超大型高爐高風(fēng)溫關(guān)鍵技術(shù)研究與應用

高爐大型化、長(cháng)壽化和高風(fēng)溫是煉鐵技術(shù)的重要發(fā)展方向,是冶金行業(yè)實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟、節能減排和低碳冶金的重要關(guān)鍵共性技術(shù)。本項目獲得國家“十一五”科技支撐計劃項目支持,是新一代可循環(huán)鋼鐵工藝流程“超大型高爐系統工藝技術(shù)”(2006BAE03A01)和“長(cháng)壽高效集約型冶金煤氣干法除塵技術(shù)”(2006BAE03A10)的子課題,以國家“十一五”重大工程———首鋼京唐鋼鐵廠(chǎng)為依托,通過(guò)理論研究、工藝流程優(yōu)化、耐材體系研發(fā)等綜合研究方法,攻克了超大型高爐穩定實(shí)現1300℃風(fēng)溫的國際性技術(shù)難題,成功應用于首鋼京唐5500m3高爐,主要技術(shù)指標達國際領(lǐng)先水平。

(1)率先提出并通過(guò)兩級雙預熱技術(shù)、動(dòng)態(tài)精準設計體系、大功率陶瓷燃燒器、系列高效格子磚、耐材標準體系、無(wú)過(guò)熱低應力管系等集成創(chuàng )新與突破,解決了頂燃式熱風(fēng)爐技術(shù)的諸多共性關(guān)鍵技術(shù)難題,取得了低NOx排放獲得1300℃風(fēng)溫的世界領(lǐng)先水平,國際首創(chuàng )將頂燃式熱風(fēng)爐成功應用于5000m3級超大型高爐,為大型高風(fēng)溫頂燃式熱風(fēng)爐的推廣應用起到示范作用。
(2)首次建立并應用熱風(fēng)爐動(dòng)態(tài)精準設計體系,實(shí)現核心關(guān)鍵技術(shù)重大突破。
(3)通過(guò)溫度場(chǎng)等多場(chǎng)耦合仿真計算,成功研發(fā)應用擴散型大功率環(huán)形陶瓷燃燒器關(guān)鍵設備,在大燃燒功率、低空氣過(guò)剩系數、消除燃燒脈動(dòng)等方面取得顯著(zhù)突破。
(4)建立小孔系列格子磚的設計和制造體系,創(chuàng )建了大型頂燃式熱風(fēng)爐耐火材料的配置和指標體系,制定多項國家和行業(yè)標準,形成關(guān)鍵耐火材料核心技術(shù)。
(5)通過(guò)系統結構優(yōu)化創(chuàng )新,消除了管系局部應力過(guò)高和過(guò)熱現象,解決了高風(fēng)溫輸送的重大難題。

項目獲得授權專(zhuān)利28項(發(fā)明專(zhuān)利9項),建立4項技術(shù)標準(國家或行業(yè)標準3項),發(fā)表論文50余篇,被引用120余次。由中國工程院殷瑞鈺院士任主任、徐德龍院士任副主任的鑒定委員會(huì )對該項目進(jìn)行成果鑒定,認為:該項目成果整體水平居國際領(lǐng)先,對高爐煉鐵的技術(shù)進(jìn)步具有示范和引領(lǐng)作用。首鋼京唐1號高爐投產(chǎn)以來(lái),實(shí)現月均風(fēng)溫1300℃,減少CO2排放1.5萬(wàn)t/A,年產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益8000多萬(wàn)元,經(jīng)濟效益和社會(huì )效益、生態(tài)環(huán)境效益顯著(zhù)。

項目成功應用后,完成單位已為200余座高爐提供了500余座高風(fēng)溫頂燃式熱風(fēng)爐的設計、總包、供貨服務(wù),其中5000m3以上超大型高爐7座,3000~5000m3大型高爐22座,實(shí)現營(yíng)業(yè)收入36億元,實(shí)現利潤3.62億元,納稅2.31億元,經(jīng)濟效益巨大。

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