本報通訊員 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(yōu)勢和特點？研發(fā)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(yè)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(yè)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(tǒng)、海量的基礎研究。最終，我們成功開發(fā)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(chuàng)，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(wěn)定，入爐球團礦比例長期穩(wěn)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(chuàng)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。”

　　為了推動煉鐵工藝低碳綠色化發(fā)展，2015年首鋼規(guī)劃京唐公司二期工程，在原煉鐵工藝系統(tǒng)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(yōu)勢，大幅度降低煉鐵系統(tǒng)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(xiàn)了3座5500立方米高爐50%球團比例的高效穩(wěn)定運行。

　　據(jù)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(huán)保、能耗等方面的優(yōu)勢，根據(jù)低碳煉鐵要求的總體目標，開發(fā)并采用低碳清潔冶煉爐料結構及工藝流程配置，將傳統(tǒng)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(chuàng)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(yōu)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(fā)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(fā)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(wěn)定冶煉創(chuàng)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(fā)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(tǒng)、燒結煙氣循環(huán)工藝、燒結球團工序實施半干法+SCR脫硫脫硝技術，實現(xiàn)了首鋼京唐煉鐵工序的清潔生產。

　　據(jù)介紹，該項目成果總體達到國際領先水平，獲授權發(fā)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(xiàn)了59%的球團配比、利用系數(shù)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(yè)綠色發(fā)展的方向，經濟效益和社會效益巨大。