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    近年国内外炼铁球团矿发展现状及趋势

    2013-03-27 16:31:41
                近年国内外炼铁球团矿发展现状及趋势
                                 北方炉窑协会 整理推荐
    (一) 增加球团矿用量是国内外炼铁高炉炉料结构发展趋势
    1、国外高炉炉料结构现状及发展趋势
    从世界先进的高炉炼铁炉料结构看,球团矿的比例不断增加,一般已增加到30-50%。
    当今世界最先进的高炉炼铁在西欧,西欧高炉炼铁球团矿用量已发展到30-70%。最典型的阿姆斯特丹、霍戈文公司艾莫依登厂的炉料结构是50%球团矿+50%烧结矿。高炉冶炼焦比为234kg/t,喷煤212kg/t,利用系数平均为2.8t/m3.d,最高达3.1t/m3.d。
    日本高炉传统上采用烧结矿为主、不用或较少使用球团矿的炉料结构。据最新报道,日本钢铁工业巨头神户制钢3#高炉采用“全球团矿”原料方案。该公司原来高炉炉料的组成为80%烧结矿和20%的块矿。1999年6月关闭了烧结厂后,神户制钢发现,使用烧结矿的成本是高的。2000年上半年炉料结构演变成49%烧结矿、25%块矿和26%的球团矿。现在,已不用烧结矿,高炉的炉料结构为73%球团和27%的块矿。日本其它钢铁厂的球团矿用量也有所增加。韩国(浦项为主)为了增加球团矿的用量和保证供应,在巴西合资兴建了400万t/a的球团厂。
    2、近年国内炼铁球团矿发展现状及趋势
    精料和合理的炉料结构一直是国内炼铁界努力探索的课题。球团矿作为良好的高炉炉料,不仅有品位高、强度好、易还原、粒度均匀等优点,而且酸性球团矿与高碱度烧结矿搭配,可以构成高炉合理的炉料结构,使得高炉达到增产节焦、提高经济效益的目的,因而近年来国内炼铁球团矿产量和用量大幅增加,不仅中小型高炉普遍使用,大型高炉如马钢2500M3高炉、昆钢2000 M3高炉、宝钢、攀钢等也加大了球团矿的配料比例。大力发展球团矿已成为有关权威机构、学术会议及生产厂家关注的焦点和共识,国内目前已形成一股球团矿“热”。
    2、1、近年来我国球团矿生产及使用情况
    2、1.1近几年我国球团矿生产量增加迅速
    1999年1197万t/a;2001年1769万t/a,1999~2001年增长24%。目前国内球团矿的年产能大约在2500万吨左右,预计“十五”末将可达到5000万t/a。
    2、1、2.2001年部分钢铁企业球团矿配比
    宝钢8%、首钢9.13%、鞍钢27%、马钢20.13% 、济钢20%以上、宣钢20.21%。
    2、1、3.马钢使用情况:马钢球团矿配比,从1998年的0增加到2001年的20%,炉料结构从85%烧结矿+15%块矿,调整到74~77%烧结矿+20~24%球团矿(竖炉)+2~3%块矿,马钢认为:配用球团矿起到了改善高炉冶炼过程、提高高炉利用系数、降低冶炼消耗的作用,随着球团矿用量增加,入炉品位的逐步提高,2500m3高炉利用系数由1.87t/m3.d提高到2.400t/m3.d; 入炉焦比由431kg/t降低到353kg/t,煤比由87kg/t升到128.6kg/t;渣量由363 kg/t降低到328kg/t。
    2、1、4.武钢使用情况:武钢炼铁厂5#高炉在本年7月份为了进一步改善技术经济指标,满足公司对生铁产量、质量的更高要求,进行了加大球团矿用量的冶炼探索,当球团矿的配比由19%增加至23%时生产实践表明,技术经济指标提高明显。高炉利用系数由2.245t/m3.d提高到2.437t/m3.d; 焦比由379.6kg/t降低到368kg/t, 均刷新了历史记录,生铁成本下降了13.944元/t 。8月初球团矿使用量已增加到25%以上,其它高炉使用量也有不同程度的增加。
    2、2、国内钢铁企业正在兴建的球团厂
    2、2、1.首钢球团矿情况,首钢现有一条100万t/a回转窑生产线,实际生产能力可达120万t/a,一条30万t/a竖炉球团矿生产线, 首钢目前已开始了迁安球团厂二期(200万t/a)的建设。到时首钢矿业公司将形成350万t/a以上的球团矿生产能力,球团矿将占高炉炉料用量的35%以上。
    2、2、2.鞍钢球团矿情况,鞍钢现有一条引进200万t/a带式焙烧机生产线, 鞍钢弓长岭矿正在建设240万t/a(实际规模25万t/a)的链篦机-回转窑球团矿生产厂,第二条240万吨/年生产线明年底投产,到时鞍钢将具备700万t/a以上球团矿的生产能力,在高炉炼铁中球团矿的用量也将达到30%以上。鞍钢1990年高碱度烧结矿配加酸性球团矿的工业试验表明,大型高炉采用75%-70%的碱度为1.85左右的烧结矿与25%-30%的酸性球团矿是合理的炉料结构。
    2、2、3.武钢程潮铁矿正在新建120万t/a球团厂,建成后武钢将有200万t/a的球团矿生产能力,自产球团矿占高炉炉料量的12.5%。
    2、2、4.柳钢120万t/a链篦机生产线已开始建设。
    2、3、国内钢铁企业拟建及规划建设球团厂情况
    2、3、1.拟建的有:
    昆钢200万t/a球团厂;邯邢矿山局120万t/a球团厂;邯钢200万t/a球团厂,广西北海市500万t/a商品球团厂。
    2、3、2.规划建设的有:
    马钢100~120万t/a球团厂;南京钢厂200万t/a球团厂;山东石臼所港400万t/a球团厂;本溪200万t/a球团厂;张家港200万t/a球团厂;沙钢200万t/a球团厂;宝钢正在进行烧结改造还是新建球团厂的比较。
    2、4、国内权威机构知名专家和学术会议关于发展球团矿的评述
    2、4、1.国内权威机构的要求
    2、4、1、1 由原冶金部规划发展司、中国金属学会和冶金科技发展中心共同编制了《2010-2015年冶金科技发展指南》。《指南》指出“要从选矿、烧结、球团、炼焦各方面采取措施,提高高炉精料水平,特别是要进一步提高入炉矿品位。在大量喷煤,降低焦比的情况下,高炉料柱透气性恶化,为了保持炉况顺行,必须大幅度提高入炉品位,降低渣量。要大力发展球团生产,建立商品球团生产基地,提高熟料中球团的配比。球团矿配比要从目前不足20%提高到30~40%。
    2、4、1、2国家计委和经贸委2000年9月1日公布的《当前国家重点鼓励发展的产业和技术》7号令中指出的“要发展氧化球团的生产,提高球团矿的使用比例,以改善高炉炉料结构”。
    2、4、2.发展球团矿,成为近几年全国炼铁生产技术工作会议、钢铁原料持续发展会议的讨论热点,实践已经证明增加高炉球团矿使用量,对实现精料方针,优化高炉用料结构,提高经济效益是十分有益的。
    2、4、2、1球团矿具有规则的形状、均匀的粒度、高的强度(抗压和抗磨),能进一步改善高炉的透气性和炉内煤气的均匀分布;球团矿FeO含量低,有较好的还原性(充分焙烧后,有发达的微孔)更有利于高炉内还原反应的进行。因此,球团矿在我国高炉操作者的心目中称之为“顺气丸”,其冶金性能好,非其它熟料所能比。
    2、4、2、2国内大量的理论研究和生产实践表明,高碱度烧结矿与酸性炉料搭配有一个合适的配比。大型高炉采用75% ~70%碱度为1.85左右的烧结矿与25% ~ 30%的酸性球团矿是合理的炉料结构。当酸性球团配入比例为25% ~ 30%时,其在炉内软熔区间的最大压差值最小,也就是按此比例搭配效果最佳。
    2、4、2、3在上述合适的范围内,在高炉正常运行情况下,球团矿入炉配比的高低是由其质量决定的。高质量的球团矿应具有的指标为:TFe≥65%;  FeO≤1.0%;  SiO2≤3.0%;  S≤0.04%;  球团矿粒度8—16mm占95%以上;转鼓指数(ISO)≥96%,抗压强度≥2500N/个球。目前,我国冶金企业生产的球团矿,特别是竖炉球团矿与高质量球团矿及进口球团矿相比,普遍存在着相当的差距。
    2、4、3.发展球团矿具有显著的经济和社会效应。
    2、4、3、1发展球团矿是我国今后炼铁系统节能降耗的重要途径。增加球团矿使用量不仅是满足高炉炉料结构合理化的需要,也是节能和环境保护的重要措施。生产每吨球团矿的能耗大约只是烧结矿的一半,对炼铁系统节能降耗是十分必要的。
    2、4、3、2发展球团矿是减少大中城市污染的有郊途径。一些发达国家的钢铁企业从六十年代逐步将高污染工序迁往偏远地区,首钢正将烧结厂、焦化厂迁移至所属的矿山所在地。我国钢铁企业基本建在大、中城市,球团矿可以远距离运输,在矿山、港口发展球团矿,可以避免污染城市,而且节省运输力。
    有关专家预测,近几年我国炼铁球团矿必将有较大的发展,从而必将促进炼铁的技术进步。
    总之,增加球团矿用量是世界高炉炉料技术的发展趋势。我国大型高炉的合理炉料结构是高碱度烧结矿加25-30%的酸性球团。目前,我国许多高炉的炉料结构与合理炉料结构有很大差距,因此,我国《冶金发展指南(2002-2005年)》以及国家计委和经贸委公布的“当前国家重点鼓励发展的产业和技术” 7号令中指出:“要发展氧化球团的生产,提高球团矿的使用比例,以改善高炉炉料结构”。近几年来,象首钢、鞍钢、马钢等许多钢铁公司充分认识到这一点,加大了球团使用比例和球团厂的建设力度。
    纵观国内外先进高炉炼铁经验,在原料供应可能的情况下,合理的炉料结构发展趋势是:
    a)高炉少吃或不吃生料;   b)增加高炉球团矿的用量;
    c)减少烧结矿的用量(即提高烧结矿的品位,应当相应提高烧结矿的碱度,否则烧结矿的强度、冶金性能将会有较大的下降。而碱度提高后为了满足高炉渣碱度的平衡,必将减少烧结矿的用量)、
    (二)、我国球团矿生产发展的现状和建议
    球团矿具有强度好、粒度均匀、形状规则、含铁品位高、还原性好等优点,在高炉冶炼中可起到增产节焦、改善炼铁技术经济指标、降低生铁成本、提高经济效益的作用。为适应钢铁工业快速发展、高炉精料技术和合理炉料结构的要求,近年来,球团矿作为优质原料得到青睐和高度重视,一些钢铁厂正在积极筹建或扩大球团矿产能。
    球团矿是含铁炉料发展最快的原料。据统计,在世界炉料的新增产能中,球团矿产能明显提高。目前,我国年产球团矿5000万吨左右,占高炉炉料比例13%左右,球团矿使用比例未达到高炉综合炉料优化的比例。我国有37家企业63座竖炉生产球团矿(绝大多数为8m2竖炉,最小4m2,最大16m2),总容积566.5 m2,产量3170万吨左右。
      目前,我国竖炉球团工艺占65%左右,为中小型企业球团矿生产的主体工艺,这符合我国资源和企业规模偏小特点。中小企业及地方骨干企业规模多为100~300万吨,建2~3座竖炉即可满足高炉合理炉料结构的要求,此外建竖炉具有投资省、周期短、见效快等特点,还可充分利用自产富余的高炉煤气。
        目前,我国球团矿生产能力及产量尚未达到满足市场需求的水平,为满足高炉生产合理炉料结构的原料要求,不得不从国外进口球团矿。近年来,尽管进口球团矿价格上扬,但进口球团矿量呈快速增长的态势,2002年进口1103万吨,2003年进口1635万吨,2004年进口2029万吨,2005年进口2355万吨。
      合理球团矿比例是高炉节能降耗的有效办法。据有关资料表明,生产球团矿工序能耗比烧结工序能耗指标低得多,烧结工序能耗60kg标准煤/t左右为较先进的技术指标,球团工序能耗仅为30kg标准煤/t左右,还有降低的可能。球团工序能耗约为烧结工序能耗的1/2~2/3,降低钢铁吨钢工序能耗作用非常显著。这对我国倡导的钢铁工业科学发展观有着非常重要的现实意义。
    对我国球团生产发展的几点建议:
      (1)生产球团矿的原料主要为自产或进口铁精矿,进口铁精矿经济上是否合理需要考虑国际市场上球团矿价格的变化等风险,球团矿价格受运输费用和国际油价的影响,应落实好铁精矿的产地、质量、价格、供应量、运输可靠性等,以保证原料供应的稳定性。
      (2)生产球团矿对原料和工艺都有特定的要求,对球团厂的建设必须进行慎重的研究。球团焙烧有竖炉、带式焙烧机和链箅机—回转窑三种工艺,各有优缺点,应根据原燃料条件、产品质量、生产规模、装备水平和投资等因素综合考虑,并充分考虑到球团大型化的要求。
      (3)进口铁精矿品位要求TFe≥68%,细磨精粉粒度-200目≥85%,精矿水分应控制在8.0%~8.5%有利于造球。在工艺设备方面,应增加润磨设备,新建球团厂应设原料混匀料场,保证精矿成分稳定;设置强力混合机,使铁精矿与膨润土充分混合,有利于造球。加强对粘合剂的研究,使用优质膨润土。目前,国外球团矿膨润土的添加量≤l%。按照每增加1%的膨润土,球团矿品位降低O.6%的经验数据,如果球团矿膨润土的使用量降到1.5%~2.0%,则将对高炉产生巨大的经济效益。改善膨润土质量,研究开发、选用优质膨润土是降低其用量的重要途径之一。
      (4)进行球团余热回收利用,有利于节能降耗,提高球团矿质量。
      (5)加强熔剂性球团矿、冷固结含碳球团矿、含钛护炉球团矿、直接还原和熔融还原等预还原球团矿品种的研究开发工作。
      (6)重视球团环境保护问题和提高自动控制水平。近年来,国家对粉尘污染、SO2和CO2排放等提出了更为严格的环保要求。
                                                                                       北方炉窑协会
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