2013年12月17日，河南省科技廳組織有關(guān)專(zhuān)家，對(duì)鄭州安耐克實(shí)業(yè)有限公司、北京首鋼國(guó)際工程技術(shù)有限公司和北京科技大學(xué)共同完成的“大型高風(fēng)溫頂燃式熱風(fēng)爐技術(shù)裝備開(kāi)發(fā)與應(yīng)用”項(xiàng)目進(jìn)行了科技成果鑒定。此次會(huì)議受到了業(yè)界的關(guān)注，國(guó)內(nèi)知名冶金專(zhuān)家給予了積極的評(píng)價(jià)，認(rèn)為該成果整體水平達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先，對(duì)高爐煉鐵技術(shù)進(jìn)步起到示范和引領(lǐng)作用，具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。
大型高風(fēng)溫頂燃式熱風(fēng)爐有新突破
近年來(lái)，鄭州安耐克實(shí)業(yè)有限公司、北京首鋼國(guó)際工程技術(shù)有限公司和北京科技大學(xué)一起積極推動(dòng)完成“大型高風(fēng)溫頂燃式熱風(fēng)爐技術(shù)裝備開(kāi)發(fā)與應(yīng)用”項(xiàng)目，取得了重要成果。據(jù)介紹，該項(xiàng)目主要在以下方面取得突破：
一是以研究開(kāi)發(fā)國(guó)際領(lǐng)先的大型高風(fēng)溫頂燃式熱風(fēng)爐技術(shù)為目標(biāo)，系統(tǒng)研究熱風(fēng)爐傳輸原理與工藝流程，利用計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)（CFD）全面分析熱風(fēng)爐爐內(nèi)流場(chǎng)、溫度場(chǎng)、濃度場(chǎng)分布，建立熱風(fēng)爐冷/熱態(tài)試驗(yàn)平臺(tái)，模擬研究大型高風(fēng)溫頂燃式熱風(fēng)爐工作機(jī)理，研究開(kāi)發(fā)以大功率高效陶瓷燃燒器為代表的核心關(guān)鍵設(shè)備，形成大型高爐高風(fēng)溫頂燃式熱風(fēng)爐工程設(shè)計(jì)的技術(shù)創(chuàng)新。
二是綜合研究現(xiàn)有各種實(shí)現(xiàn)高風(fēng)溫的工藝技術(shù)，自主開(kāi)發(fā)全燒高爐煤氣實(shí)現(xiàn)1300℃超高風(fēng)溫的工藝流程，并應(yīng)用于首鋼集團(tuán)京唐鋼鐵公司等企業(yè)的超大型或大型高爐，開(kāi)發(fā)低品質(zhì)能源高效利用的新途徑。
三是以研究開(kāi)發(fā)國(guó)際領(lǐng)先的大型高風(fēng)溫頂燃式熱風(fēng)爐技術(shù)為目標(biāo)，系統(tǒng)研究高效長(zhǎng)壽頂燃式熱風(fēng)爐的爐型結(jié)構(gòu)、工況條件和操作水平等，以我國(guó)原料特點(diǎn)為基礎(chǔ)，從理論研究出發(fā)，結(jié)合試驗(yàn)研究和磚型的設(shè)計(jì)、制造、砌筑等多個(gè)環(huán)節(jié)，建立完整的大型高風(fēng)溫頂燃式熱風(fēng)爐耐火材料設(shè)計(jì)制造體系，并建立相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，研發(fā)系列化高效格子磚，形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品集成。
四是采用數(shù)值模擬、三維仿真設(shè)計(jì)（3D-CAD）、有限元分析（FEM）、管系應(yīng)力分析、管系位移分析、關(guān)鍵部位耐材優(yōu)化等先進(jìn)設(shè)計(jì)計(jì)算方法，全面分析超大型高爐熱風(fēng)爐管道系統(tǒng)高溫高壓的工作特點(diǎn)，結(jié)合熱風(fēng)爐工藝布置優(yōu)化和耐火材料的設(shè)計(jì)優(yōu)化，研究開(kāi)發(fā)超大型高爐熱風(fēng)爐管道系統(tǒng)無(wú)過(guò)熱低應(yīng)力關(guān)鍵技術(shù)，并應(yīng)用于首鋼京唐等超大型或大型高爐。
五是系統(tǒng)研究熱風(fēng)爐燃燒過(guò)程N(yùn)Ox生成機(jī)理，創(chuàng)新應(yīng)用高溫低氧燃燒技術(shù)，研究開(kāi)發(fā)熱風(fēng)爐高溫低氧燃燒器和熱風(fēng)爐高溫低氧燃燒工藝流程，形成系列自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
應(yīng)用成效顯著預(yù)示發(fā)展前景良好
該成果在國(guó)內(nèi)外首次將頂燃式熱風(fēng)爐成功應(yīng)用于4000m3以上的超大型高爐，大大推動(dòng)了現(xiàn)代高爐熱風(fēng)爐的技術(shù)進(jìn)步。其應(yīng)用意義主要體現(xiàn)在以下幾方面：
一是工業(yè)化應(yīng)用獲得成功，引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步。其開(kāi)發(fā)研制的高效能大功率陶瓷燃燒器在生產(chǎn)應(yīng)用中發(fā)揮了重要作用，完全滿足各種工況的操作要求。該項(xiàng)目的成功應(yīng)用，引領(lǐng)了高爐熱風(fēng)爐的發(fā)展方向，大幅提升了我國(guó)熱風(fēng)爐技術(shù)在國(guó)際上的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
二是低品質(zhì)能源高效利用，實(shí)現(xiàn)超高風(fēng)溫。該項(xiàng)目在國(guó)際上首次在超大型高爐上全燒高爐煤氣實(shí)現(xiàn)1300℃高風(fēng)溫，為低品質(zhì)能源的高效利用開(kāi)創(chuàng)了新的途徑，為冶金行業(yè)節(jié)約焦炭、節(jié)能減排、低碳冶金、清潔環(huán)保樹(shù)立了典范。
三是有力推動(dòng)節(jié)能減排、低碳環(huán)保，環(huán)保和社會(huì)效益顯著。首鋼京唐5500m3超大型高爐實(shí)現(xiàn)1300℃高風(fēng)溫，對(duì)國(guó)內(nèi)外煉鐵技術(shù)產(chǎn)生巨大影響。2010年國(guó)內(nèi)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)平均風(fēng)溫僅1160℃，以2010年全國(guó)鐵產(chǎn)量59021.8萬(wàn)噸計(jì)算，若風(fēng)溫提高140℃，達(dá)到1300℃高風(fēng)溫水平，每年可節(jié)約焦炭1404.7萬(wàn)噸，折合人民幣283.7億元，經(jīng)濟(jì)效益巨大，相應(yīng)可減少煉焦過(guò)程的CO2排放421.41萬(wàn)噸/年。
此外，該項(xiàng)目的成功應(yīng)用，突破了國(guó)外技術(shù)壟斷和壁壘，大幅度降低了工程投資，有力地推動(dòng)了我國(guó)工程設(shè)計(jì)、裝備制造、自動(dòng)控制等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，為寶鋼湛江、武鋼防城港鋼鐵廠設(shè)計(jì)建設(shè)提供了可供參考借鑒的范例，對(duì)推動(dòng)我國(guó)冶金行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，在能源高效利用、資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)等方面具有重大示范意義。
提高風(fēng)溫是煉鐵節(jié)能減排重要方向
由中國(guó)工程院院士、鋼鐵研究總院殷瑞鈺，中國(guó)工程院院士、西安建筑科技大學(xué)徐德龍和來(lái)自安陽(yáng)鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司、河南省耐火材料行業(yè)協(xié)會(huì)和相關(guān)高校、科研院所等單位的專(zhuān)家，聯(lián)合組成了鑒定委員會(huì)，對(duì)該技術(shù)成果進(jìn)行了鑒定。
鑒定意見(jiàn)指出，提高熱風(fēng)爐風(fēng)溫是當(dāng)代高爐煉鐵實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要方向之一。該項(xiàng)目通過(guò)研究、工程設(shè)計(jì)和材料制造等方面的協(xié)同創(chuàng)新，開(kāi)發(fā)了大型高風(fēng)溫頂燃式熱風(fēng)爐系統(tǒng)技術(shù)裝備及材料，取得了如下成果：首次開(kāi)發(fā)了熱風(fēng)爐動(dòng)態(tài)精準(zhǔn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了大型頂燃式熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)和材料設(shè)計(jì)的系統(tǒng)優(yōu)化；首次開(kāi)發(fā)應(yīng)用了兩級(jí)雙預(yù)熱技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了低品質(zhì)煤氣的高效利用；在流場(chǎng)、溫度場(chǎng)、壓力場(chǎng)等耦合研究的指導(dǎo)下，開(kāi)發(fā)了具有氣流速度和濃度分布均勻、煤氣燃燒完全、CO和NOx排放低等優(yōu)點(diǎn)的擴(kuò)散型大功率環(huán)形陶瓷燃燒器，完成了系列小孔格子磚的設(shè)計(jì)和制造，消除了管道系統(tǒng)普遍存在的局部應(yīng)力過(guò)高和過(guò)熱的現(xiàn)象；創(chuàng)建了頂燃式熱風(fēng)爐耐火材料的配置和性能指標(biāo)體系，制定了3項(xiàng)國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)并形成了關(guān)鍵耐火材料的核心技術(shù)。
鑒定委員會(huì)還指出：該成果率先應(yīng)用于首鋼京唐5000m3級(jí)高爐，取得了風(fēng)溫達(dá)1300℃、燃料比480kg/t的國(guó)際領(lǐng)先水平。該成果還在安鋼、寶鋼、包鋼、唐鋼等企業(yè)的多座特大型、大型高爐上成功應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益明顯。該成果整體水平居國(guó)際領(lǐng)先，對(duì)高爐煉鐵技術(shù)進(jìn)步具有示范和引領(lǐng)作用，建議針對(duì)不同規(guī)模的高爐，將該技術(shù)系列化并加快推廣應(yīng)用。
|
