【文章內(nèi)容簡介】 理體系情況 公司重視自主創(chuàng)新，不斷完善研發(fā)管理體系。公司制定了研發(fā)項目管理制度與 研發(fā)投入核算體系，有優(yōu)秀的研發(fā)人才團(tuán)隊和良好的激勵機(jī)制， 從制度和體系上保障了新 技術(shù)新產(chǎn)品的開發(fā)工作。公司組建了技術(shù)部，負(fù)責(zé)研發(fā)項目的提出、 實施及管理。 近三年研發(fā)經(jīng)費投入情況 公司歷年來始終把技術(shù)研發(fā)放在重要的地位，在經(jīng)費上予以充分的保障，作為 中小型民營企業(yè)敢于和能于在技術(shù)研 發(fā)上進(jìn)行大量的投資，在行業(yè)內(nèi)并不多見 。公司近三年研發(fā)經(jīng)費投入情況為： 2021 年，公司發(fā)生研發(fā)費用支出共計 萬 元，占當(dāng)年銷售收入的 %；2021 年研發(fā)費用 萬元，占當(dāng)年銷售比例 %； 2021 年研發(fā)費用 萬元，占當(dāng)年銷售比例 %。 外圍研發(fā)資源支持情況 22 本公司在自主創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，積極參與各種行業(yè)技術(shù)交流活動，及時掌握 行業(yè)技術(shù)發(fā)展動態(tài)和有效的市場信息，為公司持續(xù)創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。 公司將積極嘗試開展產(chǎn)學(xué)研合作，以積累技術(shù)創(chuàng)新資源，擴(kuò)展公司的研發(fā)平臺，增強(qiáng)公司的開發(fā)創(chuàng)新能力。 2021 年 10 月，參加在XX 召開的全國非高爐煉鐵專業(yè)學(xué)術(shù)年會，與參會各方面專家學(xué)者進(jìn)行了非高爐煉鐵、粉末冶金、釩鈦磁鐵礦在綜合利用等專業(yè)學(xué)術(shù)交流。與東北工業(yè)大學(xué)、中南大學(xué)粉末冶金學(xué)院、 XX 學(xué)院材料科學(xué)學(xué)院、XX 鋼鐵研究院、武鋼粉末冶金公司、四川龍蟒礦冶公司等院校和企業(yè)達(dá)成產(chǎn)學(xué)研合作共識，目前相關(guān)工作正在聯(lián)絡(luò)進(jìn)行中。 已取得的研發(fā)成果 2021 年， 成功開發(fā)了粉末冶金用霧化鐵粉系列產(chǎn)品， 2021 年，開發(fā)生產(chǎn)了還原用鐵粉系列產(chǎn)品， 該系列產(chǎn)品產(chǎn)銷規(guī)模 已居國內(nèi)行業(yè)前列。公司通過多年的技術(shù)創(chuàng)新和生產(chǎn)實踐， 已取得了突破性的階段性技術(shù)成果， 公司 已將其中的核心技術(shù)向國家知識產(chǎn)權(quán)局申請 2 項發(fā)明專利和 2 項實用新型專利，并獲得授權(quán)或受理。 已獲得授權(quán)的專利為：（ 1）發(fā)明專利“用于豎爐的 防粘布料方法及裝置” ，專利號，專利證書號第 838202 號；（ 2）實用新型專利“ 外燃管式直接還原豎爐” ，專利號 ，專利證書號第1644250 號；（ 3）實用新型專利“ 防粘布料裝置”， 專利號，專利證書號第 1644439 號。 獲得受理的專利為：發(fā)明專利“ 外燃管式直接還原豎爐” ，受理號 。 技術(shù)儲備情況及 研發(fā)的創(chuàng)新戰(zhàn)略與計劃 23 本公司在原有試驗生產(chǎn)線已取得一系列良好成果基礎(chǔ)上，目前正在利用該中試生產(chǎn)線將本公司自主研發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)運用于工業(yè)化生產(chǎn)實踐，盡快實現(xiàn)科技向生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化。今后，公司將利用該中試生產(chǎn)線進(jìn)一步探索直接還原鐵的生產(chǎn)技術(shù)，檢驗并不斷優(yōu)化有關(guān)工藝技術(shù)參數(shù)，為大型外燃管式豎爐直接還原生產(chǎn)線的最終定型做好基礎(chǔ)工作。 設(shè)備基礎(chǔ) 公司成立以來，銳意創(chuàng)新、不斷進(jìn)取，已形成了較為完備的生產(chǎn)設(shè)施設(shè)備條件；為本項目順利實施奠定了良好的基礎(chǔ)。 生產(chǎn)場地條件 本公司位于四川省 XX 市東區(qū)倮果高梁坪工業(yè)園， 該工業(yè)區(qū)創(chuàng)建于 1997 年， 2021 年投入建設(shè)，規(guī)劃建設(shè)面積 3000 畝。東區(qū)政府累計出資 7000 多萬財政資金進(jìn)行園區(qū)場平、公路、水、電等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)完善，基本實現(xiàn)水、電、路、通訊、場平“四通一平”。目前園區(qū)已建面積達(dá) 1600 余畝，目前園區(qū)內(nèi)建成有一座 35KV 變電站， 110KV梁坪變電站正在建設(shè)中。本公司 現(xiàn)有生產(chǎn)場地及研發(fā)場地面積超過15000 平方米，中試生產(chǎn)線已初步建成，各項配套設(shè)施較為完善，可保障項目順利實施。 設(shè)備 設(shè)施 條件 本公司所在地 XX 市是一座礦產(chǎn)資源極其豐富、以鋼鐵為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的城市，每年有近 40 萬噸煉鋼除塵污泥、煉鋼瓦斯泥、瓦斯灰等 24 含鐵廢料產(chǎn)生；同時周邊地區(qū)發(fā)達(dá)的鐵礦采選工業(yè)，可提供大量的鐵精礦粉，為本項目研發(fā)提供了基礎(chǔ)及充足的原材料保障。本 公司擁有超過 15000 平方米生產(chǎn)及研發(fā)場地，擁有能滿足各項研發(fā)工作需要的科研、試驗、現(xiàn)場生產(chǎn)性試驗的先進(jìn)儀器、設(shè)備，研發(fā)環(huán)境及設(shè)備設(shè)施條件均較好地滿足了本項目實施和公司發(fā)展的需求。為順利推進(jìn)本公司煤基豎爐直接還原鐵項目各項工作以及新技術(shù)新產(chǎn)品開發(fā)研究工作， 2021 年 1 月成立了公司技術(shù)中心（設(shè)有技術(shù)開發(fā)部和中心理化實驗室），配置相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員和設(shè)施設(shè)備，公司原有化驗室和原建小型豎爐試驗生產(chǎn)線整體移交給技術(shù)中心用于新技術(shù)、新工藝探索研究，中心所需各項經(jīng)費由公司研發(fā)費專項列支。 本公司已具備的主要設(shè)備設(shè)施見下表 。 表 設(shè)備名稱 規(guī)格型號 用途 數(shù)量 圓盤造球機(jī) 216。3200 造球（含碳球團(tuán)） 1 臺 單段式煤氣爐 216。 為還原爐提供熱量 1 臺 外燃管式豎爐 5 m*4 m * m 含碳球團(tuán)還原焙燒 1 座 球磨機(jī) 216。1200*2400 還原球團(tuán)濕式粉碎 1 臺 磁選機(jī) 216。600*1500 鐵、渣初級分離 1 臺 球磨機(jī) 216。900*2400 鐵粉研磨 10 臺 螺旋分級機(jī) 216。500*6000 除雜 5 臺 磁選機(jī) 216。600*1500 回收鐵中礦 2 臺 壓濾機(jī)（帶式） 帶寬 1000 壓濾尾礦 1 臺 重力沉降室 12m*2m*2m 一次還原爐除塵 1 個 旋風(fēng)除塵器 216。600*1500 一次還原除塵 2 臺 煤氣管道系統(tǒng) 自制 煤氣輸送 2 套 煤氣燃燒系統(tǒng) DN150/DN120 煤氣燃燒控制 2 套 尾氣回收利用系統(tǒng) 自制 一次還原爐尾氣回收利用 2 套 煙氣回收利用系統(tǒng) 自制 煙氣回收利用 2 套 防粘結(jié)布料裝置系統(tǒng) 自制 一次還原爐布料 1 套 出料推料機(jī) 還原爐出料裝置 2 套 冷卻水池 8m*3m*2m 直接冷卻一次還原后的球團(tuán) 1 個 25 公司現(xiàn)有設(shè)備經(jīng)過改造 ,加上添置部分設(shè)備及檢驗設(shè)備，將可形成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線， 完全可以滿足規(guī)模生產(chǎn)需要及產(chǎn)品質(zhì)量要求。 企業(yè)營銷基礎(chǔ) 公司具有較強(qiáng)的營銷能力。有一支熟悉產(chǎn)品技術(shù)、具有營銷專業(yè)知識和經(jīng)驗、綜合素質(zhì)高、開拓能力強(qiáng)、具有敬業(yè)求實精神的營銷人才隊伍。 公司制定了市場發(fā)展規(guī)劃和科學(xué)的營銷戰(zhàn)略，制定了系統(tǒng)的有利于激發(fā)營銷人員積極上進(jìn)，拓展市場的營銷政策，充分調(diào)動積極性，保證圓滿完成營銷任務(wù)。在市場策劃方面，公司通過網(wǎng)絡(luò)和專業(yè)雜志以及各類展示會對產(chǎn)品進(jìn)行大力宣傳，樹立公司產(chǎn)品的品牌形象，提高了公司產(chǎn)品的知名度。 公司精選并分片區(qū)設(shè)置核心銷售人員。 為提高營銷效率，本公司已組織籌建駐成都辦事處并將在項目執(zhí)行期內(nèi)正式開辦經(jīng)營， 同時，公司利用社 會資源鋪設(shè)公司的銷售體系，形成優(yōu)勢互補(bǔ)，實現(xiàn)“雙贏”格局，建立了良好的銷售服務(wù)平臺。 本公司已與攀鋼集團(tuán)有限公司、四川龍蟒鈦業(yè)股份有限公司、河南佰利聯(lián)化學(xué)股份有限公司、廣東云浮惠沄鈦白有限公司等用戶建立了良好的合作關(guān)系，并正在積極與武鋼昆明鋼鐵集團(tuán)有限公司、重慶聚能粉末冶金有限公司等多家企業(yè)進(jìn)行合作準(zhǔn)備，為本項目產(chǎn)品的市場銷售提供了可靠的渠道。 26 技術(shù)創(chuàng)新 解決的難題 在傳統(tǒng)豎爐法直接還原過程中，由于球團(tuán)在豎爐內(nèi)是靠自身的重力而不斷地向下部運動，這種運動不可能十分均勻，而且即使每個球團(tuán)的重量和大小完全相同，靠爐壁處的球團(tuán)與爐中部的球團(tuán)的下行也會快慢不一，滯后和超前的現(xiàn)象十分嚴(yán)重。同時，由于豎爐內(nèi)加熱球團(tuán)的氣流來自兩側(cè)的燃燒室，因而爐內(nèi)加熱球團(tuán)的氣體溫度分布也不均勻。一般情況下靠爐壁處的溫度高，而爐中部則偏低，這正好與爐料的運動相矛盾。以上傳統(tǒng)豎爐固有的工藝缺陷，導(dǎo)致在生產(chǎn)過程中很難保證每個球團(tuán)都達(dá)到焙燒過程和最終固結(jié)強(qiáng)度所需的溫度，因而其成品球團(tuán)礦的強(qiáng)度偏低，離大型高爐要 求的國際標(biāo)準(zhǔn)相差甚遠(yuǎn)。而要想提高成品球團(tuán)礦的強(qiáng)度，就得進(jìn)一步提高加熱氣體的溫度，這將會受到煤氣熱值和爐內(nèi)溫度分布不均勻的影響，如果出現(xiàn)局部高溫，還會引發(fā)球團(tuán)粘連。由于球團(tuán)在爐內(nèi)的運動僅僅是依賴自身的重力，很容易導(dǎo)致結(jié)瘤，嚴(yán)重時會迫使生產(chǎn)中斷。另外，也由于以上原因，球團(tuán)在干燥和預(yù)熱過程中沒有達(dá)到需要的強(qiáng)度，在其不斷的向下運動中，由于料柱壓力和磨損，會產(chǎn)生較多的粉末，直接導(dǎo)致了豎爐成品球團(tuán)礦質(zhì)量的下降。 技術(shù)創(chuàng)新點 欲徹底解決以上豎爐法存在的缺陷，關(guān)鍵在于解決燃燒室加熱效 27 果和解決球團(tuán)粘連兩個主要問題， 本公司通過長期技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)實驗，形成了以下兩項核心技術(shù)成果，已提出專利申請，該兩項技術(shù)成果也是本項目創(chuàng)新的核心內(nèi)容。 外燃管式直接還原豎爐的發(fā)明 本項目研發(fā)的外燃管式直接還原豎爐，包括內(nèi)設(shè)有還原室和燃燒室的爐體，爐體內(nèi)設(shè)置有至少一根兩端開口的還原反應(yīng)管，還原反應(yīng)管的管內(nèi)為還原室，周邊為燃燒室。由于本發(fā)明的外燃管式直接還原豎爐中還原反應(yīng)管的周邊均為燃燒室，因此具有對還原室內(nèi)更好的加熱效果，并且對物料的加熱也更加均勻?？梢?，本發(fā)明的外燃管式直接還原豎爐在實現(xiàn)加熱與還原反應(yīng)相分離的基礎(chǔ)上，能夠?qū)ξ锪线M(jìn)行更為均勻、穩(wěn)定的加熱，因此還原效果較好。 圖 外熱式豎爐直接還原法工藝圖 防粘布料裝置發(fā)明 本項目研發(fā)的可防止物料與反應(yīng)容器內(nèi)壁粘接的防粘布料裝 置，包括設(shè)置在反應(yīng)容器的上端口內(nèi)作為物料通道的布料管，該布料管的 28 外壁與所述 反應(yīng)容器 的內(nèi)壁之間構(gòu)成防粘料的進(jìn)入通道。使用時，進(jìn)行反應(yīng)的物料從布料管的管腔進(jìn)入反應(yīng)容器內(nèi)，而防粘料則從布料管的外壁與反應(yīng)容器的內(nèi)壁之間所構(gòu)成的進(jìn)入通道進(jìn)入反應(yīng)容器，從而使防粘料緊貼反應(yīng)容器的內(nèi)壁下落，既保證防粘料與進(jìn)行還原反應(yīng)的物料不會相互干涉，并且又能夠通過進(jìn)入通道使防粘料形成一個類似于管狀的保護(hù)簾，從而徹底的杜絕了物料與反應(yīng)容器內(nèi)壁粘接的問題。該防粘布料裝置尤其適用于安裝在直接還原豎爐的還原反應(yīng)室的進(jìn)料口處從而防止?fàn)t料與還原反應(yīng) 室的內(nèi)壁發(fā)生粘接。 系統(tǒng)化應(yīng)用創(chuàng)新 利用含鐵廢料作為生產(chǎn)原材料 傳統(tǒng)豎爐法直接還原技術(shù)對原料的適應(yīng)性差，一般只有在用磁鐵礦作原料時效果較好，若采用赤鐵礦或其他礦種作原料，往往在其升溫過程中，球團(tuán)的強(qiáng)度很難提高，要到 1200 ℃以上球團(tuán)的固結(jié)強(qiáng)度才能較迅速地上升，在此溫度以前，球團(tuán)在爐內(nèi)由于強(qiáng)度低和往下運動時的摩擦和料柱的壓力，會產(chǎn)生過量的粉末，在較高溫度下極易產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象。而且赤鐵礦球團(tuán)焙燒對溫度的要求，在豎爐內(nèi)是很難實現(xiàn)的。 本項目對豎爐進(jìn)行了系統(tǒng)化的優(yōu)化改造，克服了傳統(tǒng)豎爐的致命缺陷，改變?nèi)紵液瓦€原室結(jié)構(gòu)、優(yōu)化布料方法，使熱能得到更加充分的利用，同時解決了物料粘結(jié)堵管難題，因此對原料的適應(yīng)性大大加強(qiáng)，現(xiàn)已成功利用煉鋼除塵污泥、煉鋼瓦斯泥、瓦斯灰等含鐵廢料 29 實現(xiàn)了中試生產(chǎn)，為豎爐法的推廣應(yīng)用開辟了新的發(fā)展模式和渠道。 防粘布料方法及裝置在豎爐中的應(yīng)用 在傳統(tǒng)的豎爐法直接還原技術(shù)工藝中，沒有防止?fàn)t料與矩形豎式還原反應(yīng)室內(nèi)壁粘接的措施，爐料與還原反應(yīng)室的內(nèi)壁易發(fā)生粘接問題，不僅影響還原效果，而且會使?fàn)t內(nèi)溫度分布不均勻，導(dǎo)致 能耗的嚴(yán)重浪費和引發(fā)球團(tuán)粘連，情況嚴(yán)重時，還會造成還原爐的阻塞，導(dǎo)致生產(chǎn)的中斷和設(shè)備的損壞。 本項目為解決以上問題，發(fā)明了一種防粘布料裝置，該裝置使用時，進(jìn)行反應(yīng)的物料從布料管的管腔進(jìn)入反應(yīng)容器內(nèi)，而防粘料則從布料管的外壁與反應(yīng)容器的內(nèi)壁之間所構(gòu)成的進(jìn)入通道進(jìn)入反應(yīng)容器，從而使防粘料緊貼反應(yīng)容器的內(nèi)壁下落，既保證防粘料與進(jìn)行還原反應(yīng)的物料不會相互干涉，并且又能夠通過進(jìn)入通道使防粘料形成一個類似于管狀的保護(hù)簾，從而徹底的杜絕了物料與反應(yīng)容器內(nèi)壁粘接的問題。 選用環(huán)保型煤氣發(fā)生爐 豎爐的燃料可采用煤、重油、高爐煤氣等，從目前工業(yè)生產(chǎn)實踐的情況看，豎爐使用氣體燃料時，焙燒效果最好，而且我國煤制氣技術(shù)及產(chǎn)品已日漸成熟，為發(fā)展豎爐工藝提供了可靠的保證。 本項目采用了環(huán)保型的煤氣發(fā)生爐，以型煤為原料制備煤氣為豎爐提供燃料，不僅可保證豎爐良好的燃燒效果，而且經(jīng)濟(jì)環(huán)保，實現(xiàn)了良好的生產(chǎn)效果。如下圖。 30 圖 新型環(huán)保豎爐圖 生產(chǎn)工藝創(chuàng)新 傳統(tǒng)豎爐法的生產(chǎn)工藝 傳統(tǒng)工藝流程圖為 : 圖 傳統(tǒng)豎爐法 工藝流程圖 31 工藝過程 該法的還原過程實質(zhì)是煤中的碳在高溫下氣化生成的CO 與鐵礦石中鐵氧化物發(fā)生多相高溫冶金物化反應(yīng)。還原劑可用非結(jié)焦煤。工藝流程見圖。鐵礦石、煤與石灰石分別閉路破碎、篩分，取合格粒級配料與混合，混合料從爐頂部加入，隨下部排料機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動，物料沿爐身干燥、預(yù)熱、還原、冷卻各段逐步下降。豎爐燃燒室的加熱采用氣體或液體燃料。燃燒室的熱量通過碳化硅磚墻傳入豎爐還原反應(yīng)室并傳導(dǎo)至爐料中心。還原后的排出料包括直接還原鐵、煤灰和未反應(yīng)完的殘煤。經(jīng)磁選分離，大于 3mm 的直接還原鐵入庫；大于3mm 的剩煤可作返煤摻入新煤中再利用。豎爐由 裝料漏斗、干燥段、預(yù)熱段、還原段、水箱冷卻段及螺旋排料機(jī)構(gòu)等組成。反應(yīng)室上部是爐料預(yù)熱段，由一排 5 根φ 280mm 3． 1m 的 AISl310s 不銹鋼管組成，爐料在鋼管內(nèi)既有均勻下料，又有受燃燒廢氣預(yù)熱的作用。反應(yīng)室中部為還原段，由碳化硅磚砌成，高度 10． 4m，截面呈矩形，上口小，下口大，爐型窄、長、高，加熱面