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盤點2013冶金技術“潮流”

2013年12月26日 11:37 中國冶金報 呂林/文

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    所謂潮流,就是當下人們共同地關注與追求某種事物的行動。在與2013年依依不舍的日子里,《裝備技術》版特地梳理了今年來報道的文章,畫出了今年冶金技術的三大"潮流",并盤點出其中的"潮點"。

  

  降本延壽增效益

  在鋼鐵微利時代,降本延壽增效成為鋼鐵企業的生存重點。就鋼鐵生產流程來說,鐵前和煉鐵工序的降成本,又是這里面的重中之重。這一年,很多鋼鐵技術工作者都在思索并實踐著如何更有效地降本延壽增效,這里面既包括理念的更新,也包括技術裝備的改進。

 

  "潮點"一:降低原燃料成本

  鐵礦石、焦炭和噴吹煤等主要原燃料是構成生鐵成本的主體,其降成本的重點在于技術理念的更新。

  一是發揮煉鐵裝備大型化和現代化的優勢,努力實現高爐"吃"經濟料。大型煉鐵設備所擁有的大型綜合料場、大型燒結和球團設備以及大型高爐的充足反應空間和充沛爐缸熱儲備,加之完善的工藝控制手段和先進的操作水平,為大型高爐合理有效使用較低品位合格礦創造了條件。

  二是建立經濟合理的爐料結構。在當前和今后相當一段時期,合理爐料結構應更側重于經濟的合理性,以期最大限度地降低煉鐵成本。由于我國注重熟料比,高爐爐料中的塊礦比例不足10%,塊礦的經濟性未得到很好體現�?紤]到省去造塊的加工費用以及越來越高的造塊工藝環保處理費用,塊礦的經濟價值將不斷提高,應當充分利用。

  三是降低焦炭成本。降低焦炭成本的主要內容是通過合理配煤,增加非焦煤的使用比例。搗固焦比頂裝焦具有價格優勢,但企業普遍對在大高爐上應用搗固焦存在疑慮,擔心給高爐帶來較大負面影響,搗固焦的生產技術標準也缺乏嚴格的監督。這些問題需要鋼企和搗固焦生產企業密切合作加以解決。

  四是降低噴煤采購成本。高爐噴煤選用煤種的標準是:根據當地資源狀況,選擇可獲得最大噴吹經濟效益的煤。只要高爐的噴煤系統符合安全設計標準,無論噴吹何種煤,安全都是有保障的。考慮噴煤置換比等影響因素后,降低噴煤采購成本的空間較大。

  五是提高煤氣利用率,降低高爐燃料比。提高煤氣利用率能夠直接降低高爐燃料比,達到降低生鐵成本的目的。

  

  "潮點二":煉鐵系統節能降耗

  高爐煉鐵生產中,如何合理地利用二次能源,從而實現節能降耗,最終促進煉鐵成本的降低,一直是煉鐵廠關注的課題。

  廢氣循環燒結工藝。廢氣循環燒結工藝是選擇部分風箱的煙氣收集,返回到燒結料層的循環燒結環保工藝。其作用包括:一是廢氣中的有害成分將再進入燒結層中被熱分解或轉化,二口惡英和NOx會部分被消除,粉塵和SO2會被燒結層捕獲;二是煙氣中的CO作為燃料使用,可降低固體燃耗;三是循環減少了煙囪處排放的煙氣量,降低了終端處理的負荷。

  高爐混合噴吹焦爐煤氣。高爐混合噴吹是指高爐同時噴吹兩種以上的燃料,以期獲得最大的經濟效益。對于我國有自產焦炭的鋼鐵企業來說,最適宜的混噴方式是以噴煤為基礎,混噴部分焦爐煤氣。將焦爐煤氣用于高爐噴吹,具有充分發揮H2的還原價值、替代的焦炭和噴吹煤粉價值高、焦爐煤氣的能量利用率高、高爐的消化能力大和靈活性強(與噴煤結合)以及工藝簡便、投資和運行成本低的特點。

  高爐恒濕鼓風。高爐恒濕鼓風是通過脫濕或加濕的方式,維持鼓風中濕分恒定,保持爐況穩定順行,實現節能降耗和降低煉鐵成本。尤其加濕恒濕具有設備投資少、運行成本低、使用靈活方便、高爐全年實現恒濕等特點。雖然加濕會增加高爐風口回旋區的分解耗熱,但能夠穩定風口燃燒溫度,改善爐缸煤氣流分布;增加煤氣中氫含量,提高間接還原和煤氣利用率;有助于全風溫的操作;替代煤調爐溫,有助于提高煤比,這些作用的綜合效果是實現煉鐵的低成本。

  

  "潮點"三:高爐長壽與合理爐型

  高爐生產的目標是:安全、穩定、順行、優質、低耗、高產、經濟、長壽。高爐長壽是實現低成本煉鐵的基礎。近年來,國內高爐爐缸爐底事故頻發,重者產生危害人身安全的事故,輕者也會影響高爐的正常生產,成為高爐領域頭一號"麻煩"。國內煉鐵工作者對爐缸爐底事故發生的原因進行了深入的分析,提出了應對的措施:

  延長爐缸爐底壽命是一個從方案制訂、設計開始到生產管理與維護的多學科、多專業的系統工程。優化設計、規范操作、加強維護是預防爐缸爐底燒穿的三大措施。高爐長壽必須分別從爐體結構、材料、設備、管理、操作方面綜合采取措施,例如提高爐底炭磚致密程度(高導熱性)、增加爐缸深度、提高爐缸側壁和爐底的冷卻、強化側壁溫度管理、加強高爐狀態監測、合理的上下部調劑等等,綜合的措施才能延長高爐的壽命。

  高爐爐型對高爐生產的穩定順行和長壽有著非常重要的影響。高爐爐型包括設計爐型和操作爐型。設計爐型與爐體結構有關,操作爐型則是開爐點火后逐步形成的,并且隨著保護磚和爐襯的脫落和侵蝕會發生轉變。

  操作爐型不合理,會影響高爐順行,使高爐下料不均勻,料面偏差大,崩滑料、管道懸料;導致爐缸工況不均勻,致使各鐵口鐵水溫度、出鐵時間、鐵口深度等產生較大的偏差,導致各風口明亮程度、風口前端焦炭活躍程度差異較大。爐墻黏結不均勻、爐墻結厚是高爐操作爐型不合理的主要表現,在處理爐墻結厚的過程中,渣皮脫落砸壞風口的概率非常大,對高爐正常生產影響很大。因此,控制合理操作爐型對高爐穩定順行非常關鍵。

  高爐操作技術主要體現在高爐綜合制度的合理性和匹配性上,合理操作爐型控制的參數包括穩定順行參數、爐體冷卻控制參數和經濟技術指標等方面。合理操作爐型須要做好上、中、下氣流的合理分布,維護各層的均勻平滑過渡,控制縱向和圓周上溫度場分布均勻穩定。

 

  "潮點"四:降低設備維修費用

  冶金設備很多是在高溫、高壓、重負荷、高磨損條件下工作,延長設備使用壽命,提高其可靠性意義重大。冶金設備和備品備件多種多樣,單一的修復工藝是不能解決的,很多須采用多種工藝方法聯合修復,以達到工況要求。硬面技術的應用對提高零件表面性能、延長使用壽命、降低設備維修費用是一種直接、經濟、有效的方法,同時還有益于機組作業率、機組產量與產品質量的提高。

  近10年來,硬面技術在我國得到了快速發展,呈現出多種工藝技術百花齊放的特征,并在許多行業以及國家重點工程中得到了推廣應用。這里面,埋弧、明弧自動堆焊技術市場前景更為廣闊,超音速噴涂技術發展較快,等離子噴涂噴焊工藝實現了機械化、自動化并擴展了應用領域,真空熔結工藝逐步得到推廣應用,感應重熔技術能夠提高材料利用率,激光熔覆工藝在局部修復方面優勢明顯。

  目前,硬面技術的應用還僅限于實力較強的特大型、大型鋼鐵企業中,沒有形成規模化、產業化。在"十二五"期間推動硬面技術的發展,應把先進設備、先進技術、先進工藝的引進消化吸收與自主創新相結合,形成自身的核心技術;優化各方面資源,走科研、生產一體化,廠礦、院所合作的道路,使科研項目有針對性和可應用性,及時解決生產中的難題,同時也使科研成果能夠在最短時間內轉化為生產力,發揮其技術資源效能。

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