干货!2017年钢协会员单位炼钢生产技术指标

王维兴

 

2017年,我国粗钢产量为83172.80万吨,比2016年增加5.67%;占世界66个国家/地区总钢产量的49.66%(世界钢产量167472.4万吨);重点统计的钢铁企业产钢66070.0万吨,比2016年增加6.91%;其他企业产钢17102.80万吨,比2016年增加1.11%。这说明钢铁产业集中度得到提高。

2017年,钢协会员单位转炉钢产量为62785.65万吨,比2016年增加6.66%;电炉钢产量为3261.01万吨,比2016年增加11.74%,电炉钢比例为4.93%;其他炉型钢产量为204.81万吨,比2016年增加141.24%。2017年,钢协会员单位非合金钢产量为34293.95万吨,比2016年增加0.27%;低合金钢产量为26059.26万吨,比2016年增加16.58%;合金钢产量为4749.84万吨,比2016年增加10.42%;不锈钢产量为966.93万吨,比2016年增加2.64%。

我国规范企业转炉装备情况见表1,电炉装备情况见表2。

 一、 转炉生产指标分析 

由于各钢铁企业之间转炉炉容、装备水平、冶炼钢种、生产条件、操作技术水平不同,企业之间的技术经济指标有较大差异;企业之间转炉指标的对标挖潜,需要根据一些具体条件进行分析,才能得出科学结果。表3为2017年钢协会员单位转炉生产指标。

从表3可以看出,与2016年相比,2017年钢协会员单位转炉废钢料消耗、劳动生产率、利用系数、日历作业率指标升高,氧气消耗和冶炼时间指标降低,说明转炉炼钢技术进步了。但是,企业指标先进值与落后值的差距大,说明转炉技术进步还有较大潜力。

 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,转炉尘泥中也有一定的金属。因此,转炉一般钢铁料消耗不应低于1060kg/t。据统计,2017年钢协会员单位中有19个单位的钢铁料消耗低于1060kg/t,值得注意。

转炉努力降低钢铁料消耗是技术发展方向,有利于降低成本,提高劳动生产率等。2017年,有22个单位转炉钢铁料消耗得到降低。例如,方大集团降低23.45kg/t,萍钢降低29.19kg/t,湘钢降低16.10kg/t等。

废钢料消耗分析。

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,可降低氧气消耗,减少冶炼时间,是技术发展方向,但要求铁水温度高(指物理热和化学热)。2017年社会废钢量增加,且价格偏低,有利于转炉多用废钢。因此,2017年转炉多用废钢38.49kg/t,这是好的势头。用废钢量增加较多的企业如下:申特钢铁增加191.34kg/t,东北特钢增加216.69kg/t等。

氧气消耗分析。

一般转炉冶炼消耗氧气在50m3/t~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个单位氧气消耗下降,下降较多的企业如下:天铁下降9.48m3/t,鄂钢下降6.82m3/t,青钢下降4.75m3/t等。

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,时间约为冶炼时间的一半;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。

2017年,钢协会员单位转炉冶炼时间为33.24min,比2016年指标下降0.5min,冶炼时间最短的企业是安阳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、操作技术等),冶炼时间差异较大。2017年,钢协会员单位转炉冶炼时间指标有35家企业下降。指标下降较多的企业如下:本钢下降12.81min,川威钢铁下降6.06min,东北特钢下降5.36min,新余钢铁下降5.12min等。有16家企业转炉冶炼时间指标比2016年升高。

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、转炉精炼和连铸工序的能耗,2017年它们的能耗值分别为0.35kgce/t(0.02kgce/t)、-19.51kgce/(-0.32kgce/t)、6.73kgce/t(-1.24kgce/t)和6.60kgce/t(-0.15kgce/t)。括号内为2017年与2016年数据比较的变化值。转炉部分工序能耗情况见表4。

2017年,钢协会员单位钢产量占全国钢产量的87.44%,转炉钢产量627856.48万吨,比2016年增加6.66%;因打击“地条钢”,社会废钢量增加、价格下降,转炉使用废钢量4521万吨,比2016年增加49.94%。2017,钢协会员单位转炉工序能耗为-13.93kgce/t,比2016年下降0.53kgce/t。转炉工序能耗值较低的企业有:沙钢-30.48kgce/t,萍钢-30.35kgce/t,新抚钢-26.92kgce/t等。企业转炉工序能耗最高值达11.67kgce/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,蒸汽占27%,煤气占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,转炉工序就可以实现负能炼钢。

2017年,钢协会员单位转炉煤气回收量为114m3/t,比2016年下降0.91m3/t。转炉工序能耗下降的主要原因是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家企业转炉煤气回收量得到提高,有36家企业在下降。

2017年,转炉煤气回收量较多的企业有:新抚钢为160m3/t,德龙和中阳金鼎重工均为151m3/t,凌钢和珠海粤钢均为149m3/t,但有4家企业不足100m3/t。

验证企业转炉炼钢能耗时,不仅要看煤气回收量,还要看煤气的发热值,这样才科学。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。因此,对转炉工序能耗对标时要进行综合分析。

 电炉生产指标分析 

2017年,钢协会员单位统计电炉生产指标的有20个单位,统计电炉工序能耗的有22个单位。2017年,我国电炉钢产量为3261.0168万吨,比2016年增加11.74%,电炉钢比例为4.935%,呈下降趋势。因社会废钢增加、价格低,电炉用废钢量增加,钢协会员单位电炉使用废钢1421.30万吨,比2016年增加47.44%,使电炉冶炼电耗(360.65kWh,比2016年增加55.16kWh)和冶炼时间(1.04小时,比2016年增加0.01小时)增加。2017年钢协会员单位电炉技术经济指标见表5。

电炉工序能耗分析。

电炉工序能耗包括电炉冶炼能耗、电炉电耗、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)。括号内为2017年与2016年数据比较变化的数值。

2017年,钢协会员单位电炉工序能耗为47.99kgce/t,比2016年升高2.96kgce/t。电炉工序能耗较低的企业有:韶钢9.53kgce/t,沙钢19.51kgce/t,淮钢22.49kgce/t等。企业电炉能耗最高值达163.74kgce/t。

电耗占电炉工序总能耗的60%左右,节电是电炉工序节能工作的主要内容。2017年,钢协会员单位电炉使用热铁水比例由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360.65kWh/t。主要原因是使用热铁水比例下降,使用废钢比例增加了47.44%,以及电炉冶炼能耗、电炉精炼电耗和电炉连铸能耗上升的幅度比较大。电炉企业还采取了一系列的节电措施(吹氧、喷碳、余热回收等),对我国电炉工序降低能耗起到了积极的作用。电炉大型化、超高功率电炉的应用均有较强的节能效果。

电炉使用热铁水分析。

因为多种原因,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不能进行指标对比。2017年,行业平均使用热铁水500.92kg/t,比2016年下降142.78kg/t,各企业电炉工序使用热铁水的比例差距较大。如永钢使用热铁水988.83kg/t,最低的东北特钢热铁水使用量仅为3.11kg/t。热铁水用量±1%,影响电耗1.2kWh/t、能耗0.484kgce/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,由短流程变成了长流程,能耗和污染物都会升高;与转炉相比,成本也会升高。使用热铁水比例过高的企业,应当停下电炉,改为转炉生产,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生产技术经济指标有较大的不可比性。

电炉冶炼时间分析。

2017年,钢协会员单位电炉冶炼时间指标为1.03h,比2016年下降0.07h。这是在热铁水用量下降142.78kg/t和使用废钢料增加的条件下实现的,是技术进步的体现。电炉冶炼时间指标下降较多的企业有:天管下降0.46h,太钢下降0.34h,苏钢下降0.28h等。

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。现在,一些电炉在吹氧、喷炭,能源利用多样化,电炉类型也有不同(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。

电炉电耗分析。

2017年,钢协会员单位电炉电耗为360.65kWh/t,比2016年升高54.96kWh/t。主要原因是热铁水用量下降142.78kg/t和使用废钢料增加。操作水平提高也可降低电耗。电炉电耗下降较多的企业有:太钢下降145.6kWh/t,新余钢铁下降41.6kWh/t,衡管下降10.15kWh/t等

连铸生产指标分析

目前,我国钢铁企业的连铸技术已处在较高水平,一些特钢企业的连铸技术也在不断提高,促进了钢铁企业的技术进步和节能减排;高效连铸机也得得了新发展。企业之间因生产条件的差异,以及钢种的不同,连铸技术水平发展也不一样,详见表6。

来源:中国钢铁新闻网