4.5 高炉炼铁
条文说明
4.5.1 高炉炼铁工序节能重点是提高精料水平、降低燃料比。回收利用高炉煤气和炉顶余压，回收利用焦丁，是高炉设计中节能的重点环节。对于长流程钢铁企业，高炉炼铁工序能耗约占冶金企业全部能耗的60%以上，是冶金企业节能的重点环节。
本标准涉及的新建或易地改扩建高炉，是指符合《钢铁产业发展政策》（发改委第35号令）规定，有效容积达到1000m³及以上的高炉；对沿海地区建设钢铁厂时，其有效容积要大于3000m³的高炉。
应确定合适的高炉冶炼强度，高炉强化冶炼需要以降低燃料比和提高冶炼强度并重，特别要把措施用在降低焦比上，这是高炉冶炼节能的根本措施。
4.5.2 原料、燃料的“精料”水平是高炉炼铁节能的先决条件。
“精料”对高炉生产的影响起着至关重要的作用。大型高炉更以高质量的原料、燃料为基础，其质量和供应条件需重点落实。各级高炉原燃料质量条件应符合现行国家标准《高炉炼铁工程设计规范》GB50427的要求。当供应的原料、燃料质量差，达不到规定要求时，需要进行技术经济专题论证。
4.5.4 由于我国铁矿石必须细磨、精选才能得到高品位的铁精矿，适宜生产球团矿，并且生产球团矿的能耗较烧结矿低，污染较轻，球团矿含铁品位比烧结矿高，有利于提高入炉品位，有利于炼铁系统节能。故入炉原料应以烧结矿和球团矿为主。为提高烧结矿的强度，采用高碱度烧结矿，搭配酸性球团矿或部分块矿，保证高炉不加或尽量少加熔剂。
4.5.9 高炉生产最重要的是要稳定、顺行。因此鼓风湿度需要加以控制，防止出现大的波动。脱湿鼓风和加湿鼓风的目的都是控制湿度的稳定，脱湿鼓风对降低燃料比更有利，在投资允许的情况下，优先上脱湿鼓风，或者同时上脱湿鼓风和加湿鼓风。
4.5.11 现行国家标准《高炉炼铁工程设计规范》GB50427规定合理的风温为1250℃±50℃，由于转炉煤气、焦炉煤气为高热值煤气，如果仅采用高炉煤气就能实现想要的风温，从节能的角度最好就不采用高热值煤气。实现全烧高炉煤气获得高风温的具体技术有热风炉自身余热预热助燃空气技术、蓄热热风炉预热助燃空气技术、燃烧高炉煤气预热燃料与助燃空气（即双预热）的前置燃烧炉技术等，但这些技术的热效率与经济性目前尚无有获得公认的对比，因此本条文不对具体采用什么技术做规定。
4.5.15 减少高炉煤气放散、提高二次能源利用效率，是降低高炉工序能耗的有效而重要的节能措施。
4.5.16 均排压煤气回收技术回收炉顶放散煤气，是有效的节能措施。目前该技术在国内钢企已经多家使用，且效果很好。
4.5.18 高炉喷煤技术是一项有效的节能措施，是高炉所必需配备的。但随着经济的发展，废塑料、废旧轮胎等垃圾的能量回收利用成为摆在城市可持续发展方面的难题，高炉炼铁应鼓励对这些垃圾回收喷吹技术的研究和应用，努力提高喷煤比，是炼铁技术发展大方向。
4.5.19 高炉冲渣水的余热，可用于工厂或生活采暖保温等。
4.5.21 高炉配套系统包括鼓风机、热风炉、煤气清洗系统等，以往高炉设计以冶炼强度指标为导向，燃料比高，风量大，煤气清洗及热风炉等配套系统能力也偏大，出现大马拉小车，能耗高。因此需要设计时对各工辅系统的能力进行科学核算，实现炼铁的系统节能。
4.5.22 加强管理节能，计量及能源管理是降低能耗的重要措施。有不少钢铁企业的仪器仪表安装不全，或者部分关键仪表损坏、不准，长期得不到修复和校核，导致能源管理工作不到位，不利于节能工作的有效开展。
4.5.25 降低高炉炼铁工序能耗是钢铁工业节能减排的重中之重。现行国家标准《高炉炼铁工程设计规范》GB50427对高炉工序能耗的规定如下，见表2：
表2 炼铁工序单位能耗
通过对全国高炉炼铁平均工序能耗的调查，从2010年到2015年，全国重点企业的高炉工序能耗逐年递减，如表3所示。
考虑到平均能耗涵盖了不同级别的高炉，本文采用现行国家标准《高炉炼铁工程设计规范》GB50427对高炉工序能耗的限定是合适的。
表3 重点钢铁企业炼铁工序单位能耗（kgce/t）
另外，高炉汽动鼓风的工序能耗，较电动鼓风平均高25kgce/t。计算方法：采用电动鼓风的折标煤系数普遍采用0.01kgce/m³，这是由于电动鼓风机的平均电耗为0.080kW·h/m³，而电力按当量值折标煤系数0.1229kgce/kW·h计算，电动鼓风的折标煤系数为0.080×0.1229=0.0098≈0.01kgce/m³。而汽动鼓风由于采用锅炉产生蒸汽、蒸汽推动汽轮机产生鼓风，其能源利用效率平均为30%左右，因此汽动鼓风的折标煤系数为0.01/30%=0.033kgce/m³。而按高炉吨铁耗风平均取1100m³/t计算，汽动鼓风较电动鼓风工序能耗要高1100×（0.033-0.01）=25.3kgce/t，约取25kgce/t。
各级别高炉燃料消耗设计指标现行国家标准《高炉炼铁工程设计规范》GB50427中做了规定。
各级别高炉不含鼓风的电耗一般为40kW·h/t
铁左右，鼓风电耗一般为80kW·h/t
铁左右，因此高炉总共的电耗约<120kW·h/t。
湿法除尘高炉炉顶余压回收发电量一般可达到30kW·h/t
铁左右，干法除尘可高出30%以上，依据现行国家标准《粗钢生产主要工序单位产品能源消耗限额》GB21256，应高于42kW·h/t
铁。
煤气用于发电相比于汽动鼓风效率高，是因发电的一次再热技术在小机组中得到应用。若在汽动鼓风上应用再热技术，附产煤气直接用于鼓风，能源利用效率高。
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