2010年后生产流程

“十一五”后工艺流程改造与能耗规划1．“十一五”后生产流程规划1.1“十一五”工艺流程改造遗留下来的问题自“九五”以来，鞍钢以炼铁、炼钢、轧钢系统为重点，实施高炉大型化、平炉改转炉、模铸改连铸、多火成材改一火成材，取得显著成绩。目前一排小高炉已经全部淘汰，正在建设4＃高炉，到2010年高炉将全部实现大型化。相比之下，鞍钢炼钢系统还存在？方面的问题：第一，炼钢厂房问题（厂房高度、安全隐患及承重能力）已经成为鞍钢整个生产流程紧凑化、连续化的“瓶颈”。第二，一炼钢和二炼钢南的6座100t转炉的容量较小，与大高炉的生产不相适应。第三，轧钢系统还有初轧工序－连轧作业区存在，多火成材工序的存在不仅增加了轧钢工序的能耗，而且也破坏了生产流程的热衔接。（直接指明问题）1.2“十一五”后流程改造规划(1)炼钢系统（指明要改造的内容或命题，以下同）炼钢厂在“十一五”厂房改造的基础上，对一炼钢和二炼钢南区的转炉容积进行合理化改造：在原二炼钢南区新建3座200t转炉，淘汰一炼钢厂的3座100t转炉，淘汰二炼钢南区的3座100t转炉。保留一炼钢的2＃方坯连铸机（产能90万t/a）和1台厚板坯连铸机（产能130万t/a），分别给大型万能线及厚板厂供料。保留二炼钢南2台中薄板坯连铸机（产能250万t/a），新建1台中薄板连铸机（产能70万t/a），给1700ASP生产线供料。新建1台中厚板板坯连铸机（产能100万t/a），给中板厂供料坯。2010年后新二炼钢南区钢坯产量合计为640万t/a。二炼钢北区保持不变：1座180t转炉，2座150t转炉，2台大板坯连铸机，产量460万t/a；西区保持不变：2座250t转炉，2台中薄板坯连铸机，产量500万t/a。(2)高炉－转炉区段理顺高炉－转炉之间铁水供给的对应关系：新4＃、7＃、11＃高炉对应新二炼钢南，10＃、新1#高炉对应二炼钢北区；西区新2＃、新3＃高炉对应西区炼钢。关于鞍钢铁水运输的方式，一直存在两种意见：鱼雷罐方式与铁水罐方式。两种方式到哪种方式更合理、更有利于生产，一直存在着争议。不少人认为鱼雷罐运输量大，保温效果好（铁水罐重罐时铁水温降为0.5～1.0℃/min，而鱼雷罐重罐时铁水温降仅为0.2℃/min），应该是铁水运输的首选方式。其实不然，这是因为：①铁水罐烘烤技术的应用及铁水罐周转速度的加快，使得铁水罐方式与鱼雷罐方式运输铁水的温降相差并不大，尤其对于紧凑化、连续化的生产流程更是如此。②鱼雷罐运输铁水需折入兑铁包，导致铁水的大幅温降。由于鱼雷罐特殊的结构，鱼雷罐运铁水至转炉前需折入兑铁包后兑入转炉，这样的折铁往往引起很大的温降，统计表明：320t鱼雷罐折铁一次，铁水温度降低20～30℃。③鱼雷罐方式对高炉－转炉区段衔接不利。钢铁企业生产的实际数据表明：含鱼雷罐脱硫的高炉－转炉区段过程的总时间为260.02min，比含兑铁包脱硫的高炉－转炉区段过程的总时间长23.12min；同时，兑铁包脱硫模式的铁水温降比鱼雷罐脱硫模式少31.1℃。可见，铁水罐比鱼雷罐更有利于铁－钢界面的衔接。④鱼雷罐内铁水温度低于1400℃时，铁水粘性提高，罐壁易挂渣，处理困难，成本较高。总之，铁水罐运输铁水比鱼雷罐更有长处，日本的很多钢铁企业用铁水罐运铁水的良好效果也说明了这一点。由此，未来鞍钢的高炉铁水全部采用铁水罐运输，根据转炉容积匹配实施“一罐到底”模式（新二炼钢南及西区炼钢）或“受铁罐－兑铁包”模式（二炼钢北区），铁水全部实施“三脱”，具体界面模式见图1或图2。由图可知，未来鞍钢铁－钢界面模式为：高炉铁水经出铁槽进入受铁罐，加盖保温后，运至脱硫站，扒渣后脱硫，扒除脱硫渣后倒入脱磷转炉中进行脱硅、脱磷，然后倒入兑铁包兑入脱碳转炉进行冶炼（快速脱碳、快速升温）。在改造铁路线，保证铁水运输畅通的条件下，，铁水运输周期达到159min。铁水入脱硅、脱磷转炉温度的不低于1360℃，兑入脱碳转炉的温度不低于1280℃。图12010年后鞍钢铁钢界面模式（一罐到底模式）高炉出铁70min运输20min转炉受铁罐扒渣受铁罐扒渣受铁罐兑铁包转炉扒渣10min脱硫45min扒渣8min兑入脱磷转炉6min冶炼20min运输5min冶炼30min脱硫转炉脱硅脱磷转炉脱碳(3)热轧系统彻底淘汰连轧作业区及其后续的各轧钢厂，包括无缝厂、线材厂、大型800等生产线。2010年后，鞍钢热轧厂的组成为：1700ASP生产线（产量：312万t/a），1780热轧带钢生产线（产量：449万t/a），西区2150热轧带钢生产线（产量：488万t/a）；以及中板厂（产量：92万t/a）、厚板厂（产量：117万t/a）和大型厂万能线（产量：84万t/a）。2010年后，鞍钢热轧材合计为1542万t/a。热轧产品结构见图3，由图可知，2010年后热轧带钢为鞍钢的主导产品，所占比例达到81%，中厚板作为板材的补充，所占比例为14%。型材只有轨梁，且所占比例不到5%。对炼钢系统、铁钢界面、热轧系统改造后，鞍钢“十一五”后生产流程的规划见图4。图32010年后鞍钢产品结构图轨梁5%厚板8%中板6%热轧带钢81%图22010年后鞍钢铁钢界面模式（受铁罐－兑铁包模式）高炉出铁70min运输20min转炉受铁罐扒渣受铁罐扒渣受铁罐兑铁包转炉扒渣10min脱硫45min扒渣8min兑入脱磷转炉16min冶炼20min运输5min冶炼30min脱硫转炉脱硅脱磷转炉脱碳兑铁包2．“十一五”后能耗规划2.1“十一五”后工序能耗规划2010年后，鞍钢各生产工序采取的主要节能措施及效果如下述：2.1.1焦化工序(1)所有焦炉都采用煤调湿－快速型煤炼焦技术，该项技术的全面实施能降低工序能耗10kgce；新4#、7#、11#高炉新1#、10#高炉铁水三脱炼铁608437475新2#、新3#高炉1027480废钢废钢热轧带钢449热轧带钢3121×板坯连铸1×厚板坯连铸1×方坯连铸3×中薄板坯连铸2×大板坯连铸2×中薄板坯连铸中板厂100130大型万能线901700带钢3204605001780带钢2150带钢中厚板92中厚板117重轨84热轧带钢4883×200t转炉1×180、2×150t转炉2×250t转炉新二炼钢南区二炼钢北区西区炼钢图42010后鞍钢主线流程示意图铁水三脱铁水三脱(2)采用热值仪和磁氧分析仪，分别测定和调节加热煤气热值和废气中含氧量，以稳定焦炉加热制度，合理燃烧，减少煤气直接消耗量。2010年后焦化工序能耗为95kgce,比2010年降低7kgce。2.1.2烧结（球团）工序(1)采用全白灰烧结，提高混合制粒效果，提高烧结机产能；(2)开发新型烧结机风箱密封技术，降低漏风率，节省电耗。2010年后，考虑到烧结烟气脱硫设施电耗的增加，烧结（球团）工序能耗维持2010年水平。2.13炼铁工序(1)提高焦炭质量（M40≥89%、M10≤6%、灰分≤11.5%、硫分≤0.6%，CRI：20～23%、CSR：68～71%），降低燃料比，规划西区炼铁入炉焦比、喷煤比为280kg/t铁和200kg/t铁，老区炼铁入炉焦比、喷煤比为290kg/t铁和200kg/t铁；燃料比的降低可直接降低工序能耗10kgce。(2)高炉煤气采用干法除尘，该技术对高炉炼铁行业产生了重大影响，系统阻力损失小，设备维修量少，节省占地面积，安全可靠、耐压、耐温、无污染、寿命长、效率高，节水9m3/t铁，回收显热可以节能11.3～21.7kgce/t铁，除尘效率达99%以上，而且可以与TRT技术配套使用，降低TRT入口粉尘量，提高发电效率，发电量比湿法除尘增加30～40%。该技术可直接节能10kgce/t铁。在采取上述节能措施，2010年后，炼铁工序能耗达到398.5kgce，比2010年降低16.5kgce/t铁。2.1.4炼钢工序炼钢工序的节能措施主要是淘汰与鞍钢大高炉不相匹配的100t以下小转炉对一炼钢和二炼钢南区的转炉容积进行合理化改造，具体改造措施参见第一节。2010年后，工序能耗将保持15kgce不变。2.15热轧工序热轧工序的节能措施主要是彻底淘汰高能耗的连轧作业区及其产品附加值低的生产流程，如，无缝厂、线材厂、大型800等生产线。2010年后，随着高能耗的连轧作业区的淘汰和产品结构的变化，鞍钢热轧工序能耗降到73.2kgce，比2010年低7.2kgce。2.1.6冷轧工序由于中国在未来一段时间工业化进程的加快，钢才消费品种结构也将不断调整，板带材消费将持续增长，冷轧高技术含量和高附加值的深加工产品的供需矛盾突出。由于鞍钢规划“十一五”的产品结构是符合我国国民经济发展、国家产业政策及钢铁工业发展的需要。因此，2010年后，鞍钢的冷轧工序能耗基本可以保持2010年的水平，即117kgce。2.1.7辅助工序(1)机车运输、燃气加工、能源亏损①机车运输2010年后，鞍钢将彻底完成大高炉－大转炉－精品板材轧制线流程，一方面，高炉—转炉区段的铁钢界面更加紧凑化和连续化，铁路运输能耗将会大大降低；另一方面，中型厂和无缝厂离鞍钢主体厂区很远，大约8Km，钢坯主要是汽车运输，随着这两个厂的淘汰，鞍钢厂区的汽车运输能耗也会降低。因此，2010年后，机车运输的吨钢能耗可以降低到2.5kgce。②燃气加工2010年后，鞍钢的燃气加工吨钢能耗规划为2kgce，其主要节能措施有两点：一是所有高炉煤气采用干法除尘，可节电70%；二是煤气工艺设施集中布置，由能源中心进行集中管理和统一调配。③能源亏损2010后，鞍钢实现煤气的零放散，高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气全部100%回收；改善燃料场条件，建设封闭的室内燃料场，使洗精煤、焦炭、动力煤等固体燃料亏损大幅度下降；再加上“十一五”期间能源管理中心的建设将会发挥效果，。鞍钢的每吨钢能源亏损能降低到15kgce。(2)能源转换能源转换包括制氧、给水、发电。①制氧2010年后，制氧工序能耗规划为0。其节能措施是：一方面，采用快速变负荷的工艺流程，产品的产量追踪供气管网的压力变化，快速调节空分的生产负荷，减少放散损失降低能耗，力争氧气放散率减少到零；另一方面，利用多余氮气冷却预冷却系统的循环水，减少冷冻机组的能耗。②给水2010年后，鞍钢给水吨钢能耗规划为0。其主要节能措施为：高炉煤气采用干法除尘、干熄焦技术、将冷轧废水经处理后用于高炉的水冲渣和转炉泼渣等技术减少新水消耗量。③发电2010年后，考虑到电厂脱硫设施的能耗，鞍钢发电吨钢能耗规划为10kgce，与“十一五”末相同。其主要节能措施为：加强能源管理，减少动力煤损失；改造陈旧、落后的发电设备，建大型发电机组，降低发电及蒸汽煤耗。(3)冶金厂其它冶金厂其它包括机总电炉钢、一制氢（供一冷轧和二冷轧的镀锌、氧气厂、硅钢厂等）、钢加工中心、原料处、材料处、供电、计量厂、化检中心、技术中心、机关办公用电、蒸汽损耗等部门的能源消耗。2010年后，淘汰机总电炉钢；采用低品位的余热蒸汽升值发电技术，使夏季蒸汽达到零放散，实现余热蒸汽100%回收；将制氢能耗分摊到用户。预期冶金厂其它能耗能够降低到6kgce。2.2“十一五”后能耗指标鞍钢采取上述节能措施后，2010年后能耗指标列于表1。表中，吨钢可比能耗只计算到统计范围包括：炼焦、烧结和球团（含矿山生产）、炼铁、炼钢、热轧、辅助工序（机车运输、燃气加工、企业亏损、发电）等。吨钢综合能耗在吨钢可比能耗的统计口径加上冷轧、化厂和冶金厂其它等。表1“十一五”后鞍钢各生产工序的能耗指标序工序产品产量（万t）钢比系数（t/t）工序能耗（kgce/t）吨钢综合能耗（kgce/t）吨钢可比能耗（kgce/t）1烧结17801.112555.061.261.22球团6400.400040.016.016.03焦化5100.318811536.730.3其中：化厂0.3188206.4－炼焦5100.31889530.330.34炼铁15200.95398.5378.5378.5其中：老区西区10450.6531400261.2261.24750.2969395117.3117.35炼钢