【正文】 技術(shù)和高爐長壽技術(shù)方面的成就斐然，寶鋼特大型高爐的技術(shù)經(jīng)濟指標達到了世界領(lǐng)先水平。差距在于強化冶煉后的高爐的“健康”狀況還不太理想，爐身中下部和爐缸側(cè)壁出現(xiàn)過溫度過高的困擾，從而使高爐的維修量偏大、維修費用偏高。按大型高爐爐缸截面積日均鐵通量年度統(tǒng)計，寶鋼分公司高爐與德國蒂森相比生產(chǎn)率也有差距。在200 kg／t大噴煤和高產(chǎn)條件下實現(xiàn)高爐長壽是今后發(fā)展的總趨勢。高爐的超高量噴煤技術(shù)研究(噴煤占燃料比的一半以上)、長期穩(wěn)定高煤比噴吹技術(shù)(年均220～250 kg／t)保持國際領(lǐng)先水平。研究在原燃料供應(yīng)劣化的形勢下，如何進一步降低能耗、增產(chǎn)減排，開發(fā)具有高量噴煤、低燃料比、保證長期穩(wěn)定運行的高爐冶煉專家系統(tǒng)，開發(fā)特大型高爐干法除塵技術(shù)等。試驗研究成果表明，爐頂還原氣壓力為0．6MPa比0．2 MPa的豎爐生產(chǎn)率提高約1．1倍；還原氣壓力為1 MPa時豎爐生產(chǎn)率可比0．2 MPa提高約2．5倍(見圖10)。而且爐頂壓力提高還使系統(tǒng)的壓力損失大大減少。眾所周知，提高爐頂壓力是降低燃料比、焦比及增產(chǎn)的重要手段，但目前高爐的最高設(shè)計爐頂壓力僅為0．3 MPa，實際應(yīng)用的爐頂壓力僅為0．20～0．25 MPa。煉鐵設(shè)計研究人員對提高高爐爐頂壓力工程問題的研究工作視而不見或視為畏途是不明智的。因為同樣是加入球團和塊礦的HYL一3豎爐，10多年前就在0．55 MPa的爐頂壓力下實現(xiàn)了高效率的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)[4]。長期來，使用塊煤制氣固體排渣的魯奇煤氣化爐也一直在2．0 MPa的爐頂壓力下穩(wěn)定生產(chǎn)[5]，如果煉鐵高爐的最高設(shè)計爐頂壓力為0．40 MPa或0．50 MVa或更高，從而可在比目前高出一倍的生產(chǎn)率下生產(chǎn)鐵水，現(xiàn)有高爐的容積將可減少一半，因此，建議高壓高爐的關(guān)鍵技術(shù)研究應(yīng)作為煉鐵界的專項重大攻關(guān)項目之一來開展。此外，如何進一步提高高爐的非焦煤比例，將入爐焦比降低到200 kg／t以下，也是煉鐵生產(chǎn)和工程技術(shù)人員面臨的重大研發(fā)課題。3現(xiàn)有主要煉鐵方法的比較根據(jù)迄今為止發(fā)表過的最好年均生產(chǎn)數(shù)據(jù)或示范工程的最佳試驗數(shù)據(jù)，按照華東沿海地區(qū)鋼廠鐵礦石全部進口，煤焦全部由國內(nèi)市場供應(yīng)，工廠設(shè)備國產(chǎn)化率95％的相同條件，對現(xiàn)有主要煉鐵方法的生產(chǎn)率、成本、設(shè)備利用率、投資等技術(shù)經(jīng)濟指標做了大致比較，見表5。煉鐵工藝技術(shù)的發(fā)展的總趨勢：擴大使用粉礦、粉煤及非焦煤比例，進一步降低人爐焦比，盡可能降低工序成本，最大限度地減少單位產(chǎn)品的能耗及污染物排放，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。20世紀90年代，中國在天津無縫鋼管廠建成投產(chǎn)了215萬t回轉(zhuǎn)窯直接還原生產(chǎn)裝置，1998年，寶鋼開發(fā)了水煤漿加壓氣化煤合成氣一豎爐結(jié)合的BL法直接還原新工藝，但由于缺乏廉價充足的天然氣(煤氣)供應(yīng)，中國一直未能建成氣基直接還原工業(yè)生產(chǎn)裝置，中國在直接還原煉鐵工藝技術(shù)上與國際上有很大的差距。根據(jù)中國的資源條件及國際市場石油天然氣近10年來持續(xù)漲價的趨勢，中國在直接還原煉鐵工藝工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的研究發(fā)展方向是：主要立足于非焦煤粉加壓氣化生產(chǎn)合成煤氣及鋼鐵廠剩余轉(zhuǎn)爐煤氣、焦爐煤氣，經(jīng)過凈化、加熱后用于大中型直接還原豎爐或流化床生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)直接還原鐵DRI代替廢鋼。2007年11月在浦鋼搬遷羅涇工程中，寶鋼建成投產(chǎn)了COREX一3000熔融還原煉鐵裝置(圖11)，目前正在建設(shè)第2臺COREX一3000。寶鋼引進COREX工藝節(jié)省了前期開發(fā)過程的時間和資金投入，而且可在COREX基礎(chǔ)上進一步開發(fā)創(chuàng)新，有可能形成自主知識產(chǎn)權(quán)的非高爐煉鐵專有技術(shù)，為推動煉鐵技術(shù)進步做出新貢獻。與高爐法相比，目前COREX一3000熔融還原煉鐵生產(chǎn)裝置在鐵水成本、設(shè)備利用率、原料使用范圍方面還有較大差距。還有較大的技術(shù)創(chuàng)新空間。直接利用粉礦粉煤的H[smelt法對鋼鐵界經(jīng)營者有很大的吸引力，但該工藝要實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)在熱煤氣利用、提高設(shè)備利用率及降低爐襯成本方面還有很長的路要走，應(yīng)在擁有豐富廉價高磷鐵礦資源的地區(qū)和企業(yè)強化對鐵浴法熔融還原煉鐵工藝及裝置的研究開發(fā)工作，因地制宜研制出適合中國國情的低成本鐵浴法熔融還原煉鐵工藝。中國在非高爐煉鐵工藝研究開發(fā)工作方面的主要差距在于缺少類似韓國浦項FINEX(圖12)或HIsmelt的影響很大的原創(chuàng)性、有特色、開展過工業(yè)化試驗或生產(chǎn)并擁有知識產(chǎn)權(quán)的重大研究成果。寶鋼在引進的COREX一3000投產(chǎn)后，以克服COREX的缺陷即以使用粉礦、粉煤利用技術(shù)開發(fā)為突破口，并與氫冶金的思路相結(jié)合，在消化吸收完善COREX工藝設(shè)備基礎(chǔ)上，進行技術(shù)創(chuàng)新的試驗研究，研發(fā)工作的目標是發(fā)展熔融還原技術(shù)4一種低焦比高爐煉鐵新工藝中國發(fā)明專利200810033923．1提出了一種低焦比高爐煉鐵新工藝——將粉煤氣化形成高溫熱煤氣噴人高爐以煤代焦[6]，流程圖見圖13。其主要特點是，將干粉煤在氣化爐內(nèi)進行加壓氣化，產(chǎn)生的熱煤氣用凈化脫除CO2后的冷高爐煤氣激冷到950～1050℃，然后噴人高爐爐身中部軟熔帶根部上面，使高爐爐料在到達軟熔帶時金屬化率達到90％～95％，這樣可將大型高爐的焦比降低到200 kg／t以下。本方法避開了高爐爐腹煤氣量指數(shù)的限制，在低于爐料流態(tài)化流速下可通過提高還原氣流速強化直接還原過程，使爐身達到接近MIDREX的高生產(chǎn)率，爐缸采用全氧噴煤強化熔煉，具有氧氣化鐵爐的效率，生產(chǎn)率可望比傳統(tǒng)高爐高出30％～50％。此前報道過的各種高爐爐頂煤氣噴吹工藝方案、歐洲鋼鐵業(yè)降低CO2排放的ULCOS方案、高爐噴吹還原性氣體的專利，都可能會被冶金煤氣加熱過程中400～800℃必然發(fā)生的嚴重析炭反應(yīng)所部分煤氣輸出困擾而難以工程化。因本方法進入高爐前的煤氣溫度在800℃以上，不會發(fā)生析炭反應(yīng)。本方法充分利用成熟而已超大型化的高爐技術(shù)，去掉了COREX高溫區(qū)的大量活動部件(DRI螺旋排料機、推料板＼煤旋轉(zhuǎn)布料器)及十分復(fù)雜的發(fā)生煤氣處理系統(tǒng)和熔融氣化爐上部調(diào)劑等自動控制系統(tǒng)，可達到比COREX更經(jīng)濟、更環(huán)保、生產(chǎn)率更高的效果。5結(jié)語本文對現(xiàn)有主要煉鐵工藝的優(yōu)缺點和研發(fā)的方向做了一個簡要的評述。討論了中國煉鐵工藝的差距和努力方向。在今后相當長時期內(nèi)，熱效率很高、技術(shù)設(shè)備已完善，大型化、長壽化的高爐流程在中國將繼續(xù)是主要產(chǎn)鐵設(shè)備，繼續(xù)占據(jù)統(tǒng)治地位。在煉鐵工序的結(jié)構(gòu)優(yōu)化中重點應(yīng)抓好高爐流程的優(yōu)化，高爐流程優(yōu)化的主要目標是進一步降低能耗，節(jié)省資源、改善環(huán)保。高爐流程的發(fā)展方向是用足設(shè)計爐頂壓力，節(jié)能降耗，節(jié)省使用焦炭等優(yōu)質(zhì)能源，降低生產(chǎn)成本，減少污染物排放量，實現(xiàn)煉焦廠、燒結(jié)廠的清潔生產(chǎn)，建設(shè)生態(tài)型鋼鐵企業(yè)。高爐應(yīng)千方百計減少高爐噸鐵冶金焦的耗用量，爭取實現(xiàn)半煤半焦，目標是超越COREX，通過開發(fā)新的以煤代焦技術(shù)，將大型高爐的入爐焦比降低到200 kg／t以下。提高傳統(tǒng)煉鐵工藝的競爭力和生存力。在直接還原煉鐵工藝工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的研究發(fā)展方面，加強研究非焦粉煤加壓氣化生產(chǎn)合成煤氣及利用煉鋼煉焦剩余煤氣，經(jīng)過凈化、加熱后用于大中型直接還原豎爐或流化床生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)直接還原鐵DRI代替廢鋼的工藝技術(shù)和裝備研發(fā)，盡快形成中國特色的煤基大型直接還原鐵生產(chǎn)技術(shù)。在寶鋼引進的COREX一3000的基礎(chǔ)上，完善COREX工藝設(shè)備，以開發(fā)擴大使用粉礦、粉煤技術(shù)為突破口，開展創(chuàng)新非高爐煉鐵技術(shù)的試驗研究，研發(fā)工作的目標是發(fā)展有中國特色的熔融還原工藝，促進煉鐵技術(shù)的進步，創(chuàng)造世界領(lǐng)先水平的新煉鐵流程。34 /