我国炼铁技术装备的现状和展望

近年来，我国炼铁生产技术处于快速发展阶段，全国重点钢铁企业高炉炼铁技术经济指标不断创出历史最好水平（详见附表1和附表2）。这些成绩的取得，与我国炼铁技术装备水平不断提高有着直接关系。

附表1  重点钢铁企业高炉炼铁技术经济指标

附表2  2003年部分高炉技术经济指标

我国高炉炼铁技术装备现状
　　随着冶金科学技术进步和生产建设的发展，我国高炉炼铁技术装备在向大型化、自动化、市郊化、长寿化、节能降耗、高效益的方向发展。同时，不少企业已经开始建设环保治理的设施，向清洁生产的方向发展。应当指出，我国炼铁企业产业集中度还较低，处于多层次共同发展的阶段，我国高炉炼铁技术装备水平也是处于先进装备与落后装备并存的阶段。本文只对我国先进和较先进的炼铁技术装备情况进行分析。

球团技术装备
　　2003年，我国球团矿产量约3000万t，80%的产量是由竖炉生产的，而带式焙烧机、链篦机??回转窑生产的球团矿只占20%。由于竖炉生产的球团矿在质量上（含铁品位和抗压强度等方面）比链篦机??回转窑生产的球团矿差，近年来大型链篦机??回转窑设备发展较快。首钢矿业公司改造后的链篦机??回转窑工艺技术装备水平均为先进水平。最近，武钢、沙钢、杭钢等企业已建成或正在建设链篦机??回转窑设备。这样，在我国重点钢铁企业高炉炼铁炉料结构中，球团矿配比可由2003年的12.5%上升到20%左右。

烧结技术装备
　　我国已经能够自主设计和制造具有世界先进水平的450m²大型烧结机组。我国拥有世界上最宽的台车（宽6m），其在本体结构和传动装置及烧结工艺流程等方面均采用了具有国际先进水平的技术，如辅底料、点火保温、水冷式热矿破碎、大风量负压抽风、264m²宽极距机头电除尘器、直接装矿式460m²鼓风环式冷却机等。
　　我国现在推广的烧结生产的先进技术有：厚料层低温烧结、热风烧结（将1、2号风箱热风或冷却烧结时的热风返回助燃）、小球烧结、小球团烧结、燃料分加烧结、低硅高铁烧结技术、热烧桔矿显热回收技术、烧结机机尾除尘技术和配加廉价褐铁矿烧结技术、强化原料混均技术等。
　　我国现有烧结机约310台，年产烧结矿在2.36亿t以上。但目前具有国际先进水平的大型现代化烧结机仅有14台，占烧结总面积的25.8%。从总体上讲，我国烧结机单机面积小、作业率低、固体燃耗偏高。

焦化技术装备
　　我国已经能够自主设计、制造、生产操作6m型大容积焦炉。该种焦炉采用备煤分组粉碎、型煤压块等煤处理工艺，焦炉炉体砖型简化，计算机控制加热系统，实现了焦炉操作高度机械化和自动化。
　　目前，国内推广的提高焦炭质量的技术有：合理选择炼焦煤基地和配煤方案、煤料捣固、型煤压块、煤调湿、选择性煤粉碎、配加添加物、采取干法熄焦和少水炸焦、焦炭整粒等。
　　2004年，我国产焦炭1.38亿t，成为世界第一产焦大国。但是，我国焦炭灰分偏高，比工业发达国有高3%－4%，已严重影响了高炉炼铁的技术经济指标的进一步提高（包括焦比和喷煤比等）。
　　近年来，我国焦炉大型的步伐在加快，淘汰土焦也取得积极进展。武钢、鞍钢、本钢、太钢、攀钢、首钢等一批企业在新建6m焦炉。同时，国内一批焦炉技术装备水平得到提高。

高炉炼铁技术装备
　　宝钢3号高炉（4350m³）的设计、制造和成套设备供应，设备约3.5万t，国产化率达95%。目前，我国4000m³容积以下高炉设备基本上实现了100%国产化。经过冶金科技工作者的不断创新，我国高炉设备的总投资已低于工业发达国家约40%，而且总体技术装备水平是可以达到国际先进水平的。
一是无料钟炉顶设备得到积极应用
　　卢森堡PW公司同意由西安冶金机械厂制造PW型无料钟炉顶设备。我国1000m³以上容积的高炉炉顶设备大多数使用PW型。首钢、包钢等单位使用了其它类型无料钟设备。近年来，国产无料钟炉顶设备在中小高炉上得到了广泛应用。其中SS型是在BG型基础上发展起来的，拥有我国自主知识产权。国产无料钟炉顶设备功能完善、结构简单、易于制造、运行稳定、精确度高、维修方便，其价格约为进口的一半。目前，国产无料钟设备在国内几十座高炉上得到使用。
  　由于无料钟炉顶设备具有布料均匀、调剂灵活、可以实现中心加焦等布料功能，进而实现高炉炼铁节能降耗，我国中小高炉均积极采用无料钟炉顶设备。这是我国高炉技术装备水平得到提高的表现。
二是高炉长寿技术取得新进展
　　随着炼铁技术的发展，影响高炉长主要矛盾已从炉缸转向炉身下部和炉腹部位（即软熔带区间）。特别是中小高炉在高冶炼强度条件下运行，寿命一般在5年左右，甚至2－3年要进行一次中修。目前，为解决这个矛盾，国内大高炉纷纷积极采用铜冷却壁（在关键部位）。使用铜冷却壁可以实现高炉寿命在15年以上。据统计，我国已有近20座高炉使用了约2000块铜冷却壁。这些高炉的寿命将实现大于15年的目标。使用铜冷却壁要彩软水密闭循环系统，这不但可以节约冷却水使用量，而且可减少供水用电量约一半。铜冷却壁价格高，但是由于可以减薄（可以在80－120mm厚），不使用高级耐火砖等，从提高高炉寿命、不中断给炼钢供铁水角度来分析，采用铜冷却壁在经济上是合算。特别是中小高炉，更应积极采用。高炉只要有一次中修，所花费的奖金就会远远大于购买铜冷却壁的钱。
三是高风温热风炉技术得到有效应用
　　2003年，我国宝钢3号高炉（4350m³）风温达到1247℃，已是世界先进水平；重点企业有44座高炉年平均风温在1100℃以上。
　　我国已掌握了实现热风炉高风温技术。采用空气和煤气双预热技术，可以实现使用低热值的高炉煤气烧炉，使热风炉的风温达1150℃以上。实现高风温的技术措施是：热风炉炉顶采用耐高温的硅砖，建立合理的热风炉操作缺席（风温与热风炉顶温之差小于100℃），应用热风炉双预热技术，送风系统要耐高温。
　　中小高炉采用石球式热风炉，也可以实现1100℃以上的风温。它的特点是加热面积大，但送风周期短、投资少。
四是富氧大喷煤量技术和设备达到新水平
　　我国已经掌握了高风温、富氧大喷煤量的技术，烟煤喷吹安全技术也已过关。我国喷煤戒心赃、设备制造、技术操作水平已可以达到世界先进水平。2003年，我国重点企业有16座高炉喷煤比超过了150kg/t，宝钢1号高炉（4063m³）喷煤比为207kg/t，达到世界先进水平。
　　目前，喷吹煤粉采用的先进技术有：采用中速磨制备煤粉（可提高制粉能力，降低电耗和噪音），新型高效布袋收煤粉技术（可取消1、2级旋风分离器），单管路加分配器进行喷吹；在煤比大于130kg/t时要进行富氧，以保证煤缸理论燃烧温度不低于2000℃；无烟煤和烟煤取得最佳经济效益。
五是炼铁系统的一些关键设备制造技术达到先进水平
　　耐高风温热风阀、矮身液压泥炮、电动开口机、新型风口、炉顶料面摄像仪、热烧结矿振动筛、多层焦炭振动筛等设备，不但实现了完全国产化，而且技术水平也属先进。

高炉炼铁技术装备发展趋势
　　2004年，国内铁、焦新增生产能力见附表3。
　　预计2005年，我国球团矿生产能力将达7000万t，以煤基为主的链篦机??回转窑技术装备将得到大力发展。
　　烧结机将进一步向大型化发展，采用优化配矿、强力原料混匀、厚料层、小球烧结等技术之后，烧结矿FeO含量将会降低，燃耗也将降低，转鼓指数得到提高。
　　在高炉大型化得到进一步推进的过程中，高炉装备水平会得到提高，无料钟炉顶设备会得到普及，高炉长寿技术会受到普遍的关注。钢铁企业会积极采用先进技术装备，可使大高炉寿命达到10－15年，中小高炉寿命向8－10年方向发展。
　　随着炼铁原燃料价格回落，生铁的利润率要下降，企业将更加重视节能降耗和降成本工作。热风温度和喷煤比均会得到提高，相应的装备水平会得到不断提高。
　　各种炼铁节能技术会得到进一步的开发和推广。干式煤气除尘、煤气压差发电（TRT）、干熄焦（CDQ）、余热回收等技术将会得到普及和提高。
　　炼铁系统的环境治理将会受到重视，相应的技术装备水平也将得到进一步提高。钢铁企业首先要加强烟尘治理，减排污染物，向清洁生产的方向发展。

附表3  铁、焦新增生产能力情况