1我國鋼產量情況
2021年中國粗鋼產量為10.33億噸,同比下降3.0%,占全球粗鋼產量的52.95%(全球粗鋼產量為19.505億噸,同比增長3.7%)。2021年重點統計鋼鐵企業(90家)粗鋼產量為8.34億噸,同比增長0.14%,占全國粗鋼產量的80.74%。
2重點統計企業轉爐生產指標
因轉爐爐容、技術裝備水平、冶煉鋼種、生產條件、操作技術水平的不同,各鋼鐵企業轉爐技術經濟指標的差異較大。企業之間進行轉爐指標對標挖潛時,還需分析一些具體生產條件,才能得出科學結果。表1為2021年重點統計單位轉爐生產指標。
從表1可以看出,2021年重點統計單位轉爐的日歷利用系數、日歷作業率、冶煉周期和爐襯壽命同比下降,鋼鐵料消耗量、廢鋼鐵消耗量、氧氣消耗量、勞動生產率同比升高,說明轉爐煉鋼技術在變化。
2.1轉爐鋼鐵料消耗分析
理論上,轉爐用熱鐵水冶煉,要吹掉鐵水中4%左右的碳,還要脫除鐵水中的硅、錳、硫、磷等元素,爐渣帶走1.5%-2.0%的金屬,轉爐塵泥中也有一定量的金屬,所以轉爐鋼鐵料消耗一般不應低于1060kg/t。據統計,重點統計單位中有32個單位鋼鐵料消耗低于1060kg/t,鋼鐵料消耗最低值僅為945.17kg/t。
降低轉爐鋼鐵料消耗是技術發展方向,有利于降低成本,提高勞動生產率等。
2.2廢鋼鐵消耗分析
轉爐冶煉消耗15%-20%的廢鋼鐵,有利于提高鋼產量、節能減排,可降低氧氣消耗量、減少冶煉時間,是技術發展方向,但要求鐵水溫度要高(指物理熱和化學熱)。
2021年,社會廢鋼量增加,且價格偏低,有利于轉爐適當多用廢鋼。2021年重點統計單位擁有11280.22萬噸廢鋼資源,同比增加22.22%;轉爐使用廢鋼鐵8899.87萬噸,比上年增加1898.02萬噸,同比增長27.11%,冶煉周期縮短了0.78分/爐。
2.3氧氣消耗分析
一般轉爐冶煉消耗氧氣50-55m3/t,消耗量與冶煉鋼種有關,正常波動范圍小于0.2m3/t。廢鋼用量多、熱鐵水用量多、冶煉高級鋼種、操作水平等因素,均會對轉爐氧氣消耗有影響。
據統計,2021年重點統計單位中有23個單位氧氣消耗量低于50m3/t,有21個單位氧氣消耗量高于55m3/t,轉爐氧氣消耗量最高達64.84m3/t,最低為40.15m3/t。
2.4冶煉周期分析
轉爐冶煉開始時,先進行鐵水脫碳、脫硅、脫錳、脫硫等操作,此時可以進行煤氣回收,所用時間約占冶煉時間的一半。因所用鐵水的碳、硅、錳、硫含量不同,各企業轉爐吹煉的時間是有差異的。冶煉時,對鋼水進行質量調整和溫度控制等操作,以及冶煉鋼種的差異,也會導致各企業轉爐的冶煉周期不同。
2021年重點統計單位轉爐冶煉周期為30.57分/爐,比上年下降0.78分/爐。各企業因生產條件不同(鋼種、使用廢鋼鐵量、鐵水成分、供氧強度、操作技術等),冶煉周期差異較大。2021年重點統計單位中有17個企業轉爐冶煉周期同比升高。
2.5轉爐工序能耗分析
轉爐工序能耗包括轉爐鐵水預處理、轉爐冶煉、轉爐精煉和轉爐連鑄四個工位的能耗,2021年重點統計單位轉爐生產的各工位能耗值分別為0.31kgce/t(+0.02kgce/t),-20.88kgce/t(-0.15kgce/t),7.06kgce/t(+0.22kgce/t)和6.23kgce/t(+0.04kgce/t)。括號內為2021年與2020年數據比較的變化值。因各煉鋼廠生產的鋼種差異較大,轉爐二次精煉的深度不同,造成各鋼廠精煉能耗和轉爐鐵水預處理能耗數據差異較大。
2021年重點統計單位轉爐工序能耗為-15.32kgce/t,同比下降0.58kgce/t。重點統計單位轉爐工序能耗同比下降的企業有36個,有41個企業轉爐工序能耗同比升高。
轉爐煤氣消耗占其能源總量的42%,電力和氧氣各占能源消耗總量的20%左右。轉爐回收的能源中,蒸汽占27%,煤氣占83%,提高煤氣回收量可實現轉爐工序能耗為負值。一般煤氣回收量大于100m3/t,蒸汽回收量大于80kg/t的企業,可以實現“負能”煉鋼。
2021年重點統計單位轉爐煤氣回收量為118.48m3/t,比上年提高2.31m3/t。轉爐工序能耗下降的主要原因是煉鋼生產使用廢鋼比例增加。轉爐煉鋼過程中的煤氣和蒸汽被回收利用,可回收約24kgce/t的能量。
2.6轉爐日歷利用系數分析
2021年重點統計單位轉爐利用系數為31.16t/(t·d),比上年下降0.03t/(t·d),有43個單位轉爐利用系數同比下降,有45個單位轉爐利用系數同比升高。
2.7轉爐爐襯壽命分析
2021年重點統計單位轉爐壽命為10469.46爐,比上年下降631.52爐,有30個企業轉爐爐襯壽命同比下降,有26個企業轉爐爐襯壽命同比增加。
2.8轉爐勞動生產率分析
2021年重點統計單位轉爐勞動生產率為5713.06噸/人,比上年提高425.50噸/人,有49個企業的轉爐勞動生產率同比提高,有26個企業的轉爐勞動生產率同比下降。
3電爐技術經濟指標分析
2021年重點統計單位電爐鋼產量為4562.41萬噸,電爐鋼比為5.47%。2021年重點統計單位電爐金屬料消耗同比增長5.18kg/t,鋼鐵料使用量同比增長6.60kg/t,冶煉綜合電力消耗同比下降18.92kWh,冶煉周期同比下降0.07h。
2021年重點統計單位使用廢鋼11065.88萬噸,同比增長24.01%;電爐消耗熱鐵水542.26kg/t,同比增加36.71kg/t。2021年重點統計單位電爐技術經濟指標示于表2。
3.1電爐工序能耗分析
電爐工序能耗包括電爐冶煉能耗、電爐電耗、電爐精煉能耗、電爐精煉電耗和連鑄能耗,其2021年數據分別為42.22kgce/t(+5.79kgce/t),213.12kWh/t(-25.62kWh/t),18.65kgce/t(-2.73kgce/t),80.60kWh/t(-0.47kWh/t)和10.15kgce/t(+0.57kgce/t)。括號內為2021年與2020年數據比較變化的數值。
2021年重點統計單位電爐工序能耗為53.55kgce/t,同比升高0.49kgce/t。
電耗占電爐工序總能耗的60%左右,節電是電爐工序節能工作的主要內容。電爐企業采取了一系列的節電措施,如提高熱鐵水比例、廢鋼預熱、吹氧、噴碳、余熱回收等,對我國電爐工序節能降耗起到積極的作用。
3.2電爐使用熱鐵水分析
因多種原因,我國大多數電爐企業建設了小高爐,使用熱鐵水煉鋼,造成我國電爐工序能耗很低,不能與國際電爐全用廢鋼冶煉指標進行對比。各企業電爐工序使用熱鐵水的比例差距較大,熱鐵水用量±1%,影響電耗1.2kWh/t、能耗0.484kgce/t。從技術發展方向進行分析,電爐使用60%以上的熱鐵水進行冶煉生產是不科學的,由短流程變成長流程,冶煉系統的能耗和污染物產生量都會升高,與轉爐相比 成本也會升高。使用熱鐵水比例過高的企業,應當停下電爐,轉變為轉爐生產。2021年重點統計企業中有12個企業電爐使用熱鐵水量同比增加,有13個企業電爐使用熱鐵水量同比下降。
3.3電爐冶煉周期分析
2021年重點統計單位電爐冶煉周期為0.94h,同比下降0.07h,有25個企業電爐冶煉周期同比下降。
3.4電爐綜合電耗分析
2021年重點統計單位電爐綜合電耗為311.62kWh/t,同比下降18.92kWh/t,有15個企業綜合電耗同比下降,有13個企業綜合電耗同比升高。
3.5電爐生產日歷作業率分析
2021年重點統計單位電爐生產日歷作業率為69.09%,同比升高28.22個百分點,其中,有15個企業日歷作業率同比下降,有11個企業日歷作業率同比升高。
3.6電爐使用廢鋼情況
2021年重點統計單位電爐消耗廢鋼2019.75萬噸,同比升高10.16%。
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