中國(guó)鋼鐵行業(yè)作為石灰行業(yè)的最大用戶，近30年的發(fā)展以及未來(lái)的走向，無(wú)疑值得我們石灰行業(yè)人士深入總結(jié)和思考。
高能耗、高污染、資源浪費(fèi)，似乎成了我們兩個(gè)行業(yè)揮之不去的三座大山。
外進(jìn)石灰質(zhì)量差且不穩(wěn)定，似乎成了鋼鐵行業(yè)獨(dú)立建設(shè)石灰車間的理由。由此造成了一個(gè)嚴(yán)酷的現(xiàn)實(shí)：一方面對(duì)應(yīng)鋼鐵行業(yè)巨大的石灰（1億多噸/年）需求，另一方面鋼鐵行業(yè)越來(lái)越壓低石灰價(jià)格，石灰生產(chǎn)企業(yè)不得不以降低產(chǎn)品質(zhì)量來(lái)降低生產(chǎn)成本，這樣的低質(zhì)量石灰反過(guò)來(lái)又對(duì)鋼鐵生產(chǎn)造成了此石灰本身價(jià)格差高出許多倍的額外損失！并且這種惡性循環(huán)還在繼續(xù)，令人心痛！我們要與鋼鐵行業(yè)一起依靠技術(shù)進(jìn)步并改變經(jīng)營(yíng)方式，以逐步改變這種兩敗俱傷的狀態(tài)，求得生存與發(fā)展的雙贏目標(biāo)。
中國(guó)鋼鐵企業(yè)經(jīng)過(guò)近30年的發(fā)展，其生產(chǎn)技術(shù)操作水平、設(shè)備裝備水平，對(duì)鐵礦、焦碳、廢鋼等大宗原材料的選配技術(shù)，已躍居前列。特別是近幾年的控潛增效工作，也幾乎到位了?？梢郧逦目吹?，目前如下三個(gè)方面還有較大的潛力可挖。
首當(dāng)其沖就是提高石灰質(zhì)量和石灰質(zhì)量的穩(wěn)定性；其二就是改善鋼鐵企業(yè)內(nèi)部粉灰再利用工藝技術(shù)；其三就是改善經(jīng)營(yíng)方式和管理水平，減少內(nèi)外非技術(shù)損耗。本文僅對(duì)第一方面問(wèn)題加以探討，以求拋磚引玉。
1、 煉鋼用石灰，特別是鐵水預(yù)處理和精煉爐用石灰對(duì)鋼鐵生產(chǎn)影響最大，燒結(jié)用灰的影響也很重要。
1.1 石灰SiO
2含量的影響
| |
CaO |
MgO |
SiO2 |
Al2O3+FeO3 |
S |
灼減 |
活性度 |
| A |
90.01% |
2.02% |
3.74% |
0.94% |
0.031% |
4.15% |
315ml |
| B |
90.81% |
3.12% |
0.79% |
0.95% |
0.032% |
5.02% |
306ml |
從表面上看，這兩種灰差別不大，都屬于比較優(yōu)質(zhì)的石灰，其中S、Al
2O
3+FeO
3、灼減和活性度B種石灰稍差，CaO和MgO含量B種灰稍好，差異比較大的是B種灰SiO
2含量減少2.95%。這種差異是不大的，實(shí)際上由于大多數(shù)鋼鐵企業(yè)都不是很經(jīng)常的化驗(yàn)SiO
2和S，這種差異一般都沒(méi)有引起重視。而實(shí)際煉鋼使用效果卻有較大的差異，在同樣鋼種和生產(chǎn)條件下，B種石灰對(duì)應(yīng)的煉鋼成本比A種灰成本下降了9.6元/噸鋼。A種石灰的月平均噸鋼灰耗在39kg/t鋼，而B(niǎo)種石灰在同樣條件下卻為27.2kg/t鋼，這在通常的理論和經(jīng)驗(yàn)上是說(shuō)不通的。
A：CaO有效=90.01-3.74*2.5=90-9.35=80.66（%）
B：CaO有效=90.81-0.79*2.5=88.835%
27.2kg/t鋼*88.835%=24.16kg/t鋼
=29.95kg/t鋼
也就是說(shuō)，對(duì)應(yīng)B種石灰的27.2kg/t鋼，A種石灰的噸鋼灰耗在30kg/t鋼左右是可以理解的。
1.2 石灰硫含量的影響
從高爐渣堿度和預(yù)處理成本、LF成本方面談：普通鋼種一般的脫硫要求是把鐵水中的硫脫除0.02%左右，也就是說(shuō)噸鋼脫除硫元素的重量一般不超過(guò)1000kg*0.02%=0.2kgS/t鋼。從表面上看高爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣所燒的石灰?guī)氲牧虿⒉欢啵?9kg灰/t鋼*0.031%=0.012kgS/t鋼。
比較適合噴煤的石灰工藝是回轉(zhuǎn)窯和雙膛窯，以雙膛窯為例，850KCal/kg灰*1000kg/t÷7000KCal/kg標(biāo)煤=121.43kg標(biāo)煤/t灰，在市場(chǎng)上買到硫含量0.8%以下，發(fā)熱值在7000KCal/kg以上的特優(yōu)質(zhì)煤，一是資源少，且價(jià)格較貴，姑且按此計(jì)算。考慮到再有10%的硫進(jìn)入廢氣，則進(jìn)入石灰中的硫?yàn)?br />
1.3 石灰活性度的影響
多年前很多鋼鐵企業(yè)并不化驗(yàn)石灰活性度。我們做過(guò)一些統(tǒng)計(jì)分析，如果活性度低對(duì)于煉鋼和燒結(jié)的影響是顯著的，主要還是由于過(guò)燒引起活性度的下降的危害最為顯著，此時(shí)應(yīng)把提高活性度作為主要矛盾去對(duì)待，建議把活性度的考核再留一點(diǎn)安全系數(shù)，這與活性度主要影響化渣速度和消化速度的規(guī)律是對(duì)應(yīng)的。也就是說(shuō)當(dāng)活性度大于380ml后，石灰質(zhì)量對(duì)鋼鐵生產(chǎn)的影響主要矛盾轉(zhuǎn)化為硫含量和SiO
2含量，相對(duì)來(lái)說(shuō)CaO含量差別2%左右對(duì)生產(chǎn)的相關(guān)性卻不十分顯著。并且如果是由于生燒所造成的活性度下降對(duì)生產(chǎn)的危害就更少了。
因此，對(duì)于鋼鐵企業(yè)用石灰，建議把石灰的灼減考核指標(biāo)調(diào)整到5%—7%，這樣可以取得良好的生產(chǎn)成本與使用效果的優(yōu)化（一般在煉鋼和燒結(jié)還應(yīng)該使用部分生石灰石和生白云石，這比生燒厲害多了）。
1.4 石灰質(zhì)量穩(wěn)定性的影響：
實(shí)際上鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)問(wèn)題總結(jié)會(huì)上大多提及的是前述有關(guān)石灰質(zhì)量的各種技術(shù)指標(biāo)嚴(yán)重變差的問(wèn)題，也就是說(shuō)石灰質(zhì)量指標(biāo)的穩(wěn)定性幾乎涉及了石灰使用的絕大多數(shù)問(wèn)題，并且給鋼鐵生產(chǎn)帶來(lái)的損失是巨大的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了石灰本身的價(jià)格。這種影響體現(xiàn)在兩個(gè)方面。
1.4.1 首先是一個(gè)心理問(wèn)題。眾所周知，幾乎鋼鐵冶煉的全部工序?yàn)榱吮ｋU(xiǎn)，都留有一個(gè)“安全系數(shù)”，以此來(lái)應(yīng)對(duì)不可預(yù)見(jiàn)的突然變化，這是一個(gè)十分難以量化的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，其中石灰質(zhì)量的波動(dòng)占有很大的比重，例如：煉鋼有權(quán)決定石灰配加量的作業(yè)長(zhǎng)，經(jīng)常在內(nèi)心有這樣一句話：“上爐鋼的硫或磷險(xiǎn)些不合格，這次多加點(diǎn)石灰。”如前所述，冶煉1噸鋼水每增加1kg石灰，噸鋼成本上升接近1元/噸鋼——遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1kg石灰本身的價(jià)格。幾乎可以這樣說(shuō)，如果能夠把這些“安全系數(shù)”減少一半，大多數(shù)鋼鐵企業(yè)在目前很低的鋼材價(jià)格狀態(tài)下也不會(huì)虧損。
1.4.2 其次石灰質(zhì)量的波動(dòng)幾乎涉及鋼鐵冶煉的全部重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，并且其影響還是舉足輕重的。
在燒結(jié)：堿度、品位、各種冶金性能、混合料造球性、能耗、產(chǎn)量、成本；
在煉鐵：爐料結(jié)構(gòu)、焦比、[S]、[Si]、爐渣性能、順行情況、產(chǎn)量、成本；
在鐵水預(yù)處理：脫硫率、溫降、鐵損、處理時(shí)間、成本；
在煉鋼：噸鋼灰耗、吹氧時(shí)間、化渣速度、噴濺情況、泡沫渣狀況、鋼鐵料消耗、[S]、[P]、[O]、一次命中率、鋼水溫度、脫氧劑消耗量、滲碳劑消耗量、爐齡、產(chǎn)量、成本、鋼材品種、鋼材質(zhì)量；
在爐外精煉：噸鋼灰耗、脫硫率、能耗、溫降、鐵損、處理時(shí)間、鋼水質(zhì)量、鋼材品種、成本。
也就是說(shuō)上述鋼鐵冶煉各工序的幾乎全部重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，以及多數(shù)非正常冶煉狀況和不合格現(xiàn)象均與石灰質(zhì)量及其波動(dòng)存在著顯著的聯(lián)系，石灰在鋼鐵冶煉中的地位就像做菜的食鹽一樣，有人說(shuō)過(guò)這樣的話：煉鋼、煉鐵就是首先要把渣煉好，而石灰質(zhì)量及其穩(wěn)定性，是煉好渣的核心問(wèn)題?，F(xiàn)實(shí)生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)石灰質(zhì)量的化驗(yàn)和考核往往不及時(shí)，也缺乏準(zhǔn)確性，這進(jìn)一步加大了問(wèn)題的危害程度。
2、 與石灰石礦山的聯(lián)系亟待加強(qiáng)：
眾所周知，每個(gè)礦山的石灰石都是有波動(dòng)的，而前述石灰質(zhì)量和石灰生產(chǎn)過(guò)程中的問(wèn)題，首先是要選擇好的石灰石原料，在此如果礦山能在開(kāi)采和加工過(guò)程中把不同的石灰石劃分成不同的級(jí)別，而在同一個(gè)級(jí)別中加強(qiáng)混勻，減少質(zhì)量的波動(dòng)，這將對(duì)擺脫石灰生產(chǎn)單位與鋼鐵冶煉用戶的困難局面起著至關(guān)重要的作用，并且成本低，效益好。唐山地區(qū)鋼鐵企業(yè)大量采用高價(jià)格的山東和南方石灰石原料就是一個(gè)很好的啟發(fā)。
3、 混燒煤石灰窯和噴煤石灰生產(chǎn)工藝，解決了對(duì)煤氣的依賴，同時(shí)也存在著風(fēng)險(xiǎn)。
當(dāng)前中國(guó)制造業(yè)，特別是鋼鐵企業(yè)，正處于一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間段的低谷期，生產(chǎn)成本壓力大，可以預(yù)見(jiàn)必將擠死一批，提升一批，對(duì)石灰工藝技術(shù)的認(rèn)識(shí)也出現(xiàn)了相當(dāng)嚴(yán)重的分歧，是否回到煤燒時(shí)代成為了一個(gè)熱門話題。在這種形式下，我們石灰行業(yè)要有一種理智思維，正確的把握技術(shù)和市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)，以防被拉入三角債漩渦。
3.1混燒煤石灰窯技術(shù)
以馬壽春石灰行業(yè)和節(jié)能型石灰窯及其類似的技術(shù)比老式混燒煤石灰窯有了巨大的進(jìn)步，在單爐產(chǎn)量、能耗、環(huán)保和活性度方面均有了較大的改善，把中國(guó)混燒煤石灰窯技術(shù)推進(jìn)到了或接近了其技術(shù)高度，對(duì)石灰技術(shù)進(jìn)步的貢獻(xiàn)是收人尊敬的。然而，要想把噸灰能耗降至115kg標(biāo)煤以下將是一個(gè)很難逾越的坎，也無(wú)法擺脫對(duì)低揮發(fā)分煤種的依賴，這里一個(gè)根本的障礙是揮發(fā)分（包括焦油）釋出時(shí)爐氣中已缺氧氣，因而這種石灰窯內(nèi)絕大部分揮發(fā)分不僅不燃燒放熱，而且還會(huì)分解吸熱并進(jìn)入爐頂廢氣，給后續(xù)的廢氣處理增加了巨大的困難，這是國(guó)家環(huán)保政策限制混燒煤石灰窯的根本原因之一。其次燃料煤所帶入的灰分和硫?qū)κ屹|(zhì)量的污染也是另一個(gè)無(wú)法解決的技術(shù)難關(guān)。
3.2噴煤石灰生產(chǎn)工藝，比混燒煤石灰窯工藝有所進(jìn)步。
適合噴煤的石灰生產(chǎn)工藝是回轉(zhuǎn)窯和雙膛窯等，這種工藝的最大進(jìn)步是煤中的揮發(fā)分得到了充分燃燒和利用，提高了能量利用率。然而燃料煤所帶入的灰分和硫?qū)κ屹|(zhì)量的污染還是沒(méi)有解決。如前所述，鋼廠用這種灰把噸鋼灰耗降至35kg/t鋼以下或生產(chǎn)高品種的鋼材也將遇到巨大的困難，即使是采用更嚴(yán)格的破碎篩分來(lái)保煉鋼灰，而這些灰分和硫?qū)Y(jié)和煉鐵生產(chǎn)的影響也是不容忽視的，外排環(huán)保更不允許。唐鋼最初的麥爾茲窯就是噴煤的，生產(chǎn)指標(biāo)也相當(dāng)不錯(cuò)，而最近幾年卻有上了燒天然氣的麥爾茲，而天然氣的價(jià)格使石灰生產(chǎn)成本增加了許多，即使與鋼鐵廠的高爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣等價(jià)格比較也是搞出了許多。由于噸鋼灰耗對(duì)煉鋼成本的巨大影響，可以預(yù)見(jiàn)未來(lái)幾年內(nèi)，隨著噸鋼灰耗小于30kg/t鋼或生產(chǎn)高品種鋼的鋼鐵企業(yè)數(shù)量越來(lái)越多，較高噸鋼灰耗的鋼鐵企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力將大受影響。
4、 用混燒煤或噴煤生產(chǎn)石灰，而把煤氣用于發(fā)電，存在國(guó)家政策的風(fēng)險(xiǎn)。
國(guó)家允許煤氣發(fā)電是對(duì)于鋼鐵企業(yè)“富余”煤氣，避免能源浪費(fèi)而言的，隨著環(huán)保問(wèn)題的日益重視，特別是多個(gè)地區(qū)用煤指標(biāo)一點(diǎn)不批就是明確的信號(hào)，這種政策風(fēng)險(xiǎn)值得我們重視。
另外從純技術(shù)角度上來(lái)講，讓煤的灰分和硫進(jìn)入鋼鐵生產(chǎn)流程，所產(chǎn)生的環(huán)保處理費(fèi)用和問(wèn)題，遠(yuǎn)比單純用大型燃煤鍋爐發(fā)電大得多，國(guó)家對(duì)燃煤發(fā)電項(xiàng)目尚且有諸多限制，這就增加了燃煤生產(chǎn)石灰的政策風(fēng)險(xiǎn)。
實(shí)際上煤氣發(fā)電的經(jīng)濟(jì)效益，原根就是一個(gè)集團(tuán)利益劃分的產(chǎn)物，并沒(méi)有什么技術(shù)增值，隨著發(fā)電行業(yè)對(duì)民企的開(kāi)放，電價(jià)與煤價(jià)的差異也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。
再其次政府對(duì)鋼鐵企業(yè)用電量的限制，根就是一個(gè)限制產(chǎn)能過(guò)剩的調(diào)控手段，平行于用電量限制的手段是很多個(gè)的，甚至還在加多和加重，因此以煤氣發(fā)電的措施應(yīng)對(duì)國(guó)家的整體調(diào)控措施，不是一個(gè)量級(jí)的問(wèn)題。
