【正文】 方向和重要研究領(lǐng)域、審定中試基地發(fā)展規(guī)劃和年度計(jì)劃、審議和批準(zhǔn)財(cái)務(wù)預(yù)決算、指導(dǎo)和監(jiān)督中試基地的運(yùn)行。低壓水系統(tǒng)主要冷卻爐底水冷管和爐皮打水。噴吹系統(tǒng)的流化、充壓采用氮?dú)?,補(bǔ)氣采用壓縮空氣。 給排水設(shè)施 (1)用水要求 各生產(chǎn)工藝設(shè)備用水要求見表 41。 熱力管道一般采用架空敷設(shè) ,并盡可能與其它管道統(tǒng)一考慮共架敷設(shè) ,壓縮空氣管道、采暖供回水管道在沒有共架管道支架處 ,采用埋地敷設(shè)。 由渣口和通過撇渣器分流出的爐渣經(jīng)溜渣槽流入干粒化器內(nèi) ,通過換熱器產(chǎn)生的熱空氣可以作為助燃空氣等。 煤氣經(jīng) 2 根φ 350mm 的煤氣導(dǎo)出管從爐內(nèi)引出 ,上升后合并進(jìn)入一根φ400mm 的上升管和直徑為φ 400mm 的下降管進(jìn)入新型折波式耐高溫干式除塵器。圍繞熔融還原工藝進(jìn)行廢水、廢氣、廢棄物等檢測 ,以及環(huán)境監(jiān)測和評估等工程化應(yīng)用技術(shù) 研究。 鋼鐵研究總院致力于國家冶金行業(yè)共性和關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)與集成。 通過 典型的示范作用 ,向全國推廣應(yīng)用。擬建的中試基地將主要具有如下功能 : (1)開發(fā)高效二步熔融還原非焦 煤煉鐵新工藝 ,驗(yàn)證該工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性 。因?yàn)轭A(yù)還原礦的溫度在 700 度以上 ,勢必造成運(yùn)行成本更高 ,設(shè)備耐熱性和耐磨性要求也非常高。 進(jìn)行了全煤煉鐵試驗(yàn) ,試驗(yàn)證明在維持一定的渣焦床可以穩(wěn)定運(yùn)行 。 驗(yàn)證了終還原工藝原理 ,積累了工藝控制經(jīng)驗(yàn)。 國內(nèi)熔融還原及相關(guān)技術(shù)的研究始于 20 世紀(jì) 60 年代 ,在基礎(chǔ)研究、模擬試驗(yàn)和相關(guān)技術(shù)開發(fā)方面 ,曾取得許多基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的成果 ,為后續(xù)開發(fā)工作奠定了基礎(chǔ)。最近 POSCO 計(jì)劃在印度投資的獨(dú)資公司一期工程將投資 37 億美圓 建設(shè) 400 萬噸 /年的聯(lián)合鋼廠其中建設(shè) 2 座 200 萬噸 /年的 Finex 爐 ,其發(fā)展勢頭令人矚目。這是世界上第一 套 COREX 熔融還原生產(chǎn)裝置。專家組在認(rèn)真總結(jié)國外熔融還原開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)和我國過去的體會 ,提出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的煤氧熔融還原煉鐵技術(shù) ,并制定了研究開發(fā)方案。而使用的主要能源是煉焦煤 ,必須要經(jīng)過選煤、洗煤、配煤和煉焦等工序 ,才能生產(chǎn)出符合高爐煉鐵要求的焦炭。 工程投資范圍包括原燃料儲運(yùn)、高爐本體及框架、噴吹站、煤氣除塵、焦?fàn)t煤氣預(yù)熱、出鐵場除塵、渣鐵處理系統(tǒng)等。這些課題的研究與開發(fā)對于我國鋼鐵生產(chǎn)節(jié)約焦煤資源、降低能耗和減少新水消耗都具有重大的現(xiàn) 實(shí)和長遠(yuǎn)意義。 (4)開發(fā)高效長壽集約型新式冶金煤氣干法除塵技術(shù) ,實(shí)現(xiàn)工程化。鋼鐵工業(yè)總能耗約占全國的 15%,二氧化硫排放量占全國的 %,耗水量占工業(yè)總量的 14%。 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 ,基本擺脫了對焦煤的依賴、取消了焦化和燒結(jié)工序 ,簡化了工藝流程 ,大幅度減少了污染物的排放。因此 ,當(dāng)時建設(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。目前 ,除了第一套 C1000 因原料運(yùn)輸成本過高而關(guān)閉外 ,其余 4 套 C2021 型 COREX 裝置都在生產(chǎn)運(yùn) 行中。美國 Midrex 公司的 Fastmelt 技術(shù)、美國 Dynamics公司的 IDI 技術(shù)和美國 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。 采用液體渣 焦流動床進(jìn)行終還原 。 針對第一階段的問題 ,對設(shè)備進(jìn)行了全面改進(jìn)和完善。 我國經(jīng)過 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)。 (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 萬噸軋鋼鐵皮、轉(zhuǎn)爐塵泥等鋼廠廢棄物 ,還可以用來回收含鋅粉塵 ,變廢為寶。 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粒化與余熱回收 : 低動力消耗的爐渣干法?；墓に嚺c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、高效長壽集約型新式冶金煤氣干法除塵技術(shù)。運(yùn)輸成本低 ,原料的 83%以及產(chǎn)品的 80%通過水路運(yùn)輸。 “九五”和“十五”期間 ,作為牽頭單位 ,承擔(dān)了國家攀登計(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)施打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。技術(shù)委員會主要負(fù)責(zé)中試基地的發(fā)展目標(biāo)、研究任務(wù)、研究方向以及成果應(yīng)用實(shí)施等方面的咨詢。 爐底封板上滿鋪 2 層半石墨大塊炭磚 ,爐底炭磚高度為 460mm。 氧氣由全廠管道系統(tǒng)送到實(shí)驗(yàn)高爐的煤氧槍、出鐵場其它用氧點(diǎn)。 表 42 生產(chǎn)工藝設(shè)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(jìn) 出 進(jìn) 出 凈循環(huán)低壓系統(tǒng) 1 試驗(yàn)爐本體 3 33 43 循環(huán)水量小計(jì) 3 凈循環(huán)高壓系統(tǒng) 1 風(fēng)口 33 41 2 爐頂設(shè)備 33 41 循環(huán)水量小計(jì) 5 生活用水系統(tǒng) 1 主控樓等生活設(shè) 1 生活用水 施用水量小計(jì) 1 生產(chǎn)新水系統(tǒng) 1 凈循環(huán)系統(tǒng)補(bǔ)水 用水量小計(jì) 總計(jì) (2)供水系統(tǒng) 高壓供水系統(tǒng)主要供風(fēng)口、爐頂設(shè)備冷卻用水。 (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 。 為改善出鐵場環(huán)境 ,設(shè)置出鐵場除塵系統(tǒng) ,在出鐵口和平板車上方設(shè)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。 表 51 受料倉設(shè)置 爐料名稱 數(shù)量 (個 ) 有效容積 (m3 ) 貯存時間 (h) 單個 總?cè)莘e 球團(tuán)礦 1 15 15 21 燒結(jié)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(shè)備為串罐式爐頂結(jié)構(gòu) ,設(shè)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)。 (4)系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測控制部。為 兩彈一星 、 長征系列運(yùn)載火箭 和 神舟號 飛船等諸多國家重點(diǎn)工程研制生產(chǎn)了大量的關(guān)鍵材料 ,為我國的國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了重大貢獻(xiàn)。 (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。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。但這是一種中間環(huán)節(jié)造塊的方式 ,難度更大。 解決煤氧槍在渣焦床中大量噴煤的關(guān)鍵技術(shù) ,累計(jì)噴煤 92 噸 ,安全可靠 。 驗(yàn)證了主要設(shè)備和結(jié)構(gòu)基本合理 :終還原和預(yù)還原設(shè)備和構(gòu)造、水冷螺旋排料及動密封裝置、氣動鎖氣閥、煤氧槍結(jié)構(gòu)、安全檢測裝置、煤氣分析系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)等。因此 ,開發(fā)熔融還原技術(shù)將是我國鋼鐵工業(yè)非常緊迫的現(xiàn)實(shí)任務(wù)和長期的發(fā)展趨勢。投產(chǎn)后的運(yùn)行狀況非常好 ,產(chǎn)量可達(dá)到 80 萬噸 /年水平 ,其余指標(biāo)也達(dá)到或超過預(yù)定的目標(biāo) ,于是在 2021 年 8 月POSCO 決定建造 150 萬噸 /年 Finex 以取代其原有的中型高爐 ,計(jì)劃于 2021 年投產(chǎn) ,實(shí)際直到 2021 年 4 月才正式投產(chǎn)。 1985 年 4 月 VAI 與南非依斯科爾公司簽約決定在 Pretoria 廠建造一座 C1000 型的 CORE