王維興 

　　2018年重點鋼鐵企業加大節能工作力度,采取綜合措施，為完成國家規定的節能減排目標努力工作,實現了煉鐵係統工序能耗全麵下降,為我國鋼鐵工業完成“十三五”節能目標做出了貢獻。 

　　2018年重點鋼鐵企業煉鐵、球團工序能耗,與上年相比均有所下降,詳見表1。 

　　各工序能耗最高值與最低值相差懸殊,說shuo明ming重zhong點dian煉lian鐵tie企qi業ye之zhi間jian生sheng產chan技ji術shu發fa展zhan不bu平ping衡heng
，各ge企qi業ye生sheng產chan條tiao件jian差cha異yi也ye較jiao大da
，計ji算suan方fang法fa還hai有you不bu一yi致zhi的de地di方fang。企qi業ye進jin行xing對dui標biao活huo動dong要yao進jin行xing細xi致zhi分fen析xi，才cai能neng得de出chu正zheng確que的de結jie論lun。企qi業ye存cun在zai差cha距ju，說shuo明ming企qi業ye尚shang有you一yi定ding的de節jie能neng潛qian力li，還hai要yao加jia大da淘tao汰tai落luo後hou設she備bei的de工gong作zuo力li度du。 

　　2018年全國重點鋼鐵企業高爐煉鐵燃料比（部分企業未含小塊焦比）為536.43千克/噸，比上年度上升0.42千克/噸；入爐焦比為372.11千克/噸
，比上年上升3.56千克/噸；噴煤比為139.12千克/噸，比上年下降2.89千克/噸。2018年重點企業高爐技術經濟指標多項目在下降,具體情況見表2。 

　　目mu前qian
，我wo國guo煉lian鐵tie企qi業ye是shi多duo層ceng次ci的de，先xian進jin與yu落luo後hou企qi業ye並bing存cun，處chu於yu不bu同tong發fa展zhan水shui平ping階jie段duan。為wei促cu進jin我wo國guo煉lian鐵tie生sheng產chan技ji術shu進jin步bu
，實shi現xian節jie能neng減jian排pai目mu標biao
，提ti升sheng煉lian鐵tie企qi業ye的de市shi場chang競jing爭zheng力li，我wo們men應ying當dang加jia大da力li度du推tui廣guang成cheng熟shu
、先進、實用的煉鐵技術裝備。 　　  

　　總(zong)體(ti)上(shang)，我(wo)國(guo)非(fei)高(gao)爐(lu)煉(lian)鐵(tie)技(ji)術(shu)發(fa)展(zhan)緩(huan)慢(man)
，沒(mei)有(you)重(zhong)大(da)的(de)新(xin)進(jin)展(zhan)，生(sheng)產(chan)技(ji)術(shu)水(shui)平(ping)大(da)大(da)落(luo)後(hou)於(yu)國(guo)際(ji)先(xian)進(jin)水(shui)平(ping)。近(jin)年(nian)來(lai)，我(wo)國(guo)還(hai)原(yuan)鐵(tie)產(chan)量(liang)一(yi)直(zhi)低(di)於(yu)60萬噸/年。隧道窯直接還原鐵廠生產能耗高、汙染物排放高、產品質量不穩定
，要逐步淘汰。2007年國內鋼鐵企業引進了COREX，改進了許多設計和工藝上的重大不足
，現已基本上掌握了生產技術
，達到了比較好的狀態，但仍有許多問題需要進一步解決。表3為COREX生產情況。 

　　近年來，我國建成了一批轉底爐。轉底爐是爐料在一個旋轉的盤子上進行加熱

、還原的爐子
，主要是依靠輻射傳熱，熱效率較低
，靠盤底部麵的加熱和還原氣氛均不充分，其產品的金屬化率低（一般在60%~80%）
，能耗高（熱效率最高50%），含FeO高
，很難達到電爐需要的原料質量。因此
，產品金屬化率、工序能耗、生產成本與高爐相比均有不足之處。其主要問題是：產品品質達不到電爐生產要求的標準（直接還原鐵的質量要求：H88級含鐵品位＞88%~90%，H90級含鐵品位應大於90%~92%
，H94級要求含鐵＞94%
；金屬化率1級要求＞94%，2級＞92%，3級＞90%
，4級＞88%
；SiO2含量＜3%~7.5%）。含SiO2每升高1%，電爐煉鋼要多加2%的石灰，渣量增加30千克/噸，電爐多耗電18.5千瓦時/噸。 

　　行業內人士認為，轉底爐處理含鐵塵泥是合理的，產品金屬化率低
，給高爐用可降低焦比
，不能給電爐用；如果用鐵礦石在轉底爐進行還原，成本也高，工藝上行不通。如果用轉底爐處理釩鈦磁鐵礦
，回收氧化鈦，雖能耗高，但經濟性好。 

　　非高爐煉鐵技術新進展：2016年首鋼和山東墨龍HIsmeit工藝（使用鐵礦粉、煤粉、溶劑進行噴吹
；用含35%~40%的氧
、1200攝氏度的熱風進行冶煉）生產運行成功；2017年日產量、月產量達到原HIsmeit工廠過去曆史最高產量兩倍以上（單月最大產量50572噸/月）
，年底已生產25萬噸高純特種生鐵
，爐襯僅有輕微侵蝕
，壽命明顯延長。該工藝與高爐流程相比，環保指標顯示：SOX排放減少90%
，NOX排放減少40%
，CO2排放減少20%，無二噁英產生。 

　　現在
，我國應加強研究和跟蹤國內外非高爐煉鐵技術新進展
，不要大規模推廣新建非高爐煉鐵設施
，避免造成負麵的影響。 　　 

　　ENERGIRON 直接還原技術。 

　　達涅利在阿聯酋阿布紮比的ENERGIRON 直接還原技術是一種氣基直接還原煉鐵工藝，即以原“HYL”直接還原工藝為核心，與達涅利工程技術相結合所形成的直接還原的成套技術。它是以入爐品位達67%（即SiO2+Al2O3＜4% ）的球團礦和/或塊礦為原料，不能用粉礦，以天然氣裂解後的含有90%左右的H2 和CO 的煤氣為還原劑，通過在豎爐內高溫1000攝氏度
、幹燥氣溫度（970攝氏度）
、高壓（6bar）條件下，氣固兩相相向而行，完成傳熱和鐵礦石的還原反應

，最終生成溫度約700攝氏度的直接還原鐵，給電爐煉鋼供應原料。 

　　由於豎爐出來的煤氣進行了蒸汽重整，脫除了CO2,其消耗量不應很低。這樣可以估算ENERGIRON 工藝的工序能耗在350千克標準煤/噸～400千克標準煤/噸 範圍之內。該技術是先進
、成熟
、可靠的非高爐煉鐵技術。 

　　韓國浦項FINEX技術。 

　　原燃料使用情況。鐵礦石：入爐品位在61%，粒度在1毫米左右，用3種~4種礦石(巴西球團約50%，品位65%；本溪磁鐵礦約30%；印度礦、新西蘭沙鐵)
，添加白雲石
、石灰石與鐵礦石混均，再進入預還原爐。 

　　煤炭：灰分在6%~8%，動力煤占約30%，煉焦煤占1/4，壓成14.57毫米的煤塊，要用約50千克/噸的小塊焦。 

　　反應爐（流化床）有4級。用脫除CO2的煤氣（熱值約為1400大卡/立方米）在流化床內對鐵礦石進行還原。控製爐內溫度在720攝氏度~750攝氏度（生產時需要對反應爐進行補熱，要吹氧10立方米/噸）

，礦石還原度為60%~70%。這樣
，可以保證礦粉不粘結

，出礦溫度在750攝氏度，進入直接還原鐵壓塊機，進行壓塊。壓塊後還原鐵(溫度在650攝氏度)進入熔融汽化爐。 

　　熔融汽化爐情況。熔融汽化爐內壓力45Bar
，有26個~28個風口
，風口直徑26厘米。爐內礦床高度約7米，風口區溫度可達3000攝氏度，料麵下部溫度可達1050攝氏度。向爐內吹氧的溫度在25攝氏度。加入熔融汽化爐內的塊礦尚有30%~40%沒有在流化床內還原，需要在熔融汽化爐內完成還原。熔融汽化爐產煤氣量在1600立方米/噸~1700立方米/噸，渣鐵比為300千克/噸左右，灰鐵比在50千克/噸~60千克/噸。 

　　工序消耗。 

　　在上述原燃料質量的前提下

，最低原煤消耗為710千克/噸。其中包括約160千克/噸的煤粉，50千克/噸的小塊焦（按每噸焦1.4噸原煤計算），氧耗為450立方米/噸~480立方米/噸。 

　　FINEX對原燃料質量的要求比較苛刻
，並且沒有完全擺脫對焦炭和焦煤的需求。我國缺少高質量的爐料。 

　　目前
，FINEX消耗原煤指標710千克/噸，是在礦品位61%
、煤的灰分6%~8%、用50千克/噸小塊焦炭、450立方米/噸~480立方米/噸氧氣條件下實現的。如原燃料質量下降
，指標還要惡化。浦項高爐燃料比在480千克/噸,入爐礦品位在57%。所以
，FINEX能耗要比高爐高。 

　　一般情況，FINEX投資要比高爐高。浦項新建設的200萬噸/年的FINEX設施投資約79億元。 

　　FINEX風口
、熔化爐壽命低
，遠低於高爐的15年。FINEX供鐵能力和間斷性，對煉鋼、軋鋼會產生巨大的負麵影響。 

　　多年來，世界直接還原鐵產量小、占高爐鐵的比例較低
，說明直接還原鐵生產還不是主體。 

　　熔融還原在理論和生產實踐上
，能耗和成本上比高爐高。原因如下： 

　　一是高爐有熱風爐，熔融還原設施沒有熱風爐。高爐煉鐵所需的能源有78%來自碳素（焦炭和煤粉）燃燒，有19%來自熱風，3%是爐料化學反應熱。熱風爐熱量是依靠燃燒高爐煤氣獲得的。熱風爐的熱效率在80%以上。所以

，高爐是個高效的煉鐵設施。熔融還原設施沒有熱風爐
，其產生的煤氣用於發電。煤氣發電

，能源利用效率小於45%，是工序能耗比高爐高的主要原因。 

　　二是高爐煉鐵鐵礦石有45%以上是間接還原。間接還原不需要能量，是放熱反應，且反應是在爐內進行。 

　　熔融還原是利用多級流化床
，實現鐵礦石的部分還原，需要一定的外來的能量。這樣
，礦石還原的能量就要高。 

　　目前，熔融還原還不能完全擺脫對焦炭的需求，焦化工序的能耗還要計入熔融還原的能耗。 

　　高爐流程煉鐵能耗有優勢。東北大學趙慶傑教授的不同工藝直接還原鐵能耗比較見表5。高爐流程產品是熱鐵水
，直接還原產品是固態的海綿鐵，海綿鐵要變成熱鐵水需要能量
，故高爐流程煉鐵在能源消耗上有優勢。 

　　2018年重點鋼鐵企業高爐煉鐵平均工序能耗392.13千克標準煤/噸，有27個企業的高爐能耗低於390千克標準煤/噸；平均煉鐵燃料比為536.43千克/噸,平均入爐焦比372.11千克/噸。2018年沙鋼5800立方米高爐和中國寶武集團寶鋼4號高爐燃料比為488千克/噸和489.57千克/噸，入爐焦比分別為317千克/噸和291.98千克/噸。2011年寶鋼COREX的能耗為593.87千克標準煤/噸。 

　　表3~表6的數據表明高爐煉鐵工藝的能耗是低於COREX和FINEX；轉底爐的產品是固態
，要進行熔化是需要一定熱量的。 

　　高爐煉鐵成本低。2017年，我國重點統計鋼鐵企業平均高爐煉鐵成本是2017.97元/噸，有8家企業低於1900元/噸，太鋼的生鐵成本隻有1656.96元/噸。這些高爐使用的原燃料質量遠低於熔融還原要求的質量。如2018年
，重點鋼鐵企業高爐入爐品位57.42%，焦炭M40為87.64%，M10為6.01%

，灰分為12.63%
，硫分為0.82%；而EINEX使用礦石的品位是61%
，煤的灰分在6%~8%等，所以高爐煉鐵的成本低。實踐表明，COREX和FINEX的生產成本是高於高爐煉鐵工藝的成本。 

　　對高爐使用金屬化爐料要結合能源來源。理論上，高爐使用金屬化爐料生產，每提高金屬化率1%,可降低燃料比0.5%~0.6%。這裏包括直接還原鐵、金屬化球團礦和燒結礦等。但生產直接還原鐵、金(jin)屬(shu)化(hua)球(qiu)團(tuan)礦(kuang)和(he)燒(shao)結(jie)礦(kuang)消(xiao)耗(hao)能(neng)量(liang)
，如(ru)果(guo)利(li)用(yong)鋼(gang)鐵(tie)聯(lian)合(he)企(qi)業(ye)內(nei)部(bu)的(de)二(er)次(ci)能(neng)源(yuan)生(sheng)產(chan)出(chu)來(lai)的(de)這(zhe)些(xie)產(chan)品(pin)，煉(lian)鐵(tie)係(xi)統(tong)的(de)能(neng)耗(hao)會(hui)得(de)到(dao)降(jiang)低(di)。如(ru)利(li)用(yong)外(wai)來(lai)的(de)能(neng)源(yuan)生(sheng)產(chan)這(zhe)些(xie)產(chan)品(pin)
，再(zai)加(jia)上(shang)高(gao)爐(lu)煉(lian)鐵(tie)的(de)能(neng)耗(hao)
，煉(lian)鐵(tie)係(xi)統(tong)的(de)能(neng)耗(hao)和(he)成(cheng)本(ben)就(jiu)要(yao)上(shang)升(sheng)。歐(ou)美(mei)的(de)部(bu)分(fen)高(gao)爐(lu)生(sheng)產(chan)實(shi)踐(jian)已(yi)證(zheng)明(ming)了(le)這(zhe)一(yi)點(dian)。 

　　直接還原鐵所用原料含鐵品位要求：赤鐵礦＞66.5%
，磁鐵礦＞67.5%，脈石（SiO2+Al2O3）含量＜3%～5%，有害雜質含量少。直接還原鐵生產要求還原氣體中CO+H2＞90%,一般是天然氣。我國高品位鐵礦石少，天然氣資源不足（煤製氣成本高），故我國不適宜大力發展直接還原鐵生產。 

　　美國、歐洲、日(ri)本(ben)等(deng)工(gong)業(ye)發(fa)達(da)國(guo)家(jia)和(he)地(di)區(qu)不(bu)具(ju)備(bei)生(sheng)產(chan)直(zhi)接(jie)還(hai)原(yuan)鐵(tie)的(de)優(you)良(liang)條(tiao)件(jian)，他(ta)們(men)也(ye)沒(mei)有(you)去(qu)追(zhui)求(qiu)過(guo)度(du)發(fa)展(zhan)直(zhi)接(jie)還(hai)原(yuan)鐵(tie)。我(wo)國(guo)缺(que)乏(fa)直(zhi)接(jie)還(hai)原(yuan)鐵(tie)生(sheng)產(chan)所(suo)需(xu)的(de)良(liang)好(hao)條(tiao)件(jian)
，應(ying)理(li)性(xing)地(di)對(dui)待(dai)這(zhe)個(ge)問(wen)題(ti)，特(te)別(bie)是(shi)要(yao)注(zhu)意(yi)其(qi)經(jing)濟(ji)性(xing)。