3. 炼铁和铁前系统组获奖项目概况评述

作者:学术部              发布时间:2016-11-23


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 2015年冶金科学技术奖铁前及炼铁组申报项目19项,获奖项目9项,获奖比例33.33%,其中一等奖2项,二等奖2项,三等奖5项,获奖项目中,超大型高炉风温技术、高炉高配比钒钛磁铁矿高强度冶炼以及焦炉配煤技术、烧结矿配矿技术等方面反映了所取得的技术进步。

一、超大型高炉高风温关键技术取得重大进展

首钢京唐公司通过理论研究、工艺流程优化、耐材体系研发等技术环节稳定实现超大型高炉1300℃风温,其创新点是:①设计开发了高效长寿型煤气低温预热,助燃空气两级高温预温技术,该技术将煤气和助燃空气分别预热至200℃和500℃以上,全烧高炉煤气可实现1300℃超高风温。②通过温度场、速度场、压力场、浓度场等多场仿真计算,优化了环形陶瓷器与燃烧室的几何结构,成功开发了扩散形大功率环形陶瓷燃烧器。③自主完成了具有中国特色的小孔系列格子砖的设计和制造,提高了换热效率,缩小了拱顶温度与热风温度差。国际上首创将顶燃式热风炉成功应用于5000m3级超级大高炉。④通过热风炉优化布置、管系应力和应变系统分析计算、钢结构和砌体结构优化匹配、耐火材料优化等协同创新,清除了管道系统的局部应力过高和过热现象。该项目成果整体水平居国际领先,评为一等奖。

二、高配比钒钛磁铁矿高强度冶炼系统研究达到国际水平

攀钢实施该项目是围绕提高钒钛矿配比,针对烧结难度大,烧结矿质量差;钒钛磁铁矿配比增加,炉渣性能变差;渣量增加后,未燃煤粉对炉渣性能产生较大影响,搞高喷煤难度大;高配比钒钛磁铁矿合适的冶炼温度减小,高炉操作难度增大等问题,与有关院校进行了系统的试验室研究,并进行了工业性试验,最终形成了高配比钒钛矿冶炼系统集成技术,共获得了19项发明专利和3项实用新型专利,钒钛矿比例从2008年的61%提高到2013年的70.1%,高炉利用系数从2.30提高到2.48t/m3,焦比从478降至446kg/t(Fe),煤比从109.6提高到133.2kg/t(Fe),能耗从446.5kgce/t降至418.6kgce/t。使钒钛矿冶炼技术达到国际水平,评为一等奖。

三、在焦炉配煤技术方面获得新的技术创新,取得较好的经济效益

1. 首钢京唐针对5500m3超大型高炉对焦炭质量的严格要求,在配煤上采用了下面创新点(二等奖):

针对国内煤炭灰分较高的问题,研究并成功配用了石油焦。

利用煤岩配煤的方法,系统研究弱粘煤的特性,与其他炼焦煤科学配比,既保证焦炭质量,又配弱粘煤降低了成本。

根据高炉对块度提出的要求,对配合煤的特性指标进行研究,首次提出“块度指数”的概念,利用该研究成果,使煤炭块度由56.1mm提高到57.8mm

创造性地将生活活性污泥用于除尘灰加湿,然后配入炼焦煤,开创了一种焦化活性污泥综合利用的新方法。

本项目经多年实践,能为大高炉生产质量一流、成本合理的焦炭。

2. 沙钢为了生产大型高炉用焦炭,开发了“焦-化一体”配焦技术(获三等奖),通过大量实验数据,对煤焦单种煤和配合煤的反射率、基氏流动度、催化指数、工业分析指标进行了全面分析,建立了煤炭、焦炭质量信息库,开发了新的配煤技术,并运用计算机编程技术,开发出焦炭质量控制预测模型。通过对反射率分布的研究,探索反射率分布对焦炭质量的影响,建立了利用单种煤Gieseler流动度函数绘制配合流动分布图的方法,实现对焦炭质量的精确控制。

3. 武钢对不同宽度炭化室焦炭的低成本配煤进行了开发(三等奖)。该项目从炭化宽度、焦炭粒度、升温速率与结焦行为、煤炭流变性、配合煤膨胀控制、焦饼收缩控制等方法进行了一系列的研究,对气煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤开展了分煤种的基本性能评价。开展出以工艺指标、热变行为、微观结构为元素,以对焦炭热性能贡献度为目标的煤焦性价比评价体系,提供了不同炭化室宽度的配煤要求和特性指标和配煤优化模型,实现了同类型焦炉焦煤和肥煤配比降低10%20%。该项目有指导和示范作用,推广前景广阔。

四、烧结矿生产中配用降至25%镜铁矿,提高烧结矿质量,降低成本

武钢的二等奖项目,在烧结矿生产中提高镜铁矿的比例至25%,对提高烧结品位、降低杂质含量及强化冶炼具有良好的作用,镜铁矿的配入量已超过国内外的水平。其创新性工作包括:利用细粒褐铁矿、磁性精矿的粘性,解决了镜铁矿难以粘附成球的难题,并利用褐铁矿高的同化性,应对了镜铁矿液相形成困难的问题。该项目达到国外先进水平。

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