要重視燒結礦強度,更要重視其冶金性能。作為我國高爐的主要含鐵原料——燒結礦,其質量不僅僅包括強度、粒度、品位等宏觀物理化學性能,更須要關注燒結礦在高爐冶煉過程中,所表現(xiàn)的高溫物理化學性能即燒結礦的冶金性能,如還原性、軟化熔融性能等。
要全面評價和考核塊礦的性能,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,熱裂性能及檢測不具備代表性,有害元素及含量超標等。這些問題都對塊礦的使用及高爐冶煉過程造成影響,塊礦的性能評價體系有必要進一步完善。
原燃料市場價格畸變,更要重視焦炭質量。煤與焦炭的價格上漲,導致部分企業(yè)為了降低成本不惜犧牲焦炭質量,造成煉鐵技術經(jīng)濟指標下滑。這種現(xiàn)象也足以說明焦炭質量對于高爐冶煉的重要性。
在高效長壽高爐方面。高爐長壽技術是個系統(tǒng)工程,要采取綜合技術措施。我國高爐長壽發(fā)展很不均衡,平均壽命僅為5~10年,與國外高爐相比還存在較大差距。近些年高爐爐缸側壁溫度異常升高甚至爐缸燒穿的案例明顯增加,說明我國高爐爐缸長壽還存在著較大問題。值得注意的是,2010年以來,隨著高爐冶煉的強化,有些鋼鐵企業(yè)出現(xiàn)了銅冷卻壁損壞的問題,值得進一步研究和改進。
在提高熱風溫度方面。提高風溫能有效降低焦比和燃料比、降低生產(chǎn)成本,是當前鋼鐵行業(yè)可持續(xù)發(fā)展、實現(xiàn)低碳冶煉的關鍵技術。2016年鋼協(xié)會員單位有36家企業(yè)熱風溫度下降,有27家企業(yè)熱風溫度提高。目前尚有5家企業(yè)熱風溫度低于1100℃,距離比較理想的1280±20℃高風溫還有很長的路要走,須要繼續(xù)推廣高風溫技術。
在降低燃料比、實現(xiàn)低碳煉鐵方面。一方面,我國中小高爐過度強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)來評價高爐生產(chǎn)效率,這樣有利于適當控制產(chǎn)能,避免盲目強化、盲目高產(chǎn)、盲目競爭,從而實現(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,我國高爐燃料比較國外先進水平高出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鍵。
全面實現(xiàn)精料。精料不僅僅是原燃料高強度、高品位的問題,同時包括高溫冶金性能、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,提高風溫,富氧噴吹,大幅度降低燃料比。目前,用國產(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量。尤其要考慮到噴吹煤粉以后,煤粉置換了部分焦炭,負荷增加,料柱中焦炭數(shù)量減少,焦炭在爐內停留時間延長,經(jīng)受的劣化作用更大。利用高爐煤氣燒爐,提供1280~1300℃風溫,以用熱風帶來的熱量置換焦炭,是實現(xiàn)低碳、低成本煉鐵的重要措施。 對目前我國大多數(shù)高爐來說,3%~5%的富氧率比較合適;如果氧氣價格降到0.3元/立方米,高爐富氧率可望提高到10%左右。我國沿海地區(qū)、南方濕度大而且波動大的地區(qū),以及晝夜溫差大的地區(qū),應該采用鼓風脫濕技術。當前,應該提倡噴吹混合煤,維持與冶煉條件相適應的煤比在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,可以擴展高爐噴吹煤資源,將我國豐富的蘭炭和提質煤資源替代優(yōu)質無煙煤進行高爐噴吹。富氫煤氣,例如焦爐煤氣,作為高爐噴吹燃料也值得進一步研究。 重視高爐安全長壽與環(huán)境保護。高爐長壽技術的主要限制環(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,可基本實現(xiàn)高爐長壽的目標。通過優(yōu)化操作制度調控高爐內部狀態(tài),促進高爐爐缸炭磚熱面形成穩(wěn)固的保護層,是延長爐缸壽命的關鍵。根據(jù)生產(chǎn)實踐分析和研究得出,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。對比歐洲和我國爐腹角,歐洲高爐爐腹角一般在72°~74°,我國是76°~78°,值得我們認真研究。在環(huán)保技術方面,目前燒結煙氣的脫硝更多依靠源頭減量和過程控制,今后應重點發(fā)展高度環(huán)保、工藝擴展性強、脫硫脫硝脫二英一體化協(xié)同控制的集成深度凈化技術,取代現(xiàn)有的單組分脫硫技術,尤其是低溫煙氣脫硝技術的研發(fā)。此外,應優(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。 探索高爐智能技術。今后,隨著以智能制造為主導的工業(yè)4.0計劃的實施,通過物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算平臺、大數(shù)據(jù),構建深度學習的神經(jīng)網(wǎng)絡高爐專家系統(tǒng),以及各種技術的集成應用,對優(yōu)化高爐工藝乃至于全周期全流程的煉鐵工序技術進步大有裨益。 注重基礎理論研究,不斷研發(fā)新工藝和新技術。我國是鋼鐵大國,但在煉鐵乃至整個鋼鐵冶金領域,缺少具有自主知識產(chǎn)權的技術,常常處于跟跑狀態(tài),這在極大程度上制約了我國鋼鐵工業(yè)的競爭力。因此,我們應該由企業(yè)主導,發(fā)揮高校和科研院所的技術優(yōu)勢,結合企業(yè)的實踐經(jīng)驗,聯(lián)合攻關。建議優(yōu)先開展高比例球團高爐冶煉技術、提高焦炭質量及科學評價的技術、基于大數(shù)據(jù)的高爐專家系統(tǒng)、燒結過程煙氣污染物協(xié)同減排等關鍵煉鐵技術的基礎研究,切實促進我國煉鐵技術水平提升。