世界鋼鐵冶煉技術(shù)發(fā)展方向

本文介紹世界鋼鐵冶煉技術(shù)發(fā)展方向

進(jìn)入21世紀(jì)，世界鋼鐵工業(yè)的發(fā)展環(huán)境發(fā)生了深刻變化。煉鐵原料質(zhì)量下降，資源、能源價格高漲，二氧化碳減排問題，都對鋼鐵制造的各個工序提出更為苛刻的要求。展望新世紀(jì)的鋼鐵技術(shù)，就是能夠適應(yīng)這樣的環(huán)境變化，能綜合應(yīng)對資源、能源乃至環(huán)境問題的技術(shù)。其核心的課題是“促進(jìn)環(huán)境保護(hù)和物質(zhì)循環(huán)”，具體的方針是追求二氧化碳的減排及資源的再利用。在新時期對鋼鐵業(yè)的期待是以資源、能源和環(huán)境良好協(xié)調(diào)的物質(zhì)循環(huán)型社會為核心，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展?！　”疚募磸倪@一視點出發(fā)，對未來的新鋼鐵冶煉技術(shù)的可能性進(jìn)行概要論述。原料干熄焦（CDQ）技術(shù)隨著世界性能源短缺的不斷加劇，以及各國環(huán)保法律法規(guī)的進(jìn)一步完善，對鋼鐵企業(yè)發(fā)展提出了更高的要求，具有節(jié)能、環(huán)保突出功效的干熄焦技術(shù)，成為鋼鐵企業(yè)焦化生產(chǎn)環(huán)節(jié)中一項重要技術(shù)。干熄焦技術(shù)是使用惰性氣體循環(huán)來回收熱焦炭顯熱，回收顯熱后的循環(huán)氣體，通過余熱鍋爐產(chǎn)生高溫、高壓（或中溫、中壓）蒸汽。在鋼鐵企業(yè)焦化生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，這種蒸汽可以作為鋼鐵廠的熱源，用來發(fā)電。且可避免粉塵和含有有毒、有害物質(zhì)的霧氣對大氣環(huán)境造成污染。除此之外，它還可提高焦炭的內(nèi)在質(zhì)量，使高爐入爐焦比降低2%～2.5%，生鐵產(chǎn)量提高1%。因此，已成為國家鼓勵推廣的項目。當(dāng)前世界各國已投產(chǎn)、正在施工和設(shè)計的干熄焦裝置300多套。國際上以日本新日鐵、JFE、德國蒂森·斯梯爾·奧托公司干熄焦為代表的技術(shù)較為先進(jìn)。這些公司在擴(kuò)大干熄焦裝置能力、改善冷卻室特性、熱平衡、物料平衡、自動化、環(huán)保等方面采用了***化設(shè)計?！　‰S著干熄焦技術(shù)的推廣應(yīng)用，干熄焦設(shè)備的高效化、大型化成為20世紀(jì)80年代中期以來的發(fā)展趨勢。建設(shè)大型干熄焦裝置，具有占地面積??；投資和運行費用低；生產(chǎn)操作、自動控制、維修與管理簡便；同時勞動生產(chǎn)率高等優(yōu)點。20世紀(jì)80年代中期以來，日本相繼開發(fā)設(shè)計并建成了單槽處理能力分別為110t/h、150t/h、180t/h、200t/h以上的大型干熄焦?fàn)t。最近，我國首鋼京唐公司在建的260t/h干熄焦工程建成后，每年可生產(chǎn)蒸汽約110萬t。如果這些蒸汽全部用于發(fā)電，每年可發(fā)電約3億kWh，減少CO2排放量約24萬t（按CDM方法計算）。從國外干熄焦技術(shù)發(fā)展進(jìn)程來看，只有干熄焦裝置大型化、高效化，才能降低投資成本，提高投資效益，我國干熄焦水平才能上一個新臺階。煤調(diào)濕技術(shù)煤調(diào)濕煉焦工藝（CoalMoistureControl，簡稱CMC）是“裝爐煤水分控制工藝”的簡稱，是在干燥煤煉焦工藝（將濕煤在爐外預(yù)先脫水干燥至水分含量6%以下，再裝爐煉焦的工藝）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種通過加熱來降低并穩(wěn)定、控制裝爐煤水分的一種煉焦用煤的預(yù)處理技術(shù)。其核心是不管原料的水分是多少，裝爐煤的水分要控制在5%～6%的范圍內(nèi)。此工藝是節(jié)能效果顯著、提高焦?fàn)t生產(chǎn)能力、提高焦炭質(zhì)量、穩(wěn)定焦?fàn)t生產(chǎn)的新技術(shù)。該項技術(shù)優(yōu)點：煤調(diào)濕技術(shù)可降低入爐煤水分，將其水分控制在一個適宜的目標(biāo)值，降低煉焦耗熱量，增加入爐煤堆密度，提高焦炭質(zhì)量等?！　∧壳?，美、德、法、日、英等國家都進(jìn)行了不同形式的煤調(diào)濕實驗和生產(chǎn)。尤以日本最為積極主動，先后開發(fā)出了三代煤調(diào)濕技術(shù)。目前，日本85%的焦化廠采用煤調(diào)濕煉焦工藝。日本各廠采用煤調(diào)濕技術(shù)后，提高了焦?fàn)t生產(chǎn)能力和焦炭機(jī)械強度，減少了煉焦耗熱量，焦炭粒度均勻，可多配弱黏結(jié)性煤，生產(chǎn)穩(wěn)定，便于自動化管理?！　∥覈鼛啄昝赫{(diào)濕技術(shù)得到快速發(fā)展，自2005年起，寶鋼、太鋼和攀鋼都在自主研發(fā)建設(shè)多管回轉(zhuǎn)式干燥煤調(diào)濕裝置；濟(jì)鋼自主開發(fā)的氣流床煤調(diào)濕裝置也已投產(chǎn)；中冶焦耐也在開發(fā)振動式氣流床煤調(diào)濕裝置。2009年，寶鋼自主研發(fā)的煤調(diào)濕設(shè)備也成功上線，該項目在工藝上進(jìn)行了大膽的改進(jìn)和創(chuàng)新。例如，在國際上***引入焦?fàn)t煙道廢氣作為載氣，此舉不但降低了干燥機(jī)低壓蒸汽的使用量，也有利于控制干燥機(jī)系統(tǒng)的氧含量；干燥機(jī)主體除塵器入口溫度使用循環(huán)風(fēng)機(jī)控制，攻克了除塵中結(jié)露、積灰的難題。該設(shè)備的成功自主集成為寶鋼節(jié)省投資約5000萬元，同時，有效提高了焦?fàn)t的作業(yè)效率，增加了焦?fàn)t煤氣發(fā)生量，進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本?！　　癝COPE21”煉焦技術(shù)“SCOPE21”煉焦技術(shù)是日本煤炭利用綜合中心與日本鐵鋼聯(lián)盟從1994年到2008年，歷時14年共同開發(fā)的，即21世紀(jì)高產(chǎn)無污染大型焦?fàn)t。該技術(shù)是以有效利用煤炭資源、提高生產(chǎn)率以及實現(xiàn)環(huán)境/節(jié)能技術(shù)革新的新型工藝。2008年5月30日，新日鐵公司大分廠5號焦?fàn)t作為世界剛剛煉焦技術(shù)“SCOPE21”的首臺設(shè)備正式投產(chǎn)。“SCOPE21”生產(chǎn)工藝，是在焦?fàn)t裝料前對煉焦原料煤進(jìn)行快速加熱預(yù)處理來提高焦炭質(zhì)量，同時可大幅度縮短煉焦時間預(yù)測（數(shù)據(jù)為往年僅供參考）（干餾時間預(yù)測（數(shù)據(jù)為往年僅供參考））。其結(jié)果可望擴(kuò)大低品位煤炭的應(yīng)用范圍，實現(xiàn)節(jié)能。這種新型焦?fàn)t與傳統(tǒng)焦?fàn)t相比有如下四個方面的改進(jìn)：　　比較好是煤炭資源的有效利用。目前焦?fàn)t的原料煤需要大量的強粘結(jié)性煤，該技術(shù)可將低品位原料煤的配比由目前的20%增加至50%?！　〉诙翘岣呱a(chǎn)率。由于預(yù)處理工序的存在可大幅度縮短煉焦時間預(yù)測（數(shù)據(jù)為往年僅供參考），且由于干餾爐爐數(shù)的減小，可大幅度削減設(shè)備（包括預(yù)處理設(shè)備在內(nèi)）投資費用?！　〉谌歉绅s爐產(chǎn)生的NOx銳減30%。防止了粉塵、煙塵等排放，改善了環(huán)境?！　〉谒氖侨〉蔑@著節(jié)能效果。一座年產(chǎn)量百萬噸規(guī)模的焦?fàn)t采用“SCOPE21”煉焦技術(shù)，每年CO2排放與傳統(tǒng)焦?fàn)t相比削減量達(dá)到約40萬t。***目前絕大多數(shù)煉焦企業(yè)仍然采用傳統(tǒng)的煉焦工藝，煤調(diào)濕技術(shù)和干法熄焦尚未大規(guī)模推廣，和發(fā)達(dá)國家相比差距甚大。作為世界上***的焦炭生產(chǎn)和消費國，我國比其他國家更加迫切需要新煉焦技術(shù)的開發(fā)。SCOPE21技術(shù)給出了一個很好的方向，具有一定的借鑒意義。由于各國各地區(qū)的煤種不同，在結(jié)焦性上的表現(xiàn)也不盡相同。以SCOPE21技術(shù)現(xiàn)有的成果和數(shù)據(jù)，難以涵蓋所有煤種和煉焦工藝。

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