术，只有靠粉矿保量，提高品位只有花高价用进口矿或提高烧结精矿比，提高精矿比产能降低保不了高炉用量。更有短视者新上烧结也不采用成熟的小球烧结燃料分加节能技术，跟着大家抢低品位粉矿。有人可能会说市场无法左右，但对通过自已的手降低入炉品位的事也无能为力吗，有不少单位自觉不自觉把往烧结系统加垃圾物料当做节省资源，环境保护来做。但对由此而引发的高耗能高排污却不去过问。如果把这些垃圾物料采用并不高难的选别技术迸行选别后，再加入烧结糸统既提高品位又节省资源，其副产物可用于砌块，陶粒，墙地砖生产，又会是什么效果。
例二：倒运和原燃料高水 新上球团为何不建在矿山，大家为什么不学宝钢，宝钢为什么不把球团厂建在上海而建在湛江，一可能是利用两地的地价差，二可能是测算过精矿一卸、球团一装的耗费比多运10%的水合算。由于重铁轻料和土地建设费用等原因，大多厂家的料场不完备，形成厂内无效倒运甚至负效倒运。最典型的负效倒运是劳命伤财的烧结矿落地，内行人都知道烧结矿露天落地一周全成返矿，但笔者所在单位就是要搞烧结矿落地，没有球团的时候就不说了，有球团再搞烧结矿落地不是劳命伤财吗。可能是为满足专家订的烧结矿：球团7：3比例，不知道美国人100%的球团矿是怎么炼铁的，其技术含量恐怕是相当高难。
笔者从业35年有2/3的时间搞球团，退下来后闲翻从前资料，发现一些问题，提出来与同行探讨。近几年来国内球团虽然发展很快，但是节能方面仍显不足，这同上级的误导有关。全国球团技术协调组第七次大会把发展球团设备大型化作为方向，原国家冶金局“十五”《冶金科技发展指南》有关球团的三条之一有增设润磨提高精矿细度。以上两项有误导之嫌。 设备大型化以带式机为大，但带式机投资大，冷却热利用低，设备故障率高，热风做降尘处理降低风温，不降尘管道磨损，风机叶轮挂泥影响平衡加之高温环境能稳定长效运行吗。 带式机利用糸数低下，投入产出失衡有何推广价值。链篦机回转窑也有比带式机冷却热利用还低的问题，虽然投资比带式机小，利用糸数比带式机高，但其结圈问题难以避免，且铲料板，溜槽，回热风机也是高故障点。竖炉投资小，热效高，单炉产量低，风机基本上是冷态无尘运行，故障相对低，但齿辊，大水梁的寿命也不太长，尽管其利用糸数同一般的链篦机回转窑差不多，但是炉料在炉内时间太长难免结块。综合几种工艺来看，还是竖炉合算些，我们不妨学学美国同行，一个厂建24座竖炉，产量不也上去了，还有一个好处是，带式机，链篦机回转窖一般厂家不会建群，一旦故障可能影响高炉用料，而竖炉群就可避免。竖炉还适合在中小矿山建设。矿干完了，竖炉的服役期也差不多了，设备废钢撤走，耐材铺路矿山还林。我国球团无论是以上哪种工艺利用系数都有潜力可挖。1981年冶金工业出版社出版的杉木译《球团工艺及设备》介绍环式焙烧机法中，其总用时为了22分钟：干燥5分钟，预热2分钟，焙烧5分钟，均热3分钟，冷却7分钟。如果我们的投资者，设计者，球团工作者都把22分钟作为追求目标，利用系数将有多高，能耗成本将降多少。新兴铸管链篦机回转窑11的利用系数，湘潭竖炉8的利用系数应是大家努力的方向。 润磨机是否值得推广，润磨机是电老虎，钢球衬材消耗量大，-200目提高不了几个百分点，料粗你怎么揉捏对塑性增加也是有限的。前不久有篇《生球爆裂温度的影响因素及提高途径》文中有”润磨降低爆裂温度100度，高压辊磨又比润磨降低爆裂温度100多度”的说法。 道理很简单，原料过细生球孔隙率低，毛细管（水汽通道）变小。当然润磨对过粗和颗粒呈球状（硫酸碴）的原料成球性提高是有益的。 原料条件不是很差无需润磨，毕竟太耗电了。 全国球团技术协调组大会每年召开，但是对一个设及节能减排的重要指标抗压强度没有达成共识。杉木译《球团工艺及设备》对成品球抗压强度的要求是：具有至少在运输和高炉装料时不致破碎的强度。1989年冶金工业出版社出版的《高炉炼铁生产》中对成品球抗压强度的要求是：一般平均每个球的抗压强度大于100公斤就可以满足高炉冶炼的要求。当时高炉的利用系数1·5左右， 随着高炉冶炼强度和利用系数的堤高，成品球团过高的冷态抗压强度没有多大意义，因为装入高炉的球团在较短的时间内就进入高温融软区，过高的抗压强度有什么用。而提高成品球抗压强度的措施（提高原料细度，延长高温保持时间，放慢冷却速度）无一不是需耗费能源的。新兴铸管链篦机回转窑利用糸数高与其1500N/个球的抗压强度有直接关糸。为了节能减排目标的实现，建议业内对球团矿抗压强度超过2000N/个球的浪费能源行为给予碳补偿处罚。
根据经验和22分钟理念，笔者有两个改造竖炉的想法，提出来给投资者，设计者和同行们参考，算是抛砖列玉吧。想法一：将SP竖炉改成一步法碳基直接还原炉。前题是生球内配还原煤，外滚1—2mm焙烧煤。改造顺序是（1）。在炉顶烟道加一吸风囗，抽取炉顶废气，经降温洗涤脱酸加压，用于齿辊和排料口密封。（2）取消燃烧室，火道口通助燃风。控制助燃风量来调控焙烧温度。（3）将燃烧室用加压煤气改至冷却风管，用煤气冷却海绵铁，取消冷却风机。（4）将竖炉腰在大水梁以下放大，状似奖杯，利用球团的自然堆角形成三角腔，腔顶开孔接管便于冷却煤气排出。排出的高温煤气经洗涤降温除尘脱酸回煤气主管。如使用煤气发生炉造气，应有气柜循环使用煤气。（注意：冷却煤气压应低于密封气压以免其外泄）。冷却煤气糸统应有氮气输入和放散糸统，便于开炉初期和故障停机时海绵铁的冷却和系统置换（5）将燃烧室烧咀移到导风墙两端，在开炉初期向烘干床供热，待到热海绵铁开始供煤气冷却时，由导风墙导出的20%的热冷却煤气到达烧咀处就关闭烧嘴煤气，只通助燃风，同样靠控制进风量来调节干燥温度。经过以上几处改造后就可以生产了，竖炉火道口以上为氧化性气氛，火道口以下为还原性气氛，外滚煤为还原提供所需热能并阻止氧向球内渗透，内配煤和冷却煤气参予还原反应。由于碳与矿紧密接触在高温条件下容易发生还原反应，加之SP竖炉料球在炉内有很长保持时间，足够料球还原和海绵铁冷却。 想法二：三拐氧化焙烧竖炉，第一拐，单坡干燥床拐向焙烧槽（5m×0.6m×2m）， 如采用两头大中间小的异型耐火砖彻筑拱梁能保证下沿基本整齐无拱弧，可不用钢材大水梁，如下沿有拱形会形成中间走料快，两边走料慢。第二拐，由焙烧槽拐向冷却床，冷却床导风室与干燥床相通，冷却废热全部用于干燥，如果冷却风不能满足干燥风温，可在导风室两端偏焙烧槽适当 位置增加烧嘴。第三拐，由冷却床拐向集料槽，注意下料段收口不要太快，同样是为了避免中间下料快两边走料慢。生球经过这三拐完成干燥，预热，焙烧，均热，冷却全过程，由于焙烧槽高度限制了料球高温段时间，对轻微粘结块用钢钎就处理了，故取消齿辊。三拐炉的好处是：（1）布料皮带不必在烟罩内运行，（2）烘干床有扩展面积的可能。（3）焙烧时间短节能。（4）冷却风由床下鼓入分布均匀减少边缘效应，风的利用和冷却效果优于料柱冷却。其不足也是显面易见的，单炉产量低，因为它刚好是SP竖炉的一半，把SP竖炉从干燥床脊一分为二取齿辊加冷却床。
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