工程院院士张寿荣谈高效炼铁的相关技术问题

时间:2017-05-11 09:47 来源:未知 作者:admin 点击:次

在当前形势下,高炉炼铁是否还具有优势?如何评价新的炼铁工艺?如何应对当前原燃料条件的变化?应用数字化工具的现代高炉,还用强调操作管理的重要性吗?高炉长寿应该从哪些方面入手?笔者(以下简称姜)就这些问题访问了中国工程院院士、我国炼铁专家张寿荣(以下简称张)。

 

  高炉炼铁的优势将长期保持

  姜:近些年来,世界范围内出现各种各样的炼铁工艺,比如直接还原,您怎么看?

  张:现在炼钢生产不是从铁矿石直接得到钢,而是铁矿石先变成铁,然后降碳再炼钢。好多人希望把钢铁流程简化,有没有比高炉更好的工艺来代替高炉?很多地方就搞非高炉炼铁,搞了很多,转来转去尝试,最后看还是高炉炼铁比非高炉炼铁更可行。直接还原的条件,就是不能搞高炉的地方才搞它,有条件搞高炉的还是搞高炉,高炉效率比直接还原高。

 

  姜:您怎么看熔融还原呢?比如Finex的发展前景,您怎么看?

  张:熔融还原是非高炉炼铁的一部分,非高炉炼铁有熔融还原,还有直接还原,还有其他一些工艺,这些合在一起为非高炉炼铁。Finex工艺属于熔融还原,它发展不起来。它们比高炉的经济性差多了。一个工艺能不能存在,关键看经济性。

 

  姜:您说的经济性体现在什么方面?

  张:因为Finex燃料消耗高,成本高,这个就不行,生产1吨铁,高炉比它便宜好几百块钱。你还能干吗?经济性不行,它就站不住。

 

  姜:市场上有很多人在推动这些非高炉炼铁技术,好多人都在交流研究,您怎么看?

  张:有一批人想在高炉以外,再研究一套钢铁工艺,这个在技术上讲是对的,发展研究新工艺是对的。但是各种各样的方法做来做去,最后都不如高炉,都发展不起来。

 

  姜:如果用焦炉煤气(COG)或焦炉煤气转化气(RCOG),从高炉风口喷吹或从高炉炉身喷吹呢?

  张:这还是高炉冶炼,未来高炉仍然是炼铁的主要设备和主流。其他的只是一些技术尝试、探索和研究,经济性都还达不到市场要求,现在都无法替代高炉的经济性,也就是说,21世纪,高炉炼铁工艺在国内国外的优势仍将长期保持。

 

  如何看待原燃料条件变化

  姜:现在铁矿原料质量下降是国内外炼铁生产普遍面临的问题,表现为SiO2和Al2O3含量上升,Fe含量下降,以及铁矿的粒度下降等,由此带来烧结矿化学成分变差。焦炭的质量也呈现下降的趋势,以至于许多高炉的实际焦炭质量与要求之间差距越来越大。怎样做才能使原料质量和要求之间的差距越来越小?

  张:原料及原料加工,都应往精料方向走,也包括焦炭在内。差一点的煤做不了好焦炭。实际上采出来的铁矿石原矿含30%左右的铁,而高炉入矿品位要在60%左右,所以要选矿、矿石加工。煤粉也是这样的,通过配煤,将好的、差的煤粉合理混合,以生产好焦炭。现在炼焦、选矿技术都有发展。

 

  姜:在高炉的炉料结构方面,球团矿使用比例呈增加趋势。烧结矿比例会下降吗?

  张:能不能生产球团矿,关键要看铁矿粉的性能。有的铁矿石生产不了球团矿,有的铁矿石只能做烧结矿;有的地方可以拿球团矿作为主要炉料,有的地方还是要用烧结矿。球团矿要求铁矿粉含铁量高,粒度很细,得造成球。要是矿粉的成球性不好,就成不了球,成的球很脆,成了球以后一转就碎了,不成球根本烧不了球团矿,不是所有的铁矿都能做球团矿。相反,大部分铁矿石都能做烧结矿,烧结矿不在乎粒度和其他什么要求,在于怎么配。不能做球团矿的铁矿石,做烧结矿就可以。

 

  姜:您的文章里,曾提到我国炼铁存在的问题,其中一条是自然资源不足,现在还这么看?

  张:当然,比如买矿方面,我们自己没有足够的矿,废钢积蓄量现在还不足。我国没有足够的资源,虽然有煤,煤炭产量占世界40%,但是仍需要质量好的进口煤。未来这些都是问题,都需要买。买就涉及到价格、品种、市场、货币、税率、国际化等各种问题。

 

  姜:怎么加强原料的供应链管理呢?

  张:供应链就是把这些原料组织起来,一个内容是在开源上,铁矿和煤矿资源不够,你要开源;另外一个就是提升质量水平,包含技术战略问题、地区配置问题。炼铁生产,一定要有高质量的铁矿保证。

 

  高效生产需要合理操作与高炉长寿

  姜:高炉运行状态和生产指标的决定因素是高炉的操作、原料。那操作对指标和高炉运行状态的影响大吗?

  张:高炉的运行状态,原料是基础,基础不行,再怎么操作也不行;基础好了,操作不好也不行。原料是个必要条件,高炉炼铁是一个比较复杂的物理化学过程,现在的操作要求也不低,要有好的知识结构,并掌握新动态。不光是技术结构,这还与人的悟性有关系。高炉操作变化很复杂,复杂到没有悟性的人根本就看不明白。悟性的是天生的,但是通过努力,在生产、实践中摸索可以提高。

 

  姜:现在的高炉,都可以数字化用专家系统,操作和管理是不是就没那么重要了?

  张:你可以看、可以用专家系统,但是你自己要懂操作。原料就是高炉操作一个很大的问题。原料不可能老是不变的,这回来的是巴西矿,下次来的就不是。即使都是巴西矿,成分也不一样。这一船和下一船的货都会不一样,同一船本身也不一样,这样炉子里的化学反应就变了。操作是比较难的,要根据这一批来的原料化验的成分来调整,对炉子的炉况和来的原料都须要判断清楚,很复杂。对操作的要求很高。

 

  姜:操作里面还包括对炉型的管理,怎么管理炉型?

  张:高炉是一个复杂的冶炼过程。炉料和煤气流都会侵蚀炉衬,导致炉型改变。操作不正常的时候,炉子里面装的矿石都是熔化的,有可能造成粘接,使高炉不顺。炉型控制合理,操作指标就会好,整个操作当中的变量是很多的。也就是说,正常生产的高炉是有寿命的。高炉冶炼是个复杂的过程,炉型的控制须要综合判断。

 

  姜:您如何看待高炉长寿技术?

  张:高炉长寿是高炉生产高效化的基础,高炉长寿技术不是一个方面,而是多方面的,这也是我多年的经验总结。方方面面都得做到,从各种冷却系统、炉缸、炉喉都要做到长寿才行。

 

  姜:炉型的选择,炉型、炉体、炉缸怎么配置才更好?有一个大体的方向吗?

  张:炉型就是经验,没有办法算出来,有很多人讲怎么算怎么算,还有外国人也在讲怎么算,那个都不是很好使。因为这个炉型之间的关系不都是数学线性关系,它和原料有关系。什么原料用什么炉型,现在不能形成公式类型的数学关系,选择、配置就是经验问题。

 

  姜:一个地区该用什么样的高炉要考虑实际条件吗?

  张:对,我设计高炉的时候,炉型都结合了具体的原燃料条件、设备状态和生产要求,这样才能不断优化,获得比较好的炉型。炉型本身也是不断发展的,由过去的厚壁炉衬发展到现在的薄壁炉衬,投产以后才能比较高产。考虑条件和后续的工艺,指标才能更好。不能形成固定某种炉型以后就都选这个的做法。

来源:中国冶金报-中国钢铁新闻网