薛貴杰
近日，首鋼京唐公司“低碳清潔高效煉鐵工藝和技術集成”科研成果榮獲2021年度冶金科學技術獎一等獎。這一成果有哪些優勢和特點？研發的背景是什么？
首鋼科學技術特殊貢獻獎獲得者、首鋼京唐公司副總經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空白，我們經過多次工業試驗，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，國內對于低硅堿性球團的研究少，工業生產幾乎沒有可借鑒的經驗。我們依托公司鐵前一體化平臺，與相關技術研究院緊密對接合作，開展了系統、海量的基礎研究。最終，我們成功開發了以消石灰作為熔劑生產低硅堿性球團的獨有技術。這一技術在世界范圍內屬首創，堿性球還原膨脹率由原來的25%~30%下降到16%~18%，高爐球團礦比例由原來的30%逐步提升至50%以上。自2019年6月份開始，我們在京唐3座超大型高爐全面實施了高比例球團低碳高效冶煉技術，迄今為止高爐運行穩定，入爐球團礦比例長期穩定在50%以上。首鋼京唐低碳清潔高效煉鐵工藝和技術集成的成功應用實施，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%，開創了國內大型高爐建立大球比爐料新結構的先河。另外，京唐公司通過應用高球團比例高爐冶煉技術，降低鐵水成本，年經濟效益約為1.5億元?！?/div>
為了推動煉鐵工藝低碳綠色化發展，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線，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，利用高品質球團礦及工藝能耗低、污染物排放少等優勢，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集成”科研項目基于該公司球團礦在環保、能耗等方面的優勢，根據低碳煉鐵要求的總體目標，開發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量、優化原燃料結構配比及相匹配的高爐冶煉技術等方面入手，開發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，建立了以“中心焦+水平料面”、高富氧、高頂壓、高風溫、采用濕分控制為特點的超大型高爐高比例球團冶煉技術體系；開發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，開發了全球最大跨度的單拱料場封閉技術、高爐爐頂煤氣全量回收系統、燒結煙氣循環工藝、燒結球團工序實施半干法+SCR脫硫脫硝技術，實現了首鋼京唐煉鐵工序的清潔生產。
據介紹，該項目成果總體達到國際領先水平，獲授權發明專利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，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，引領鋼鐵行業綠色發展的方向，經濟效益和社會效益巨大。
來源：中國冶金報-中國鋼鐵新聞網
編輯：張雨恬
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