低成本煉鐵的主要技術措施
簡介
隨著我國鋼鐵工業的快速發展，660年我國生鐵年產量達到2012億噸，佔世界年產量的近60%。 一方面，礦產資源供應日趨緊張，原燃料價格繼續上漲； 另一方面，產能過剩矛盾日益突出，市場競爭日趨激烈。 鋼鐵企業利潤空間逐漸縮小，經營發展形勢日益嚴峻。 鋼鐵企業依靠科學的管理手段和科技手段，挖掘內部潛力，優化產品結構，降低系統成本，提高企業效益。 科技手段必須體現在技術進步和技術創新上。 先進的技術是低成本煉鐵的保證。
優化原燃料結構
原燃料質量是高爐煉鐵生產的前提，是精礦技術的精髓； 原材料和燃料成本佔煉鐵成本的 2 / 3。 因此，需要依靠技術進步和創新，採用先進的技術手段，優化原料和燃料的成分和工藝技術，綜合分析物化性能、冶金性能、高爐運行等因素的性價比。不同成分的原料和燃料通過相關實驗和實踐，從而保證和提高精礦水平，實現低成本煉鐵，獲得最大的經濟效益。
1.焦炭配比結構優化
焦炭在高爐冶煉中的作用是爐料骨架、還原劑、加熱劑和滲碳劑。 在當今大型高爐、高噴煤比冶煉工況下，焦炭骨架的作用尤為重要，不僅要滿足冷態機械強度的要求，還要滿足高爐對焦熱性能的要求。 焦炭的質量由主焦煤量來保證，焦炭成本主要體現在配煤上。 因此，依靠先進的技術手段，優化選煤、配煤和焦化工藝，在保證高爐焦炭質量的前提下，採購劣質煤或降低焦炭比例是降低焦炭成本的有效技術措施。煉焦煤在配煤中的作用。
2.優化噴煤結構
高爐噴煤技術已廣泛應用於現代高爐煉鐵，以節省焦炭增鐵，降本增效，改善冶煉工藝，促進高爐平穩運行。 隨著傳統無菸煤資源緊缺、價格高企，高揮發性、高爆炸性的噴吹煙煤技術發展迅速，越來越多的高爐開始噴吹煙煤、褐煤等煤。 通過煙煤、褐煤、貧煤、無菸煤、藍炭等煤種的混配，科學評價各種配比混煤的性價比，優化噴煤配煤結構，改進高爐冶煉工藝，降低焦比，以達到降低成本，提高技術經濟指標的目的。
3.優化燒結共混結構
隨著我國鋼鐵工業的發展，我國鐵礦石資源日益稀缺。 進口礦石和中國礦產種類繁多，價格和質量各不相同。 科學綜合評價各類鐵礦石的燒結性能和經濟價值，合理利用國內外各類鐵礦資源，優化燒結礦結構，提高劣質低價礦消耗比例，提高燒結礦性能燒結成本是我們面臨的重要技術問題。
此外，為了在低礦比條件下生產出低渣比的優質燒結礦，國外鋼鐵企業提出了mebios（馬賽克鐵礦燒結）技術，開展了大量的實驗室基礎研究，取得了一定的成績。 目前，國內外已有工業化生產實例。
高爐運行指標參數優化
隨著高爐煉鐵技術和裝備的發展，高爐操作人員在精礦技術的基礎上，充分利用富氧、高壓、噴煤、高風溫等先進技術，調整穩定合理的運行製度，優化高爐運行指標參數，保持高爐合理運行類型，保持高爐穩定平穩運行，提高高爐技術經濟指標，為實現“高效、優質、低耗、長壽命、環保”的現代化高爐。 為全面實現現代高爐的技術方針，高爐運行必須由粗放型向精細化轉變，必須樹立科學的冶煉觀念，轉變經營觀念，優化評價指標，低燃比、低燃耗。必須實現成本冶煉，才能獲得經濟效益和社會效益。
1、冶煉強度指標優化
冶煉強度是高爐冶煉強度的評價指標。 實踐表明，它與焦比（或燃料比）呈U型曲線關係。 曲線的最低點對應最低焦比下合適的冶煉強度。 提高或降低冶煉強度都會使焦炭比增加。 但隨著精礦、富氧、高壓、噴煤、高風溫等先進技術應用水平的提高，以及冶煉條件的改善，曲線將不同程度向右下移動，最低焦比逐漸降低，適宜冶煉強度逐漸提高（見圖1），高爐利用係數進一步提高。 這也是為什麼業內大多數人長期以來都主張採用中等冶煉強度，適應冶煉條件的原因。
冶煉強度是一種以體積利用係數為基礎的強化指標，是我國於1950年代從前蘇聯引進的。 它以體積燃燒強度來衡量高爐的強化程度。 在一定程度上誤導了人們採用粗放式的操作方式，只用多鼓風、多焦炭、多出鋼作為衡量高爐產能的指標； 同時，由於歷史原因，在鋼鐵需求旺盛、產能不足、鋼鐵產品利潤空間大的時期，片面追求高冶煉強度以實現高產量利用係數，主要集中在產量、輕能耗、重係數和輕焦比，導致長期高燃比。 隨著中國經濟轉型的發展，對鋼鐵行業提出了更高的要求，相應的評價標準也需要改變。
因此，項中勇院士提出的基於爐膛面積利用係數的方法更科學，更符合高爐冶煉的本質。 寶鋼高爐通過降低噸鐵腹用氣量強化的實踐表明，減少燃料是降本增效最有效的途徑。 提高富氧率和爐頂壓力是強化高爐的正確選擇。
2. 噴煤比指標優化
注煤是高爐煉鐵節能降本的一項重要技術措施。 高爐煉鐵的意義在於以煤代焦，降低焦比，節省煉焦投資和能耗，緩解主焦煤缺乏的矛盾； 同時，可改善高爐冶煉作業，促進高爐穩定平穩運行。 因此，一些企業不顧自身風溫和濃度，一味追求高噴煤比，導致噴煤量過大，替代率降低，燃比提高，以致爐灰含碳量甚至超過50%。
根據徐滿興教授提出的經濟噴煤比理論，高爐某一階段的經濟噴煤比應按最低焦比、最低燃料比和最高利用係數計算。 噴煤比經濟的前提是噴煤比的增加不會引起高爐煙塵燃比和含碳量的增加（一般≤20%）。
結束語
在原燃料資源日益緊張、產能過剩明顯、節能減排要求嚴苛的形勢下，低成本煉鐵是鋼鐵企業生存和發展的必然途徑。 具體措施是：依托先進技術，優化原燃料結構，提高精礦水平，降低原燃料成本； 優化高爐運行指標參數，樹立科學強化冶煉理念，克服對高生產指標（高冶煉強度、高利用率、高噴煤比等）的片面追求，保持爐火氣量適合冶煉工況，實現高爐高效率，保持適合冶煉工況的經濟噴煤比，達到提高置換率、降低燃比的目的。
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