大型高炉技术装备水平与国际接轨

发布时间:2020-03-16 04:25 　作者:　点击量：　

大型高炉技术装备水平与国际接轨

———我国炼铁工序重大装备自主创新和国产化成果评述

 

随着宝钢1号高炉、首钢京唐公司1号和2号高炉、沙钢5800m3高炉的顺利投产，标志着我国高炉大型化水平迈上了一个新的台阶。

大高炉自主创新水平不断提高

    宝钢1号高炉第三代炉役进行了扩容大修，从原4063m3扩容到4966m3，于2009年2月投产。该高炉是完全依靠我国自己的力量建成投产的第一座特大型高炉，包括并罐无料钟装料设备、高炉冷却壁及水系统、炉前泥炮和开口机、水渣处理工艺设备、煤气干法除尘装置、高炉煤气余压发电装置（TRT)等重大装备均为国产装备。目前该高炉各项生产指标良好，各装备使用效果良好。该高炉投产后运行稳定，2010年高炉年产铁量439万吨，年平均焦比281kg/t、煤比180kg/t、风温1240℃，均达到了国际先进水平，代表了我国高炉重大装备的技术水平。随后首钢京唐公司5500m3高炉和沙钢5800m3高炉相继投产，炉容达到了世界之最，也是依靠我国自主集成建设的巨型高炉，除少量关键设备引进外，大部分的设备材料均为国内供应，高炉实现了稳定生产，证明我国高炉建设和装备能力已经接近或达到世界先进水平。

高炉长寿技术取得长足进步

    宝钢3号高炉（4350m3）炉役寿命已经达到了17年，单位炉容产铁量已经超过了14000吨，目前仍在生产中，计划2013年大修，届时高炉的炉役寿命将达到19年，单位炉容产铁量将突破1.5万吨。目前该高炉单位炉容的产量在世界4000m3级以上长寿高炉排位中，仅次于巴西图巴朗1号高炉 ，处于第二位。首钢1号高炉（2536m3）炉役寿命实现了16年，单位炉容产铁量13328吨；3号高炉（2536m3）炉役寿命17年3个月，单位炉容产量13991吨；4号高炉（2100m3）炉役寿命15年7个月，单位炉容产量12467吨，均进入了世界级长寿高炉的行列。

核心技术装备国产化获重大进展

    大型高炉的无料钟装料设备是多年以来都要从国外引进的关键装备，宝钢1号高炉是我国第一座5000m3级巨型高炉，采用了国产新型并罐无料钟炉顶技术装备，首钢京唐公司在2座5500m3的高炉上也采用了其自主开发研制的全国产装备，均取得了满意的生产效果；许多单位目前竞相开发自己的无料钟装备，也都取得了可喜进展。宝钢和有关单位通过产学研结合的方式开发、完善的液压提升无料钟装备，具有完全自主产权，在承钢、天钢、水钢等大型高炉上已经取得了不错的生产业绩；为5000m3级高炉制造的布料器完成了1:1的冷态模型试验，各项指标达到国外同类产品水平。

    随着顶燃式热风炉的广泛推广应用，特别是在中小型高炉中实现了1200℃～1250℃的高风温，顶燃式热风炉的发展趋势看好。各单位开发的顶燃式热风炉技术各有其特点，都取得了不错的业绩和使用效果，使我国的热风炉技术趋于成熟，使高炉的风温水平得到进一步提高。特别是首钢京唐公司的顶燃式热风炉实现了月平均风温稳定在1300℃，为顶燃式热风炉在特大型高炉上的应用打下了基础。

    冷却壁是高炉长寿的关键设备，近年来我国的冷却壁技术获得了较大的发展。武钢有关单位和宝钢有关单位生产的铸铁冷却壁代表着当前国内外铸铁冷却壁水平，不仅在国内大量高炉上应用，还大量出口到国外，使用效果良好，对实现高炉长寿发挥了重要作用。国内有关单位研发的铜板钻孔焊接式铜冷却壁，制造技术稳定，在国内外使用效果良好，甚至比国外产品更加稳定、可靠。国内有关单位生产的埋铜管铸铜冷却壁，其铜管、铸铜的融合度令人满意，在南钢、本钢、沙钢应用效果良好；武钢有关单位也成功开发了铸铜冷却壁。

    高炉炉渣处理多种技术装备并存，均得到了较好的应用效果，包括转鼓法、嘉恒法、明特法等在内，都在不同级别的高炉上稳定运行。有关单位设计的节能环保水渣处理装置，将冲渣产生的蒸汽集中高空排放，改善了操作环境，消除了水渣蒸汽对高炉厂房结构及设备的腐蚀；蒸汽在排放过程中自然冷凝回收，减少了系统补水量；经宝钢等项目的测试数据显示，该方式节水效果明显，冲渣槽加上冷却塔处的硫化物排放总量与带蒸汽冷凝装置工艺的排放总量相当，该工艺与其他带蒸汽冷凝的渣处理工艺相比，年降低电耗约480万kWh，相当于间接减排二氧化碳4785.6吨左右，节能效果明显。该工艺目前已应用于宝钢1、2号高炉等众多大型高炉项目，效果良好。

    目前，高炉煤气干法布袋除尘装备在我国新建的大中型高炉上得到了广泛推广和应用，装备完全实现了国产化，首钢京唐公司2座5500m3高炉均采用了自主开发研制的全干法低压脉冲煤气除尘技术，完全取消了备用的湿法除尘系统，实现了高炉煤气全干法除尘技术的重大突破，其节能环保效果显著，是一项重要的节能环保技术，具有广阔的市场前景。

    炉前泥炮、开口机国产化设备基本可以满足相应大型高炉的需要。宝钢1号高炉采用的国产化设备完全满足高炉的强化冶炼要求；设备本身的故障率、稳定性方面与进口设备相比并不逊色，完全可以替代进口产品。

    在有关装备企业的努力下，不仅热风阀技术完全可以满足国内特大型高炉高风温的需求，而且通过对阀门耐材技术的突破，实现了热风阀整体结构由传统的双层改为单层，使其技术性能达到了更高的水平，耐热风温度1500℃（原1350℃）、压力0.6MPa（原0.5MPa）、冷却水量最小50t/h（原150t/h），并在首钢京唐公司1号、2号5500m3、沙钢5800m3等高炉上获得成功应用。有关单位的连杆蝶阀技术也日趋成熟，已成为大型高炉设备轻型化、紧凑化的标志性阀门，在首钢京唐公司2号、沙钢5800m3等高炉获得了成功应用。

    在焦化装备技术方面，有关单位研发的干熄焦技术拥有自主知识产权，拥有处理规模75t/h～140t/h的系列化干熄焦装备技术，完成了单套处理能力为150t/h～190t/h大型干熄焦装置的工艺技术与装置研发，成果已用于鞍钢、本钢、天铁等110项干熄焦工程上。该技术打破了国外在超大型干熄焦装置技术方面对我国的技术封锁，满足了大型焦炉的需要，2009年荣获国家科学技术进步奖二等奖。

    有关单位研发的拥有完全自主知识产权的6.98m焦炉的成功问世，是我国炼焦行业设计、装备制造、生产管理技术进步的新成就。该焦炉在炉体结构、护炉系统、焦炉烟尘排放控制等方面有明显完善和进步之处，适用于缺乏强黏结性煤的地区，可以满足大型高炉用焦需求；其工艺装备先进、适用，生产运行稳定、可靠，可降低污染物排放，显著提高焦炉生产环保水平。该焦炉已经在鞍钢鲅鱼圈、邯钢、天铁、梅钢、本钢等工程项目上获得成功应用。

    在烧结装备技术方面，有关单位研发了具有自主知识产权的环冷机液密封技术和成套装备，突破了传统结构范畴，从根本上解决了传统环冷机存在的漏风率高、余热利用低、污染严重的问题。涟钢LSCC-420液密封环冷机2009年9月投产运行以来，系统运行稳定，实际漏风率仅为4.7%，节能效果显著，烧结矿成品产量稳定、品质良好。该液密封环冷机除装机容量比普通环冷机少20%～25%外，可提升余热烟气温度20%左右，有利于后续余热回收利用。目前，该技术已成功应用于济钢、涟钢、攀钢等近10余家钢铁企业。

    有关单位研发的烧结综合控制专家系统将复杂的烧结全局控制分解为烧结矿质量优化控制、烧结矿产量控制以及烧结过程能源消耗控制三大指标，开发实时数据库、烧结配料专家模型、烧结加水过程控制专家模型、烧结物料平衡控制专家模型、烧结速度控制和烧结层厚控制模型等核心技术模块，实现了烧结生产全过程的优化控制，推动了烧结专家系统技术的进步。该系统已经成功应用于韶钢、新钢、攀钢、梅钢、太钢、南钢等项目。（2011年10月20日中国冶金报）