【現(xiàn)代高爐煉鐵生產(chǎn)技術進步及發(fā)展趨勢探究13000字】

現(xiàn)代高爐煉鐵生產(chǎn)技術進步及發(fā)展趨勢研究摘要近年來，中國鋼鐵工業(yè)取得長足發(fā)展，鋼鐵產(chǎn)量連續(xù)多年位居世界第一。工業(yè)作為我國第二大產(chǎn)業(yè)在促進經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)重要的地位，隨著工業(yè)的發(fā)展，爐煉鐵技術也需要不斷地進步和發(fā)展。爐煉鐵工藝過程具有一定的復雜性，因此需要嚴格地按照標準化的流程進行，在支撐經(jīng)濟發(fā)展中占有重要地位，同時，還需要加強創(chuàng)新高爐煉鐵生產(chǎn)技術的應用，以提高工業(yè)鐵生產(chǎn)的質(zhì)量。我國高爐煉鐵技術裝備在大型化、現(xiàn)代化、高效化、長遠發(fā)展方面取得了舉世矚目的成就。2000年以來，一批5000多立方米特大型高爐、500多平方米大型燒結機、7.63米大容量焦爐和年產(chǎn)400萬噸/年大型球團生產(chǎn)線建成投產(chǎn).煉鐵關鍵技術在生產(chǎn)實踐中取得了顯著的應用成果。隨著技術的發(fā)展，高爐噴吹富氧煤、無鐘罩頂板、煤氣干法除塵、頂鼓風機和高風溫、高效燒結技術、大規(guī)模清潔焦化等先進技術裝備技術等研發(fā)和應用取得顯著成果，有力地支撐了鋼鐵生產(chǎn)技術和裝備的進步。到21世紀，中國鋼鐵工業(yè)的結構和工藝結構將發(fā)生重大變化。但是未來的幾年內(nèi)，高爐煉鐵還是為首的煉鐵技術，高爐煉鐵是較為先進的減少排放和內(nèi)需的一項項目。但是在全球求載體長環(huán)保的時候，高爐煉鐵的技術就陷入了一個比較尷尬地步。在全球的范圍當中，也出現(xiàn)了一些新型的技術和新興的方式方法，未來煉鐵生產(chǎn)技術與裝備發(fā)展的主要趨勢將是減量化、綠色化、智能化、高效化。本文闡述了近年來陜西龍門鋼鐵（集團）有限責任公司煉鐵生產(chǎn)技術、經(jīng)濟技術指標和生鐵成本的進步，指出了今后高爐煉鐵技術發(fā)展方向。關鍵詞：高爐；煉鐵技術；發(fā)展；趨勢目錄TOC\o"1-3"\h\u4981前言 前言40年來，中國鋼鐵工業(yè)發(fā)展迅速，鋼鐵產(chǎn)量逐年增加。2020年，中國生鐵產(chǎn)量將達到77105萬噸，占世界生鐵總產(chǎn)量的62.23%。中國和世界高爐生鐵產(chǎn)量變化見圖1-1（數(shù)據(jù)來自國家統(tǒng)計局網(wǎng)站）。統(tǒng)計局和世界鋼鐵協(xié)會）。隨著鋼鐵產(chǎn)量的增長，我國冶金技術裝備也取得了長足的進步，在煉鐵、燒結、球團、焦化等技術裝備上，在規(guī)?；?、現(xiàn)代化、高效化、長壽化等方面取得了優(yōu)異的成績。經(jīng)過40多年的自主創(chuàng)新、集成創(chuàng)新，高爐煉鐵技術裝備引進、消化、再整合，舉世矚目，取得了突出成績。02040608101214161820圖1-1中國和世界高爐生鐵產(chǎn)量變化2010年以來，我國煉鐵技術裝備自主創(chuàng)新能力穩(wěn)步提升，與發(fā)達國家同步，有的甚至走在世界前列。10年來，我國自主設計建造了5000m3以上超大型高爐、500m3以上大型燒結機、500m3以上帶式焙燒機、7.0m以上、65m3以上大型焦爐自主集成創(chuàng)新球團生產(chǎn)線孔和260噸/小時干式硬化設備。這些具有國際先進水平的綜合技術鋼鐵生產(chǎn)設施，支撐了中國鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，增強了中國鋼鐵工業(yè)的綜合技術實力。2發(fā)展現(xiàn)狀2.1高爐據(jù)不完全統(tǒng)計，2017年中國約有917座高爐，高爐煉鐵總能力約為92700萬t/a。中國各級別高爐的數(shù)量和產(chǎn)能分布見表2-1。表2-1中國高爐級別的分布和產(chǎn)能項目≥3000m32000-3000m31200-2000m3450-1200m3450m3合計高爐數(shù)量一座4176135452213917高爐產(chǎn)能（t.a-1）1266015172172273643311240927321985年9月，寶鋼第一座高爐（4063m3）建成投產(chǎn)，引進日本技術設計建造。是中國第一座4000m3以上的高爐。1990年，由于引進技術和集成一體化，新高爐一號。近20年來，我國大型高爐工藝發(fā)展迅速，高爐容積不斷擴大，高爐技術裝備水平不斷提高。在4000多m3高爐的設計、建設和運行中，中國完全掌握了關鍵關鍵技術，全面實施了技術裝備的自主設計和國產(chǎn)化。本文主要探討對象龍鋼公司成立于1958年，位居陜西省關中平原東北部韓城市。是陜西省鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展振興規(guī)劃扶持的重點企業(yè)，是陜鋼集團最大的國有全資子公司，集采礦、選礦、燒結、煉鐵、煉鋼、軋鋼為一體的綜合性鋼鐵企業(yè)，主要裝備有265m2、400m2、450m2三臺燒結機，2座1280m3、3座1800m3，共五座高爐，4座60T、2座120T，共六座轉爐，100萬噸高線、350萬噸棒材、100萬噸精品板帶五條軋鋼生產(chǎn)線。目前具備700萬噸連鑄鋼坯的綜合生產(chǎn)能力。高爐煉鐵經(jīng)濟技術指標得到不斷刷新和超越。龍鋼不斷刻苦鉆研煉鐵工藝新技術，研究新課題。該團隊在前行中成長，在競爭中壯大。刷新了一頁頁歷史，創(chuàng)造了一個個奇跡。得到了業(yè)界高度認可和贊揚。陜西龍門鋼鐵集團位于韓城市龍門冶金工業(yè)園區(qū)。集團現(xiàn)已形成了從鐵礦開采、燒結、煉鐵到煉鋼、軋鋼、發(fā)電、酒店、物流、運輸?shù)葹橐惑w的完整產(chǎn)業(yè)鏈，完成了韓城為鋼鐵生產(chǎn)基地，以西安為鋼材銷售中心，以陜南為鐵礦生產(chǎn)基地的戰(zhàn)略布局。龍鋼450m3高爐投產(chǎn)以來，爐頂布料一直采用模擬大鐘式的小礦批、單環(huán)布料方式。單環(huán)布料爐內(nèi)煤氣利用差，渣量鐵溫度不足，爐內(nèi)難行、懸料頻繁，高爐操作難度大，頻繁出現(xiàn)爐缸大涼、爐缸凍結等事故，影響正常生產(chǎn)秩序。2011年開始試驗多環(huán)布料，經(jīng)過多次反復，最終實現(xiàn)“焦四礦三”的布料方式，多環(huán)布料在450m3高爐成功實施，大大提高了450m3高爐爐況的穩(wěn)定性，煤氣利用率由36％提高至40％左右，爐缸活躍程度明顯改善，鐵水溫度由1430℃提高到1450℃，降焦增鐵效果明顯，爐況實現(xiàn)了長周期穩(wěn)定順行。龍鋼高爐受原燃料條件、技術水平、設備裝備的影響，雖在布料上實現(xiàn)了多環(huán)布料，但長期采用中心加焦技術，煤氣利用率與行業(yè)同級別高爐差距較大。2013年在各高爐嘗試取消中心加焦并取得成功。取消中心加焦后，高爐煤氣利用率穩(wěn)步上升。2.2燒結20年來，燒結機封口、送料、布料等設備的不斷改進，在提高性能、提高質(zhì)量、降低能耗等方面取得了顯著成效。近年來，我國大型燒結機的進程加快。2018年，我國擁有360m3以上規(guī)格燒結機100余臺。大型鋼鐵企業(yè)擁有燒結機280多臺，平均燒結機面積達到240m3以上。目前，我國大型燒結機的設計、制造和運行已達到國際先進水平，為我國燒結技術的進步奠定了堅實的基礎。隨著燒結機設備的廣泛應用，燒結新工藝、新技術、新設備的開發(fā)和應用也取得了顯著成效。新型燒結技術得到廣泛應用，如點火、織物離析、超厚燒結、燒結機密封、燒結環(huán)冷機余熱回收、煙氣脫硫和除鱗技術。燒結生產(chǎn)的自動化和智能化控制水平不斷提高，以針狀復合鐵酸鈣（SFC'.A）為基礎的高堿度團塊得到廣泛應用，燒結層平均厚度達到688mm，最大。高出900毫米。通過改進技術裝備和生產(chǎn)水平，燒結技術經(jīng)濟指標不斷提高。2018年，我國主要鋼鐵企業(yè)燒結工序能耗下降至48.6公斤/噸，燒結礦質(zhì)量性能不斷提高。近三年大型鋼鐵企業(yè)燒結技術經(jīng)濟指標見表2.2。表2-2近3年主要鐵企業(yè)燒結技術經(jīng)濟指標項目2020年2019年2018年燒結礦含鐵品位/%55.6555.7955.65燒結礦轉鼓指數(shù)/%78.2977.9676.69燒結固體燃料消耗/(kg·t-1),53.1652.8753.08燒結利用系數(shù)/(kg·t-1)1.281.281.26燒結日歷作業(yè)率/%93.4293.5891.74燒結工序能耗（kg·t-1）48.6048.5048.53對于龍鋼而言，燒結料面噴吹蒸汽技術是實現(xiàn)燒結過程污染物減排的一項重要過程治理技術。通過噴吹蒸汽可以改善燒結過程的供氧機制，提高燒結料層燃料燃燒效率和燃盡程度，減少燃燒反應過程對氧的依賴，降低廢氣中CO含量。由于碳素燃燒生成CO2和CO的放熱量不同，從而有助于降低燒結固體燃料消耗，同時破壞二噁英生成條件，減少燒結過程CO、NOx等污染物生成和排放。表2-3龍鋼球團礦技術指標項目主要成分%抗壓強度N/P還原膨脹率%TFeSiO2MgOTiO2普通球團65.873.50.510.06297618.8低硅含鎂含鈦球團65.122.81.721.20268719.1表2-4龍鋼高爐配加含鈦含鎂球前后的爐料結構/%爐料結構爐渣中（MgO）含量燒結礦普通球團含鈦含鎂球塊礦鈦礦6326--9.51.57.8765--296.0--7.922014年以來，龍鋼開展了燒結料面噴吹蒸汽與降低固體燃料消耗、污染物排放、提高燒結礦質(zhì)量的機理研究，建立了燒結料面噴吹蒸汽的理論模型。研發(fā)了燒結料面噴吹蒸汽工藝和生產(chǎn)制度，在265m2燒結機上成功應用，同時還對噴吹蒸汽條件下，大型燒結機提質(zhì)增效的關鍵技術進行了研究，實現(xiàn)了燒結過程二噁英和CO的協(xié)同減排。實踐表明，燒結過程料面噴灑蒸汽有助于改善燒結礦質(zhì)量和降低固體燃耗?？傮w來看，燒結料面噴灑蒸汽后，燒結速度和料層透氣性得到改善，在降低固體燃耗的同時，燒結礦質(zhì)量有所改善。燒結煙氣中二噁英和CO含量顯著降低，污染物減排效果顯著。2.3球團球團技術生產(chǎn)在世界范圍內(nèi)長期相對滯后。我國球團技術自2000年以來發(fā)展迅速，2017年球團生產(chǎn)能力增至1.7億多支。武鋼鄂州、寶鋼湛江逐步建成年產(chǎn)500萬噸電腦化回轉窯球團礦連鎖生產(chǎn)線，形成國內(nèi)大型回轉窯生產(chǎn)設施；帶式爐原料適應性強，生產(chǎn)工藝范圍大。技術先進可靠。目前國內(nèi)生產(chǎn)經(jīng)營的帶式烘烤機有6臺，分別是鞍鋼321.6平方米帶式烘烤機、包鋼624和162平方米帶式烘烤機、首鋼京唐3504m3帶式烘烤機和中國顆粒烘烤機生產(chǎn)能力超過20臺萬噸/年。目前，中國聯(lián)電腦回轉窯約有100條球團生產(chǎn)線，聯(lián)回轉窯的球團生產(chǎn)能力占全國球團總產(chǎn)能的一半以上。與燒結工藝相比，球團生產(chǎn)工藝具有產(chǎn)品質(zhì)量高、質(zhì)量好、能耗低、污染小等技術優(yōu)勢。近年來，我國加快了球團技術的發(fā)展，在鐵礦粉、球團生產(chǎn)技術及專業(yè)、還原膨潤土技術、鏈式電腦回轉窯防結圈等方面引進了高壓輥磨和濕磨技術。復合球團團聚技術、混合原料制備復合球團和焙燒技術已成功應用。首鋼京唐采用大容量帶式焙燒爐生產(chǎn)含鎂球團和含秦球團，取得顯著成效。3高爐煉鐵技術有關概述3.1高爐結構高爐是一個有排氣天數(shù)和鐵生產(chǎn)天數(shù)的大圓筒。高爐的使用過程是：高爐上端為原料進入高爐的日子，這一天原料倒入高爐，出鐵出鐵。生產(chǎn)后在高爐底部。高爐的設計是根據(jù)目前煉鐵生產(chǎn)環(huán)境設計的。生產(chǎn)鐵需要的溫度非常高，這就要求高爐要能耐高溫，還必須有一定的耐火性。用于制造高爐的材料必須是耐高溫和防火的，圓柱形的。在高爐中，鐵礦石原料在還原劑的作用下熔化還原為生鐵，同時分離雜質(zhì)，將煉鐵過程中出現(xiàn)的爐渣在底部去除。高爐末日排放。3.2高爐煉鐵技術高爐煉鐵技術是鋼鐵企業(yè)的一項關鍵技術。在開始高爐煉鐵過程之前，需要充分了解和掌握高爐的內(nèi)部結構和基本操作程序，這樣才能保證專業(yè)人員能夠進行更加規(guī)范的操作和應用操作，避免操作失誤和事故的發(fā)生。在對煉鐵工藝的全方位掌握中，專家必須對高爐煉鐵的工藝過程進行適當?shù)难芯亢头治?。目前，技術流程的重點是：1.專家根據(jù)高爐實際產(chǎn)能和利用率，對鐵礦石等原料的使用基本要求，適當處理的原料配比，目的是充分利用價值鐵生產(chǎn)過程中其他能源物質(zhì)的產(chǎn)生。2.提高原材料的使用效率，以減少原材料的浪費，從而達到節(jié)約成本的目的；3.在高爐煉鐵過程中，為達到原料完全燃燒的目的，需要內(nèi)部供氧，保證高爐內(nèi)氧氣充足的目的是增加原料在爐內(nèi)的充分燃燒。高爐，從而既防止了高爐煉鐵的各種不足，又增加了高爐煉鐵的具體效果；4.高爐煉鐵過程中會產(chǎn)生一些有毒有害氣體，不僅嚴重污染空氣，而且影響工人的身體健康。有必要按照國家有關保護工業(yè)環(huán)境的要求進行煤氣凈化高爐煉鐵，支持我國鋼鐵企業(yè)向環(huán)保企業(yè)轉型。4主要技術進步4.1富氧噴煤技術我國是世界上高爐采用噴煤技術較早的國家之一，近年來冶金部大力推動噴煤技術的發(fā)展和應用，取得了重大效果。全國噴煤量從l990年的218萬噸，到1995年將近翻一番，1996年計劃達到450萬噸。噴煤比也持續(xù)上升，重點企業(yè)平均噴煤比大于60千克／噸鐵。目前，重點企業(yè)有噴煤裝置的高爐已占全部高爐的90％。開發(fā)的新工藝如煙煤噴吹工藝、噴吹系統(tǒng)新流程、制粉系統(tǒng)新流程、高濃度輸送、分配、檢測和控制新技術都達到很高水平，高爐氧槍及安全技術、高爐的一些特殊檢測設備、氧煤燃燒等一些應用理論研究已躍居世界領先水平。高爐氧煤強化煉鐵新工藝的推廣應用不僅給鋼鐵企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟效益，還促進了鋼鐵工業(yè)的結構優(yōu)化，很好地引導了基建和技術改造的投資。為配合公司的低成本發(fā)展戰(zhàn)略，龍鋼主要依靠科技進步，挖潛增效，要求在試生產(chǎn)階段采用全煙煤生產(chǎn)，采用全氮氣噴吹作為安全保障，為高爐進一步提高富氧噴煤創(chuàng)造了條件。龍鋼噴煤系統(tǒng)工藝流程采用制粉與噴吹一體化的直接噴煤方式，由四部分組成，即原煤儲運系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)、噴吹系統(tǒng)，外網(wǎng)風、水、電、氣系統(tǒng)；制粉采用中速磨機－一次高效布袋收粉器－主排粉風機工藝。每個稱重傳感器的安裝位置均設壓力校秤裝置。在龍鋼噴煤的生產(chǎn)實踐過程中，噴吹采用錐部流態(tài)化下出料形式，在流化罐流化風管上設有調(diào)節(jié)裝置提高固氣比，實現(xiàn)濃相輸送。流態(tài)化是一種微粒固體通過與流體接觸而轉變成類似流體狀態(tài)的操作，在噴吹罐下出料裝置中，流化風進入罐體與煤粉相遇，當流態(tài)化風速很低時，煤粉靜止不動，呈固定狀態(tài)，不斷增加流化風速，當大于煤粉的初始流化速度后，煤粉體積膨脹，空隙度增加，煤粉微粒開始懸浮，出現(xiàn)流態(tài)化現(xiàn)象，繼續(xù)增大流化風速，超過煤粉微粒的懸浮速度（終端速度），煤粉被夾帶，成為氣力輸送。為了調(diào)節(jié)煤粉流量和防止流化風量和風速過大，在流化氣路上加裝可調(diào)的自動補氣裝置，確保流化風穩(wěn)定，稀釋比例合適，使罐內(nèi)和補氣回路壓力均衡，從而保證噴吹煤粉的穩(wěn)定連續(xù)性，使固氣比達到30kg/m3，實現(xiàn)了濃相輸送，降低了用氣量，管路和設備壽命明顯延長，節(jié)約成本。在煤粉輸送過程尤其長距離等徑管道輸送，可能出現(xiàn)煤粉堵塞管道，要確保穩(wěn)定噴吹，一是要設置防止堵塞處理的措施，這個在設計時在主管道上每隔20m設置排污閥和反吹氣源.等徑管道輸送末端壓力低，輸送介質(zhì)速度高不易堵塞，而始端壓力高，速度低易于堵塞，所以，堵塞一般發(fā)生在始端，為此，在始端附近設放煤粉閥，以便堵塞時打開此閥放煤粉。二是要在噴吹自動化上下功夫，設置混壓、罐壓和熱風壓力自動連鎖裝置，在壓力波動或異常時，自動關閉出煤閥停止送煤粉，使總管堵塞得到有效控制。實踐證明：無論是自動和手動操作，均能出現(xiàn)操作失誤，造成總管堵塞，為徹底解決這一問題，在混合閥前5m處設置增加一路補氣裝置，氣源壓力和流量取自補氣氣包，對管道輸送煤粉沉降速度最大值時所需補氣流量進行計算，手動將增加補氣流量的值調(diào)到懸浮速度所需的最小值時所需流量，從而確?？偣車姶等f無一失。通過探索分析，發(fā)現(xiàn)補氣器內(nèi)的噴嘴直徑是與輸送距離有很大關系，當輸送距離是定值時，有一個最佳的噴嘴直徑位置使輸送速度達到最大，比這個最佳的噴嘴直徑大或小都使輸送速度下降，（這點在初期設計時已考慮到，采用的是可伸縮調(diào)整的補氣器），在安裝使用后效果一直不明顯，后經(jīng)分析認為，噴嘴伸入長度與輸送氣體壓力有關，與輸送距離也有一定關系，從定性角度分析，輸送氣體壓力越高，輸送距離越近，最佳的伸出長度就越短，反之則伸出距離越長，但最長不能超過補氣器錐體部前的斷面。比這個最佳的伸出長度短或長都會使輸送速度降低，根據(jù)這一原理，對混合器進行調(diào)整，效果明顯，噴吹量和噴吹穩(wěn)定性明顯提高。4.2高效長壽技術在我國，高爐壽命也有了長足進步，一直困擾高爐高效、安全、穩(wěn)定、順行、長壽命的技術難題得到有效解決。新世紀以來，許多專家認為，高爐設計壽命應為20年~25年，一代爐役平均利用系數(shù)大于2.0t/(m3·d)，一代爐齡單位容積產(chǎn)鐵量應達到15000t/m3~20000t/m3。我國煉鐵工作者歷來重視高爐安全長壽技術的研究，通過研究總結高爐破損機理和高爐反應機理，高爐長壽已經(jīng)深入人心。如長壽銅冷卻壁的研發(fā)應用，龍鋼1280m3高爐，在爐腹、爐腰和爐身下部共采用3段銅冷卻壁（第6~8段），每段銅冷卻壁為45塊，每塊冷卻壁均設4條冷卻通道，冷卻水管直徑為DN60。水管的保護套管采用不銹鋼管，銅冷卻壁的冷卻通道為復合扁孔型。冷卻通道由冷卻壁本體一端鉆孔，并采用銅質(zhì)堵頭封堵焊接。銅冷卻壁熱面設置燕尾槽，槽面寬52mm，槽底寬66mm，槽深40mm，槽間中心間距為100～114mm。在長期的生產(chǎn)實踐中，為了增強銅冷卻壁粘渣能力，開展了提高渣皮穩(wěn)定性研究。形成了通過高爐上部-下部綜合調(diào)節(jié)穩(wěn)定煤氣流分布，通過控制有害元素含量、精確調(diào)控特殊爐況時期的冷卻制度等措施，避免了爐墻的局部粘結或渣皮大面積脫落，為高爐銅冷卻壁使用維護積累了大量實踐經(jīng)驗。高爐精料技術。精料是現(xiàn)代高爐實現(xiàn)高效、低耗、優(yōu)質(zhì)、長壽的基礎，也是實現(xiàn)高爐生產(chǎn)減量化和耗散最小化的重要措施。一是采用合理爐料結構。高爐爐料結構的優(yōu)化要遵循資源最優(yōu)化、技術最優(yōu)化、經(jīng)濟最優(yōu)化的原則，注重改善爐料綜合冶金性能，開發(fā)研究低品質(zhì)礦高效利用技術，實現(xiàn)資源減量化、利用最佳化和環(huán)境友好化。二是改善爐料冶金性能?，F(xiàn)代大型高爐精料技術的主要技術內(nèi)涵是：提高入爐礦品位，入爐礦綜合品位達到58%以上，熟料率為80%~85%，采用經(jīng)濟合理爐料結構，降低原料成本；提高焦炭質(zhì)量，大型高爐焦炭要提高機械強度、熱強度和平均粒度，M40≥89%，M10≤6.0%，CSR≥68%，CRI≤25%，平均粒度≥45mm；提高爐料成分和理化性能的穩(wěn)定性，減少成分和性能的波動，保證高爐生產(chǎn)穩(wěn)定順行；開展低品質(zhì)礦的高效化利用研究，實現(xiàn)資源利用的減量化和最優(yōu)化。三是采用分級入爐技術。這可以提高煤氣利用率，實現(xiàn)鐵素資源的最大化利用；可以實現(xiàn)爐料分布的精準控制，提高高爐透氣性和煤氣利用率，促進高爐順行，降低燃料消耗。四是應用爐料分布與控制技術?，F(xiàn)代大型高爐生產(chǎn)效率高，爐料裝入量大，裝料設備不僅要滿足高爐裝料能力，還要滿足高爐操作對爐料分布精準控制的要求，實現(xiàn)爐料分級入爐和中心加焦。龍鋼公司還積極應用數(shù)字化轉型推動煉鐵工序智能制造發(fā)展，實現(xiàn)了對煉鐵工序基礎數(shù)據(jù)和信息共享、高爐爐型管理的模擬應用，加速推進智能制造在煉鐵工序的基礎發(fā)展和創(chuàng)效提升，助力企業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展目標。實現(xiàn)高爐生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動存儲處理和遠程信息共享。公司借助數(shù)據(jù)中心平臺，采集煉鐵廠關鍵PLC數(shù)據(jù)以及開發(fā)系統(tǒng)專用接口同步應用系統(tǒng)相關業(yè)務數(shù)據(jù)，對這兩部分數(shù)據(jù)永久存儲，打通信息平臺，將工業(yè)環(huán)網(wǎng)中的相關數(shù)據(jù)實時顯示和監(jiān)控。同時根據(jù)生產(chǎn)管理實際需求，從數(shù)據(jù)中心平臺存儲的數(shù)據(jù)中進行查詢分析，自動生成日常報表，減少手工抄寫及匯總統(tǒng)計過程，提高工作效率，為技術人員大數(shù)據(jù)分析提供了堅實數(shù)據(jù)基礎，使分析結果更準確，最重要的是通過全生產(chǎn)過程的信息高度集成化和數(shù)據(jù)可視化，達到了生產(chǎn)過程的信息透明化數(shù)據(jù)傳遞鏈，為各級管理人員分級管控和線下辦公提供了便捷。實現(xiàn)高爐爐型管理模擬應用?，F(xiàn)代大型高爐采用“高利用系數(shù)、低焦比、大噴煤、高富氧、長壽命”的操作方針，合理的操作爐型是高爐長期穩(wěn)定、長壽的基礎，是高效冶煉的關鍵。由于高爐爐腹、爐腰、爐身下部受到高溫高速煤氣流沖刷，熱流強度變化大，易造成渣皮結厚、脫落，即使采取措施短時間效果不明顯。龍鋼公司與國內(nèi)知名單位合作開發(fā)操作爐型管理系統(tǒng)，利用雙向OPC通訊技術、工業(yè)以太網(wǎng)技術、大數(shù)據(jù)技術及工廠實時數(shù)據(jù)庫（hbase）及oracle數(shù)據(jù)庫技術，結合本體壁體溫度、水溫差、熱流強度等參數(shù)控制標準，對數(shù)據(jù)進行分段、分區(qū)深度挖掘優(yōu)化，模擬生成高爐操作爐型管理模型，為各級高爐管理人員提供最優(yōu)的調(diào)劑方向和解決策略，達到提高勞動生產(chǎn)率和探索高爐操作管理的創(chuàng)新模式，最終實現(xiàn)高爐低耗、長壽、高產(chǎn)的目的。通過運用數(shù)字化轉型，彌補了龍鋼公司鐵前生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈不健全的短板，實現(xiàn)了龍鋼公司在鐵前生產(chǎn)的工藝管理過程大提升。后期龍鋼公司將繼續(xù)借助數(shù)字化轉型，不斷完善智能制造在煉鐵工序的應用，通過運用手機APP實現(xiàn)掌上管控；采用將高爐操作集中管控打造智能生產(chǎn)大廳；引進高爐專家系統(tǒng)實現(xiàn)智慧煉鐵生產(chǎn)等措施，加快推進煉鐵工序的智能制造步伐。4.3高風溫技術高風溫技術是高爐降低焦比、增加噴煤量、提高能量轉換效率的重要技術途徑。目前，大型高爐的設計風溫一般為1250-1300℃，提高風溫是21世紀高爐煉鐵的重要技術特征之一。目前，我國已全面掌握1250—1300℃低熱值單燃高爐煤氣（熱值約3000kJ/m3）條件下的綜合高溫技術。其主要技術是燃氣和助燃空氣預熱。熱風爐拱頂溫度達到（1380±20）℃，送風期間熱風溫度保持在1250-1300℃，熱風爐拱頂溫度與風溫差減小到80-100℃。龍鋼其中兩座高爐容積為1280m3，各配置1套熱風爐系統(tǒng)。熱風爐系統(tǒng)本體區(qū)配置4座卡盧金頂燃式熱風爐，每座熱風爐配置一個混風室，采用兩燒兩送交錯并聯(lián)的送風制度。為適應龍鋼在不同階段煤氣平衡的變化，以全燒高爐煤氣為主要設計工況，同時也能適應短時間內(nèi)摻燒高熱值煤氣（LDG）的設計工況。熱風爐爐內(nèi)耐材選擇依據(jù)熱風爐不穩(wěn)態(tài)傳熱模擬計算確定。根據(jù)熱風爐各部位的工作溫度分別選擇不同的耐材配置。熱風爐拱頂與蓄熱室大墻砌體分開，形成各自獨立的結構，爐墻可獨立脹縮。湛江頂燃式熱風爐設計拱頂最高溫度為1450℃，送風溫度1300℃。為確保熱風管系能夠長期、安全、穩(wěn)定運行，熱風管系內(nèi)部耐材按照其工況溫度，進行相應的配置。鐵口泥套是鐵口堵口時鐵口與泥炮的工作接觸面，以前在小高爐操作中常常由于泥套質(zhì)量不好造成堵口時出現(xiàn)冒泥、漏泥，嚴重時造成高爐減風、甚至放風堵口，從而影響鐵口深度的穩(wěn)定和出鐵均勻率的提高給高爐穩(wěn)定順行造成不利。龍鋼1-2#號高爐1280m3在投產(chǎn)后，鐵口泥套采用搗打料制作，搗打料泥套制作困難、使用壽命短，因泥套破損造成鐵口封不上時有發(fā)生，給爐前作業(yè)和高爐正常生產(chǎn)帶來了一定的負面影響。為此改為澆鑄料泥套。具體制作過程是：整體泥套300mm深左右、填充澆鑄料、固化、先小火然后大火烘烤，由于澆鑄料泥套強度高、不易破損，基本上消除了因泥套破損而引起的減風或常壓堵鐵口事故。同時龍鋼積極向寶鋼等國內(nèi)行業(yè)佼佼者學習經(jīng)驗，外深入分析了頂燃式熱風爐熱風管系出現(xiàn)的常見問題，在4座熱風爐熱風出口各配置1座外燃式風格的混風室和熱風出口聯(lián)絡管，確保熱風主、支管均采用與圍管相同標高的管系設計。這種工藝設計能夠解決頂燃式熱風爐拱頂熱風出口短管因爐殼上漲、位移大而產(chǎn)生的耐材破壞和管殼發(fā)紅問題。4.4球團技術近年來，我國在球團技術領域取得了驕人的成績，建成了一系列帶式焙燒爐、鏈式計算器-回轉窯球團生產(chǎn)線，廣泛、現(xiàn)代化的球團技術裝備取得了長足的進步。國內(nèi)擁有國際先進的500萬噸/帶式帶磨機和帶電腦回轉窯的球團生產(chǎn)線，自主研發(fā)的鏈式電腦回轉窯和自主一體化帶式焙燒爐工程設計、生產(chǎn)設備以及生產(chǎn)運行等方面，取得了顯著成效。通過技術攻關，有效解決了造粒、帆布、焙燒、成圈等技術難題，球團的質(zhì)量和強度達到國際先進水平。積極研究高鐵低硅球團礦、含鎂鈦球團礦、氧化赤鐵礦球團，帶式燒結機規(guī)?；a(chǎn)赤鐵礦球團取得重大進展。硅復合顆粒成功；球團煙氣脫硫裂變技術應用效果明顯。龍鋼2號高爐以燒結礦+球團礦+塊礦為高爐爐料結構，原燃料均為專機專供，無地燒地球入爐，保證原燃料的成分穩(wěn)定均勻，原料TFe含量由55%提高到58%，F(xiàn)eO含量小于10%。同時加強原料篩分管理，控制燒結礦＜5mm比例在5%以下，低溫還原粉化率控制在25%以內(nèi)，轉鼓強度＞72%。通過以上措施，明顯改善入爐原料質(zhì)量，減少了入爐粉末，料柱透氣性明顯改善。龍鋼公司從配料優(yōu)化、操作優(yōu)化、技術攻關方向開展球團礦和燒結礦質(zhì)量攻關，球團礦1800N抗壓強度合格率由60%左右提高至80%，燒結礦入爐率長期穩(wěn)定在78%以上。4.5高效低耗燒結技術2000年以來，中國燒結工藝技術取得重大進展，燒結礦質(zhì)量和性能顯著提高。材料的低溫燒結、超厚燒結（料層厚度1000mm）、添加合適的MgO燒結制備技術、熱風燒結、復合燒結技術、煙氣循環(huán)燒結等得到了開發(fā)和應用。取得了良好的效果。龍鋼兩座1280m3煉鐵高爐和一座450m3高爐，所用的燒結礦由一臺300m2燒結機供給，為解決燒結礦供求矛盾，采用超高燒結礦堿度（2.6倍以上）、大量配用球團礦的生產(chǎn)組織模式。燒結礦質(zhì)量差（成分波動較大，品位及堿度不穩(wěn)）；球團礦供應廠家多，質(zhì)量參差不齊，高爐調(diào)整鐵料配比應對的次數(shù)頻繁；原燃料中堿金屬含量高，爐渣中鎂鋁比不合理，以上因素制約高爐的穩(wěn)定及產(chǎn)能的釋放。為優(yōu)化鐵料結構，公司啟動90m2燒結機，燒結礦的需求量得到保障，將燒結礦堿度控制在正常范圍，球比穩(wěn)定，并一系列措施提高燒結礦質(zhì)量，為高爐的順行及提產(chǎn)創(chuàng)造了條件。首鋼從燒結表面開發(fā)應用蒸汽噴涂技術，改善燒結過程傳熱機理，有效降低燒結過程固體燃料消耗和污染物排放；梅鋼開發(fā)應用焦爐注氣技術，有效降低燃料消耗；智能燒結控制技術得到較好應用；燒結過程中幾種污染物的協(xié)同控制和處理取得了顯著效果。我國燒結機采用活性焦、循環(huán)流化床煙氣脫硫、SLR脫硝技術，推廣應用有效去除燒結煙氣中SO2Nx粉塵。此外，龍鋼企業(yè)加快提升科技水平，助力高效冶煉。借力科技項目攻關，實施冷卻能力提升、冷卻水量分段控制、渣鐵溝工藝改造、智能噴吹、智能燒爐、泥炮自動搖控、均壓煤氣回收、綠色低碳冶煉等12項進步項目，提升設備保障和自動化控制水平，助推高爐工藝指標提升。如在鐵口管理上積極改進創(chuàng)新，龍鋼1-2#高爐1280m3高爐鐵口設計深度為2400mm，鐵口用組合碳磚砌筑，鐵口角度開爐設計角度8°～13°，開爐初期鐵口深度為2.4m，鐵口工作相對比較穩(wěn)定，但隨著高爐的強化，鐵口深度由2400mm降至1800～2000mm，鐵口深度不能滿足高強度冶煉的要求，鐵口出鐵過程中噴濺比較大。如果出凈渣鐵、出鐵時間較長，主溝兩側堆渣比較嚴重，爐前工人勞動強度大，容易造成堵不上鐵口，而且嚴重烤烘液壓炮，造成使用壽命縮短。考慮到強化冶煉、出渣、出鐵的需要，改進炮泥質(zhì)量，鐵口深度由1800～2000mm增至2000～2200mm，效果顯著。龍鋼3-5#高爐1800m3高爐鐵口設計深度為3200mm，鐵口用組合碳磚砌筑，鐵口角度開爐設計角度7°～12°，開爐初期鐵口深度為3.2m，鐵口工作相對比較穩(wěn)定，但隨著高爐的強化，鐵口深度由3200mm降至2600～2800mm，鐵口深度不能滿足高強度冶煉的要求，鐵口出鐵過程中噴濺比較大。如果出凈渣鐵、出鐵時間較長，主溝兩側堆渣比較嚴重，爐前工人勞動強度大，容易造成堵不上鐵口，而且嚴重烤烘液壓炮，造成使用壽命縮短?？紤]到強化冶煉、出渣、出鐵的需要，改進炮泥質(zhì)量，鐵口深度由2600～2800mm增至2800～3000mm，效果顯著。4.6大型高效焦化技術為降低配煤成本，節(jié)約優(yōu)質(zhì)煤資源，擴大焦煤資源開發(fā)，我國結合國情開展了一系列研究，加大弱煤焦化的利用?；诿簡蛹夹g和煉焦煤水分控制技術，焦爐7.63m的武鋼貧貧煤達到14%～16%，優(yōu)質(zhì)貧煤使用率低于10%，低變質(zhì)弱堿煤投加高達20%或更多。馬鋼、攀鋼、沙鋼等焦化企業(yè)結合大容量焦炭的特殊性質(zhì)，開展了焦煤利用、煤巖混煤精制分級技術研究。窯煤，從而實現(xiàn)優(yōu)化配煤，提高焦炭質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。通過加入型煤焦化技術，將弱煤與燒結劑混合后壓制成型煤，與其余的散煤混合后放入焦爐進行焦化。寶鋼焦化工藝開發(fā)了型煤添加設施，型煤添加量可達15%～30%，焦炭質(zhì)量滿足5000m3高爐要求。同時，干熄焦技術在國內(nèi)的應用和推廣取得了優(yōu)異的成績，整體技術達到國際先進水平；焦爐廢氣熱回收技術開發(fā)應用、煙氣脫硫脫硝等取得良好效果。龍鋼高爐一直受限于原料條件，加之鋼鐵行業(yè)市場經(jīng)濟影響未能釋放產(chǎn)能，2018年為結合鋼鐵行業(yè)發(fā)展，龍鋼煉鐵以適應低質(zhì)量原燃料，釋放高產(chǎn)能，降低燃料消耗節(jié)約成本為目標，制定一系列攻關及管理方案，在原燃料未有改善的情況下，通過加強物料管理、工藝操作管理及基礎工作管理，日產(chǎn)增加到4000噸以上，焦比降至336kg/t，年公司啟動了90m2燒結機，燒結產(chǎn)能與高爐產(chǎn)能匹配，燒結礦堿度降到合理范圍，高爐布料由之前的單環(huán)布料改為焦4礦3的多環(huán)布料方式，采取中心為主邊緣為輔的多環(huán)布料制度理念，改多環(huán)布料后高爐消耗明顯下降。龍鋼公司科學制定焦炭評價體系，確立大高爐主流焦炭+小高爐非主流焦炭+實物質(zhì)量微調(diào)節(jié)的焦炭供應專題調(diào)節(jié)與反應機制，實現(xiàn)高爐爐料結構、爐況穩(wěn)定和經(jīng)濟指標大跨步提升。優(yōu)化噴吹煤結構提負荷，開展提高無煙煤比例攻關實踐，焦炭濕基負荷由4.10-4.20倍提高至4.5倍，同時煤比提高至150kg以上，實現(xiàn)焦比、燃料比的整體下降。隨著高爐冶強的提高，如果礦批小、小時料速高，則上料系統(tǒng)壓力過大，高爐易虧料線，技術小組逐步摸索提高礦批，現(xiàn)礦批已提至39.5t/批，在原燃料條件改善的同時向大礦批發(fā)展，同時大礦批也提高了煤氣利用從而達到將消耗的目的。5發(fā)展趨勢5.1總體發(fā)展趨勢到21世紀中葉，我國經(jīng)濟發(fā)展將從快速高效型向高質(zhì)量高效型轉變，經(jīng)濟社會保持平穩(wěn)，發(fā)展繼續(xù)向好，解決因經(jīng)濟增長過快造成的各種不平衡和短板。生長。在未來經(jīng)濟發(fā)展的大環(huán)境下，鋼材作為首選的功能性建筑材料，將繼續(xù)發(fā)揮不可替代的作用。隨著中國經(jīng)濟發(fā)展的放緩和增長方式的轉變，與資源能源供應約束和環(huán)境管理相關的市場力量將在21日中旬之前減弱，中國鋼鐵行業(yè)必須堅持去產(chǎn)能。鋼鐵行業(yè)“去產(chǎn)能”將成為未來很長一段時間內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大課題。要摒棄以往不計條件、不顧市場的粗放發(fā)展、盲目擴張的觀念，超越產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律?！跋蛏稀焙汀懊つ勘容^”導致鋼鐵產(chǎn)能過度擴張，導致鋼鐵產(chǎn)能嚴重過剩，產(chǎn)業(yè)發(fā)展困難重重。它給經(jīng)濟、社會和產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來了沉重的負擔和巨大的代價。在鋼鐵工業(yè)減量化、集約化發(fā)展的背景下，要堅持產(chǎn)業(yè)發(fā)展的科學性，自覺監(jiān)測產(chǎn)業(yè)發(fā)展的客觀規(guī)律，審視未來發(fā)展的方向、目標、路徑和規(guī)律。從工程哲學的角度來看工業(yè)。未來，優(yōu)質(zhì)鐵礦石和煉焦煤資源繼續(xù)緊缺，環(huán)境將日益受到制約。鋼鐵行業(yè)下一個時期將面臨的發(fā)展形勢是：市場需求減弱，資源能源供給不足，生態(tài)環(huán)境約束加強。在這樣的發(fā)展環(huán)境下，鋼鐵企業(yè)如果不堅持綠色發(fā)展，不建設節(jié)能環(huán)保型企業(yè)，將難以在日益激烈的市場競爭中生存，更談不上發(fā)展。未來智能化將帶動經(jīng)濟社會發(fā)展，將成為一切經(jīng)濟社會發(fā)展的主流，智能化技術裝備也將成為鋼鐵行業(yè)發(fā)展的重要方向之一。對于煉鐵過程來說，就是物質(zhì)流、能量流和信息流的輸入/輸出過程，基于人工智能、智能燒結技術和智能焦化技術的專家級高爐操作系統(tǒng)將是煉鐵的未來。技術裝備發(fā)展方向。5.2產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局到21世紀中葉，中國鋼鐵工業(yè)的結構和模式將發(fā)生重大變化。這尤其體現(xiàn)在鋼鐵生產(chǎn)將在一段時間內(nèi)保持穩(wěn)定，不會快速增長。這是由中國經(jīng)濟轉型發(fā)展和經(jīng)濟社會市場需求決定的。受投資拉動影響，鋼材產(chǎn)量將呈下降趨勢，市場供需將保持動態(tài)平衡。隨著產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整、生態(tài)環(huán)境治理和企業(yè)