低コスト製鉄の主な技術対策

Introduction

中国の鉄鋼業の急速な発展に伴い、2012年、中国の銑鉄年産量は6.6億トンに達し、世界の銑鉄年産量の60%近くを占めている。一方、鉱物資源の供給はますます逼迫し、原燃料の価格は上昇し続け、他方、過剰生産能力の矛盾はますます顕著になり、市場競争はますます激しくなっている。鉄鋼企業の利益空間は徐々に縮小し、経営と発展の状況はますます厳しくなっている。鉄鋼企業は科学的管理手段と科学技術手段に頼って、内部潜在力を開拓し、製品構造を最適化し、システムコストを削減し、企業効率を向上させる。科学技術手段は、技術進歩と技術革新によって反映されなければならない。先進技術は低コスト製鉄の保証である。

原燃料構造の最適化

原料と燃料の品質は高炉製鉄の前提であり、精錬技術の本質である。原料と燃料のコストは製鉄コストの2/3を占める。したがって、技術の進歩と革新に頼り、先進的な技術手段を採用し、原料と燃料の組成とプロセス技術を最適化し、関連する実験と実践を通じて、原料と燃料の異なる組成の物理化学的特性、冶金的特性、高炉の操作などのコスト性能を総合的に分析する必要があります。

1.コークス混合構造の最適化

高爐の製錬のコ-クスの役割は装入物の骨格、還元剤、加熱剤と浸炭です。今日の大規模の高爐、高い石炭噴射比の製錬の条件の中で、コークスの骨格の役割は特に重要で、冷間機械強度の要求を満たすだけでなく、高爐のコークス熱間性能の要求も満たします。コ-クスの品質は主原料の石炭の量によって保証され，コ-クスのコストは主に石炭の配合に反映されます。そのため、先進的な技術手段を頼りに、調炭、配合炭とコークス化技術を最適化し、高炉のコークス品質を確保することを前提にして、粗悪な石炭を購入したり、配合炭の中の原料炭の割合を減らしたりして、コークスコストを下げることは有効な技術措置です。

2.石炭注入構造の最適化

高炉石炭注入技術は現代高炉製鉄に広く使われて、コークスを節約して鉄を増やし、コストを下げて効率を上げ、製錬プロセスを改善し、高炉の円滑な運営を促進する。伝統的な無煙炭資源が不足し、価格が高いので、揮発性、爆発性が高い瀝青炭注入技術が急速に発展し、ますます多くの高炉が瀝青炭、褐炭などの石炭を注入し始めた。瀝青炭、褐炭、赤炭、無煙炭、ランタンなどの石炭を混合して合わせることを通じて、様々な割合の配合炭のコストパフォーマンスを科学的に評価し、石炭注入と配合の構造を最適化し、高炉の製錬プロセスを改善し、コークス比を下げることができ、コストを削減し、技術指標と経済指標を改善する目的を達成することができます。

3.焼結体配合構造の最適化

中国の鉄鋼業の発展に伴い、中国の鉄鉱石資源はますます不足している。多くの種類の輸入鉱石と中国の鉱物があり、価格と品質が異なる。様々な鉄鉱石の焼結性能と経済価値を科学的かつ総合的に評価し、国内外の様々な鉄鉱石資源を合理的に利用し、焼結混合構造を最適化し、劣悪な低価格鉱石の消費比率を高め、焼結コストを削減しながら焼結性能を向上させることは、私たちが直面している重要な技術的課題です。また、鉱石比率が低い条件下で、スラグ比率の低い高品質な焼結体を製造するために、海外の鉄鋼企業はメビオス（モザイク鉄鉱石焼結）技術を提唱し、多くの実験室での基礎研究を行い、一定の成果を上げている。現在、国内外に工業生産例がある。

高炉操業指標パラメータの最適化

高炉の製鉄技術と設備の発展につれて、高炉の経営者は精錬技術を基礎にして、酸素濃縮、高圧、石炭注入、高炉温度などの先進技術を駆使して、安定で合理的な経営システムを調整して、高炉の経営指標パラメーターを最適化します、現代高炉の「高効率、高品質、低消費、長寿命、環境保護」の技術方針を実現するために、高炉の合理的な運転形式を維持し、高炉の安定で円滑な運転を維持し、高炉の技術指標と経済指標を改善する。現代高炉の技術方針を十分に実現するために、高炉の操業を広範型から微細型に変え、科学的な製錬理念を確立し、操業理念を変え、評価指標を最適化し、低燃料比、低コストの製錬を実現し、経済的、社会的な利益を得ることができる。

1.製錬原単位指数の最適化

製錬原単位は、高炉の製錬原単位の評価指標である。実務的にはコークス比（または燃料比）とU字型の曲線の関係にある。曲線の最低点は、最低のコークス比の下での適切な製錬原単位に対応します。製錬原単位の増減はコークス比を増加させる。しかし、精鉱、酸素富化、高圧、石炭噴射、高送風温度などの先進技術の適用レベルが向上し、製錬条件が改善されると、曲線は程度の差はあれ、右下がりになり、最小コークス比は徐々に減少し、適性製錬原単位は徐々に増加し（図1参照）、高炉の利用係数はさらに改善されます。これは業界の大部分の人が長い間中程度の製錬度を採用して製錬条件に適応することを提唱する理由です。

製錬原単位は、1950 年代に中国が旧ソ連から導入した体積利用率に基づく強化指標である。高炉の強化度を体積燃焼原単位で測定する。同時に、歴史的な原因で、鉄鋼の需要が強くて、生産能力が不足して、鉄鋼製品の利潤が大きい時期に、高い体積利用係数を達成するために、一方的に高い製錬強度を追求して、主に出力、軽いエネルギー消費、重い係数と軽いコークス比を重視して、長い間高い燃料比をもたらしました。中国の経済転換の発展につれて、鉄鋼業にもっと高い要求を提出し、対応する評価基準も変わる必要がある。

したがって、翔中勇学者が提案した炉床面積の利用係数に基づく方法は、より科学的で、高炉製錬の本質に沿ったものである。宝鋼高炉の鉄腹1トン当たりのガス量を減らして高炉を強化する実践は、燃料を減らすことがコストを削減し、効率を高める最も効果的な方法であることを示しています。酸素富化率と炉頂圧を高めることは、高炉強化の正しい選択です。

2.石炭注入率指標の最適化

石炭注入は高炉製鉄の省エネとコスト削減の重要な技術対策である。高炉の製鉄の意義はコークスを石炭に代えて、コークスの比率を下げて、コークス製造の投資とエネルギー消費を節約して、主原炭の不足の矛盾を緩和することにあります；同時に、高炉の製錬操作を改善して、高炉の安定で順調な運転を促進することができます。そのため、一部の企業は自社の風温と濃縮度に関係なく、やみくもに高い石炭注入比を追求し、その結果、過剰注入、置換比の低下、燃料比の上昇を招き、炉ダスト中の炭素含有率が50％を超えることさえあります。Xu manxing教授が提唱した経済的な石炭注入比の理論によると、高炉のある段階の経済的な石炭注入比は最も低いコークス比、最も低い燃料比と最も高い利用係数によって計算するべきです。経済的な石炭注入比の前提は石炭注入比の増加は燃料比と高炉ダストの炭素含有量（普通≤20%）の増加を引き起こさないことです。

結びの言葉

低コストの製鉄は、原燃料資源がますます緊迫し、生産能力が明らかに過剰で、省エネと排出削減の要求が厳しい状況下で、鉄鋼企業が生き残り、発展するための必然的な方法である。具体的な対策は、先進的な技術に頼り、原燃料の構造を最適化し、精鉱のレベルを向上させ、原燃料のコストを削減すること、高炉の運転指標パラメーターを最適化し、科学的な製錬強化の概念を確立し、一方的な高生産指標の追求を克服すること（高製錬原単位、高稼働率、高石炭噴射率など）。製錬条件に適したボッシュガス量を維持し、高炉の高効率を実現し、製錬条件に適した経済的な石炭噴射比を維持し、交換比率を高め、燃料比率を下げる目的を達成する。