【正文】 堅實的基礎。 中試基地下設四個專業(yè)開發(fā)部和一個實驗室。 (3)系統(tǒng)控制及其裝備開發(fā)部。 (5)熔融還原流程模擬仿真實驗室。技術委員會主要負責中試基地的發(fā)展目標、研究任務、研究方向以及成果應用實施等方面的咨詢。保持一支相對穩(wěn)定、水平高、不斷更新的人才隊伍 ,建立人才培訓體系和人才競爭激勵機制 ,加大人才培養(yǎng)投入力度 ,有計劃有目標地不斷培養(yǎng)新型專業(yè)人才 ,開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的熔融還原工藝和節(jié)能減排技術。 建設方案和建設內(nèi)容 原燃輔料供、配系統(tǒng) 配料間位于試驗爐的西側 ,占地面積 5 15m。 爐體系統(tǒng) 爐體系統(tǒng)試驗高爐及其基礎、框架、平臺、冷卻設備、冷卻水系統(tǒng)、及其相關的儀表和附屬設備組成。 爐底封板上滿鋪 2 層半石墨大塊炭磚 ,爐底炭磚高度為 460mm。 爐腹及爐腰采用 SiC,爐身采用高鋁磚。工業(yè)水冷卻系統(tǒng)內(nèi)設有溫度、壓力、流量、液位等完善的檢測設施以保證水系統(tǒng)安全運行。 氧煤粉噴吹 目前營口中板廠的高爐噴煤系統(tǒng)富余能力能夠同時滿足中試基地試驗項目的噴吹需要 ,但考慮到噴吹距離較遠 ,噴吹量大 ,氣源壓力不足 ,因此不考慮直接噴吹 ,將煤粉通過倉式泵送到在試驗區(qū)新建的噴吹站。 氧氣由全廠管道系統(tǒng)送到實驗高爐的煤氧槍、出鐵場其它用氧點。因營口中板廠 壓縮空氣管網(wǎng)為凈化壓縮空氣 ,本工程所需壓縮空氣均按凈化壓縮空氣供應。煉鐵區(qū)域與廠區(qū)管網(wǎng)接點處壓力 。 本設計凈化壓縮空氣管道擬采用鈍化處理的碳鋼管及管件。 表 42 生產(chǎn)工藝設備用水要求 序號 用戶名稱 流 量 m3/h 溫度℃ 壓力 Mpa 備注 最大 平均 進 出 進 出 凈循環(huán)低壓系統(tǒng) 1 試驗爐本體 3 33 43 循環(huán)水量小計 3 凈循環(huán)高壓系統(tǒng) 1 風口 33 41 2 爐頂設備 33 41 循環(huán)水量小計 5 生活用水系統(tǒng) 1 主控樓等生活設 1 生活用水 施用水量小計 1 生產(chǎn)新水系統(tǒng) 1 凈循環(huán)系統(tǒng)補水 用水量小計 總計 (2)供水系統(tǒng) 高壓供水系統(tǒng)主要供風口、爐頂設備冷卻用水。 系 統(tǒng) 補 水 和 直 流 用 水 量 為 , 供水壓 。 供水經(jīng)用戶使用后 ,僅溫度升高 ,熱回水經(jīng)加壓上冷卻塔冷卻后流至凈環(huán)冷水池 ,再經(jīng)循環(huán)泵加壓后供用戶冷卻使用。 凈化壓縮空氣主管管徑 ?108 4,蒸汽主管管徑 ?219 6,采暖供回水主管管徑 ?73 3。 (4)區(qū)域熱力管道 區(qū)域熱力管道主要包括蒸汽管道、凈化壓縮空氣管道、采暖供回水管道 。 (2)蒸汽供應 蒸汽綜合最大消耗量為 。 (1)壓縮空氣 壓縮空氣綜合最大消耗量為 。 新建噴吹站由布袋收粉器、粉倉、噴吹罐、噴煤總管、過濾器、煤粉分配器、噴煤支管、煤槍、噴煤調(diào)節(jié)控制和安全聯(lián)鎖系統(tǒng)等組成。 為改善出鐵場環(huán)境 ,設置出鐵場除塵系統(tǒng) ,在出鐵口和平板車上方設置除塵罩 ,出鐵時的煙塵通過除塵罩收集后經(jīng)除塵管道送到出鐵場除塵器脫除煙氣中的粉塵。 爐頂安裝紅外攝像儀 ,在爐缸爐底設置爐襯熱電偶 ,用以檢測爐底部位的溫度分布、推斷爐缸爐底的侵蝕狀況、指導爐底維護操作、冷卻壁的損壞狀況 ,對鐵口區(qū)進行檢測等。爐缸采用模壓小炭塊或者大塊炭 磚砌筑 ,內(nèi)側砌筑復合棕剛玉陶瓷杯。 高壓系統(tǒng)主要冷卻氧氣風口、爐頂設備等。 表 51 受料倉設置 爐料名稱 數(shù)量 (個 ) 有效容積 (m3 ) 貯存時間 (h) 單個 總容積 球團礦 1 15 15 21 燒結礦 1 15 15 7 焦炭 1 15 15 3 爐頂裝料及煤氣除塵系統(tǒng) 爐頂裝料設備為串罐式爐頂結構 ,設備由上料罐、下料罐、上密封閥及下密封閥等組成 . 煤氣采用新型折波式干式除塵器除塵 ,調(diào)壓閥組系統(tǒng) ,部分煤氣并入廠區(qū)管網(wǎng) ,其余煤氣將經(jīng)過變壓吸附脫除 CO2 后 ,經(jīng)過加熱后噴入熔融還原爐的爐身內(nèi)。第五章 中試基地的建設方案 半工業(yè)試驗的工藝流程 半工業(yè)試驗線主要由原燃料的工配系統(tǒng)、氧煤噴吹系統(tǒng)、上料系統(tǒng)、爐頂系統(tǒng)、熔融還原爐本體、爐頂煤氣除塵與回收系統(tǒng)和渣鐵處理系統(tǒng)。中試基地主任負責執(zhí)行理事會決議 ,主持實驗室的日常工作 ,提出中試基地發(fā)展規(guī)劃和年度工作計劃 ,負責組織和實施中試基地的研究項目 ,聘任中試基地有關工作人員等。 運行和管理機制 中試基地的運行和管理實行理事會領導下的實驗室主任負責制。 (4)系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測控制部。 (2)節(jié)能減排工藝開發(fā)部。機構設置的原則是有利于中試基地的“技術、資金、人才、效益”的良性運行機制的形成。 鋼鐵研究總院作為國家冶金分析測試技術的權威機構 ,與 30 多個國家實現(xiàn)了金屬材料化學分析數(shù)據(jù)的有效互認 ,在國際實驗室能力對比實驗中多次名列第一。為 兩彈一星 、 長征系列運載火箭 和 神舟號 飛船等諸多國家重點工程研制生產(chǎn)了大量的關鍵材料 ,為我國的國民經(jīng)濟建設做出了重大貢獻。 鋼鐵研究總院 鋼鐵研究總院創(chuàng)建于 1952 年 ,直屬原冶金工業(yè)部 ,1999 年 7 月轉(zhuǎn)制為中央直屬大型科技型企業(yè)。 公司是中國五礦集團唯一 投資控股的鋼鐵生產(chǎn)企業(yè) ,中國五礦集團公司是中央直屬企業(yè) ,在世界上具有強大的貿(mào)易優(yōu)勢 ,能夠充分保證公司的原料供應。 公司所處的營口市位于環(huán)渤海經(jīng)濟圈內(nèi) ,背倚東北腹地 ,是全國重點沿海開放城市之一 ,東北第二大港口城市 ,也是東北地區(qū)最近的出?？?。 (4)與傳統(tǒng)高爐流程相比 :CO2 減少 10%以上 ,SO2 減少 60%以上 ,NOx 減少70%以上。 在總結半工業(yè)試驗成果的基礎上 ,設計和建設工程化熔融還原煉鐵工藝裝備 ,開發(fā)出若干節(jié)能減排新工藝新技術 ,形成系列優(yōu)化控制裝備 ,通過示范工程進行典型應用。 燃耗小于 800kg/T 鐵 ,氧耗小于 500M3/T 鐵 ,噴煤量占總燃料消耗 80%以上 ,焦炭用量 100kg/T 鐵 。 (4)開發(fā)高效長壽集約型新式冶金煤氣干法除塵技術 ,實現(xiàn)工程化。中試基地將采用集成式設計和建設方案 ,在一條半工業(yè)試驗線上 ,同時可以開發(fā)多項冶金新工藝和新技術 ,實現(xiàn)試驗裝置的多功能化。 中試基地在突破冶金關鍵共性技術、研究開發(fā)熔融還原新工藝和節(jié)能減排技術的同時 ,將注重人才的培養(yǎng)與流通 ,培養(yǎng)造就一批具有創(chuàng)新能力的開發(fā)人才 ,特別是高層冶金新工藝和節(jié)能減排技術的開發(fā)和工程化人才 ,為我國冶金行業(yè)培養(yǎng)一批創(chuàng)新能力突出的高層次人才創(chuàng)造良好的環(huán)境 ,形成國際一流、結構合理的創(chuàng)新團隊。據(jù)報道 ,轉(zhuǎn)底爐流程的能耗 (按噸鐵水折算 )為 ,比目前高爐鐵水的能耗低 (18GJ),生產(chǎn)過程排放的 CO2 約 噸 /鐵水 ,也比高爐指標 ( 噸 /鐵水 )先進。但利用熱風代替純氧必須走一步法還原的路子 ,因為 ,用熱風代替純氧使煤氣的化學能和還原勢很低 ,使預熱還原的效率很低。但這是一種中間環(huán)節(jié)造塊的方式 ,難度更大。煉鐵過程直接使用粉礦或部分使用粉礦 ,并逐步取消燒結或球團過程 ,是煉鐵界長期夢寐以求的目標。根據(jù)傳統(tǒng)高爐煉鐵系統(tǒng)與 COREX 熔融還原煉鐵系統(tǒng)一次能耗 對比發(fā)現(xiàn) ,單位鐵水的能耗分別為 和 ,意味著 COREX 過程副產(chǎn)煤氣比傳統(tǒng)高爐煤氣載能高出 (相當于 277 公斤標煤 /噸鐵 )。試驗中存在的問題 ,主要來自設備的選型不盡合理 ,如除塵器的除塵 效率低 ,造成粉塵堵塞管道等。 解決煤氧槍在渣焦床中大量噴煤的關鍵技術 ,累計噴煤 92 噸 ,安全可靠 。 氧氣消耗 525m3/t,優(yōu)于 600~650Nm3/t 的考核指標 。第二階段工作主要由烘爐開爐、 72 小時連續(xù)試驗和全煤煉鐵等構成。 前爐渣鐵過道太長 ,造成渣鐵不易分離 。 驗證了主要設備和結構基本合理 :終還原和預還原設備和構造、水冷螺旋排料及動密封裝置、氣動鎖氣閥、煤氧槍結構、安全檢測裝置、煤氣分析系統(tǒng)和計算機監(jiān)控系統(tǒng)等。第一階段工作的主要目的是打通工藝流程 ,認真總結試驗結果 ,解決試驗中暴露出的各種問題 ,進行改進和完善。 熔池在強攪拌條件下實現(xiàn)渣鐵分離。 在實施“攀登計劃”的五年中 ,圍繞我國提出的煤氧熔融還原煉鐵工藝 (中國專利 )主體流程 ,開展了大量基礎研究和工程化研究。因此 ,開發(fā)熔融還原技術將是我國鋼鐵工業(yè)非常緊迫的現(xiàn)實任務和長期的發(fā)展趨勢。特別是“九五”攀登計劃項目“熔融還原技術基礎研究” ,在充分吸收了國外各種流程的經(jīng)驗 和教訓的基礎上 ,形成了適合于我國資源與能源結構具有中國特色的煤氧熔融還原工藝 ,而且完成了半工業(yè)試驗 ,并在一些重大關鍵技術與環(huán)節(jié)上取得了突破 ,同時申報并獲批了多項發(fā)明專利。終還原裝置主要有半焦填