我國煉鐵技術(shù)的研究與應(yīng)用進(jìn)展

　　“2012年我國生鐵產(chǎn)量65790.5萬噸，比2011年增加2342.4萬噸，增長了3.7%，大體占到世界生鐵產(chǎn)量的“半壁江山”。煉鐵原料、高爐、非高爐和煉鐵環(huán)保的技術(shù)都取得了明顯的進(jìn)展?！苯?，在第九屆中國鋼鐵年會上，中國金屬學(xué)會煉鐵分會秘書長張建良分析總結(jié)了我國煉鐵學(xué)科的發(fā)展情況，并指出了與國外先進(jìn)水平的差距。

　　煉鐵技術(shù)研究與應(yīng)用進(jìn)步明顯

　　煉鐵原料技術(shù)日益得到重視。張建良指出，燒結(jié)工序的超厚料層技術(shù)、燒結(jié)余熱回收技術(shù)、煙氣脫硫脫硝技術(shù)等，球團(tuán)工序的赤鐵礦球團(tuán)技術(shù)、高M(jìn)gO球團(tuán)技術(shù)等，焦化工序的干熄焦技術(shù)、煉焦煤濕度控制技術(shù)、搗固焦技術(shù)等的研發(fā)與應(yīng)用都取得了進(jìn)步，并表現(xiàn)出以下特征：

　　設(shè)備大型化的趨勢明顯。目前我國新建或更新改造的大型鋼鐵企業(yè)都非常重視配套大型原料場的建設(shè)，重視混勻礦的堆積技術(shù)。如太鋼建成的660m2大型燒結(jié)機(jī)，標(biāo)志著我國燒結(jié)機(jī)設(shè)計、設(shè)備制造和施工建設(shè)已進(jìn)入世界先進(jìn)水平。

　　燒結(jié)生產(chǎn)科學(xué)探索實(shí)踐規(guī)律，并取得一系列技術(shù)進(jìn)步。燒結(jié)生產(chǎn)注重充分了解各類型鐵礦石的高溫?zé)Y(jié)性能；堅持強(qiáng)化制粒，達(dá)到小球燒結(jié)的要求；堅持采用700mm~800mm的厚料層低溫?zé)Y(jié)工藝；重視燒結(jié)礦的礦物組成和礦物結(jié)構(gòu)。我國在降低燒結(jié)漏風(fēng)率的技術(shù)與裝備，燒結(jié)余熱回收、發(fā)電技術(shù)，大中型燒結(jié)機(jī)全面配套燒結(jié)煙氣脫硫裝備，以及大型燒結(jié)機(jī)自動控制和專家系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用方面進(jìn)展順利。

　　球團(tuán)技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展。針對我國鐵礦資源條件，進(jìn)口赤鐵礦精礦球團(tuán)礦的研究及應(yīng)用不斷發(fā)展；熔劑型和高M(jìn)gO球團(tuán)受到高度重視；鐵精礦高壓輥磨或潤磨、配加優(yōu)質(zhì)膨潤土和復(fù)合黏結(jié)劑降低膨潤土用量，以及提高球團(tuán)礦質(zhì)量的技術(shù)被普遍應(yīng)用；球團(tuán)礦生產(chǎn)裝備大型化和自動化水平不斷提高。

　　提質(zhì)降本的焦化技術(shù)得到推廣應(yīng)用，并提出了高反應(yīng)性焦炭熱性能評價新方法。采用搗固焦技術(shù)，可以多配入高揮發(fā)分煤和弱黏結(jié)性煤，擴(kuò)大煉焦煤源，降低煉焦成本。與頂裝焦相比，用同樣的配煤比焦炭質(zhì)量會有明顯提高。寶鋼在新疆八鋼配煤中將艾維爾溝煤的配比大幅提高，達(dá)到62%，生產(chǎn)出的焦炭仍然能夠滿足2500m3高爐的生產(chǎn)要求。焦炭CRI高達(dá)58%，CSR最低只有13.5%。

　　低碳、高效、長壽技術(shù)成為高爐煉鐵研究應(yīng)用的重點(diǎn)。張建良特別介紹了爐料分布控制技術(shù)、爐頂煤氣干法除塵技術(shù)、高爐長壽技術(shù)、高風(fēng)溫技術(shù)、富氧噴煤技術(shù)、高爐操作技術(shù)、專家系統(tǒng)和監(jiān)測技術(shù)等方面的進(jìn)展：

　　大型高爐無料鐘爐頂裝料設(shè)備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。我國成功開發(fā)出激光測料面技術(shù)設(shè)備，在國內(nèi)500余座高爐上應(yīng)用，還出口到美國、加拿大、俄羅斯等國。

　　高爐煤氣干法除塵技術(shù)設(shè)備已在我國得到普及。1000m3及以下高爐幾乎全用布袋除塵工藝；首鋼京唐兩座高爐（5500m3）、包鋼4號高爐2200m3、鞍鋼新4號高爐2580m3等大型高爐也采用了干法除塵。

　　高爐長壽獲得突破，尤其是大型高爐表現(xiàn)突出。例如，寶鋼3號4350m3高爐服役至今已經(jīng)19年，武鋼5號3200m3高爐服役年限達(dá)到15.6年。

　　高爐高風(fēng)溫技術(shù)獲得突破。2012年我國有50多座高爐年平均風(fēng)溫超過1200℃，我國完全掌握單燒低熱值高爐煤氣達(dá)到風(fēng)溫1280℃±20℃的整套技術(shù)。

　　富氧噴吹煤粉技術(shù)的應(yīng)用更加注重經(jīng)濟(jì)性。我國已掌握了噴吹煤粉的全套技術(shù)，可以達(dá)到高噴煤量，2012年重點(diǎn)企業(yè)的平均噴煤量已達(dá)到150kg/t；研究提出了與冶煉條件相適應(yīng)的經(jīng)濟(jì)噴煤量，降低燃料比和生鐵成本。

　　高爐操作綜合技術(shù)的提高，促進(jìn)了我國高爐生產(chǎn)的穩(wěn)定順行和降本增效。我國高爐操作技術(shù)的重點(diǎn)是保證爐缸有充沛的高溫?zé)崃亢吞岣呙簹饫寐?。首鋼京唐和沙鋼相繼建成投產(chǎn)的5500m3和5800m3特大型高爐，標(biāo)志著我國大型高爐的設(shè)計、設(shè)備制造、操作和管理技術(shù)達(dá)到了世界先進(jìn)。

　　專家系統(tǒng)和監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，明顯提高了高爐生產(chǎn)的效率?；谀Ｊ阶R別理論設(shè)計的高爐冶煉專家系統(tǒng)，可以準(zhǔn)確反映高爐冶煉過程的復(fù)雜性，實(shí)現(xiàn)高爐過程的準(zhǔn)確控制。寶鋼自主研發(fā)的高爐智能控制專家系統(tǒng)，在爐溫調(diào)節(jié)、氣流控制、配料操作和熱風(fēng)爐燃燒等方面實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)控制，實(shí)際應(yīng)用效果明顯，燃料比從488.9kg/t下降到485.4kg/t。

　　低溫冶金技術(shù)在理論和應(yīng)用方面都取得了進(jìn)步。微細(xì)鐵粉具有納米晶粒，儲能的鐵粉能提高還原氣體的利用率。其應(yīng)用包括改進(jìn)的熔融還原煉鐵工藝、優(yōu)化海綿鐵和粒鐵的低溫還原工藝等。

　　非高爐煉鐵技術(shù)的研究不斷深入。據(jù)張建良介紹，在直接還原工藝方面，煤制氣—豎爐直接還原實(shí)現(xiàn)了取消天然氣重整工序———HYL/Energiron技術(shù)，還原鐵可以熱出料、熱輸送、熱DRI，許多專家和企業(yè)認(rèn)為其將成為我國直接還原鐵生產(chǎn)的主要途徑。在熔融還原工藝方面，COREX-3000著重于改進(jìn)中心氣流分布管進(jìn)氣形式、循環(huán)輸出煤氣、拓展原燃料資源，F(xiàn)INEX工藝著重于多級流化床還原、直接還原鐵粉熱壓塊、粉煤壓塊工業(yè)型煤，但技術(shù)都須不斷完善，能耗和成本較高。

　　環(huán)保技術(shù)成為鋼鐵企業(yè)的應(yīng)用熱點(diǎn)。他指出，2012年國家環(huán)保部發(fā)布了一系列有關(guān)煉鐵的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，日益嚴(yán)重的環(huán)保壓力促進(jìn)了環(huán)保技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用。

　　煉鐵工序能耗降低。近兩年我國重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)煉鐵系統(tǒng)工序能耗取得較好的成績，特別是高爐煉鐵工序能耗的下降有效降低了噸鋼綜合能耗。

　　燒結(jié)煙氣脫硫脫硝設(shè)備受關(guān)注。近年來，我國越來越多的燒結(jié)機(jī)配備了煙氣脫硫設(shè)施（超過300套）；我國濕法脫硫技術(shù)（石膏法、氨水法）已經(jīng)成熟，相應(yīng)還可脫硝30%左右；已成功開發(fā)活性炭脫除SO2和NOX的技術(shù)裝備。

　　含鐵塵泥的綜合利用得到重視。目前鋼鐵廠含鐵塵泥的處理工藝可分為物理法、濕法和火法三大類；火法工藝對含鐵塵泥的處理生產(chǎn)效率較高、處理規(guī)模大，將是未來含鐵塵泥資源化利用的主要途徑。

　　轉(zhuǎn)底爐工藝應(yīng)用進(jìn)展順利。國內(nèi)已有多家企業(yè)進(jìn)行工業(yè)規(guī)模轉(zhuǎn)底爐建設(shè)和生產(chǎn)，其中包括馬鋼、萊鋼、日鋼、沙鋼等廠采用轉(zhuǎn)底爐處理冶金粉塵，龍蟒集團(tuán)采用轉(zhuǎn)底爐處理釩鈦磁鐵礦等。

　　多種余熱回收裝置的研發(fā)應(yīng)用得到推進(jìn)。國內(nèi)已開發(fā)出余熱鍋爐、熱管、翅片管等各類回收冷卻機(jī)熱廢氣和燒結(jié)機(jī)尾煙氣的余熱回收設(shè)備；高爐渣顯熱回收技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景，而我國在這一領(lǐng)域的研究還不夠深入。

　　正視差距科學(xué)發(fā)展

　　“我國煉鐵企業(yè)眾多（不完全統(tǒng)計有700多家）而且分散，集中度較低，各企業(yè)之間技術(shù)發(fā)展水平不平衡，與國際先進(jìn)水平相比還存在一定的差距?！彪m然有成績，但張建良也提示大家正視不足。

　　我國燃料比偏高，精料程度較差，片面追求高冶煉強(qiáng)度以達(dá)到高容積利用系數(shù)，盲目追求高噴煤比，裝備存在“大馬拉小車”現(xiàn)象，煉鐵集中度低，一部分技術(shù)裝備水平低，環(huán)保投入少，環(huán)境治理差，爐渣顯熱基本未回收，高爐噴吹廢塑料尚未應(yīng)用。這些問題都是煉鐵系統(tǒng)有待解決的問題和努力的方向。

　　張建良強(qiáng)調(diào)，當(dāng)前產(chǎn)能過剩是結(jié)構(gòu)性的，應(yīng)該深化改革，淘汰落后產(chǎn)能，實(shí)現(xiàn)標(biāo)本兼治。他同時對煉鐵技術(shù)發(fā)展提出以下建議：一是支持技術(shù)創(chuàng)新，提高自主創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)鋼鐵生產(chǎn)節(jié)約化；二是繼續(xù)認(rèn)真貫徹高爐煉鐵以精料為基礎(chǔ)的方針，特別是要在努力提高焦炭質(zhì)量上下功夫；三是提高熱風(fēng)溫度是降低高爐燃料比的有效手段，各企業(yè)應(yīng)結(jié)合具體情況找出技術(shù)難點(diǎn)，盡快提高熱風(fēng)溫度；四是加強(qiáng)對大型高爐長壽技術(shù)和不同工況條件最佳噴煤比的研究，加強(qiáng)非高爐煉鐵理論和新工藝技術(shù)的研究。

來源：中國冶金報

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