民用煤气发生炉(冶金焦炭是钢铁工业的“基本食粮”煤炭、钢铁、房地产关系紧密)

Posted 2023-05-30

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民用煤气发生炉(冶金焦炭是钢铁工业的“基本食粮”煤炭、钢铁、房地产关系紧密)

炼钢基本上是不用煤炭，而是用焦炭，只有炼铁的时候才会使用到煤炭，不过炼铁时的主要燃料仍然是焦炭，至于会使用煤，那是为了降低焦炭是消耗量才用煤粉来作为高炉喷吹的燃料，喷吹的煤粉占炼铁消耗燃料的一部分，吹喷的煤粉最多不会超过炼铁所需燃料的一半，在我国会用无烟煤粉或烟煤粉来作为喷吹的燃料！当然还有其他的气体或者液体的吹喷燃料了！

虽说炼钢不会直接使用煤，但是炼钢却一定会和煤扯上关系，前面都说了，炼钢主要是用焦炭，而焦炭是用烟煤中的焦煤，肥煤，气煤，廋煤，气肥煤，等烟煤混合加热到1000度而制成的，是不会直接用煤来炼钢的，因为煤中所含的有害成分较多，而焦炭比较纯净，适合炼钢炼铁。因为钢铁厂大多都会自己炼焦碳的，所以炼钢厂一般都需要前面所说的煤！

焦煤又称“主焦煤”，属于强粘结性、结焦性的炼焦煤煤种，是焦炭生产中不可或缺的基础原料。焦煤是炼焦和钢铁产业的重要上游原材料，焦煤连接煤、焦、钢三个产业，在产业链条上具有重要地位，而能用于期货交割的焦煤必须是经过洗煤厂洗选后的精煤，具有足够的结焦性。

焦炭是由炼焦煤在焦炉中经过高温干馏转化而来的，焦炭既可以作为还原剂、能源和供碳剂用于高炉炼铁、冲天炉铸造、铁合金冶炼和有色金属冶炼，也可应用于电石生产、气化和合成化学等领域。

据统计，世界焦炭产量的90%以上用于高炉炼铁，冶金焦炭已成为现代高炉炼铁技术所需的必备原料之一，被喻为钢铁工业的“基本食粮”。

炼铁高炉采用焦煤代替木炭，为现代高炉的大型化奠定了基础，是冶金史上的一个重大里程碑。为使高炉操作达到较好的技术经济指标，冶炼用焦煤（冶金焦）必须具有适当的化学性质和物理性质，包括冶炼过程中的热态性质。焦煤除大量用于炼铁和有色金属冶炼（冶金焦）外，还用于铸造、化工、电石和铁合金，其质量要求有所不同。如铸造用焦，一般要求粒度大、气孔率低、固定碳高和硫分低；化工气化用焦，对强度要求不严，但要求反应性好，灰熔点较高；

(1) 焦煤中的硫分：硫是生铁冶炼的有害杂质之一，它使生铁质量降低。在炼钢生铁中硫含量大于 0.07% 即为废品。由高炉炉料带入炉内的硫有11% 来自矿石；3.5% 来自石灰石；82.5% 来自焦煤，所以焦煤是炉料中硫的主要来源。焦煤硫分的高低直接影响到高炉炼铁生产。当焦煤硫分大于1.6%，硫份每增加0.1% ，焦煤使用量增加 1.8%，石灰石加入量增加3.7%, 矿石加入量增加0.3%高炉产量降低1.5—2.0%. 冶金焦的含硫量规定不大于 1%，大中型高炉使用的冶金焦含硫量小于0.4-0.7% 。

(2) 焦煤中的磷分：炼铁用的冶金焦含磷量应在0.02—0.03% 以下。

(3) 焦煤中的灰分：焦煤的灰分对高炉冶炼的影响是十分显著的。焦煤灰分增加1%，焦煤用量增加 2—2.5% 因此，焦煤灰分的降低是十分必要的。

(4) 焦煤中的挥发分：根据焦煤的挥发分含量可判断焦煤成熟度。如挥发分大于1.5%，则表示生焦；挥发分小于 0.5—0.7%, 则表示过火，一般成熟的冶金焦挥发分为1%左右。

(5) 焦煤中的水分：水分波动会使焦煤计量不准，从而引起炉况波动。此外，焦煤水分提高会使M40偏高，M10偏低，给转鼓指标带来误差。

(6) 焦煤的筛分组成：在高炉冶炼中焦煤的粒度也是很重要的。我国过去对焦煤粒度要求为：对大高炉（1300—2000 平方米）焦煤粒度大于 40 毫米；中、小高炉焦煤粒度大于 25 毫米。但目前一些钢厂的试验表明，焦煤粒度在40—25 毫米为好。大于 80 毫米的焦煤要整粒，使其粒度范围变化不大。这样焦煤块度均一，空隙大，阻力小，炉况运行良好。

焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼，起还原剂、发热剂和料柱骨架作用。同时焦炭还用于铸造、化工、电石和铁合金，但其质量要求有所不同。如铸造用焦，一般要求粒度大、气孔率低、固定碳高和硫分低；化工气化用焦，对强度要求不严，但要求反应性好，灰熔点较高；电石生产用焦要求尽量提高固定碳含量等。

　　从焦炭消费构成分析可知，钢铁工业是焦炭最主要的消费领域，因此，焦炭消费高度依赖于钢铁工业的运行，钢铁价格与焦炭价格高度相关。据统计，世界焦炭产量的90%以上用于高炉炼铁。

　　近年来，在我国所有消费焦炭的行业中，只有钢铁行业的焦炭消费量上升，由2000年的73.95%大幅上升到2007年的85.00%，上升了11.06个百分点；化学制品行业由10.10%下降到7.32%；有色冶炼由2.00%下降到1.55%；通用设备制造业由1.90%下降到1.86%；其他工业由8.60%下降到3.43%；农业由1.38%下降到0.27%；生活消费由1.31%下降到0.25%；其他类由0.75%下降到0.32%。

钢铁生产需用的能源，种类繁多，主要有以下几种：

①煤。其中有炼焦煤，用于炼制焦炭，供高炉冶炼使用，副产焦炉煤气。烟煤、无烟煤用于高炉喷吹，用作加热炉、锅炉的燃料。

②燃料油。用作平炉、加热炉的燃料和高炉喷吹燃料。冶金工厂常用的燃料油是重油、减压渣油、裂化渣油，有时也加混一部分柴油或轻质油。使用时应注意化学成分，发热值和物理性能（包括粘度、比重、比热、凝固点、闪点、燃点等）。

③轻柴油。用于须严格控制加热温度的加热炉。

④天然气。发热值高，含杂质少是冶金工业的一种理想燃料。主要成分是甲烷、乙烷、丙烷等低级烃类，另外还含有一定数量的氮、二氧化碳等惰性气体，有的还含有硫化氢及氦等稀有气体。天然气可作为高发热值煤气单独使用，也可与其他煤气混合使用,用作平炉、加热炉等的燃料,也可用作高炉喷吹的燃料。

⑤液化石油气。用途同天然气，但多作后备能源。

⑥高炉煤气。用作高炉热风炉、焦炉、加热炉和锅炉的燃料。高炉煤气发热量低，多与焦炉煤气混合使用。

⑦焦炉煤气。用作焦炉本身和加热炉等的燃料，也可作民用燃料。

⑧转炉煤气。国外虽普遍安装回收转炉煤气的设备，但因经济原因，多数工厂把回收煤气燃烧放散，未加利用。日本的钢铁厂已把回收的煤气加以利用，中国有的钢铁厂也进行回收利用。转炉煤气常与其他煤气混合使用。

⑨发生炉煤气。在钢铁厂中，如果高炉煤气和焦炉煤气不足，可用发生炉煤气补充。发生炉煤气是固体燃料（如烟煤、无烟煤或焦炭）在煤气发生炉中与氧化剂(常用的是空气和水蒸气的混合物)相互作用产生的气体燃料。发生炉煤气主要用于轧钢加热炉、炼钢平炉。要求煤气燃烧温度高或火焰黑度大的用户(如某些加热炉和平炉)可就近制造发生炉热煤气使用。一般用炉则用经过净化的冷煤气。

⑩电力。既作为电热，如用于炼钢电炉、热处理炉等，也作为动力，如用于轧钢机、鼓风机、水泵以及其他机械的电机传动。

(11)蒸汽。既作为热源用于采暖、加热，也作为动力源，驱动蒸汽轮机带动鼓风机，还用于煤气管道的吹扫，高炉炉顶的密封等。

(12)压缩空气。多用作自动控制的动力源和气动装置，也用于高炉喷吹燃料。

能源使用能源的选用，因情况而异，主要原则是：

①应能在要求的期间内按质、按量、按时供应；

②应能满足工艺技术要求;

③经济合理,即能源费用在产品成本中占合理的比例。钢铁生产的能耗与许多因素有关，为研究分析这些因素的综合影响，采用“吨钢能耗”指标。其含义为：从焦化、烧结到轧制成成品为止，配套生产每吨粗钢所消耗的能量。单位是吨标准煤/吨粗钢（标准煤按每公斤发热值为7000千卡计算）。综合吨钢能耗的计算，包括炼钢本工序的能耗，炼钢用各项原料（如生铁、废钢、石灰）和相继工序(如连铸、轧钢)的相应能耗以及钢铁企业内辅助生产部门（如采矿、选矿、耐火材料、机修等）的有关能耗。

为了便于各企业间相互对比，中国把只包括炼焦、烧结、球团、炼铁、炼钢、轧钢等主要生产工序和厂内运输的能耗规定为吨钢可比能耗。也就是说，指标内不包括企业内辅助生产部门的能耗。

吨钢能耗和各工序能耗与工艺流程、原料条件、设备条件、操作水平、设备维修水平有关，还与全厂的管理水平有关。因此吨钢能耗是一个钢铁厂的主观和客观因素的反映。任何一个因素的变化，都会引起吨钢能耗的增减。70年代世界主要工业国的平均吨钢能耗都在 1吨标准煤以下。中国80年代初，重点企业吨钢可比能耗平均为1.2吨标准煤。

投入钢铁厂的能量，一部分为有效利用，另一部分则以不同形式，如热烟气、冷却水、高温炉渣、炉壁散热等形式损失掉。如采取余热利用措施，可以降低吨钢能耗。能量有效利用的部分所占的比重，各钢铁厂相差甚大，一般只有总输入能量的30～40%。70年代先进的钢铁厂可达到50%左右，可见钢铁厂的余热利用的潜力很大。

节能技术钢铁厂生产工艺复杂，使用能源种类繁多。为了节约能源，首先必须充分理解能源结构的实际组成，了解输入能量、副产能量、损失能量以及每一生产过程的确切的热平衡，以便确定生产各种产品的单位能耗，并找出每一生产过程中的能量损失原因。还需要对操作所得的实际数值和技术计算值加以对比，并评价有关节能的基本因素，从而制定切实可行的节能规划。钢铁厂的节能途径，主要有下列三个方面：

改进生产工艺有效利用能源的途径之一是生产方法和各个生产过程的工艺改革。例如：改用氧气顶吹转炉炼钢代替平炉炼钢可以大量降低炼钢工序能耗。炼钢多用废钢作原料,降低铁钢比,可以大幅度降低能耗。高炉炼铁提高矿石入炉品位，每提高含铁量1%，生产1吨生铁一般可降低焦比 5～10公斤。另一重要途径是改善热工制度，通过提高燃烧效率，掌握合适温度等来促进能源的有效利用。例如：使用氧量计控制最优的燃料空气比，使用计算机控制各种燃烧炉和板坯在较低温度下出炉等。

降低能源损失生产流程的合理化是降低能源损失的关键，这方面包括：减少生产工序，把多工序的工艺直接连接起来或者改变为连续高速的生产工艺。主要技术措施举例如下：

①增加连铸生产的比例。连铸和初轧相比，每吨钢约可节能量 0.15×10千卡，即节能65%。②采用热锭装入均热炉。在热锭温度为800℃,热锭率为95～98%的条件下吨钢热耗可降至 (0.14～0.16)×10千卡/吨。

③热板坯直接装入加热炉。连铸或轧成的坯料于热态装入加热炉，可节能(0.05～0.1)×10千卡/吨。

④扩大直接轧制的范围，取消中间加热的方法。

回收损失的能量钢铁联合企业生产过程中损失的能量一般约占总输入能量的66%，其中废气占13%，冷却水占 16%，固体显热占13%，散热损失占 24%。设法回收损失的能量加以利用，是节能潜力很大的一个方面。例如：

①板坯冷却锅炉。板坯离开板坯轧机时具有0.16×10千卡/吨的显热。安装板坯冷却锅炉设备,节约的能量约为板坯生产过程消耗总能量的25%。

②干法熄焦。每干熄1吨焦约可回收0.36×10千卡热量，还能提高焦炭质量，减少环境污染。

③回收热风炉废气的显热。利用热风炉废气显热，预热燃烧用的空气，可节约大量热能。

④直接利用高温炉排气的显热。把温度高达900℃ 的冶金炉排气送到炉温较低的干燥炉里作为热源。

⑤汽化冷却。汽化冷却法已在高炉、转炉、加热炉等方面得到广泛应用。冷却用水量只需水冷时的1～2%。

⑥采用废热锅炉回收冶金炉废气显热。许多冶金炉废气温度较高，采用废热锅炉可以回收大量废气显热，用以生产蒸汽或其他形式的热介质。

⑦降低副产煤气的放散率。高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气等，有时放散烧去。主要产钢国家的高炉和焦炉煤气的放散率都控制在3%以下。此外，高压高炉煤气膨胀涡轮机发电也有发展。

为了合理使用和节约能源，现代化的钢铁厂设有一个能源中心，对全厂能源进行集中管理，合理调配能源。

　　据数据对比表明，钢铁价格与焦炭价格周期波动存在不同步性，钢价对焦炭价格具有牵引作用，在钢价上涨阶段，钢铁业的景气足以承受较高的焦炭成本压力，焦炭价格表现为上涨；在钢价下跌阶段，钢铁业盈利能力弱化，钢厂可能采取限产、重新议定焦炭价格或延迟付款等措施，从而焦炭价格表现为追随钢价下跌。

　　再看焦炭的成本。炼焦煤是焦炭生产的主要原材料，生产1吨焦炭约消耗1.3吨炼焦煤，所以焦炭与焦煤的价格往往是相互牵制的。但一般情况下，炼焦煤价格对焦炭需求变化的反应具有一定的滞后期，往往是焦炭价格先涨，过一段时间后炼焦煤价格也往上涨。而焦炭价格跌后一段时间炼焦煤价格也相应下跌。

　　所以才说，焦煤、焦炭、螺纹钢、铁矿不分家，同属钢铁大家庭，钢铁又和房地产、基建等项目有关，和宏观经济形势和国家政策息息相关。