煉鐵技術(shù)

記者 呂林

“我國鋼鐵工業(yè)在全球鋼鐵市場上的地位很高，粗鋼產(chǎn)量已經(jīng)占據(jù)全球粗鋼產(chǎn)量的半壁江山，不應(yīng)該再一味追求數(shù)量，而應(yīng)該提高質(zhì)量，在提高煉鐵效率上下功夫，切實(shí)提高煉鐵技術(shù)水平，做煉鐵技術(shù)的領(lǐng)先者。”11月16日，2017年全國煉鐵廠廠長管理經(jīng)驗(yàn)交流座談會在武漢舉行，中國工程院院士張壽榮到會致辭，并強(qiáng)調(diào)了上述觀點(diǎn)。

此次會議由中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會高爐生產(chǎn)技術(shù)專家委員會主辦，武鋼有限公司科協(xié)、武鋼煉鐵廠及相關(guān)行業(yè)企業(yè)協(xié)辦。來自國內(nèi)鋼鐵企業(yè)煉鐵廠的廠長、煉鐵專家以及煉鐵相關(guān)領(lǐng)域人士參加了會議，就高爐煉鐵技術(shù)與操作管理等問題展開了交流。

新形勢對高爐煉鐵提出新要求

鋼協(xié)副秘書長王穎生指出，2015年底，全國約有高爐1100座，其中小于1200立方米的高爐數(shù)量占75%。而2016年304家規(guī)范企業(yè)上報情況顯示，全國共有高爐963座。我國2016年淘汰高爐91座，2017年以來淘汰高爐30座。目前，我國約有高爐1000座，其中3000立方米以上的高爐有45座。

2017年1月~9月份，我國生鐵產(chǎn)量為5.46億噸，同比增加1697萬噸，增長3.3%；平均日產(chǎn)生鐵200.05萬噸，同比增加6.92萬噸；煉鋼生鐵制造成本為1991元/噸，廢鋼采購成本為1521元/噸，煉鋼生鐵制造成本比廢鋼采購成本高470元/噸。2016年以來，轉(zhuǎn)爐煉鋼噸鋼廢鋼消耗量呈增加趨勢。2016年噸鋼廢鋼消耗量為64.38千克，截至2017年8月份增加至93.73千克。

我國4000立方米以上大高爐的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)比較先進(jìn)。2015年我國4000立方米以上高爐的渣比平均為299.24千克/噸，2016年為297.5千克/噸，今年上半年為296.71千克/噸；近3年礦耗基本穩(wěn)定在1618千克/噸，入爐綜合品位為59%~60%。2017年上半年，20座3000立方米~4000立方米高爐的焦比平均為388.35千克/噸，煤比為137.80千克/噸；4000立方米以上22座高爐焦比平均為346.46千克/噸，煤比平均為156.48千克/噸。

王穎生指出，黨的十九大提出了建設(shè)富強(qiáng)民主和諧美麗的社會主義現(xiàn)代化強(qiáng)國的目標(biāo)。新形勢下，隨著我國環(huán)保方面的要求越來越嚴(yán)，我國對煉鐵系統(tǒng)的要求也會越來越高。這將促使我國煉鐵生產(chǎn)技術(shù)發(fā)生較大的變化。我國高爐煉鐵將朝著高爐座數(shù)減少、大型化、智能化、成本優(yōu)化、安全綠色、長期穩(wěn)定運(yùn)行的方向發(fā)展。

經(jīng)驗(yàn)交流促進(jìn)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步

鋼協(xié)市場調(diào)研部副處長姜曦就目前行業(yè)熱點(diǎn)問題——高爐冷卻壁的使用情況進(jìn)行了分析。來自寶武集團(tuán)、馬鋼、安鋼、沙鋼的煉鐵廠代表分別介紹了自己廠在生產(chǎn)技術(shù)、操作管理、設(shè)備維護(hù)等方面的經(jīng)驗(yàn)。

姜曦指出，銅冷卻壁狀態(tài)的好壞將對高爐的長壽和順行產(chǎn)生重要影響。國內(nèi)30余家鋼鐵企業(yè)83座高爐銅冷卻壁使用情況調(diào)研結(jié)果顯示，83座高爐中有30座高爐曾發(fā)生過銅冷卻壁損壞，占比高達(dá)36.14%；共1189塊銅冷卻壁損壞，損壞的銅冷卻壁平均使用年限僅為6.3年。如何進(jìn)一步改善銅冷卻壁運(yùn)行情況，并延長銅冷卻壁使用壽命，是鋼鐵企業(yè)要解決的一個重要問題。

她認(rèn)為，延長銅冷卻壁使用壽命是一項系統(tǒng)工程，鋼企需要從以下幾個方面努力——

努力方向

一是改善銅冷卻壁的設(shè)計工藝，提高制造質(zhì)量，主要包括改善冷卻壁的尺寸和材質(zhì)、水管的形狀和材質(zhì)、燕尾槽的尺寸、鑲磚材質(zhì)等；

二是提高冷卻壁安裝及鑲磚、搗料等的施工質(zhì)量；

三是優(yōu)化高爐內(nèi)型參數(shù)，確保煤氣流合理分布；

四是提倡精料，完善高爐操作管理制度，調(diào)整氣流分布，提高銅冷卻壁渣皮穩(wěn)定性；

五是開發(fā)新技術(shù)，提高冷卻壁的監(jiān)測及修復(fù)水平。

沙鋼煉鐵廠生產(chǎn)主任張勇總結(jié)了沙鋼5800立方米高爐中修更換銅冷卻壁的經(jīng)驗(yàn)。他介紹，2016年該廠5800立方米高爐冷卻壁出現(xiàn)漏水情況后，爐況的穩(wěn)定性很差，不易操控，爐身渣皮頻繁脫落，邊緣氣流不穩(wěn)，爐體熱負(fù)荷指標(biāo)居高不下，盡管該廠嘗試了各種調(diào)整手段，卻收效甚微。今年5月份，沙鋼痛下決心，組織了中修，更換了六段、七段冷卻壁，徹底解決了冷卻壁漏水的問題。

寶武集團(tuán)寶鋼股份本部煉鐵廠高爐爐長居勤章介紹了寶鋼2號高爐爐役后期生產(chǎn)狀況。他表示，2號高爐（2代）投產(chǎn)已近11年，處于爐役后期；當(dāng)前在長壽維護(hù)方面面臨冷卻板破損增多、爐皮本體開裂、冷卻板根部焊縫開裂跑煤氣、爐缸側(cè)壁溫度升高等問題。針對這些問題，該廠采取了鐵板焊補(bǔ)或通水十字筋板、爐身噴涂和硬質(zhì)壓入、冷卻板查漏更換，以及一系列爐缸長壽維護(hù)措施，使高爐得以穩(wěn)定順行。

寶武集團(tuán)武鋼高爐分廠廠長李向偉介紹了武鋼有限煉鐵技術(shù)進(jìn)步的情況。他指出，2017年是寶武集團(tuán)重組、武鋼有限成立、鐵廠整合、勞動效率提升的一年。武鋼有限煉鐵廠對標(biāo)寶山基地，不斷優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)，理順管理流程，穩(wěn)步提質(zhì)增效，系統(tǒng)降低成本，兼顧現(xiàn)狀和后續(xù)規(guī)劃，按公司機(jī)構(gòu)改革的整體安排，分步、有序、穩(wěn)定推進(jìn)原煉鐵和原燒結(jié)（含代管工業(yè)港料場部分）的全面整合，并在此基礎(chǔ)上取得了技術(shù)進(jìn)步與成本降低的成效。在取得了消化熟料率降低、噴吹煤熱值降低、煤比提高等一系列好成績后，該廠第三季度燃料比降低到504.5千克/噸，前三季度累計燃料比為509千克/噸，同比降低13.4千克/噸。

馬鋼三鐵總廠高級技術(shù)主管高鵬分享的馬鋼4000立方米高爐長周期穩(wěn)定順行的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)獲得了與會者的好評。他表示，馬鋼創(chuàng)新體制機(jī)制，于2014年5月份成立了公司鐵前職能管理部門，推行高爐體檢制度，并建立鐵前體系預(yù)警機(jī)制，變事后被動調(diào)節(jié)為事先預(yù)警控制，同時優(yōu)化高爐操作制度，從而實(shí)現(xiàn)高爐穩(wěn)定順行、指標(biāo)提升、成本下降。2014年3月份至今，馬鋼三鐵總廠兩座4000立方米高爐同時穩(wěn)定運(yùn)行近1350天，高爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)持續(xù)提升。

安鋼煉鐵廠首席專家王雪峰介紹的該廠在環(huán)保限產(chǎn)形勢下高爐較長時間休風(fēng)（非計劃）時爐況恢復(fù)的經(jīng)驗(yàn)受到了與會者的關(guān)注。在頻繁地燜爐、開停爐和降料面搶修后開停爐的情況下，該廠制訂了科學(xué)合理的開停爐方案，確保了高爐的安全、穩(wěn)定、順利運(yùn)行，其間未發(fā)生任何生產(chǎn)安全事故，取得了良好的效果。

面對國際競爭以及環(huán)保的要求，國內(nèi)部分有遠(yuǎn)見的鋼鐵企業(yè)都在結(jié)合各自的實(shí)際情況尋求發(fā)展非高爐煉鐵技術(shù)，并已經(jīng)走在了國際同行的前列。非高爐煉鐵包含直接還原和熔融還原。直接還原是指在低于熔化溫度之下還原成海綿鐵的煉鐵生產(chǎn)過程，其產(chǎn)品叫直接還原鐵，也稱海綿鐵（DRI），此類工藝有很多，國內(nèi)宜選用的是HYL-ZR工藝（希爾自重整法）；熔融還原是指一切不用高爐冶煉液態(tài)生鐵的方法，國內(nèi)宜選用COREX，F(xiàn)INEX，HISMELT工藝。

目前，國內(nèi)大中型鋼鐵企業(yè)對上述工藝技術(shù)的關(guān)注度較高，從長遠(yuǎn)看這些技術(shù)都能大規(guī)模應(yīng)用生產(chǎn)，也滿足國家環(huán)保的要求，帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，各自的工藝特點(diǎn)可為不同的企業(yè)結(jié)合自身特點(diǎn)所采用。

（1）HYL-ZR是目前成熟的使用煤氣還原球團(tuán)礦生產(chǎn)直接還原鐵的工藝，國內(nèi)有煤氣資源條件的、短流程電爐煉鋼的廠家值得考慮，投資也相對較低，但其對球團(tuán)礦的性能要求較高。

（2）COREX雖然是目前唯一成功應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的熔融還原的成熟工藝，但目前由于對原燃料的性能要求較高甚至苛刻，其引進(jìn)技術(shù)、設(shè)備費(fèi)用較高，后續(xù)仍需要解決的技術(shù)問題很多，發(fā)展受到一定限制，適合有一定經(jīng)濟(jì)、技術(shù)實(shí)力的企業(yè)。

（3）FINEX目前也已投人工業(yè)生產(chǎn)，采用粉礦、粉煤、壓塊技術(shù)，原燃料適應(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)操作穩(wěn)定性、作業(yè)率等有待浦項進(jìn)一步生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證。

（4）HISMELT直接使用粉礦、粉煤生產(chǎn)鐵水，原燃料適應(yīng)性強(qiáng)，但目前作業(yè)率低，設(shè)備故障率較高，工藝可行，發(fā)展前景樂觀。