【正文】 的協(xié)議。中試基地將采用集成式設(shè)計(jì)和建設(shè)方案 ,在一條半工業(yè)試驗(yàn)線上 ,同時(shí)可以開發(fā)多項(xiàng)冶金新工藝和新技術(shù) ,實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)裝置的多功能化。 (4)開發(fā)高效長(zhǎng)壽集約型新式冶金煤氣干法除塵技術(shù) ,實(shí)現(xiàn)工程化。 熔融還原裝置的本體系統(tǒng) 。 熔融還原半工業(yè)試驗(yàn)線的規(guī)模為每小時(shí)產(chǎn) 3 噸鐵水。工程概算總投資 648 萬(wàn)。鋼鐵工業(yè)總能耗約占全國(guó)的 15%,二氧化硫排放量占全國(guó)的 %,耗水量占工業(yè)總量的 14%。2020 年分別達(dá)到 700kgce/t、 640kgce/t 和 5M3/t 以下 。若采用煙氣脫硫處理 ,則噸鋼 SO2 將降到 。盡管高爐 轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)工 藝幾近完善 ,但流程長(zhǎng)、必須依賴焦煤資源、污染物排放大是其致命的弱點(diǎn) ,這已經(jīng)成為我國(guó)鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸 ,而且日益凸顯。 目前世界上已經(jīng)工業(yè)化的熔融還原技術(shù) ,如 COREX 和 FINEX,雖然還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)理論目標(biāo) ,但已經(jīng)顯現(xiàn)出比傳統(tǒng)高爐煉鐵流程的巨大優(yōu)勢(shì) ,基本擺脫了對(duì)焦煤的依賴、取消了焦化和燒結(jié)工序 ,簡(jiǎn)化了工藝流程 ,大幅度減少了污染物的排放。 我國(guó)鋼鐵工業(yè)正處在一個(gè)非常關(guān)鍵的發(fā)展時(shí)期 ,《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》中已經(jīng)明確指出 ,今后鋼鐵工業(yè)的重點(diǎn)是研究開發(fā)以熔融還原和資源優(yōu)化利用為基礎(chǔ) ,集產(chǎn)品制造、能源轉(zhuǎn)換和社會(huì)廢棄物再資源化三大功能于一體的新一代可循環(huán)鋼鐵流程 ,作為循環(huán)經(jīng)濟(jì)的典型示范。所以 ,熔融還原工藝尤其適合該公司的實(shí)際生產(chǎn)狀況。 1995~1998 年開展了單元技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室研究。因此 ,當(dāng)時(shí)建設(shè)的半工業(yè)試驗(yàn)裝置規(guī)模偏小 ,功能不配套 ,試驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)單 ,一些關(guān)鍵設(shè)備的可靠性較差 ,試驗(yàn)中由于非技術(shù)原因而中斷運(yùn)行的現(xiàn)象比較普遍。只有建立中試基地 ,集中科研院所和企業(yè)的人力、物力和技術(shù)和軟硬件資源 ,充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì) ,建立產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的研發(fā)隊(duì)伍 ,以企業(yè)創(chuàng)新為主體 ,共同開發(fā)我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的熔融還原工藝 ,才能使實(shí)驗(yàn)室的成果真正實(shí)現(xiàn)工程化和產(chǎn)業(yè)化。 第二章 技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)家開發(fā)熔融還原的歷史和現(xiàn)狀分析 上世紀(jì) 80 年代 ,德國(guó)、日本、美國(guó)、澳大利亞、荷蘭、奧地利以及前蘇聯(lián)等國(guó)為謀求技術(shù)壟斷地位 ,搶占 21 世紀(jì)鋼鐵工業(yè)技術(shù)制高點(diǎn) ,相繼投入大量人力、物力和財(cái)力 ,在國(guó)際上掀起開發(fā)煤基熔融 還原煉鐵新工藝的浪潮。經(jīng)過(guò)約一年半實(shí)踐 ,生產(chǎn)漸趨穩(wěn)定 ,從 1991 年 3 月起已經(jīng)可以高于設(shè)計(jì)能力 10%穩(wěn)定地運(yùn)行。目前 ,除了第一套 C1000 因原料運(yùn)輸成本過(guò)高而關(guān)閉外 ,其余 4 套 C2021 型 COREX 裝置都在生產(chǎn)運(yùn) 行中。在此基礎(chǔ)上 1984~1990 年開發(fā)出了臥式熔融還原爐 (簡(jiǎn)寫 SRV),仍在德國(guó) hutte 建成并投入小型試驗(yàn)。韓國(guó) POSCO 的 Finex 以 4 級(jí)流化床的 Finmet 工藝取代 COREX 工藝中的還原豎爐 ,用流化床還原粉礦、壓塊成熱壓鐵塊再加入 COREX的熔融氣化爐 ,克服了 COREX 爐不能使用粉礦的缺點(diǎn)。 但 POSCO 對(duì)該技術(shù)嚴(yán)格保密 ,只公布了其成功的業(yè)績(jī) ,是否遇到了技術(shù)問(wèn)題不得而知。美國(guó) Midrex 公司的 Fastmelt 技術(shù)、美國(guó) Dynamics公司的 IDI 技術(shù)和美國(guó) Midrex 公司與日本神戶制鋼合作開發(fā)的 Itmk3 技術(shù)都在不斷進(jìn)行試驗(yàn)并取得了一些成功 ,IDI 的 50 萬(wàn)噸 /年轉(zhuǎn)底爐連接電爐煉鋼一直在生產(chǎn) ,Itmk3 技術(shù)尚處在小試和中試階段。三是以鐵碳球團(tuán)通過(guò)轉(zhuǎn)底爐還原 ,連接電弧終還原爐的 Fastmelt、 Itmk3 技術(shù)等。只是由于缺乏后續(xù)的資金支持 ,沒(méi)能繼續(xù)進(jìn)行工業(yè)化試驗(yàn)。 1984 年在原冶金部的支持下東北大學(xué)開始了實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的流化床預(yù)還原 ??豎爐熔融還原法的研究 ,經(jīng)過(guò) 2 年多的時(shí)間研究了 16 項(xiàng)課題 ,做了13 次實(shí)驗(yàn)室小型豎爐熱模擬試驗(yàn) ,最終煉出了合格生鐵 ,可是這一工作沒(méi)有繼續(xù)進(jìn)行下去 ,到 5kg 的實(shí)驗(yàn)室裝置為止 ,1987 年完成了結(jié)題報(bào)告后就偃旗息鼓了。 采用液體渣 焦流動(dòng)床進(jìn)行終還原 。使我國(guó)成為繼德國(guó)、日本和澳大利亞之后 ,第四個(gè)具有噸級(jí)熔融還原聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)裝置的國(guó)家。 第一階段熱試歷時(shí) 14 天 ,主要成績(jī)?nèi)缦?: 基本打通了預(yù)還原 終還原工藝流程 ,實(shí)現(xiàn)了出渣出鐵 ,將概念流程轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓪?shí)際操作的工程化流程 。 出現(xiàn)的主要問(wèn)題 : 設(shè)備管道系統(tǒng)容易堵塞 。 針對(duì)第一階段的問(wèn)題 ,對(duì)設(shè)備進(jìn)行了全面改進(jìn)和完善。試驗(yàn)結(jié)果歸納如下 : 設(shè)備連續(xù)熱運(yùn)行 10 天 ,其中無(wú)故障運(yùn)行 82 小時(shí) ,超過(guò)規(guī)定的 72 小時(shí)的考核指標(biāo) 。 終還原爐爐襯平均侵蝕速度 (最低侵蝕速度 ),比日本 DIOS法和美國(guó) AISI 法的終還原爐爐襯侵蝕速度 (35mm/h)明顯降低 ,有利于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化 。 正常冶煉條件下 ,鐵水可以滿足質(zhì)量要求 :%、 %、 %。 我國(guó)經(jīng)過(guò) 20 多年的開發(fā)研究 ,培養(yǎng)了一批熔融還原的專門人才 ,積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) ,為今后的工業(yè)化試驗(yàn)奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。目前比較簡(jiǎn)單的方法是直接用于燃?xì)獍l(fā)電 ,從副產(chǎn)煤氣使用的經(jīng)濟(jì)性看 ,直接用于發(fā)電似乎不是最佳使用方法。它是利用 COREX 過(guò)程副產(chǎn)煤氣對(duì)部分粉礦進(jìn)行預(yù)還原 ,得到一定金屬化率的海綿鐵粉 ,經(jīng)熱壓塊后 ,再返回送入 COREX 的熔融氣化爐中。 (3)利用熱風(fēng)替代純氧 ,降低煉鐵成本 利用熱風(fēng)替代純氧 (如 HIsmelt 技術(shù) ),降低生產(chǎn)成本。 (4)直接還原鐵接熔分爐的工藝技術(shù) 2021 年日本新日鐵建成世界第一套商業(yè)化轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)線 ,生產(chǎn)直接還原鐵 (DRI),每年可回收 19 萬(wàn)噸軋鋼鐵皮、轉(zhuǎn)爐塵泥等鋼廠廢棄物 ,還可以用來(lái)回收含鋅粉塵 ,變廢為寶。 在開發(fā)熔融還原的過(guò)程中 ,我們應(yīng)密切關(guān)注國(guó)外的熔融還原發(fā)展動(dòng)向和趨勢(shì) ,認(rèn)真加以總結(jié) ,汲取經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn) ,逐漸完善我們自 己的工藝流程 ,加快開發(fā)步伐 ,盡快縮小與國(guó)外的差距 ,使我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的熔融還原工藝實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。 中試基地的主要功能與任務(wù) 熔融還原煉鐵新工藝、冶金渣干法?；c余熱回收、高效長(zhǎng)壽集約型新式冶金煤氣干法除塵技術(shù)等已被列為國(guó)家科技部重點(diǎn)支撐計(jì)劃項(xiàng)目的重大課題。 (2)開發(fā)高效純氧一步熔融還原煉鐵新工藝 ,驗(yàn)證該工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)的可行性 。 中試基地主要技術(shù)突破方向 ⑴ 純氧非焦煤二步熔融還原煉鐵新工藝 : 豎爐預(yù)還原工藝與裝備的開發(fā) 熔融氣化終還原工藝與技術(shù)裝備的開發(fā) 純氧大噴煤長(zhǎng)壽氧煤搶的開發(fā) 預(yù)還原與終還原爐連接系統(tǒng)的開發(fā) ⑵ 純氧非焦煤一步熔融還原煉鐵新工藝 : 一步熔融還原爐本體合理爐型設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的開發(fā) 爐頂煤氣 CO2 脫除與加熱技術(shù)和裝備的開發(fā) 爐頂煤氣循環(huán)與噴吹技術(shù)與設(shè)備的開發(fā) ⑶ 熔融還原爐渣的干法?；c余熱回收 : 低動(dòng)力消耗的爐渣干法粒化的工藝與裝備的開發(fā) 高效換熱技術(shù)與設(shè)備的開發(fā) 爐渣余熱利用技術(shù)的開發(fā) ⑷ 熔融還原煤氣新型干法除塵技術(shù) 新型干法除塵器的材質(zhì)與結(jié)構(gòu)形式 熔融還原煤氣的溫度調(diào)控技術(shù) 干法除塵的反吹、破損檢 測(cè)和控制技術(shù) 中試基地的近期和中期目標(biāo) “十一五”期間 : 中試基地的建設(shè)以純氧非焦煤熔融還原煉鐵新工藝的半工業(yè)試驗(yàn)裝置為紐帶 ,將在半工業(yè)試驗(yàn)線中融入冶金渣干法?；c余熱回收、高效長(zhǎng)壽集約型新式冶金煤氣干法除塵技術(shù)。 鐵損小于 1%。 (2)爐役超過(guò) 20 年 。 第四章 組織機(jī)構(gòu)、管理與運(yùn)行機(jī)制 建設(shè)項(xiàng)目法人單位概況 有限責(zé)任公司 有限責(zé)任公司是由中國(guó)五礦集團(tuán)公司、五礦發(fā)展股份有限公司及 5 家民營(yíng)企業(yè)共同投資創(chuàng)建的股份制企業(yè) ,是集燒結(jié)、球團(tuán)、煉鐵、鑄鐵、煉鋼、連鑄、軋鋼、制氧、發(fā)電于一體的鋼鐵聯(lián)合生產(chǎn)企業(yè) ,公司注冊(cè)資本 億元 ,總資產(chǎn)63 億元人民幣 ,在國(guó)內(nèi)鋼鐵行業(yè) 85 家重點(diǎn)企業(yè)“經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)考核指標(biāo)”排序中始終位于前列。運(yùn)輸成本低 ,原料的 83%以及產(chǎn)品的 80%通過(guò)水路運(yùn)輸。項(xiàng)目采用世界上最先進(jìn)的板形控制技術(shù)、凸度及平面度控制技術(shù) ,熱裝 (HCR)工藝技術(shù)、控制軋制和控制冷卻 TMCP 技 術(shù) ,在粗軋機(jī)后設(shè)置近接式立輥軋機(jī) ,采用全液壓矯直機(jī)及自動(dòng)化控制技術(shù)、滾切式剪機(jī)及自動(dòng)化剪切技術(shù)、全數(shù)字式交流傳動(dòng)控制等技術(shù)。 建 院 50 余年來(lái) ,鋼鐵研究總院在材料科學(xué)、冶金工藝與工程、分析測(cè)試等領(lǐng)域共取得了 4000 余項(xiàng)科研成果 ,授權(quán)專利 677 項(xiàng) (60%以上為發(fā)明專利 )。多年來(lái) ,承擔(dān)了 50%以上冶金行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵、共性和重大前沿技術(shù)的開發(fā)任務(wù) ,在鋼鐵行 業(yè)的每一個(gè)重要技術(shù)變革時(shí)期 ,鋼鐵研究總院都起到了先鋒和推動(dòng)作用。 “九五”和“十五”期間 ,作為牽頭單位 ,承擔(dān)了國(guó)家攀登計(jì)劃項(xiàng)目“熔融還原技術(shù)基礎(chǔ)研究”的重大課題 ,在基礎(chǔ)研究的基礎(chǔ) ,建設(shè)了半工業(yè)試驗(yàn)生產(chǎn)線并進(jìn)行了半工業(yè)試驗(yàn) ,取得重大突破 ,并形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的熔融還原技術(shù) (Coal Oxygen Smelting Reduction Ironmaking),為本項(xiàng)目的實(shí)施打下了