【文章內容簡介】 26 座。 1980 年全國產鐵 3802 萬噸，居世界第四位。 世界 4000～ 5500m3 的大型高爐已有約 30 座，高爐最長壽命達 16 年，一代爐役的單位爐容出鐵量達 10000t／ m3 。 1 緒論 2 中國鋼鐵業(yè)急需升級換代 及展望 高爐煉鐵技術，適合于那些工業(yè)化初步發(fā)展的國家，生產大路貨、初級鋼材，但在發(fā)達國家，高爐技術需要更加先進和創(chuàng)新。作為世界上第一鋼鐵生產大國，世界鐵礦第一進口大國，世界鋼鐵業(yè)初級鋼材第一出口大國，世界鋼鐵第一進口大國，世界鋼鐵產業(yè)人數(shù)最多的國家，世界鋼鐵廠最 多的國家，中國必須認真思考中國鋼鐵業(yè)的下一步發(fā)展戰(zhàn)略。不能以推動就業(yè)為借口，把鋼鐵業(yè)的發(fā)展寄托在國家的巨型投資拉動鋼鐵業(yè)的繁榮，而要認真的思考減少污染，提高產品附加值和適應市場的實際需求，實現(xiàn)鋼鐵業(yè)的產業(yè)升級，效益升級。 進入新世紀后，國家冶金工業(yè)技術裝備政策和煉鐵技術的發(fā)展將要求盡快淘汰落后裝備。因此利用高爐大修的時機，采用成熟、適用的先進技術對高爐進行改造，滿足漣鋼發(fā)展的需要已勢在必行。 20xx 年是 “十二五 ”的開局之年，我國政府在國內物價上漲壓力較大、國際經濟持續(xù)動蕩的背景下，在控物價、穩(wěn)增長和調結構 中尋求平衡，實現(xiàn)了有效遏制物價過快上漲，保持了經濟平穩(wěn)較快發(fā)展的預期目標。 20xx 年我國鋼鐵工業(yè)總體運行態(tài)勢良好，國內鋼鐵市場因基礎設施投資和工業(yè)生產的平穩(wěn)增長，特別是國家對于保障性住房投資力度的加大，需求較為旺盛，帶動鋼鐵生產大幅增長。但在供大于求和鋼材金融屬性日益增強的情況下，國內鋼鐵市場波動頻繁。 20xx 年我國經濟仍將面臨國際經濟環(huán)境不穩(wěn)定、外需放緩的局面，同時國內經濟在經濟結構調整、轉變經濟發(fā)展方式的方針指引下，增速也將適度放緩。轉變經濟發(fā)展方式將降低單位國內生產總值鋼鐵消費強度，這對于鋼鐵工業(yè) 來說既是機遇也是挑戰(zhàn)。鋼鐵工業(yè)將在 “十二五 ”規(guī)劃和市場對資源有效配置的共同作用下，逐步提升產品質量，調整結構，推動鋼鐵工業(yè)轉型升級，提高鋼鐵工業(yè)整體競爭力，逐步改變中國鋼鐵業(yè)多年來 “大而不強 ”的局面，向鋼鐵強國邁出堅實的步伐。 原料檢測設備 （ 1）高爐煉鐵對精料的要求 精料就是全面改進原燃料的質量，為降低焦比和提高冶煉強度打下物質基礎。保證高爐能在大風、高壓、高風濕、高負荷的生產條件下仍然能穩(wěn)定運行。 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認識的共同結論 。 ”它是一條根本的準則。 紅河學院本科畢業(yè)論文（設計） 3 精料的具體內容可概括為 “高、熟、凈、勻、小、穩(wěn) ”六個字，此外，應注意高溫冶金性能及合理的爐料結構?；蛘吒郀t精料方針的內容歸結為： “高、熟、凈、勻、小、少、好 ”）。 休風率 休風率是指休風時間占全年日歷時間的百分數(shù)。降低休風率是高爐增產的重要途徑一般高爐休風率低于 2％。 生鐵合格率 生鐵合格率是指化學成分符合規(guī)定要求的生鐵量占全部生鐵產量的百分數(shù)，是評價高爐優(yōu)質生產的主要指標。 主要經濟技術指標 在研究分析國內 20xx 高爐原燃料條件和實際技術 經濟指標的基礎上，結合漣鋼的實情和現(xiàn)有高爐的生產經驗，確定了高爐的主要技術經濟指標見下表 11。該指標體現(xiàn)了國內外同類型高爐的先進性。下表 11 為漣鋼 2200 級高爐主要技術經濟指標． 1 緒論 4 表 11 漣鋼 2200 級高爐主要技術經濟指標 指標名稱 指標 備注 高爐有效容積； m179。 2200 年平均利用系數(shù)； t/m179。d — 設備能力 燃料比； kg/tFe 500 焦比； kg/tFe ≤350 煤比； kg/tFe 150 設備能力 200 爐頂壓力； MPa 設備能力 熱風溫度； ℃ 1200～ 1500 設備能力 1250 富氧率； % 1～ 3 入爐風量； 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 年產生鐵； 410 t/a 154～ 設備能力 210 年產生渣； 410 t/a 54～ 61 高爐煤氣產生量； 410 N/h 32～ 高爐一代壽命； a 15 熱風爐一代壽命； a 30 近代高爐煉鐵技術發(fā)展 我國是世界上最早掌握煉鐵技術的國家之一，其歷史可以追溯到公元 5 世紀。但是 19 世紀中葉以來，由于眾所周知的原因，在很長一個歷史時期內，我國煉鐵技術處在被動落后的狀態(tài)。 1949 年新中國成立后，中國煉鐵工業(yè)經過 5O多年的發(fā)展，面貌煥然一新 ，取得了重大進步。自 1994 年以來我國生鐵產量一直位居世界第一， 20xx 年，全國鋼產量達到 1． 5 億噸，部分高爐的技術經濟指標達到、接近世界領先或世界先進水平，這表明高爐操作技術有了新的進展。 自五十年代末以來，世界各國高爐容積不斷擴大，產量不斷增加，據(jù)不完全紅河學院本科畢業(yè)論文（設計） 5 統(tǒng)計，目前世界上大于 20xx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、高風溫、超高壓爐頂?shù)痊F(xiàn)代技術上的，故大型高爐生產效率高。目前利用系數(shù)達到 ／米 日。到 20世紀后期容積增大到 4000～5000 m179。，最 大的達 5500 m179。，日產鐵萬噸以上。自動化不但降低勞動強度，更重要的是使高爐操作穩(wěn)定，對高爐操作參數(shù)進行定量化。這是高爐技術由粗放型轉變到集約型和精細化的必由之路。 精料 精料是現(xiàn)代高爐生產的物質基礎，近年來世界各國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。與此同時焦炭質量也不斷提高。這些，使高爐冶煉指標明顯改善。 采用新技術 為提高高爐產量，降低能耗，改善環(huán)境，近年來世界各國在高爐生產中相繼采用了很多新技術，取得了很 大的成效。 高風溫 為 高爐提供更高風溫必須提高熱風爐拱頂溫度。在高熱值煤氣缺乏的情況下，通過預熱煤氣和助燃空氣的辦法提高燃燒溫度。通過開發(fā)頂燃式熱風爐的燃燒器，使拱頂溫度與風溫之間的溫度差縮小 。 同時采取縮短送風時間，減少拱頂溫度與風溫之間的差 。 從提高熱風爐的利用效率來提高風溫。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 。 實現(xiàn)既降低燃料比，又提高利用系數(shù)達到強化高爐冶煉方法就要求減少噸鐵入爐風量，從而控制高爐入爐風量。這樣既能降低鼓風能耗，以能提高熱風爐的能力。因為鼓風能耗約占高爐能耗 的 10%，同時在提高富氧率時減少噸鐵耗氧量，以及噸鐵加熱鼓風的能耗。 隨著原料的改善，噴吹燃料技術的發(fā)展，操作水平的提高，以及熱風爐構造和耐火材料的改進，高爐風溫水平從 20世紀中期的 500～ 600℃ 提高到 20世紀后期的 1100～ 1350℃ 。由于風溫水平大幅度提高，焦比顯著降低了。 高壓操作 由于高壓操作、富氧鼓風等新技術的廣泛運用，以及高爐計測儀表的完備，當前已經具備精確計算爐腹煤氣量，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 ～ ），可使爐內煤氣流速減慢，煤氣流的壓頭 損失減小，在維持一定的壓差條件下，可加大風量，強化冶煉，達到增產的目的。 噴吹燃料 我國高爐六十年代中期就開始噴吹煤粉，由于風溫水平大幅度提高，焦比顯著降低。三十年來在國內普遍推廣，無論在噴煤量還是在噴吹時間上，都位居世界前列。 富氧鼓風 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，獲得較理想的經濟效益，根據(jù)高爐生產經驗，在噴吹燃料量固定的條件下，每增加氧量 10％ ，可增產 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 熔渣由渣罐車運往爐渣處理場沖制水渣或制成干渣塊；另一種是在爐前設置水渣和干渣坑兩套設施。也可只單設水渣或干渣坑，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、熱風爐廢氣余熱回收。 完善資源的綜合利用和環(huán)保設施高爐爐渣已經得到廣泛利用。我國目前有多種水渣粒化技術，設備基本國產化。寶鋼 2 號高爐的國產轉鼓水渣處理工藝在節(jié)能、節(jié)水方面超過國外技術。高鋅高爐煤氣灰中的鋅也正在積極回收利用。 大型高爐已經裝備了煙塵回收處理設施、廢水、廢氣進行了治理和控制了噪聲。 高 爐長壽及快速大修 由于高爐大型化的結果高爐大修對整個鋼鐵企業(yè)將產生影響巨大，由于設備更新資金的短缺，世界各國都非常關心高爐的長壽。各國都在大力研究改善高爐爐體結構，高爐穩(wěn)定操作和爐體維修技術。世界各國都十分重視高爐的長壽技術。超過 15 年的長壽高爐不斷增加，我國也出現(xiàn)了超過 15年的長壽高爐，寶鋼 3 號高爐正在向 20 年的長壽邁進，一代爐役單位爐容產鐵量達到 7000～ 9000t/m179。，高的達到 120xxt/m179。[1]。 我國高爐煉鐵技術的發(fā)展趨勢 近 10 年來，中國高爐大型化、高效化、現(xiàn)代化、長壽化、清 潔發(fā)展進程加快，煉鐵技術經濟指標不僅性能顯著提高 ,而且也表現(xiàn)的工藝技術和裝備水平迅紅河學院本科畢業(yè)論文（設計） 7 速提高，其中一些已進入世界領先行列。 煉鐵技術的發(fā)展趨勢包括： (1)在今后較長時期內，高爐煉鐵仍將是生鐵生產的主要手段。由于世界焦煤儲量短缺，高爐煉鐵技術的發(fā)展將在精料的基礎上進一步降低焦比，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，發(fā)展長壽技術，開發(fā)計算機專家系統(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 60 年 代進入工業(yè)化階段后，直接還原鐵在特殊鋼和優(yōu)質鋼的生產中發(fā)揮提高產品質量的特殊作用。 （ 3）直接還原法作為高爐煉鐵法的補充，將在鋼鐵行業(yè)中占據(jù)一定的地位。它可以不使用焦炭，轉而使用天然氣，石油，非煉焦煤能源。直接還原鐵在 20世紀 60 年代進入工業(yè)化階段后，發(fā)揮了特殊的作用，在生產特殊鋼和優(yōu)質鋼提高產品質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，縮短了生產流程，減少對環(huán)境的污染和有利于鐵水在轉爐煉鋼生產。 1989 年南非鋼鐵公司（ ISCOR）新的 30 萬噸 /年熔融還原設備投入生產 。 20 世紀 90 年代，許多國家的規(guī)劃建設熔融還原設備。熔融還原技術，預計將有更大的發(fā)展。 中國高爐煉鐵雖然已達到國際先進水平，但和國外一樣，圍繞實現(xiàn)高效率，低油耗，高長壽以及保護環(huán)境等方面不斷改善和優(yōu)化。 以合理的大型化帶動高效化 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，實現(xiàn)長壽 4 完善監(jiān)測控制系統(tǒng)，實現(xiàn)高爐的穩(wěn)定順行 5 優(yōu)化流程和配置，實現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能降耗 6 控制污染排放，實現(xiàn)達標生產 7 降低鐵鋼比，減少 CO2 排放 8 追求煉鋼零排放，要達到煉鋼過程零排放，粉塵和污泥尤 其是含鋅粉塵必須循環(huán)利用。魯基公司 20xx 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，將危險有機物燃燒，火焰溫度將進 3000℃ ，大部分的 Zn、 Pb 和堿金屬揮發(fā)掉，產生的熔渣可以循環(huán)利用，產生的富一氧化碳尾氣進行二次燃燒，重金屬以氧化物形式通過粉塵回收。該技術成功進行了半工業(yè)試驗，但還沒有實現(xiàn)商業(yè)化。目前正在進行的項目是將各地的廢棄物進行集中處理，轉底爐是考慮采用的工藝，每年可處理 50 萬噸，而目前北歐國家普遍采用填滿處理。采用一套大型設備集中處理，其投資比每個廠用小設備單獨處理要低得多。 9 要保 持連續(xù)高效的鋼鐵生產，必須對各工序技術進行整合。北歐鋼廠已付出了巨大的努力，對各鋼廠內部生產系統(tǒng)、地區(qū)鋼鐵生產及與當?shù)厣鐓^(qū)的關系進行了整合。 當前世界鋼鐵工業(yè)形勢 目前世界主要發(fā)達國家人均鋼材消費量在 400500kg，進入工業(yè)化階段的中國，印度，巴西，阿根廷的發(fā)展中國家的鋼鐵消費量在快速增長，為世界鋼鐵工業(yè)的發(fā)展注入新的發(fā)展動力，發(fā)展中國家的工業(yè)化進程會使世界鋼鐵工業(yè)至少能夠有 1015 年的繁榮期。 在世界鋼鐵產量不斷增長的同時，世界鋼鐵生產的設備，技術也不斷發(fā)展與完善，鋼鐵生產呈現(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)，是的鋼鐵生產有了工藝流程緊湊，生產周期短，物料消耗少，生產效率高的一系列優(yōu)點。板坯連鑄連軋技術是世界積極開發(fā)應用的一項重大鋼鐵生產技術。 （ 2）設備水平高端化，智能化。世界開發(fā)應用了一批高效，優(yōu)質的工藝技術裝備。如：頂?shù)讖秃洗禑掁D爐， lf 剛報精煉爐等。 （ 3）生產高附加值特征。國外現(xiàn)代化鋼鐵企業(yè)產品品種構成中的冷軋板卷，鍍錫板，鍍鋅板，涂層帶鋼，冷軋硅鋼片，高強度無縫鋼管，高級造船板等高科技含量，高附加值鋼材產品占鋼材總產量的 60%以上。 （ 4）鋼鐵產業(yè)國際化特征。以 20xx 年全球鋼產量最大的鋼鐵企業(yè)