【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 容積約 8 萬米 ,其中 1000 米以上的26 座。 1980 年全國(guó)產(chǎn)鐵 3802 萬噸，居世界第四位。 世界 4000～ 5500m3 的大型高爐已有約 30 座，高爐最長(zhǎng)壽命達(dá) 16 年，一代爐役的單位爐容出鐵量達(dá) 10000t／ m3 。 1 緒論 2 中國(guó)鋼鐵業(yè)急需升級(jí)換代 及展望 高爐煉鐵技術(shù)，適合于那些工業(yè)化初步發(fā)展的國(guó)家，生產(chǎn)大路貨、初級(jí)鋼材，但在發(fā)達(dá)國(guó)家，高爐技術(shù)需要更加先進(jìn)和創(chuàng)新。作為世界上第一鋼鐵生產(chǎn)大國(guó)，世界鐵礦第一進(jìn)口大國(guó)，世界鋼鐵業(yè)初級(jí)鋼材第一出口大國(guó)，世界鋼鐵第一進(jìn)口大國(guó)，世界鋼鐵產(chǎn)業(yè)人數(shù)最多的國(guó)家，世界鋼鐵廠最 多的國(guó)家，中國(guó)必須認(rèn)真思考中國(guó)鋼鐵業(yè)的下一步發(fā)展戰(zhàn)略。不能以推動(dòng)就業(yè)為借口，把鋼鐵業(yè)的發(fā)展寄托在國(guó)家的巨型投資拉動(dòng)鋼鐵業(yè)的繁榮，而要認(rèn)真的思考減少污染，提高產(chǎn)品附加值和適應(yīng)市場(chǎng)的實(shí)際需求，實(shí)現(xiàn)鋼鐵業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)，效益升級(jí)。 進(jìn)入新世紀(jì)后，國(guó)家冶金工業(yè)技術(shù)裝備政策和煉鐵技術(shù)的發(fā)展將要求盡快淘汰落后裝備。因此利用高爐大修的時(shí)機(jī)，采用成熟、適用的先進(jìn)技術(shù)對(duì)高爐進(jìn)行改造，滿足漣鋼發(fā)展的需要已勢(shì)在必行。 2020 年是 “十二五 ”的開局之年，我國(guó)政府在國(guó)內(nèi)物價(jià)上漲壓力較大、國(guó)際經(jīng)濟(jì)持續(xù)動(dòng)蕩的背景下，在控物價(jià)、穩(wěn)增長(zhǎng)和調(diào)結(jié)構(gòu) 中尋求平衡，實(shí)現(xiàn)了有效遏制物價(jià)過快上漲，保持了經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快發(fā)展的預(yù)期目標(biāo)。 2020 年我國(guó)鋼鐵工業(yè)總體運(yùn)行態(tài)勢(shì)良好，國(guó)內(nèi)鋼鐵市場(chǎng)因基礎(chǔ)設(shè)施投資和工業(yè)生產(chǎn)的平穩(wěn)增長(zhǎng)，特別是國(guó)家對(duì)于保障性住房投資力度的加大，需求較為旺盛，帶動(dòng)鋼鐵生產(chǎn)大幅增長(zhǎng)。但在供大于求和鋼材金融屬性日益增強(qiáng)的情況下，國(guó)內(nèi)鋼鐵市場(chǎng)波動(dòng)頻繁。 2020 年我國(guó)經(jīng)濟(jì)仍將面臨國(guó)際經(jīng)濟(jì)環(huán)境不穩(wěn)定、外需放緩的局面，同時(shí)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)在經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的方針指引下，增速也將適度放緩。轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式將降低單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值鋼鐵消費(fèi)強(qiáng)度，這對(duì)于鋼鐵工業(yè) 來說既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。鋼鐵工業(yè)將在 “十二五 ”規(guī)劃和市場(chǎng)對(duì)資源有效配置的共同作用下，逐步提升產(chǎn)品質(zhì)量，調(diào)整結(jié)構(gòu)，推動(dòng)鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，提高鋼鐵工業(yè)整體競(jìng)爭(zhēng)力，逐步改變中國(guó)鋼鐵業(yè)多年來 “大而不強(qiáng) ”的局面，向鋼鐵強(qiáng)國(guó)邁出堅(jiān)實(shí)的步伐。 原料檢測(cè)設(shè)備 （ 1）高爐煉鐵對(duì)精料的要求 精料就是全面改進(jìn)原燃料的質(zhì)量，為降低焦比和提高冶煉強(qiáng)度打下物質(zhì)基礎(chǔ)。保證高爐能在大風(fēng)、高壓、高風(fēng)濕、高負(fù)荷的生產(chǎn)條件下仍然能穩(wěn)定運(yùn)行。 周傳典同志說： “高爐必須采用精料，這是兩千多年來中外煉鐵人員反復(fù)認(rèn)識(shí)的共同結(jié)論 。 ”它是一條根本的準(zhǔn)則。 紅河學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 3 精料的具體內(nèi)容可概括為 “高、熟、凈、勻、小、穩(wěn) ”六個(gè)字，此外，應(yīng)注意高溫冶金性能及合理的爐料結(jié)構(gòu)。或者高爐精料方針的內(nèi)容歸結(jié)為： “高、熟、凈、勻、小、少、好 ”）。 休風(fēng)率 休風(fēng)率是指休風(fēng)時(shí)間占全年日歷時(shí)間的百分?jǐn)?shù)。降低休風(fēng)率是高爐增產(chǎn)的重要途徑一般高爐休風(fēng)率低于 2％。 生鐵合格率 生鐵合格率是指化學(xué)成分符合規(guī)定要求的生鐵量占全部生鐵產(chǎn)量的百分?jǐn)?shù)，是評(píng)價(jià)高爐優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的主要指標(biāo)。 主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 在研究分析國(guó)內(nèi) 2020 高爐原燃料條件和實(shí)際技術(shù) 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，結(jié)合漣鋼的實(shí)情和現(xiàn)有高爐的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，確定了高爐的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見下表 11。該指標(biāo)體現(xiàn)了國(guó)內(nèi)外同類型高爐的先進(jìn)性。下表 11 為漣鋼 2200 級(jí)高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)． 1 緒論 4 表 11 漣鋼 2200 級(jí)高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 指標(biāo)名稱 指標(biāo) 備注 高爐有效容積； m179。 2200 年平均利用系數(shù)； t/m179。d — 設(shè)備能力 燃料比； kg/tFe 500 焦比； kg/tFe ≤350 煤比； kg/tFe 150 設(shè)備能力 200 爐頂壓力； MPa 設(shè)備能力 熱風(fēng)溫度； ℃ 1200～ 1500 設(shè)備能力 1250 富氧率； % 1～ 3 入爐風(fēng)量； Nm179。/min 4300 渣比； kg/tFe 300 熟料比； % 90～ 92 入爐礦品位； % ≥ 高爐年平均工作日； t/a 350 年產(chǎn)生鐵； 410 t/a 154～ 設(shè)備能力 210 年產(chǎn)生渣； 410 t/a 54～ 61 高爐煤氣產(chǎn)生量； 410 N/h 32～ 高爐一代壽命； a 15 熱風(fēng)爐一代壽命； a 30 近代高爐煉鐵技術(shù)發(fā)展 我國(guó)是世界上最早掌握煉鐵技術(shù)的國(guó)家之一，其歷史可以追溯到公元 5 世紀(jì)。但是 19 世紀(jì)中葉以來，由于眾所周知的原因，在很長(zhǎng)一個(gè)歷史時(shí)期內(nèi)，我國(guó)煉鐵技術(shù)處在被動(dòng)落后的狀態(tài)。 1949 年新中國(guó)成立后，中國(guó)煉鐵工業(yè)經(jīng)過 5O多年的發(fā)展，面貌煥然一新 ，取得了重大進(jìn)步。自 1994 年以來我國(guó)生鐵產(chǎn)量一直位居世界第一， 2020 年，全國(guó)鋼產(chǎn)量達(dá)到 1． 5 億噸，部分高爐的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到、接近世界領(lǐng)先或世界先進(jìn)水平，這表明高爐操作技術(shù)有了新的進(jìn)展。 自五十年代末以來，世界各國(guó)高爐容積不斷擴(kuò)大，產(chǎn)量不斷增加，據(jù)不完全紅河學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 5 統(tǒng)計(jì)，目前世界上大于 2020米 的高爐已超過 150座， 4000米 的高爐約有 3O余座。高爐大型化是建立在精料、高風(fēng)溫、超高壓爐頂?shù)痊F(xiàn)代技術(shù)上的，故大型高爐生產(chǎn)效率高。目前利用系數(shù)達(dá)到 ／米 日。到 20世紀(jì)后期容積增大到 4000～5000 m179。，最 大的達(dá) 5500 m179。，日產(chǎn)鐵萬噸以上。自動(dòng)化不但降低勞動(dòng)強(qiáng)度，更重要的是使高爐操作穩(wěn)定，對(duì)高爐操作參數(shù)進(jìn)行定量化。這是高爐技術(shù)由粗放型轉(zhuǎn)變到集約型和精細(xì)化的必由之路。 精料 精料是現(xiàn)代高爐生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，近年來世界各國(guó)在精料上都做了大量工作，取得了顯著成效。其中包括提高入爐鐵礦原料品位、提高熟料率、穩(wěn)定入爐原料成分、整粒。與此同時(shí)焦炭質(zhì)量也不斷提高。這些，使高爐冶煉指標(biāo)明顯改善。 采用新技術(shù) 為提高高爐產(chǎn)量，降低能耗，改善環(huán)境，近年來世界各國(guó)在高爐生產(chǎn)中相繼采用了很多新技術(shù)，取得了很 大的成效。 高風(fēng)溫 為 高爐提供更高風(fēng)溫必須提高熱風(fēng)爐拱頂溫度。在高熱值煤氣缺乏的情況下，通過預(yù)熱煤氣和助燃空氣的辦法提高燃燒溫度。通過開發(fā)頂燃式熱風(fēng)爐的燃燒器，使拱頂溫度與風(fēng)溫之間的溫度差縮小 。 同時(shí)采取縮短送風(fēng)時(shí)間，減少拱頂溫度與風(fēng)溫之間的差 。 從提高熱風(fēng)爐的利用效率來提高風(fēng)溫。從控制高爐爐腹煤氣量指數(shù)，降低噸鐵爐腹煤氣量的途徑 。 實(shí)現(xiàn)既降低燃料比，又提高利用系數(shù)達(dá)到強(qiáng)化高爐冶煉方法就要求減少噸鐵入爐風(fēng)量，從而控制高爐入爐風(fēng)量。這樣既能降低鼓風(fēng)能耗，以能提高熱風(fēng)爐的能力。因?yàn)楣娘L(fēng)能耗約占高爐能耗 的 10%，同時(shí)在提高富氧率時(shí)減少噸鐵耗氧量，以及噸鐵加熱鼓風(fēng)的能耗。 隨著原料的改善，噴吹燃料技術(shù)的發(fā)展，操作水平的提高，以及熱風(fēng)爐構(gòu)造和耐火材料的改進(jìn)，高爐風(fēng)溫水平從 20世紀(jì)中期的 500～ 600℃ 提高到 20世紀(jì)后期的 1100～ 1350℃ 。由于風(fēng)溫水平大幅度提高，焦比顯著降低了。 高壓操作 由于高壓操作、富氧鼓風(fēng)等新技術(shù)的廣泛運(yùn)用，以及高爐計(jì)測(cè)儀表的完備，當(dāng)前已經(jīng)具備精確計(jì)算爐腹煤氣量，并作為控制高爐操作的條件。采用高壓爐頂1 緒論 6 后（頂壓力在 ～ ），可使?fàn)t內(nèi)煤氣流速減慢，煤氣流的壓頭 損失減小，在維持一定的壓差條件下，可加大風(fēng)量，強(qiáng)化冶煉，達(dá)到增產(chǎn)的目的。 噴吹燃料 我國(guó)高爐六十年代中期就開始噴吹煤粉，由于風(fēng)溫水平大幅度提高，焦比顯著降低。三十年來在國(guó)內(nèi)普遍推廣，無論在噴煤量還是在噴吹時(shí)間上，都位居世界前列。 富氧鼓風(fēng) 為減少煤氣體積，利于爐況順行，與噴吹燃料相配合，能加大噴吹量，取代更多的焦炭，獲得較理想的經(jīng)濟(jì)效益，根據(jù)高爐生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，在噴吹燃料量固定的條件下，每增加氧量 10％ ，可增產(chǎn) 50％ 。 爐渣處理 爐渣處理有兩種方法：一種是傳統(tǒng)的渣罐出渣，熱 熔渣由渣罐車運(yùn)往爐渣處理場(chǎng)沖制水渣或制成干渣塊；另一種是在爐前設(shè)置水渣和干渣坑兩套設(shè)施。也可只單設(shè)水渣或干渣坑，在爐前就地處理。 能源回收 包括爐頂余壓回收、爐頂均壓煤氣回收、爐渣余熱利用、熱風(fēng)爐廢氣余熱回收。 完善資源的綜合利用和環(huán)保設(shè)施高爐爐渣已經(jīng)得到廣泛利用。我國(guó)目前有多種水渣粒化技術(shù)，設(shè)備基本國(guó)產(chǎn)化。寶鋼 2 號(hào)高爐的國(guó)產(chǎn)轉(zhuǎn)鼓水渣處理工藝在節(jié)能、節(jié)水方面超過國(guó)外技術(shù)。高鋅高爐煤氣灰中的鋅也正在積極回收利用。 大型高爐已經(jīng)裝備了煙塵回收處理設(shè)施、廢水、廢氣進(jìn)行了治理和控制了噪聲。 高 爐長(zhǎng)壽及快速大修 由于高爐大型化的結(jié)果高爐大修對(duì)整個(gè)鋼鐵企業(yè)將產(chǎn)生影響巨大，由于設(shè)備更新資金的短缺，世界各國(guó)都非常關(guān)心高爐的長(zhǎng)壽。各國(guó)都在大力研究改善高爐爐體結(jié)構(gòu)，高爐穩(wěn)定操作和爐體維修技術(shù)。世界各國(guó)都十分重視高爐的長(zhǎng)壽技術(shù)。超過 15 年的長(zhǎng)壽高爐不斷增加，我國(guó)也出現(xiàn)了超過 15年的長(zhǎng)壽高爐，寶鋼 3 號(hào)高爐正在向 20 年的長(zhǎng)壽邁進(jìn)，一代爐役單位爐容產(chǎn)鐵量達(dá)到 7000～ 9000t/m179。，高的達(dá)到 12020t/m179。[1]。 我國(guó)高爐煉鐵技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 近 10 年來，中國(guó)高爐大型化、高效化、現(xiàn)代化、長(zhǎng)壽化、清 潔發(fā)展進(jìn)程加快，煉鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不僅性能顯著提高 ,而且也表現(xiàn)的工藝技術(shù)和裝備水平迅紅河學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 7 速提高，其中一些已進(jìn)入世界領(lǐng)先行列。 煉鐵技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)包括： (1)在今后較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，高爐煉鐵仍將是生鐵生產(chǎn)的主要手段。由于世界焦煤儲(chǔ)量短缺，高爐煉鐵技術(shù)的發(fā)展將在精料的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低焦比，開發(fā)非焦煤能源的利用，如提高煤粉噴吹量。在降低高爐能耗的同時(shí)，發(fā)展長(zhǎng)壽技術(shù)，開發(fā)計(jì)算機(jī)專家系統(tǒng)，爐容逐步大型化。 (2)直接還原法作為高爐煉鐵法的補(bǔ)充，將在鋼鐵工業(yè)發(fā)展中占有一定地位。它可以不用焦炭，而以天然氣、石油、非焦煤等為能源。 20 世紀(jì) 60 年 代進(jìn)入工業(yè)化階段后，直接還原鐵在特殊鋼和優(yōu)質(zhì)鋼的生產(chǎn)中發(fā)揮提高產(chǎn)品質(zhì)量的特殊作用。 （ 3）直接還原法作為高爐煉鐵法的補(bǔ)充，將在鋼鐵行業(yè)中占據(jù)一定的地位。它可以不使用焦炭，轉(zhuǎn)而使用天然氣，石油，非煉焦煤能源。直接還原鐵在 20世紀(jì) 60 年代進(jìn)入工業(yè)化階段后，發(fā)揮了特殊的作用，在生產(chǎn)特殊鋼和優(yōu)質(zhì)鋼提高產(chǎn)品質(zhì)量方面具有重要作用。 （ 4）熔融還原法煉鐵擺脫昂貴的焦炭、天然氣、石油的依賴，縮短了生產(chǎn)流程，減少對(duì)環(huán)境的污染和有利于鐵水在轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)。 1989 年南非鋼鐵公司（ ISCOR）新的 30 萬噸 /年熔融還原設(shè)備投入生產(chǎn) 。 20 世紀(jì) 90 年代，許多國(guó)家的規(guī)劃建設(shè)熔融還原設(shè)備。熔融還原技術(shù)，預(yù)計(jì)將有更大的發(fā)展。 中國(guó)高爐煉鐵雖然已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但和國(guó)外一樣，圍繞實(shí)現(xiàn)高效率，低油耗，高長(zhǎng)壽以及保護(hù)環(huán)境等方面不斷改善和優(yōu)化。 以合理的大型化帶動(dòng)高效化 1 提高富氧率和開發(fā)新爐料 2 提高煤比，降低焦比和燃料比 3 穩(wěn)定高爐操作，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽 4 完善監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高爐的穩(wěn)定順行 5 優(yōu)化流程和配置，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能降耗 6 控制污染排放，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)生產(chǎn) 7 降低鐵鋼比，減少 CO2 排放 8 追求煉鋼零排放，要達(dá)到煉鋼過程零排放，粉塵和污泥尤 其是含鋅粉塵必須循環(huán)利用。魯基公司 2020 年開始研發(fā) Radust 系統(tǒng)，該系統(tǒng)混合噴吹粉塵和燃1 緒論 8 料、氧，將危險(xiǎn)有機(jī)物燃燒，火焰溫度將進(jìn) 3000℃ ，大部分的 Zn、 Pb 和堿金屬揮發(fā)掉，產(chǎn)生的熔渣可以循環(huán)利用，產(chǎn)生的富一氧化碳尾氣進(jìn)行二次燃燒，重金屬以氧化物形式通過粉塵回收。該技術(shù)成功進(jìn)行了半工業(yè)試驗(yàn)，但還沒有實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。目前正在進(jìn)行的項(xiàng)目是將各地的廢棄物進(jìn)行集中處理，轉(zhuǎn)底爐是考慮采用的工藝，每年可處理 50 萬噸，而目前北歐國(guó)家普遍采用填滿處理。采用一套大型設(shè)備集中處理，其投資比每個(gè)廠用小設(shè)備單獨(dú)處理要低得多。 9 要保 持連續(xù)高效的鋼鐵生產(chǎn)，必須對(duì)各工序技術(shù)進(jìn)行整合。北歐鋼廠已付出了巨大的努力，對(duì)各鋼廠內(nèi)部生產(chǎn)系統(tǒng)、地區(qū)鋼鐵生產(chǎn)及與當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的關(guān)系進(jìn)行了整合。 當(dāng)前世界鋼鐵工業(yè)形勢(shì) 目前世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家人均鋼材消費(fèi)量在 400500kg，進(jìn)入工業(yè)化階段的中國(guó)，印度，巴西，阿根廷的發(fā)展中國(guó)家的鋼鐵消費(fèi)量在快速增長(zhǎng)，為世界鋼鐵工業(yè)的發(fā)展注入新的發(fā)展動(dòng)力，發(fā)展中國(guó)家的工業(yè)化進(jìn)程會(huì)使世界鋼鐵工業(yè)至少能夠有 1015 年的繁榮期。 在世界鋼鐵產(chǎn)量不斷增長(zhǎng)的同時(shí)，世界鋼鐵生產(chǎn)的設(shè)備，技術(shù)也不斷發(fā)展與完善，鋼鐵生產(chǎn)呈現(xiàn)出以下 的特征： （ 1）連續(xù)，緊湊，高效化。近終形連鑄，薄板坯連鑄連軋等工藝的開發(fā)，是的鋼鐵生產(chǎn)有了工藝流程緊湊，生產(chǎn)周期短，物料消耗少，生產(chǎn)效率高的一系列優(yōu)點(diǎn)。板坯連鑄連軋技術(shù)是世界積極開發(fā)應(yīng)用的一項(xiàng)重大鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)。 （ 2）設(shè)備水平高端化，智能化。世界開發(fā)應(yīng)用了一批高效，優(yōu)質(zhì)的工藝技術(shù)裝備。如：頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐， lf 剛報(bào)精煉爐等。 （ 3）生產(chǎn)高附加值特征。國(guó)外現(xiàn)代化鋼鐵企業(yè)產(chǎn)品品種構(gòu)成中的冷軋板卷，鍍錫板，鍍鋅板，涂層帶鋼，冷軋硅鋼片，高強(qiáng)度無縫鋼管，高級(jí)造船板等高科技含量，高附加值鋼材產(chǎn)品占鋼材總產(chǎn)量的 60%以上。 （ 4）鋼鐵產(chǎn)業(yè)國(guó)際化