新一代钢铁流程运行实践

以《冶金流程工程学》为指导,描述了新一代钢铁流程工序能力匹配、布局衔接紧密、物流短捷顺畅、运行动态有序、能源高效利用、资源充分利用的特征。结合首钢京唐钢铁厂建设与运行实践,围绕新一代钢铁流程"产品制造、能源转换、消纳社会废弃物"3大功能,对流程采用的单元技术、界面技术和系统集成运行情况进行了系统介绍。通过翔实的数据证明:首钢京唐钢铁厂新一代钢铁流程采用的单元技术成熟先进,界面技术高效可靠;全流程高效率、低成本、低能耗、绿色环保地生产高品质钢材的优势凸现。最后探索性提出了流程进一步完善优化的方向。

新一代钢铁制造流程绿色化高效运行实践探索

首钢京唐钢铁厂是以冶金流程工程学理论为指导,采用一系列先进技术构建的具有“动态-有序、协同-连续”特征的新一代钢铁制造流程。十余年的运行实践表明,新一代钢铁流程构建简捷顺畅的流程网络更有利于物质流高效快捷流动、能量流最小耗散、信息流全面贯通。高炉通过采用50%以上高比例球团冶炼、高富氧高风温、喷煤降焦、烧结降碳减排综合技术等措施,实现长周期绿色低碳高效顺稳运行,高炉利用系数达到2.52 t/(m^(3)·d)、焦比达到264.1 kg/t,煤比达到203.2 kg/t。通过高炉-转炉界面采用铁水罐多功能化技术并实施智能化管控,实现月均铁水温降小于95℃;1400℃以上的高温铁水经过KR铁水脱硫预处理后w(S)不大于0.0020%的比例超过95%。炼钢厂借助洁净钢平台先进的流程网络,采用专线化生产组织,通过一系列工艺技术提升,使转炉全炉役吹炼终点熔池平均碳氧积降低至0.00147,2022年全年转炉平均出钢温度降低至1641℃,生产IF钢中间包钢水全氧质量分数2022年全年平均低至0.0015%,连铸低碳钢拉速达到2.0 m/min以上,实现了高品质洁净钢薄板持续稳定、高效、绿色化生产。通过高效能源转换、回收、利用技术,污染物及固体废弃物源头减量、高效处理、资源化再利用技术,实现了流程能效大幅度提升、CO_(2)减排,全流程吨钢新水消耗仅为2.62 m^(3)(其中海水淡化水占66%),气体污染物排放全面达到超低排放水平、固体废弃物及水实现近零排放。

钢铁流程结构及对CO2排放的影响

温室气体排放引起的气候变暖已经成为全球性的重要命题。介绍了国内钢铁工业温室气体(主要是CO2)的排放情况,指出能源消耗是造成钢铁工业CO2排放的主要原因。在对比两类典型钢铁生产流程的CO2排放情况的基础上,深入分析了钢铁工业的能源结构及不同流程中原燃料来源结构对CO2排放的影响;最后对新一代钢铁制造流程的CO2排放进行了估算。