要重視燒結(jié)礦強(qiáng)度,更要重視其冶金性能。作為我國(guó)高爐的主要含鐵原料——燒結(jié)礦,其質(zhì)量不僅僅包括強(qiáng)度、粒度、品位等宏觀物理化學(xué)性能,更須要關(guān)注燒結(jié)礦在高爐冶煉過程中,所表現(xiàn)的高溫物理化學(xué)性能即燒結(jié)礦的冶金性能,如還原性、軟化熔融性能等。
要全面評(píng)價(jià)和考核塊礦的性能,尤其是冶金性能。目前塊礦在使用過程中暴露出的主要問題包括:含粉率高,還原性及高溫軟化熔融性能不理想,熱裂性能及檢測(cè)不具備代表性,有害元素及含量超標(biāo)等。這些問題都對(duì)塊礦的使用及高爐冶煉過程造成影響,塊礦的性能評(píng)價(jià)體系有必要進(jìn)一步完善。
原燃料市場(chǎng)價(jià)格畸變,更要重視焦炭質(zhì)量。煤與焦炭的價(jià)格上漲,導(dǎo)致部分企業(yè)為了降低成本不惜犧牲焦炭質(zhì)量,造成煉鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)下滑。這種現(xiàn)象也足以說明焦炭質(zhì)量對(duì)于高爐冶煉的重要性。
在高效長(zhǎng)壽高爐方面。高爐長(zhǎng)壽技術(shù)是個(gè)系統(tǒng)工程,要采取綜合技術(shù)措施。我國(guó)高爐長(zhǎng)壽發(fā)展很不均衡,平均壽命僅為5~10年,與國(guó)外高爐相比還存在較大差距。近些年高爐爐缸側(cè)壁溫度異常升高甚至爐缸燒穿的案例明顯增加,說明我國(guó)高爐爐缸長(zhǎng)壽還存在著較大問題。值得注意的是,2010年以來,隨著高爐冶煉的強(qiáng)化,有些鋼鐵企業(yè)出現(xiàn)了銅冷卻壁損壞的問題,值得進(jìn)一步研究和改進(jìn)。
在提高熱風(fēng)溫度方面。提高風(fēng)溫能有效降低焦比和燃料比、降低生產(chǎn)成本,是當(dāng)前鋼鐵行業(yè)可持續(xù)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)低碳冶煉的關(guān)鍵技術(shù)。2016年鋼協(xié)會(huì)員單位有36家企業(yè)熱風(fēng)溫度下降,有27家企業(yè)熱風(fēng)溫度提高。目前尚有5家企業(yè)熱風(fēng)溫度低于1100℃,距離比較理想的1280±20℃高風(fēng)溫還有很長(zhǎng)的路要走,須要繼續(xù)推廣高風(fēng)溫技術(shù)。
在降低燃料比、實(shí)現(xiàn)低碳煉鐵方面。一方面,我國(guó)中小高爐過度強(qiáng)化是其燃料比高的主要原因之一,客觀分析,所謂小高爐效率高只是一種假象。建議使用爐缸面積利用系數(shù)來評(píng)價(jià)高爐生產(chǎn)效率,這樣有利于適當(dāng)控制產(chǎn)能,避免盲目強(qiáng)化、盲目高產(chǎn)、盲目競(jìng)爭(zhēng),從而實(shí)現(xiàn)煉鐵節(jié)能減排,降低燃料消耗,符合低碳、節(jié)能、環(huán)保的要求。另一方面,我國(guó)高爐燃料比較國(guó)外先進(jìn)水平高出50~100kg/t HM,最重要的原因之一是煤氣沒有得到充分利用。因此,提高煤氣利用率,可以有效降低噸鐵燃料比,其中,控制好煤氣流的三次分配是提高煤氣利用率的關(guān)鍵。
全面實(shí)現(xiàn)精料。精料不僅僅是原燃料高強(qiáng)度、高品位的問題,同時(shí)包括高溫冶金性能、成分及性能的穩(wěn)定、有害元素的含量、粒度均勻等諸多方面。 穩(wěn)定高爐操作,努力提高煤氣利用率,提高風(fēng)溫,富氧噴吹,大幅度降低燃料比。目前,用國(guó)產(chǎn)煤生產(chǎn)的頂裝焦炭,灰分在12.5%左右,S在0.7%左右,M40在78%左右,CRI在28%左右,CSR為56%~60%。最適宜的爐容正是中小高爐范圍內(nèi)的1000~2000m3,要建更大型的高爐,一定要采取必要的措施改善焦炭的質(zhì)量。尤其要考慮到噴吹煤粉以后,煤粉置換了部分焦炭,負(fù)荷增加,料柱中焦炭數(shù)量減少,焦炭在爐內(nèi)停留時(shí)間延長(zhǎng),經(jīng)受的劣化作用更大。利用高爐煤氣燒爐,提供1280~1300℃風(fēng)溫,以用熱風(fēng)帶來的熱量置換焦炭,是實(shí)現(xiàn)低碳、低成本煉鐵的重要措施。 對(duì)目前我國(guó)大多數(shù)高爐來說,3%~5%的富氧率比較合適;如果氧氣價(jià)格降到0.3元/立方米,高爐富氧率可望提高到10%左右。我國(guó)沿海地區(qū)、南方濕度大而且波動(dòng)大的地區(qū),以及晝夜溫差大的地區(qū),應(yīng)該采用鼓風(fēng)脫濕技術(shù)。當(dāng)前,應(yīng)該提倡噴吹混合煤,維持與冶煉條件相適應(yīng)的煤比在130±20kg/t HM,并創(chuàng)造條件逐步提高噴煤量到150~170kg/t HM。與此同時(shí),可以擴(kuò)展高爐噴吹煤資源,將我國(guó)豐富的蘭炭和提質(zhì)煤資源替代優(yōu)質(zhì)無煙煤進(jìn)行高爐噴吹。富氫煤氣,例如焦?fàn)t煤氣,作為高爐噴吹燃料也值得進(jìn)一步研究。 重視高爐安全長(zhǎng)壽與環(huán)境保護(hù)。高爐長(zhǎng)壽技術(shù)的主要限制環(huán)節(jié)是爐缸炭磚的侵蝕,以及爐腹、爐腰和爐身下部冷卻壁的破損。解決好這兩大環(huán)節(jié)的問題,可基本實(shí)現(xiàn)高爐長(zhǎng)壽的目標(biāo)。通過優(yōu)化操作制度調(diào)控高爐內(nèi)部狀態(tài),促進(jìn)高爐爐缸炭磚熱面形成穩(wěn)固的保護(hù)層,是延長(zhǎng)爐缸壽命的關(guān)鍵。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐分析和研究得出,造成銅冷卻壁破損的主要原因之一是高爐爐腹角過大,渣皮難以穩(wěn)定,容易脫落。對(duì)比歐洲和我國(guó)爐腹角,歐洲高爐爐腹角一般在72°~74°,我國(guó)是76°~78°,值得我們認(rèn)真研究。在環(huán)保技術(shù)方面,目前燒結(jié)煙氣的脫硝更多依靠源頭減量和過程控制,今后應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展高度環(huán)保、工藝擴(kuò)展性強(qiáng)、脫硫脫硝脫二英一體化協(xié)同控制的集成深度凈化技術(shù),取代現(xiàn)有的單組分脫硫技術(shù),尤其是低溫?zé)煔饷撓跫夹g(shù)的研發(fā)。此外,應(yīng)優(yōu)先發(fā)展深度節(jié)水、硫資源回收和副產(chǎn)物綜合利用的技術(shù)。 探索高爐智能技術(shù)。今后,隨著以智能制造為主導(dǎo)的工業(yè)4.0計(jì)劃的實(shí)施,通過物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算平臺(tái)、大數(shù)據(jù),構(gòu)建深度學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)高爐專家系統(tǒng),以及各種技術(shù)的集成應(yīng)用,對(duì)優(yōu)化高爐工藝乃至于全周期全流程的煉鐵工序技術(shù)進(jìn)步大有裨益。 注重基礎(chǔ)理論研究,不斷研發(fā)新工藝和新技術(shù)。我國(guó)是鋼鐵大國(guó),但在煉鐵乃至整個(gè)鋼鐵冶金領(lǐng)域,缺少具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù),常常處于跟跑狀態(tài),這在極大程度上制約了我國(guó)鋼鐵工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。因此,我們應(yīng)該由企業(yè)主導(dǎo),發(fā)揮高校和科研院所的技術(shù)優(yōu)勢(shì),結(jié)合企業(yè)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),聯(lián)合攻關(guān)。建議優(yōu)先開展高比例球團(tuán)高爐冶煉技術(shù)、提高焦炭質(zhì)量及科學(xué)評(píng)價(jià)的技術(shù)、基于大數(shù)據(jù)的高爐專家系統(tǒng)、燒結(jié)過程煙氣污染物協(xié)同減排等關(guān)鍵煉鐵技術(shù)的基礎(chǔ)研究,切實(shí)促進(jìn)我國(guó)煉鐵技術(shù)水平提升。