行业标准项目建议书
建议项目名称
(中文)
高炉富氧喷吹节能技术规范
建议项目名称
(英文)
Energy saving Technical specification of blast furnace oxygen-enriched injection
制定或修订
■制定 □修订
被修订标准号
采用程度
□IDT □MOD □NEQ
采标号
国际标准名称
(中文)
国际标准名称
(英文)
采用快速程序
□FTP
快速程序代码
□B □C
ICS分类号
77-010
中国标准分类号
H04
牵头单位
首钢京唐钢铁联合有限责任公司
体系编号
YB 0207
参与单位
冶金工业信息标准研究院等
完成周期(月)
24
目的、意义
或必要性

节约能源是我国的基本国策,国家实施节约和开发并举,把节约放在首位的能源发展战略。2015年,国务院发布《中国制造2025》,提出全面推行绿色制造的要求。我国钢铁行业面对资源环境约束不断增强的压力,绿色发展是唯一出路。实现绿色发展,首要问题是进一步降低资源能源消耗,减少污染物产生和降低温室气体排放。

高炉氧煤强化炼铁新工艺是大幅度以煤代焦、降低生铁成本和提高产量的重大新技术。目前世界各主要产钢国家都在竞相开发研究,其作用不仅可以降低焦比,同时也能增加生铁产量,达到节能、稳定高炉操作的目的。目前世界范围内,部分高炉喷吹量达到了150-200kg/t的水平。

我国的煤炭年产量已达11亿吨,居世界第一位,但优质炼焦煤仅占总量的6%,而且产地集中在华北。在我国的能源结构中,煤的产量及消耗量均达70%。由于炼铁能耗占我国冶金工业总能量的60%以上,而且大部分使用优质冶金焦炭,近年来焦煤不足,制约着我国钢铁工业发展。而高炉富氧喷吹非炼焦煤可以不增加焦炭消耗,并使现有高炉增产。我国高炉喷煤技术起步较早,从1964年开始喷煤,是世界上使用喷煤技术较早的国家之一。高炉喷煤代替了昂贵的焦炭,可以改善高炉的行程,取得较好的经济效益。

但高炉大量喷吹煤粉,如果没有富氧,煤粉会燃烧不完全,风口前理论燃烧温度会下降,喷煤量会受到限制。如果结合富氧喷吹,可以弥补大量喷煤带来的问题。高炉喷煤比愈高,其焦比愈低,若在相同置换比条件下,由节约焦炭与喷吹煤粉的生铁成本差价产生的经济效益愈高。但是由于从风口喷入的冷态煤粉与高炉内下降到达风口约1500℃的焦炭相比,温度较低,同时由于煤的热分解要吸收一部分热量,使风口燃烧带温度降低,一般喷吹1kg煤粉风口区理论燃烧温度要降低2-3℃,同时喷吹煤粉使炉腹煤气量增加。

富氧喷吹使高炉风口前理论燃烧温度升高,鼓风中每富氧1%,理论燃烧温度升高35-45℃;富氧后鼓风含氮量降低,每公斤碳燃烧消耗的风量减少,富氧喷吹可以减少单位生铁煤气量,可以减缓大量喷吹煤粉后因焦炭负荷加重而导致的压损上升和透气性变坏,富氧1%,单位生铁炉腹煤气量降低3%富氧喷吹有利于降低炉顶煤气温度,可以部分缓解喷吹煤粉后炉料水当量减少而导致的炉顶煤气温度升高。早期有研究发现,喷吹煤量在150kg/t以下时,只要适当提高鼓风温度即可,喷煤量继续增加时,则应通过富氧,使过剩空气系数大于1.0。由于采用大型制氧机,已使高炉富氧变得有利可图。

由于富氧喷煤后炉腹煤气中CO和H2含量增高,促进了间接还原的发展,提高了炉顶煤气的发热值,使高炉生铁产量增加。生产实践表明,高炉每富氧1%可增加喷煤12-13kg,降低焦比约0.5%,可减少吨铁鼓风消耗4.5%,若其它条件不变,综合冶炼强度可以提高,高炉可增产2-3%。

我国4000m3以上高炉目前共计25座,其中富氧率平均4.2%,最高为京唐的7.1%;喷煤比平均152kg/t,最高为京唐的202kg/t。且京唐高炉属于国内唯一使用氧煤枪富氧工艺的大型高炉,与别的高炉富氧采用单一的热风管系过氧不同,京唐高炉采用热风管系和氧煤枪双路富氧,能进一步提高富氧率,并且能够保证在高富氧条件下减少对热风管系的晶间应力腐蚀,保证热风系统的安全性,促进高炉的安全稳定顺行,同时采用氧煤枪富氧工艺,也能够减少通过氮气输送煤粉造成的煤粉燃烧不充分等技术难题,减少未然煤粉对软熔带透气性以及初渣粘度的影响,利于促进高炉生产顺行。因而此项富氧喷吹工艺值得推广,能够促进高炉提升焦炭负荷,进一步喷煤降焦,降低CO2排放,实现节能减排。

基于上述分析,本标准拟对高炉富氧喷吹节能技术进行制定规范,主要涉及大型高炉配套制氧机的主要术语定义、制氧节能控制技术标准、大喷吹煤粉燃烧性及安全性控制、喷吹系统的均匀性流量及计量控制、氧煤枪工艺、炉内冶炼控制工艺等。通过实施本标准可强化我国高炉富氧喷吹技术的创新,推进节能技术进步,促进炼铁工艺的绿色发展。

范围和主要
技术内容

本标准适用于高炉富氧喷吹技术。

本标准高炉富氧喷吹节能技术的术语和定义、喷吹系统技术要求、氧煤枪系统要求、炉内冶炼操作技术要求等。

国内外情况
简要说明

国内外尚无相关标准

备注
 
牵头单位
(签字、盖公章)
月 日
标准化技术组织
(签字、盖公章)
月 日
部委托机构
(签字、盖公章)
月 日
[注1] 填写制定或修订项目中,若选择修订必须填写被修订标准号;
[注2] 选择采用国际标准,必须填写采标号及采用程度;
[注3] 选择采用快速程序,必须填写快速程序代码;
[注4] 体系编号是指在各行业(领域)技术标准体系建设方案中的体系编号。
文件说明
高炉富氧喷吹节能技术规范√.doc (31KB)任务书(建议书)