2021年我国炼铁技术发展评述

2021年我国生铁产量86856.80万吨,同比下降2.30%。主要钢铁产品的产量如表1所示。2021年累计进口铁矿石112431.50万吨,同比下降3.9%。铁矿石进口总额11942亿元,同比增长39.6%。进口铁矿石平均到岸价164.3美元/吨,同比增长55.3%。进口铁矿石价格大幅上涨,严重影响炼铁企业利润。

1 2021年我国炼铁生产基本情况

2021年我国生铁产量为86856.80万吨,占世界生铁产量的65.46%(世界生铁产量132684.3万吨,比上年升高0.6%),比上年下降2.30%。中钢协会员单位(以下简称会员单位)生铁产量73097.07万吨,比上年下降1.16%;其他企业生铁产量13759.93万吨,比上年下降18.11%。

2021年有22个企业生铁产量超过1000万吨,17家企业为550-1000万吨。其中,鞍山钢铁生铁产量2534.86万吨,位居首位;首钢2190.97万吨,排名第二;沙钢1960.61万吨,居第三。

2 高炉炼铁部分技术经济指标分析

2021年会员单位生铁产量占全国总产量的84.15%,主要技术经济指标见表2。指标显示,会员单位高炉利用系数、入炉铁品位、焦比和热风温度在下降,喷煤比、燃料比、劳动生产率、炼铁工序能耗有所升高。各企业生产条件有较大区别,企业之间炼铁系统技术经济指标发展不平衡,差距较大。

2.1燃料比升高

2021年,会员单位燃料比为530.66kg/t,比上年升高1.49kg/t。目前,国际先进水平的高炉燃料比低于500kg/t。2021年我国只有宝钢股份、湛江、晋南钢铁、衢州元立、阳春新钢铁、萍钢、芜湖新兴和三明等单位的部分高炉燃料比低于500kg/t。

与上年相比,燃料比降幅较大的企业有:承钢、攀钢、营口中板、邯钢、马钢、石横等。

2021年部分炼铁企业降低燃料比的两类情况:

(1)焦比和喷煤比同时下降,风温提高,使燃料比下降。比如水钢、包钢、本钢、南钢、沙钢等。

(2)焦比下降幅度大于煤比升高的幅度,使燃料比下降。降低燃料比的主要措施是要降低焦比。提高喷煤比后,要实现煤粉替代焦炭的高置换比,才会使燃料比不升高。这也是提高喷煤比的最优技术水平。2021年,会员单位中德龙、攀钢、新冶钢、马钢、石横、达钢等企业实现了焦比下降幅度大于煤比升高的幅度,使燃料比下降。

2.2炼铁工序能耗升高

2021年会员单位炼铁工序能耗为387.94kgce/t,比上年升高0.48kgce/t。据统计,有40家企业炼铁工序能耗下降,降幅较大的有:建龙、新兴铸管、津西、沙钢。有43家企业能耗升高,部分企业能耗涨幅在30kgce/t以上。

2021年炼铁工序能耗较低的企业有:广东阳春、沙钢、青岛特钢、新冶钢等。

2.3焦比下降

2021年会员单位焦比为355.48kg/t,比上年下降1.05kg/t。与上年相比,焦比降幅较大的企业有:萍钢、攀钢、达钢、新冶钢等。2021年炼铁焦比较低的企业有首钢、济源、萍钢、涟源等。但是,有的企业高炉焦比高达441.19kg/t。2021年焦比较低的高炉有:衢州元立1068m3、晋南钢铁1860m3、三明1800m3、首钢4000m3等高炉。

2.4喷煤比提高

2021年会员单位高炉喷煤比为147.40kg/t,比去年升高0.71kg/t。喷煤比升幅较大的企业有:达钢、永钢、昆钢、敬业等。喷煤比较高的企业有:首钢、三明、济源、石横等。有的企业高炉喷煤比低,最低仅为99.49kg/t。喷煤比较高的高炉有:衢州元立1080m3、莱钢1000m3、武钢4117m3、梅山4070m3等高炉。

2.5热风温度下降

2021年会员单位高炉热风温度为1099.83℃,比上年下降53.62℃。2021年热风温度提高较多的企业有:新冶钢、沙钢、达钢、永钢等。热风温度较高的企业有:淮钢、鞍钢、首钢、兴澄等。热风温度最低的企业,风温仅1075.97℃。

热风是廉价的能源,是高炉煤气燃烧换来的。热风是高炉炼铁的第二热源(占炼铁用能的19%左右),企业要及时对热风炉进行技术改造,努力提高热风温度,促进实现低燃料比,降低生产成本。提高100℃热风温度,可降低高炉燃料比约15kg/t,并为提高喷煤比创造条件。目前,我国高炉炼铁技术指标与国际先进水平相比,最大差距是热风温度偏低(约差80-100℃)。

提高热风温度的技术措施是:热风炉拱顶使用耐高温的硅砖,热风炉拱顶在烧炉和送风时的温差小于100-150℃,热风炉送风时间要控制在40-60min;热风炉蓄热砖要用高蓄热面积的格子砖,并涂刷高辐射蓄热材料;提高热风炉废气温度,单烧高炉煤气的热风炉采用煤气和空气双预热技术;高炉和送风系统结构要达到能够使用和接受高风温的要求。目前,我国一些企业热风温度和热风炉寿命偏低的主要原因是耐火砖质量差。还有部分企业热风炉短管设计不当、所用材料不好,难以承受高风温。

2.6高炉入炉铁品位下降

2021年会员单位高炉入炉铁品位是56.60%,比上年下降1.13%。2021年入炉铁品位较高的企业有:首钢、太钢、鞍钢、安阳永兴、涟源等。部分企业入炉铁品位很低,最低值仅为50.59%。2021年入炉铁品位提高较多的企业有:昆钢、青钢、新余、通钢、石横等。

高炉炼铁精料技术水平对炼铁指标的影响在70%,精料技术的核心是提高入炉矿含铁品位。铁品位升高1%,可使燃料比下降1.5%,产量提高2.5%,降低污染物排放,促进高炉清洁生产。

提高高炉炉料中球团矿配比,是炼铁技术发展的大方向,是提高高炉入炉铁品位的主要技术措施之一。球团矿含铁品位比烧结矿高约7%,球团生产过程中污染物排放是烧结矿生产的1/3,球团工序能耗比烧结工序低20kgce/t左右,炼铁多使用球团矿,可以降低炼铁系统的污染物排放和能耗。所以,炼铁要努力提高球团矿配比。但提高球团矿配比后不容易调整高炉炉渣碱度,建议使用熔剂性球团矿。

2021年炼铁炉料中球团矿配比较高的企业中,京唐和湛江高炉球团矿配比50%左右,攀钢、酒钢、唐钢等高炉球团矿配比超过30%。

2021年,统计球团矿产量1.41839亿吨,同口径比上年提高8.26%,有利于提高炼铁球团矿含铁品位、提高炼铁入炉铁品位。会员单位选矿的铁精矿品位64.15%,比上年提高0.12%,促进了炼铁入炉铁品位和球团矿品位的提高。

2.7高炉休风率升高

2021年会员单位高炉休风率为2.68%,比去年升高0.82%。休风率较低的企业有:涟源、马钢、柳钢等。

高炉休风率低是高炉能够生产稳定顺行的主要标志,是高炉操作水平高和设备运行状态良好等方面的综合体现。当前,因国家调控钢铁产能产量以及环保限产等因素,一些企业的高炉出现临时休风现象较多,造成高炉休风率升高,这属于外界因素影响。国家和地方有关部门出台环保限产区别对待的政策,对环保绩效A、B、C级企业区别对待。

3 环保持续向好

2021年会员单位高炉渣产量降低0.79%,高炉渣利用率提高0.15个百分点;含铁尘泥产生量增加4.59%,含铁尘泥利用率达到99.89%,比上年提高0.07个百分点。

2021年会员单位高炉煤气产生量降低3.05%,高炉煤气利用率达到98.35%,与去年水平基本相当;焦炉煤气利用率为98.46%,比上年降低0.10个百分点。

2021年会员单位外排废水总量同比减少7.57%,吨钢耗新水降低0.37%,水的重复利用率提高至98.07%。

2021年会员单位废气排放总量同比增长3.4%。主要污染物排放量均有所降低,其中烟尘排放降低22.88%,工业粉尘降低10.73%,二氧化硫降低22.15%。

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