2011年首季重点钢铁企业炼铁系统指标点评

2011年首季重点钢铁企业产铁13761、06万吨,比上年同期增长6.27%;焦炭产量为3185,比上年同期增长4.83%;地方企业生铁和焦炭的产量增幅分别为11.88%和16.79%,远大于重点企业的增幅。这说明,我国炼铁产业集中度在下降。

1. 高炉炼铁指标在下滑

2011年首季重点钢铁企业高炉焦比为376kg/t,比上年同期升高7kg/t;喷煤比为145kg/t,比上年下降4kg/t;燃料比为521kg/t,比上年升高3kg/t;风温为1170℃,比上年升高10℃;相关指标见表1.

从表1可看出,2011年重点钢铁企业炼铁指标在下滑,焦比和燃料比在升高,煤比和入炉矿含铁品位在下降;炼铁工序能耗的下降可能在计算上有误,应当是有所升高。

据统计,2011年首季重点企业之中有40个企业的焦比在上升,升幅大于20kg/t的企业有12个,最高升幅达62kg/t,有33个去也在下降;有38个企业燃料比在升高,升幅大于15kg/t的企业有9个企业,最高升幅达53kg/t,有34个企业在下降;有39个企业喷煤比在下降,降幅大于15kg/t的企业有9个降幅最大的达38kg/t,有32个企业在升高。炼铁指标整体下滑,是近年来所没有出现的现象,应引起钢铁企业各级领导的高度重视。要采取有效措施,尽快扭转这种态势的发展。

1.1.分析指标下滑的原因

对高炉生产指标的影响因素:精料水平占70%,高炉操作占10%,企业管理站10%,设备运行状态占5%,外界因素(动力、供应、上下工序等)占5%。在高冶炼强度,高喷煤比条件下,焦炭质量变化对高炉生产的影响率要占35%。国内外炼铁工作者均公认,高炉炼铁要以精料为基础。提高入炉品位是精料的核心。但是,目前很难做到(采购和经济性影响)。目前,影响我国炼铁生产的最大问题是原燃料质量不稳定、高炉生产不稳定。《高炉炼铁工艺设计规范》中要求炉料含铁波动≤0.5%,碱度波动≤0.08(倍),炉料粒度小于5mm≤5%,铁分和碱度波动的达标率≥80%~98%(根据高炉炉容不同),碱金属含量≤3kg/t,铅和锌的含量分别≤0.15%等指标。一些炼铁企业做不到上述要求,高炉生产不稳定,已习惯了,只追求产量,牺牲其它指标。

焦炭指标有喜有忧,M40和M10有所好转,灰分和硫分在升高,详见表2.

重点钢铁企业自产焦炭量仅够自用的少一半,多一半是外购。外购部分焦炭的质量是比自产差,且质量很难控制。

半年来,一些大于2000M3高炉生产稳定顺行状态不好。有原燃料质量恶化的因素,也有操作不当的影响。稳定是高炉生产的灵魂。在原燃料质量恶化条件下,要及时调整操作方针。不能有侥幸心理,不能再追求高指标。工长的主要任务是长期维持好合理炉型,才会有优化的指标。合理炉型是长期调整炉况的结果,破坏了,也不可能在短期内恢复的。所以,高炉一失常,恢复的时间也要长。大高炉的炉缸要活跃,是很重要的。通过提高风速,才能吹透炉缸中心,还要有高质量焦炭做保证。

1.2.科学计算炼铁工序能耗

2011年首季重点企业炼铁指标下滑,工序能耗应当上升,但统计数字是下降,引起质疑。高炉炼铁所用能耗有78%,是来自碳素(焦炭和煤粉)燃烧,有19%是热风提供的,有3%是炉料反应的化学热。燃料比变化是对工序能耗影响最大的,约占80%以上。从表1可看出,2011年首季与2010年相比,重点企业炼铁焦比升高7kg/t,煤比下降4kg/t,对工序能耗的影响是提高3.9426kgce/t.计算方法如下:

焦炭的折标准煤系数为0.9714kgce/kg.

原煤的折标准煤系数为0.7143kgce/kg.

电力的折标准煤系数为0.1229kgce/kwh.

热力(当量)折标准煤系数为0.03412 kgce/百万焦耳

焦比升高使工序能耗上升:7kg×0.9714kgce/kg=6.7998kgce

煤比下降使工序能耗下降:4 kg×0.7143kgce/kg=2.8572kgce

燃料比升高使炼铁工序能耗上升:6.7998-2.8572=3.9426 kgce.

高炉炼铁所用电力,重点企业平均值在69kwh/t,按电力的折标准煤系数为0.1229kgce/kwh计算,其能耗为8.48kgce/t.一般电力占炼铁能耗的10%~15%,且波动不会太大。

高炉炼铁所用蒸汽、压缩空气、氮气等能源介质是比较少的,用量波动也不大。

所以说,2011年首季重点企业炼铁工序能耗与2010年相比应当是上升的。一些企业统计不规范,企业之间有不可比性。表3是2011年首季部分企业的统计数据,可进行比较分析。

表3中,行业平均的焦比升高,炼铁工序能耗值为负值,有质疑;D企业燃料比升高较多,矿品位下降,反而炼铁工序能耗下降,也有疑问;企业之间燃料比变动量与工序能耗变动量,没有一点规律,没有一定的相关可比性。我们应当统一执行行业规定的统计规范。2004年国家统计局和中国钢铁工业协会共同发布了《钢铁工业指标统计体系》和《钢铁工业指标统计体系解释》。2009年国家发改委进行“千家企业能源审计”时,公布了各能源介质的折标准煤系数表。这些是我们进行统计工作的规范标准,应当认真贯彻执行。

2.烧结矿质量的变化

2011年首季重点钢铁企业烧结工序指标变化见表4.

2011年首季重点钢铁企业烧结工序指标中,品位、碱度、利用系数与上年相比是有所下降;转鼓、固体燃耗、台时产量、日历作业率有所上升;落后值与先进值差距很大,说明企业之间烧结技术水平发展不平衡。

2007年公布的《烧结厂设计规范》中规定,要使用高碱度烧结矿,根据高炉炉容不同,转鼓≥71%~78%;含FeO≤8%~9%,波动≤±1.0%;粒度小于5mm≤5%,大于50mm≤8%.烧结矿在矿槽储存时间宜为8~12小时。大高炉要用高质量的烧结矿,取标准的上限;一些企业已将烧结矿进行分级入炉,按粒度25mm上下分二个级。高炉有节焦增产的效果。

目前,一些中小企业烧结矿质量不稳定,主要是使用百家矿,储存量也不够,使配料变化频繁,管理上也有不足。生产的烧结矿质量波动大、产量也无保证,造成高炉生产的波动。应当建立科学的管理理念,消除随意性。建立标准化、规范化、数字化的生产制度。要通过烧结杯试验,来确定生产参数,而不是靠主观想象。

3.焦炭质量变化

2011年首季与上年相比重点钢铁企业焦炭质量变化是,M40和M10有所改善,灰分和硫分在恶化,数据可见表2.

在高冶炼强度,高喷煤比条件下,焦炭质量变化对高炉生产的影响率要占35%。建设大高炉和高炉扩容均要先考虑焦炭质量改善的条件如何?提高喷煤比,也要有焦炭质量改善的前提。表4是焦炭质量变化对高炉指标的影响。在焦炭指标中M10是最重要的。它是抗碎指标,影响到炉料的透气性,指标变化0.2%,影响高炉燃料比7kg/t,影响量比别的指标均要大。

2011年首季部分企业高炉燃料比与上年相比是下降了,是有多种原因促成的。但焦炭质量的提高是起到积极作用,特别是M40的提高,具体情况见表5.

从表5可看出,降低高炉燃料比的措施是,提高焦炭质量、提高风温、提高入炉矿品位等。

作者简介: 王维兴
中国金属学会高级工程师,特邀专家顾问
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