2015年,國內(nèi)第一座非高爐熔融還原煉鐵爐—?dú)W冶爐在新疆八鋼投產(chǎn),其工藝特點(diǎn)是原料(球團(tuán)、燒結(jié)礦、熔劑等)進(jìn)入還原豎爐后,通過爐內(nèi)的還原煤氣將含鐵原料進(jìn)行預(yù)加熱和預(yù)還原,然后送入氣化爐內(nèi),在全氧冶煉下,實(shí)現(xiàn)終還原、熔化、去除鐵水雜質(zhì),最后產(chǎn)生鐵水和煤氣,煤氣再經(jīng)過熱旋風(fēng)除塵后,送入還原豎爐作為還原氣。豎爐產(chǎn)生的頂煤氣經(jīng)過脫碳凈化后噴吹入氣化爐風(fēng)口,從而實(shí)現(xiàn)了歐冶爐煤氣自循環(huán)工藝路線。歐冶爐工藝流程見圖3。
八鋼歐冶爐以探索區(qū)域資源利用效率最大化和低碳冶金技術(shù)為目標(biāo),圍繞原燃料結(jié)構(gòu)調(diào)整、工藝再造與功能拓展、生產(chǎn)操作優(yōu)化、系統(tǒng)資源耦合及綠色生態(tài)煉鐵等開展了大量的生產(chǎn)試驗(yàn)研發(fā),通過工藝技術(shù)改進(jìn),生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定性和成本競爭力明顯增強(qiáng),形成了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的非高爐熔融還原煉鐵工藝技術(shù)。
關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用
原燃料結(jié)構(gòu)調(diào)整:充分利用當(dāng)?shù)貏恿γ捍鎵K煤和冶金焦,解決了焦煤資源緊缺的問題。
工藝技術(shù)再造:開發(fā)氣化爐拱頂造氣技術(shù)、豎爐CGD工藝技術(shù)、歐冶爐煤氣自循環(huán)技術(shù)。拓展?fàn)t體功能,提升了各功能區(qū)的效率和穩(wěn)定性。
工藝裝備研制:開發(fā)了歐冶爐專用噴煤燒嘴和專用風(fēng)口氧煤燒嘴,研發(fā)高溫國產(chǎn)布料裝置、實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)垂直膠帶機(jī)膠帶的應(yīng)用,并通過優(yōu)化粉塵線等關(guān)鍵設(shè)備的結(jié)構(gòu),延長了設(shè)備的使用壽命。
生產(chǎn)操作優(yōu)化:開發(fā)了低成本烘開爐、快速休送風(fēng)技術(shù)、高效煤制氣技術(shù)、低硅冶煉技術(shù)等,形成了一整套歐冶爐獨(dú)有的操作技術(shù)。
系統(tǒng)資源耦合:實(shí)現(xiàn)了歐冶爐與高爐的資源耦合,把歐冶爐高質(zhì)量煤氣應(yīng)用于高爐煤氣噴吹,將高爐篩下焦丁應(yīng)用于歐冶爐等技術(shù),提升了系統(tǒng)資源的使用效率和價值。
探索綠色生態(tài)煉鐵:根據(jù)歐冶爐獨(dú)有的工藝特點(diǎn),將含碳、含油、高硫等危險廢棄物以及社會有毒、有害有機(jī)廢棄物等,通過歐冶爐的無害化處理,既消納了城市危廢,又無二噁英等排放,為現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)融入城市生態(tài)圈提供了新的解決方案。
取得的成果
自2015年起到2017年,對歐冶爐工藝和設(shè)備進(jìn)行了大量技術(shù)改進(jìn)和優(yōu)化,生產(chǎn)運(yùn)行趨于穩(wěn)定。2018年到至今已連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行4年,作業(yè)率由80.7%提高至93.5%,各項(xiàng)指標(biāo)明顯提升,具備年產(chǎn)120萬t鐵的能力,見圖4、圖5。2020年,消納工業(yè)固廢和社會危廢29700t,鐵水成本同比高爐降低95元/t鐵水,見圖6。