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盘点2013冶金技术“潮流”

2013年12月26日 11:37 中国冶金报 吕林/文

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    所谓潮流,就是当下人们共同地关注与追求某种事物的行动。在与2013年依依不舍的日子里,《装备技术》版特地梳理了今年来报道的文章,画出了今年冶金技术的三大"潮流",并盘点出其中的"潮点"。

  

  降本延寿增效益

  在钢铁微利时代,降本延寿增效成为钢铁企业的生存重点。就钢铁生产流程来说,铁前和炼铁工序的降成本,又是这里面的重中之重。这一年,很多钢铁技术工作者都在思索并实践着如何更有效地降本延寿增效,这里面既包括理念的更新,也包括技术装备的改进。

 

  "潮点"一:降低原燃料成本

  铁矿石、焦炭和喷吹煤等主要原燃料是构成生铁成本的主体,其降成本的重点在于技术理念的更新。

  一是发挥炼铁装备大型化和现代化的优势,努力实现高炉"吃"经济料。大型炼铁设备所拥有的大型综合料场、大型烧结和球团设备以及大型高炉的充足反应空间和充沛炉缸热储备,加之完善的工艺控制手段和先进的操作水平,为大型高炉合理有效使用较低品位合格矿创造了条件。

  二是建立经济合理的炉料结构。在当前和今后相当一段时期,合理炉料结构应更侧重于经济的合理性,以期最大限度地降低炼铁成本。由于我国注重熟料比,高炉炉料中的块矿比例不足10%,块矿的经济性未得到很好体现。考虑到省去造块的加工费用以及越来越高的造块工艺环保处理费用,块矿的经济价值将不断提高,应当充分利用。

  三是降低焦炭成本。降低焦炭成本的主要内容是通过合理配煤,增加非焦煤的使用比例。捣固焦比顶装焦具有价格优势,但企业普遍对在大高炉上应用捣固焦存在疑虑,担心给高炉带来较大负面影响,捣固焦的生产技术标准也缺乏严格的监督。这些问题需要钢企和捣固焦生产企业密切合作加以解决。

  四是降低喷煤采购成本。高炉喷煤选用煤种的标准是:根据当地资源状况,选择可获得最大喷吹经济效益的煤。只要高炉的喷煤系统符合安全设计标准,无论喷吹何种煤,安全都是有保障的。考虑喷煤置换比等影响因素后,降低喷煤采购成本的空间较大。

  五是提高煤气利用率,降低高炉燃料比。提高煤气利用率能够直接降低高炉燃料比,达到降低生铁成本的目的。

  

  "潮点二":炼铁系统节能降耗

  高炉炼铁生产中,如何合理地利用二次能源,从而实现节能降耗,最终促进炼铁成本的降低,一直是炼铁厂关注的课题。

  废气循环烧结工艺。废气循环烧结工艺是选择部分风箱的烟气收集,返回到烧结料层的循环烧结环保工艺。其作用包括:一是废气中的有害成分将再进入烧结层中被热分解或转化,二口恶英和NOx会部分被消除,粉尘和SO2会被烧结层捕获;二是烟气中的CO作为燃料使用,可降低固体燃耗;三是循环减少了烟囱处排放的烟气量,降低了终端处理的负荷。

  高炉混合喷吹焦炉煤气。高炉混合喷吹是指高炉同时喷吹两种以上的燃料,以期获得最大的经济效益。对于我国有自产焦炭的钢铁企业来说,最适宜的混喷方式是以喷煤为基础,混喷部分焦炉煤气。将焦炉煤气用于高炉喷吹,具有充分发挥H2的还原价值、替代的焦炭和喷吹煤粉价值高、焦炉煤气的能量利用率高、高炉的消化能力大和灵活性强(与喷煤结合)以及工艺简便、投资和运行成本低的特点。

  高炉恒湿鼓风。高炉恒湿鼓风是通过脱湿或加湿的方式,维持鼓风中湿分恒定,保持炉况稳定顺行,实现节能降耗和降低炼铁成本。尤其加湿恒湿具有设备投资少、运行成本低、使用灵活方便、高炉全年实现恒湿等特点。虽然加湿会增加高炉风口回旋区的分解耗热,但能够稳定风口燃烧温度,改善炉缸煤气流分布;增加煤气中氢含量,提高间接还原和煤气利用率;有助于全风温的操作;替代煤调炉温,有助于提高煤比,这些作用的综合效果是实现炼铁的低成本。

  

  "潮点"三:高炉长寿与合理炉型

  高炉生产的目标是:安全、稳定、顺行、优质、低耗、高产、经济、长寿。高炉长寿是实现低成本炼铁的基础。近年来,国内高炉炉缸炉底事故频发,重者产生危害人身安全的事故,轻者也会影响高炉的正常生产,成为高炉领域头一号"麻烦"。国内炼铁工作者对炉缸炉底事故发生的原因进行了深入的分析,提出了应对的措施:

  延长炉缸炉底寿命是一个从方案制订、设计开始到生产管理与维护的多学科、多专业的系统工程。优化设计、规范操作、加强维护是预防炉缸炉底烧穿的三大措施。高炉长寿必须分别从炉体结构、材料、设备、管理、操作方面综合采取措施,例如提高炉底炭砖致密程度(高导热性)、增加炉缸深度、提高炉缸侧壁和炉底的冷却、强化侧壁温度管理、加强高炉状态监测、合理的上下部调剂等等,综合的措施才能延长高炉的寿命。

  高炉炉型对高炉生产的稳定顺行和长寿有着非常重要的影响。高炉炉型包括设计炉型和操作炉型。设计炉型与炉体结构有关,操作炉型则是开炉点火后逐步形成的,并且随着保护砖和炉衬的脱落和侵蚀会发生转变。

  操作炉型不合理,会影响高炉顺行,使高炉下料不均匀,料面偏差大,崩滑料、管道悬料;导致炉缸工况不均匀,致使各铁口铁水温度、出铁时间、铁口深度等产生较大的偏差,导致各风口明亮程度、风口前端焦炭活跃程度差异较大。炉墙黏结不均匀、炉墙结厚是高炉操作炉型不合理的主要表现,在处理炉墙结厚的过程中,渣皮脱落砸坏风口的概率非常大,对高炉正常生产影响很大。因此,控制合理操作炉型对高炉稳定顺行非常关键。

  高炉操作技术主要体现在高炉综合制度的合理性和匹配性上,合理操作炉型控制的参数包括稳定顺行参数、炉体冷却控制参数和经济技术指标等方面。合理操作炉型须要做好上、中、下气流的合理分布,维护各层的均匀平滑过渡,控制纵向和圆周上温度场分布均匀稳定。

 

  "潮点"四:降低设备维修费用

  冶金设备很多是在高温、高压、重负荷、高磨损条件下工作,延长设备使用寿命,提高其可靠性意义重大。冶金设备和备品备件多种多样,单一的修复工艺是不能解决的,很多须采用多种工艺方法联合修复,以达到工况要求。硬面技术的应用对提高零件表面性能、延长使用寿命、降低设备维修费用是一种直接、经济、有效的方法,同时还有益于机组作业率、机组产量与产品质量的提高。

  近10年来,硬面技术在我国得到了快速发展,呈现出多种工艺技术百花齐放的特征,并在许多行业以及国家重点工程中得到了推广应用。这里面,埋弧、明弧自动堆焊技术市场前景更为广阔,超音速喷涂技术发展较快,等离子喷涂喷焊工艺实现了机械化、自动化并扩展了应用领域,真空熔结工艺逐步得到推广应用,感应重熔技术能够提高材料利用率,激光熔覆工艺在局部修复方面优势明显。

  目前,硬面技术的应用还仅限于实力较强的特大型、大型钢铁企业中,没有形成规模化、产业化。在"十二五"期间推动硬面技术的发展,应把先进设备、先进技术、先进工艺的引进消化吸收与自主创新相结合,形成自身的核心技术;优化各方面资源,走科研、生产一体化,厂矿、院所合作的道路,使科研项目有针对性和可应用性,及时解决生产中的难题,同时也使科研成果能够在最短时间内转化为生产力,发挥其技术资源效能。

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