面临低碳减排,钢企如何实现低碳效益

文章来源:未知碳交易网2012-07-20 18:19

近年来受到原燃料质量劣化,价格高涨的影响,精料工作有所忽视,这是必须扭转的。坚持精料方针,当务之急是要探求在新形势下炼铁精料的新工艺与新技术。 本`文@内/容/来/自:中-国^碳-排-放^*交*易^网-tan pai fang. com

  为弥补炼焦煤和肥煤的不足,近年来捣固焦得到了很大发展,但常常出现这样的情况:虽然独立焦化生产厂家提供的捣固焦质量指标正常,有时还好于顶装焦,但在高炉内的实际表现不如顶装焦,一般在焦比和消耗上要增加10%~15%。主要原因在于:捣固焦配煤尚不规范(尚无标准约束),捣固强度过高,炼焦过程工艺参数控制不规范。国内外捣固焦生产实践表明,捣固炼焦配煤中,焦煤、肥煤配比不应少于20%~25%,煤饼密度应该控制在0.98t/m3~1.0t/m3左右;只有精心操作,精准控制焦炉温度才可以获得品质较高的捣固焦。 内/容/来/自:中-国-碳-排-放*交…易-网-tan pai fang . com

  在铁矿石品质劣化的条件下,应该坚持生产高还原性、强度好、粒度组成合理的高碱度烧结矿。虽然含铁矿石品质劣化是大势所趋,但仍然要坚持以铁酸钙固结为主来优化配料,强化制粒、厚料层低温烧结,这样才能获得以铁酸钙黏结相为主、低FeO、还原性能和强度均较好的高碱度烧结矿。同时,针对我国资源的特点,应该对贫矿细磨深选使精矿粉品位达到68%左右,从而生产含MgO高品质球团,成为与高碱度烧结矿搭配的最佳酸性料。

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  提高采购人员素质,实现科学采购、合理配矿。为降低采购成本,近年来出现了钢企争相抢购品位低(50%以下)、Al2O3高(有的高达10%以上)、有害杂质多且含量高的劣质矿的现象,影响了炼铁生产。建议各企业加强对采购人员的培训,使其了解造块工艺和炼铁工艺,使用合理优化配料的相应软件,提高采购水平。

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  提高风温到1280±20℃

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  近年来风温逐年提高,到2011年达到了1179℃,取得了不小的成绩。但是从降低吨铁燃料比来说,可能还有100℃左右风温的潜力,还可以降低燃料比10kg/t~15kg/t。我国已完全掌握单烧低热值高炉煤气(Q低=3000kJ/m3左右)达到风温1280±20℃的整套技术,现在的任务是将它推广应用到所有大中小级高炉。这套技术的核心是,燃烧期燃烧高炉煤气达到热风炉拱顶温度(t拱)1380±20℃,在送风期将热风温度(t风)稳定地维持在1260℃~1300℃,也就是缩小t拱与t风的温差到100℃~80℃。

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  现在成熟的技术是煤气和助燃空气双预热,使拱顶温度(t拱)达到1380±20℃。计算和实践表明,将双预热的温度达到300℃以上就可以获得t拱=1380±20℃。现在采用最多的方法是建设前置热风炉加热助燃空气到500℃~600℃,利用热风炉烟道废气加热煤气到150℃~200℃。而现代热风炉上缩小t拱与t风的温差而实现t风=1280±20℃的技术包括:在热风炉结构上,采用上部新型格砖强化辐射传热,在燃烧期蓄贮更多的高温热量;下部缩小格孔,强化对流传热,在燃烧期蓄贮更多的低温热量,送风期以更多的低温热量给鼓风加热,节省上部高温热量,使整个送风期的温降缩小。采用交叉并联(四座热风炉)或半交叉并联(三座热风炉)送风,可缩小拱顶温度与热风温度的温差40℃。提高烟道废气温度,每提高100℃可缩小拱顶温度与热风温度的温差40℃。改进格子砖的设计,增加格子砖单位体积的加热面积,并保证单位容积的加热面积与砖重互相匹配。此外,热风管道在设计中,应该既考虑热膨胀又考虑盲板力,采取滑动支架与固定支架相结合的方式,从而适应1250℃~1300℃的高风温。 本+文`内/容/来/自:中-国-碳-排-放-网-tan pai fang . com

  富氧鼓风遵循规律

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  进一步提高富氧率,是降低高炉能耗、提高产量和增加效益的重要途径。但是富氧率的提高受到多方面的制约,最主要的因素是高炉冶炼本身的规律和经济合理性。首先,随着富氧率的增加,上升煤气携带的热量减少,使高炉上部温度降低,最极端的情况是,如果高富氧后炉顶温度降到露点及其以下,高炉将不能正常运行,其后的煤气除尘和TRT的运行也将受到严重影响。目前,一般认为在现有冶炼条件下,富氧率达到12%~14%时,有可能出现不好的征兆。其次,富氧可能增加了炼铁成本的动力消耗部分,要靠高富氧给高炉带来的能耗降低、产量提高的效益来补偿。这样,通过计算可以确定一定氧气价格下的经济富氧率。 本/文-内/容/来/自:中-国-碳-排-放-网-tan pai fang . com

  现在有些国家进行全氧炼铁的研究和开发,对其工艺可行性和经济可行性做了许多工作。从欧盟、日本和我国所做的小型工业性试验情况来看,要实现经济高效的全氧炼铁,达到低CO2排放,还有许多基础工作要做。一是寻求高炉内煤气流合理分布以提高煤气利用率;二是开发高效氧煤燃烧技术和燃烧器;三是开发安全、高效的煤气脱除CO2以及预热装置,以及从炉身喷入高炉的技术;四是安全生产,由工业试验伊始,及早建立氧气高炉工艺生产规程和安全操作规范,确保安全。

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  高炉冶炼经济喷煤

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  2011年我国重点企业的平均喷煤量已达到148kg/t。现在的问题是:在低碳炼铁的要求下喷多少煤粉才合适,也就是要实现与高炉冶炼条件相适应的经济喷煤量,从而达到低燃料比的目的。许多专家认为,对于燃料比维持在500kg/t~520kg/t的高炉,在置换比不明显变差、燃料比不升高的前提下,按照目前我国高炉的一般冶炼条件,合适喷煤量应该为130kg/t~150kg/t,而且在冶炼条件无明显优化的条件下,不要贸然喷煤达到180kg/t~200kg/t甚至更高。现在仍有部分企业追求高喷煤量,造成置换比低、燃料比不降反升的状况,这都不符合低碳炼铁的原则。建议有关企业更好地分析自身冶炼条件的变化,确定相应的经济喷煤量,实现低燃料比炼铁。

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  炉内煤气三次分配

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  以精料为基础,重视原燃料粒度组成,保证料柱的良好透气性,使高炉顺行。高炉生产中原燃料品质的短时波动是不可避免的,操作人员应随时注意,发现后要采取有效措施处理,特别要重视炉缸工作状态,保证炉缸有充沛的高温热量。

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  要获得高的煤气利用率须控制好煤气在炉内的三次分配:由风口循环区到炉缸的初始分配、软熔带的二次分配和块状带的三次分配。初始分配的关键是要重视燃烧带的大小。许多专家认为,对于燃烧带环圈面积,大高炉应该占到炉缸截面积的50%左右,中小高炉应该占到60%~65%。影响初始分配的另一重要因素是燃烧带上方和周边焦炭层的空隙度,因此要特别注意高炉生产中,焦炭质量的变化和炉渣流动性的变化,防止粉末过多和炉渣因流动性差而增加其在焦炭层中的滞留率,造成煤气通过的实际空隙度变小而影响煤气流分配。煤气二次分配的关键是软熔带的位置、形状、软熔带中焦窗数和焦窗的面积。软熔带根部不宜太低,一般倒V形状比较适宜,可使煤气流分配稳定;软熔带不宜过于平坦,造成焦窗数过少,应采用大料批,保证焦窗的面积。煤气流的三次分配主要受到炉顶布料制度的影响,利用无料钟炉顶布料的工艺特点,将炉料分布到料面,一般形成平台加浅漏斗的料面,操作人员要根据所使用原燃料的粒度组成,考虑炉容大小,科学确定这一平台的宽度和中间漏斗的深浅,使半径方向上的O/C比分布合理。 內/容/來/自:中-國/碳-排*放^交%易#網-tan p a i fang . com

  高炉长寿面临挑战

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  据不完全统计,仅2010年~2011年,我国就有十余座高炉发生炉缸烧穿事故,而且不少发生在炉役初期,有的甚至开炉不到一年,事故的不可预知性以及危害的严重性给企业带来巨大经济损失。归纳造成炉缸烧穿事故的原因,一些共性问题应该引起重视。

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  一是炉缸结构值得研究。近年来,石墨化碳砖以其高导热性的优点被一些高炉采用,但其致命的弱点是抗铁水溶蚀性能差。另外,死铁层设计过浅,该部位成为受铁水冲刷最严重的区域,多座高炉的烧穿事故均发生在该部位,许多专家建议,死铁层深度达到炉缸直径的20%~25%为宜。

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  二是碳砖及砌筑质量差。对发生烧穿事故的高炉碳砖进行检测发现,普遍存在微气孔指标差、抗渣铁溶蚀性差等问题。炉缸碳砖的砌筑应严格按照规范执行,常常是外形尺寸不规范造成砌筑质量差,出现大量的缝隙或产生直缝,而焙烧不充分的碳砖在炉内升温过程中会发生收缩,也会形成大的缝隙。此外要重视炭素捣打料的低温性能。

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  三是重视冷却系统。工作状态良好的冷却系统能够使炉缸砌筑的耐火材料不产生过热,从而最大程度保护耐火材料,延长工作寿命。冷却水量与炉缸结构和导热能力有关。 本`文-内.容.来.自:中`国^碳`排*放*交^易^网 ta np ai fan g.com

  四是监测缺失。监测缺失是造成炉缸烧穿事故的又一重要原因。监测的缺失,一方面是由于监测点过少,尤其在容易造成严重侵蚀的部位,没有安装热电偶和热流监测设备;另一方面是由于监测设备损坏失灵造成的。 本+文`内.容.来.自:中`国`碳`排*放*交*易^网 t a np ai fan g.com

  五是操作及维护不当。冷却壁与炉壳之间串煤气,造成炉壳过热;碳砖与冷却壁之间形成气隙热阻,造成炉内热量传不出来,碳砖温度升高,给炉缸安全造成威胁。利用休风机会对存在气隙部位进行压浆处理是目前普遍采用的方法,但压浆、灌浆操作仍缺乏科学的指导,一旦操作不当,将成为炉缸烧穿事故的诱因。此外,风口损坏后如果没有及时更换,仅仅控制水量,直至休风时才换风口,有时大量冷却水进入炉缸,也会造成碳砖鼠洞、裂缝乃至粉化,后果十分严重。 本*文`内/容/来/自:中-国-碳^排-放“交|易^网-tan pai fang . c o m

  六是要重视铜冷却壁的损坏。最近国内几座高炉相继出现的局部区段铜冷却壁热面大面积烧损问题应该引起高度重视。调查发现,铜冷却壁的破损形式主要有:气流冲刷形成的局部沟槽,磨损造成的冷却壁上下厚度不均,冷却通道裸露以及大面积烧损。应该对损坏机理、铜冷却壁的加工方式、结构优化到使用过程中有害元素对材质性能的影响、冷却参数的设计,以及安装铜冷却壁后高炉操作制度的调整等,进行细致、深入的研究。

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