现代高炉炼铁技术的进步与发展趋势.pdf

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1、现代高炉炼铁技术的进步与发展趋势李维国徐国群陈亮(宝钢股份公司技术中心)摘要近年来，现代高炉炼铁技术在高炉装备、提高喷煤比、延长高炉寿命、提高高炉原燃料质量、改进高炉操作等方面取得了明显的进步。今后的发展方向主要集中在资源利用、实现超高喷煤、进一步延长炉役寿命和环境保护等几个领域，不断提高生产效率和设备效率．降低能耗，加大环保力度、有效保护环境，实现可持续发展。关键词l炼铁(高班技术进步喷煤七琦，1前言高炉炼铁在19世纪有了较大的进步，20世纪快速发展，各种新技术层出不穷，50年代以后高炉技术迅猛发展，进入90年代以来，高炉技术日臻完善，炼铁成本持续下降，今后的高炉技术如何发展

2、值得令人关心。2高炉炼铁技术的进步2．1高炉大型化由于钢铁工业竞争激烈，20世纪80年代以来，美国、西欧国家和日本都已经或正在进行结构调整，淘汰落后工艺和设备，在高炉炼铁方面，积极关停能耗高、污染严重的小高炉，将高炉炉容扩大，座数减少，提高设备效率。表1为美国高炉生铁产量与高炉数量变化情况，可以看出，经过40年的调整，美国高炉已由1959年的266座，2000年降至只有35座高炉生产ilJ。1999年日本5大钢铁公司运行的32座高炉平均炉容更高达3606m3，炉容大于4000m3的高炉达18座。欧洲高炉铁水生产的演变[21(表2)也表明，该地区的高炉炉容逐渐扩大，座数减少。大型

3、化是高炉发展的一个主要方向。目前，大型高炉基本分布在欧亚地区，其中以日本最多，北美地区则相对较少，在今后5～10年内，北美地区建薪高炉的可能性已经不大。目前，全球2000m3以上的大中型高炉共有107座，分布地区见表3。表1美国高炉生铁产量与高炉数量变化表我国专家研究表明，与小高炉相比，大型高炉的劳动生产率成倍增长‘“。据统计，我国炼铁高炉总数已达3228座．其中容积小于100ma的高炉占总数的93％‘“，劳动生产率低，污染环境严重。随着我国加人WTO，市场竞争更趋激烈，高炉大型化大概也是必然的趋势。1422．2高炉长寿技术冶金T_I-是资金密集型企业，高炉大修耗费巨大。因此，

4、延长高炉寿命，节约投资，对提高冶金工厂的市场竞争力意义巨大。据资料介绍【”⋯，20世纪50年代高炉平均寿命只有4年左右，60年代为4～5年，70年代提高到5～6年，80年代停炉的高炉寿命达8～10年，一代炉龄期内高炉不进行中修，单位容积一代炉龄产铁量6000～7000t／m3以上，80年代末期，表3全球大中型高炉数量及分布地区国外大型高炉寿命一般已达到10～12年左右，进入90年代，通过研究开发高炉长寿技术，取得了很大的成绩，高炉长寿记录不断刷新。目前，已经有相当数量的高炉炉龄达到15～20年的寿命，并有数座高炉寿命超过了20年。高炉长寿是通过设备、操作、维护等综合技术来达到的

5、。为延长高炉寿命，许多钢铁公司都在研究发展高炉冷却技术，目前有许多高炉安装和使用了铜冷却壁，预见这一技术可使高炉寿命大为增加。20世纪70年代末，欧洲厂商开始制造和使用纯铜冷却壁。经过德国的蒂森汉博恩钢厂4号高炉(1979年)和鲁罗尔特厂6号高炉(1988年)试用取得了良好效果后，比利时西德玛钢铁厂于1995、1996年在其B号高炉炉腹、炉腰及炉身下部安装了4段铜冷却壁【8J，美国LrTv钢铁公司于1988年在印第安纳哈博厂的H一4号高炉的炉腰及炉身下部安装了3段铜冷却壁【9。“，实践表明，铜冷却壁可稳定和迅速重建渣皮，保护壁体，减少热损失，延长高炉寿命。铜质冷却壁自问世至今，

6、已经在全球45座高炉上进行了推广应用。事实证明它的冷却效果是优秀的，而且使用寿命已经超越了高炉寿命。尽管如此，德国已经开始研制新一代的铜质冷却壁，并制造出样品，开始在的高炉上进行应用试验。新一代铜冷却壁主要是改进工艺，据资料介绍u¨新型冷却壁只有一个椭圆形的冷却槽，并带有两个220～230ram宽的侧翼。这种结构保证了在冷却水流速不变的前提下流量减少，同时针对高炉的不同部位进行模块化设计，使之更容易安装更换。该冷却壁比普通铜质冷却壁薄，平均厚度90ram，而后者的厚度在140mm以上。23喷煤技术早在1840～1845年，法国就首先进行了高炉喷煤试验，并于1881年获得了专利权

7、‘1“，但由于存在多种技术难题而长期未能得到采用，直到20世纪60年代高炉喷煤技术才得到迅速发展，并在70年代的石油危机后得到广泛应用。90年代中期，世界上已有18个国家和地区的140多座高炉采用了喷煤技术，年喷煤量约1400万t【1“，目前，喷煤高炉还在增加，喷煤比不断提高。，亚洲和欧洲地区对喷煤技术研究最多，喷煤水平也较高。在二十世纪九十年代初期，德国施维尔根1号高炉，英国斯肯索普维多利亚号高炉，法国敦刻尔克4号高炉，日本神户3号高炉，荷兰艾莫依登6号高炉等一批高炉的喷煤量已达到190-