薛貴杰
近日,首鋼京唐公司“低碳清潔高效煉鐵工藝和技術(shù)集成”科研成果榮獲2021年度冶金科學(xué)技術(shù)獎一等獎。這一成果有哪些優(yōu)勢和特點(diǎn)?研發(fā)的背景是什么?

首鋼科學(xué)技術(shù)特殊貢獻獎獲得者、首鋼京唐公司副總經(jīng)理劉國友是這一項目的主要參與者,談到低碳高效冶煉,他頗有感觸:“面對國內高比例球團冶煉技術(shù)空白,我們經(jīng)過(guò)多次工業(yè)試驗,在2019年最終確定了燒結礦配加堿性球、酸性球、生礦的四元爐料結構。當時(shí),國內對于低硅堿性球團的研究少,工業(yè)生產(chǎn)幾乎沒(méi)有可借鑒的經(jīng)驗。我們依托公司鐵前一體化平臺,與相關(guān)技術(shù)研究院緊密對接合作,開(kāi)展了系統、海量的基礎研究。最終,我們成功開(kāi)發(fā)了以消石灰作為熔劑生產(chǎn)低硅堿性球團的獨有技術(shù)。這一技術(shù)在世界范圍內屬首創(chuàng ),堿性球還原膨脹率由原來(lái)的25%~30%下降到16%~18%,高爐球團礦比例由原來(lái)的30%逐步提升至50%以上。自2019年6月份開(kāi)始,我們在京唐3座超大型高爐全面實(shí)施了高比例球團低碳高效冶煉技術(shù),迄今為止高爐運行穩定,入爐球團礦比例長(cháng)期穩定在50%以上。首鋼京唐低碳清潔高效煉鐵工藝和技術(shù)集成的成功應用實(shí)施,可讓高爐年粉塵排放量與之前相比減少35%,二氧化硫排放量減少28%,氮氧化物排放量減少30%,開(kāi)創(chuàng )了國內大型高爐建立大球比爐料新結構的先河。另外,京唐公司通過(guò)應用高球團比例高爐冶煉技術(shù),降低鐵水成本,年經(jīng)濟效益約為1.5億元?!?/div>

為了推動(dòng)煉鐵工藝低碳綠色化發(fā)展,2015年首鋼規劃京唐公司二期工程,在原煉鐵工藝系統基礎上新建1座5500立方米超大型高爐和2條504平方米大型帶式焙燒機球團生產(chǎn)線(xiàn),形成“3臺504平方米帶焙機+2臺500平方米燒結機+3座5500立方米高爐”煉鐵工藝流程配置(即“3+2+3”模式)和以球團礦為主的爐料結構,利用高品質(zhì)球團礦及工藝能耗低、污染物排放少等優(yōu)勢,大幅度降低煉鐵系統的二氧化碳和污染物排放。該項目高比例球團冶煉模式,實(shí)現了3座5500立方米高爐50%球團比例的高效穩定運行。

據介紹,首鋼京唐“低碳清潔高效煉鐵工藝和技術(shù)集成”科研項目基于該公司球團礦在環(huán)保、能耗等方面的優(yōu)勢,根據低碳煉鐵要求的總體目標,開(kāi)發(fā)并采用低碳清潔冶煉爐料結構及工藝流程配置,將傳統三元爐料結構調整為以球團礦為主的四元爐料結構,即確定了“35%熔劑性球+20%酸性球+40%燒結礦+5%塊礦”的基礎爐料結構,創(chuàng )新配置了3臺504平方米帶焙機+2臺500平方米燒結機+3座5500立方米高爐的煉鐵工藝裝備。

該項目從改善球團礦質(zhì)量、優(yōu)化原燃料結構配比及相匹配的高爐冶煉技術(shù)等方面入手,開(kāi)發(fā)出了與高比例球團冶煉相匹配的合理布料及煤氣流分布控制技術(shù),建立了以“中心焦+水平料面”、高富氧、高頂壓、高風(fēng)溫、采用濕分控制為特點(diǎn)的超大型高爐高比例球團冶煉技術(shù)體系;開(kāi)發(fā)出適宜高比例球團冶煉的高爐裝備,設計了適用于高比例球團冶煉的并罐布料裝置、爐身角度及合適的高徑比,有效解決了高比例球團冶煉時(shí)布料偏析、爐料膨脹等難題,為超大型高爐高比例球團穩定冶煉創(chuàng )造了有利條件;自主集成了低碳清潔煉鐵成套裝備及工藝技術(shù),開(kāi)發(fā)了全球最大跨度的單拱料場(chǎng)封閉技術(shù)、高爐爐頂煤氣全量回收系統、燒結煙氣循環(huán)工藝、燒結球團工序實(shí)施半干法+SCR脫硫脫硝技術(shù),實(shí)現了首鋼京唐煉鐵工序的清潔生產(chǎn)。
據介紹,該項目成果總體達到國際領(lǐng)先水平,獲授權發(fā)明專(zhuān)利9項。自首鋼京唐3座5500立方米高爐使用大球比冶煉工藝以來(lái),噸鐵原料污染物排放總量減少24%,鐵前工序綜合能耗降低20千克標準煤/噸以上,二氧化碳減排10%。其中,3號高爐實(shí)現了59%的球團配比、利用系數為2.4噸/(立方米·天)、渣比為218千克/噸、燃料比475千克/噸,引領(lǐng)鋼鐵行業(yè)綠色發(fā)展的方向,經(jīng)濟效益和社會(huì )效益巨大。
來(lái)源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網(wǎng)
編輯:張雨恬
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