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[交流] 2017年我国炼钢生产技术评述

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    发表于 2018-3-24 07:31:28 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    1我国炼钢生产情况

    2017年中国粗钢产量83172.80万吨,比上年增加5.67%;占世界钢产量的49.66%,说明中国钢产量还在升高,尚没有达到顶峰;重点统计钢铁企业产钢66070.0万吨,同比增长6.91%,其他企业产钢17102.80万吨,同比增长1.11%;说明钢铁产业集中度得到提高。2017年中钢协会员单位转炉钢产量62785.65万吨,同比增长6.66%;电炉钢产量3261.01万吨,同比增长11.74%,电炉钢比为4.93%;其他炉钢产量204.81万吨,同比增长141.24%;非合金钢产量34293.95万吨,同比增长0.27%,低合金钢产量26059.26万吨,同比增长16.58%;合金钢产量4749.84万吨,同比增长10.42%;不锈钢产量966.93万吨,同比增长2.64%。

    2017年中钢协会员单位中有96个单位年钢产量同比是升高了,有29个单位年钢产量同比是下降了;年产量超过1000万吨的单位有22个。

    2转炉生产指标概况

    因各钢铁企业之间的转炉炉容不同、装备水平不同、冶炼钢种不同、生产条件也不同、操作技术水平不同等情况,造成企业之间的技术经济指标有较大差异;企业之间转炉指标进行对标挖潜,还需要有一些具体条件的分析,才能得出科学的结论。表1为2017年中钢协会员单位转炉生产指标。可以看出,转炉炼钢企业指标的先进值与落后值差距仍较大,说明转炉技术进步还有较大潜力。

    2.1转炉钢铁料消耗分析

    转炉用热铁水冶炼,要吹掉铁水中4%左右的碳,还要脱除铁水中硅、锰、硫、磷等元素,炉渣还要带走1.5%-2.0%的金属,所以说,转炉一般钢铁料消耗不应低于1060kg/t。据统计,2017年中钢协会员单位中,有19个单位钢铁料消耗低于1060kg/t,值得商榷。转炉努力降低钢铁料消耗,是技术发展方向,有利于降低生产成本,提高劳动生产率。

    2.2废钢料消耗分析

    技术上,转炉冶炼可以吃15%-20%的废钢料,有利于提高钢产量、节能减排,还可降低氧气消耗,减少冶炼时间,是未来技术发展方向;但要求铁水温度要高(指物理热和化学热)。2017年随着社会废钢量增加且价格偏低,转炉多用废钢38.49kg/t,是好的势头。

    2.3氧气消耗分析

    一般转炉冶炼消耗氧气在50-55m3/t,多少与冶炼钢种有关,正常波动范围<0.2m3/t,用废钢量多、用热铁水多,冶炼高级钢种,操作水平等因素会对转炉氧气消耗有影响。据统计,2017年有14个单位氧气消耗低于50m3/t,有13个单位氧气消耗高于55m3/t,有36个单位氧气消耗得到下降。

    2.4冶炼时间分析

    转炉冶炼开始时是先进行铁水脱碳、脱硅、脱锰、脱硫等,此时可以进行煤气回收,时间约占冶炼时间的一半;因铁水中含碳、硅、锰、硫量的不同,各企业吹炼的时间是有差异的;以后的冶炼使对钢水的调整质量、温度等因各企业冶炼钢种的差异,所用时间也会有所不同。

    2017年中钢协会员单位转炉冶炼时间平均为33.24min,同比下降0.5min,冶炼时间最短的企业是安阳钢铁为26.77min。各企业之间因生产条件不同(钢种、使用废钢料、铁水成分、供氧强度等),冶炼时间差异较大。

    2.5转炉工序能耗分析

    转炉工序能耗包括铁水预处理、转炉冶炼、精炼和连铸工位的能耗;2017年它们的能耗值分别为:0.35kgce/t(0.02kgce/t),-19.51kgce/t(-0.32kgce/t),6.73kgce/t(-1.24kgce/t) 和6.60kgce/t(-0.15kgce/t)。括号里的数据为2017年与2016年数据比较的变化值。

    2017年会员单位钢产量占全国钢产量的87.44%,转炉钢产量62785.65万吨,同比增长6.66%;因打击地条钢,社会废钢量增加,价格下降,2017年转炉使用废钢量为4521万吨,同比增长49.94%。2017年会员单位转炉工序能耗为-13.93kgce/ t,同比下降0.53kgce/t。

    转炉工序煤气消耗占能源总量的42%,电力和氧气各占消耗的20%左右,降低这些消耗可节能。转炉能源回收中,蒸汽回收占27%,煤气回收占83%;提高煤气回收量,可实现转炉工序能耗值为负值。一般煤气回收量大于100m3/t,蒸汽回收量大于80kg/t的企业,转炉工序能耗值就可以实现“负能”炼钢。

    2017年中钢协会员单位转炉煤气回收量为114m3/t,比上年下降0.91m3/t。转炉工序能耗下降的主要原因是对煤气和蒸汽进行回收利用,可回收约24kgce/t的能量,实现“负能”炼钢。2017年有24个企业转炉煤气回收量得到提高,有36个企业在下降。但有4个企业不足100m3/t。出现一些企业煤气回收量高,但工序能耗不低的现象,值得分析。

    验证企业转炉炼钢能耗时,不仅要看煤气回收量,还要看煤气的发热热值,这样才科学。原宝钢转炉煤气是CO2含量大于40%时开始回收(煤气热值高),大多数企业是煤气CO2含量大于30%时开始回收。企业对标时,要看回收煤气量和煤气热值;如蒸汽回收量大,必然要多烧一些转炉煤气。所以,对转炉工序能耗对标时要进行综合分析。

    3电炉生产指标分析

    2017年中钢协会员单位统计电炉生产指标有20个单位,统计电炉工序能耗有22个单位。2017年我国电炉钢产量3261.01万吨,同比增长11.74%,电炉钢比为4.93%,呈下降趋势。因社会废钢量增加,使电炉用废钢量增加,

    2017年中钢协会员单位电炉使用废钢为1421.30万吨,同比增长47.44%,使电炉冶炼电耗(360.65kWh,同比增长了55.16kWh)和冶炼时间(1.04h,同比增长了0.01h)增加。2017年中钢协会员单位电炉技术经济指标见表2。

    3.1电炉工序能耗分析

    2017年中钢协会员单位,电炉工序能耗包括电炉冶炼能耗、电炉冶炼电耗、电炉精炼能耗、电炉精炼电耗和连铸能耗;2017年它们的数据分别为38.21kgce/t(-0.47kgce/t)、245.73kWh/t(+60.36kWh/t)、22.17kgce/t(+1.48kgce/t)、96.77kWh/t(-0.61kWh/t)和1.95kgce/t(+0.16kgce/t)。括号里的数据为2017年与2016年数据比较的变化值。

    2017年中钢协会员企业电炉工序能耗为47.99kgce/t,同比升高2.96kgce/t。电耗占电炉工序总能耗的约60%,节电是电炉工序节能工作的主要内容。

    2017年中钢协会员单位电炉使用热铁水的比例由2016年的643.70kg/t,下降到500.92kg/t;吨钢综合电耗由2016年的305.49kWh/t,上升到2017年的360.45kWh/t。主要原因是使用热铁水比例下降,废钢使用比例增加47.44%,以及电炉冶炼电耗、精炼能耗和连铸能耗上升的幅度比较大。电炉企业还采取了一系列节电措施(吹氧、喷碳、余热回收等),对我国电炉工序能耗的节约起到积极作用。电炉大型化、超高功率电炉均有较高的节能效果。

    3.2电炉使用热铁水分析

    因多种原因,我国大多数电炉企业建设了小高炉,使用热铁水炼钢,造成电炉工序能耗很低,与国际电炉全用废钢冶炼,是不能进行指标对比。各企业电炉工序使用热铁水的比例差距较大(2017年行业平均使用热铁水500.92kg/t,比上年下降142.78kg/t)。热铁水用量±1%,影响电耗1.2kWh/t,能耗0.484kgce/t。

    2015年我国电炉平均综合电耗在298.05kWh/t,用热铁水最多的永钢综合电耗为171.77kWh /t,用热铁水最少的东北特钢综合电耗在615.42 kWh/t。从技术发展方向进行分析,电炉使用60%以上的热铁水进行冶炼,这样的电炉生产是不科学的,由短流程变成长流程,能耗和污染排放都会升高;与转炉相比成本也会升高。用热铁水比例过高的企业,应当停下电炉,改变为转炉生产,这是技术发展方向。电炉企业之间使用吹氧气喷碳的数量也不一样,造成企业之间电炉工序能耗和技术经济指标有较大的不可比性。

    3.3电炉冶炼时间分析

    2017年中钢协会员单位电炉冶炼时间1.03h,比上年下降0.07h,这是在热铁水比例下降142.78kg/t和使用废钢料增加条件下实现的,是技术进步的体现。钢铁企业之间电炉生产条件差异较大,特别是使用热铁水比例和使用废钢量的不同,影响了电炉冶炼时间、氧气消耗指标;加上一些电炉在吹氧脱碳、能源利用多样化与电炉类型的不同(普通电炉、超高功率电炉等),故对电炉指标对标要进行具体分析。

    3.4电炉电耗分析

    2017年中钢协会员单位电炉电耗为360.45kWh,比上年升高54.96kWh。主要原因是热铁水比例下降142.78kg/t和使用废钢料增加,提高操作水平也可降低电耗。2017年中钢协会员单位电炉使用废钢料1421.3万吨,同比增长47.44%。
    来源:《炼钢》杂志
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