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“十二五”我国冶金科技发展方向及重点
作者:佚名   来源:网络   点击数:   更新时间:2012-3-26 16:21:00
关键字:“十二五”冶金科技发展方向
亿览网讯:

一、加快推广的技术

这是一些成熟的共性技术,需进一步加大推广力度,并在推广中不断优化。

1.新一代钢铁流程技术

新一代钢铁流程技术具有以下特点:流程紧凑、高效、舒畅,各工序优化,衔接匹配,实现动态有序运行;充分发挥三大功能作用,即钢铁产品制造、能源高效利用、转化和再利用、消纳社会废弃物的功能;应对行业先进技术高效集成,如高炉、焦炉、转炉的“三干”除尘,炉气高效利用技术,高炉高风温低燃料比技术,转炉高效低成本的洁净钢冶炼技术,高精度轧制和控轧控冷等技术。

在新厂建设中可以根据每个企业的具体情况进行不同的工艺装备组合和不同的技术优化集成。在老厂改造中各企业的情况不同(规模、资源、流程、主导产品等)应采用不同的工艺和装备达到上述特征。

效果:主要技术经济指标超过现有流程。如:新建厂曹妃甸、鲅鱼圈、长寿新厂等;改造厂宝钢、唐钢等。

2.露天开采转地下开采平稳过渡及联合开采技术

这几年加大矿山开采的力度,2010年我国铁矿石年产量已达到10.7155亿吨,进口铁矿石6.18亿吨。由于国产矿品位低,按铁量计算进口铁矿石消费占总量67%,铁矿石价格比2000年上涨5倍多,导致钢铁企业成本上升和竞争力下降。

除加强国外投资采矿、联合开矿,提高权益矿比例外,在国内应加大矿山勘探和开采,低品位矿的综合利用。初步勘探低于500米的深部铁矿石资源储量达10.5亿吨。

露天开采转地下开采平稳过渡及联合开采技术应作为重点推广技术:露天开采极限深度决定技术;坑内通风与防漏风技术;露天边坡管理技术;提高采场机械化、高效运输安全技术。

效果:扩大国产矿石产量;实现100万吨-500万吨/年的产业化;基建投资减少25%-30%,生产成本降低25%;铁矿石开采成本具有经济性。

3.低品位难选矿综合利用技术

我国铁矿石资源储量2010年底达726.99亿吨,但98%是低品位矿。其中,磁铁矿占55%,共生矿占24%,赤铁矿占21%。所以低品位难选矿的综合利用是重点。

中国对复杂难选矿处理工艺和技术达世界先进水平,这些选矿工艺主要有:鞍山式磁铁矿和赤铁矿采用弱磁选-强磁选-反浮选或磁选-重选-反浮选联合流程技术,已高效利用并产业化;攀枝花钒钛磁铁矿采用磁选-重选-浮选-电选及强磁-浮选联合流程技术,回收钒铁矿中铁、钒、钛的系统技术;包头白云鄂博矿采用弱磁-强磁-反浮选联合流程技术回收铁、稀土和铌的综合技术;菱铁矿和褐铁矿采用焙烧-强磁-反浮选联合流程技术。

效果:鞍山式磁铁矿;铁品位68%,回收率80%;赤铁矿:铁品位66%,回收率70%;Si≤4%。

攀枝花磁铁矿回收铁、钒、钛,钒综合利用制成V2O3、V2O5、V-Fe、VN合金,从尾矿中提取钛综合利用制成高钛渣、钛白粉(氯化法、硫酸法)和海绵钛并已产业化。

白云鄂博矿综合回收铁、稀土、铌并产业化。

菱铁矿精矿铁品位可达61%,每吨精矿成本500元/吨。

4.大中型高炉的高效、节能、长寿综合技术

高炉在相当长的时期内仍然是炼铁的主要流程,在吨钢综合能耗和碳排放中占70%。这些综合技术包括:继续推行“精科方针”;高炉的高顶压、高风温、高富氧、高喷煤、高利用系数和长寿化技术;高炉专家系统应用技术(包括智能操作指导和监测技术);高效TRT技术。

效果:通过推广这些综合技术,使一般高炉能达到先进企业高炉的技术经济指标要求;

高炉高顶压≥0.2MPa-0.25MPa,风温1200℃-1250℃,富氧≥3%,喷煤≥180kg/t-200kg/t,燃料比≤500kg/t,利用系数≥2.5t/d.m3,炉龄≥15年;

使高炉操作更优化、更稳定;

TRT发电≥35KWh/t(湿),45KWh/t(干)。

5.高效低成本的转炉洁净钢生产系统技术

与传统转炉工艺相比,高效低成本的转炉技术由于高效和造渣和合金材料的节省,成本更低。

不同用户和不同产品对钢材洁净度的要求是不同的,其关键工艺和技术也会有所不同,但主要应包括以下六项共性技术:高效-低成本铁水预处理技术;高效-长寿的转炉冶炼技术;快速-协同的二次冶金技术;高效-无缺陷的全连铸技术;简捷-优化的流程网路技术;动态-有序的物流技术。

效果:生产高效化;钢水洁净化;控制智能化;生产绿色化;实现炼钢全工序“负能”炼钢。

6.以超快冷为核心的新一代控轧控冷技术

新一代控轧控冷是以轧后超快冷为核心,以析出强化,相应强化和细晶强化为基础的在线热处理技术,不仅对新厂建设,而且对老长改造也较适用。包括:高效节水的超快冷,冷速可在较大范围调节;冷却路径可精确控制,以便得到不同组织;采用细晶强化,析出强化和相变强化的综合强化技术;在线热处理技术。

效果:采用这工艺的有鞍钢中厚板厂、首秦中厚板厂、涟源2250热连轧板厂、江西萍乡板材厂等;节约钢材合金用量5%-10%;有的产品提高生产效率35%;节能10%-15%。

7.提高钢材强韧性、服役性和使用寿命的系统技术(设计、生产、使用和评价)

对于量大面广的钢铁产品,提高其强韧性、服役性(耐火、耐候、成型性、焊接性能等)和使用寿命是品种开发普适性的要求,提高钢材品种质量和稳定性技术主要应包括:化学成分设计和精确控制技术;组织和性能精确控制技术;低成本、高性能微合金化技术;高表面质量技术;夹杂物控制技术;高精度轧制和高精度在线检测技术;用户技术(切割、成形、焊接和应用等整体解决方案);关键特钢品种质量。

效果:满足用户对各类产品高强度、高韧性的综合要求;化学成分精确控制,[S]+[P]+[N]+[O]+[H]≤0.012%。

表面质量满足用户要求,夹杂物数量、大小、形状可控,A+B+C+D类夹杂总和可达2-3级;

轧制精度高,如热连轧板:厚度精度±30-40m(95%),板形精度30-40IU;冷连轧板;厚度精度±4-6m(95%),板形精度<6IU;

满足用户在切割、成型、焊接和应用等技术要求;

满足高铁、超超临界火电机组、高档不锈钢、核电机组和航空航天部件用特殊钢的需求。

8.推广“三干一水”和副产煤气综合利用技术

高温、高压锅炉的干熄焦技术;高炉干法除尘技术;转炉煤气干法除尘(半干法);副产品煤气综合利用和高效发电技术;高炉煤气发电;CCPP发电技术;“共同火力”发电技术;钢铁企业节水和污水处理技术。

采用多级、串级用水,采用少用水和不用水的工艺装备,多水种循环及衔接。含泥污水处理、含油污水处理等。

效果:

2015年钢铁工艺节能潜力分析

序号

节能措施

节能潜力(万吨标煤)

1

干熄焦

277

2

煤调湿

75

3

烧结余热发电

24

4

干式TRT

47

5

高炉降低焦化

798

6

冲渣热水余热利用

200

7

转炉余热发电

17

8

新增煤气发电

193

9

系统节电

40

10

能源管理中心

100

11

小计

1771

9.企业能源管控中心及优化调控技术

建立企业能源管控中心对于企业节能降耗、提高能源利用效率具有重要作用。目前我国建立能源中心的钢铁企业约30家,应该大力推广。

该技术应包括:能源(包括环保)生产情况实时监测技术和装备;能源生产、利用与和钢铁产品生产的动态平衡和实时调控技术;能源环保信息统计、传输、显示技术。

效果:降低能源生产和利用的不平衡,减少无效排放;稳定钢铁生产流程,降低钢铁生产过程能源消耗;有效回收冶金煤气和余热、余压高效利用。

二、积极研发并逐步工程化的技术

1.高炉炼铁CO2减排与利用关键技术

欧洲ULCOS和日本COURSE50都有一个较长期的CO2减排的创新工艺研究项目(大约15-30年),由欧盟和日本政府支援了大量资金。工信部和中国金属学会承担了个国家重点科技支撑计划CCUS项目之一“高炉炼铁CO2减排与利用关键技术“,包括:高炉富氧喷吹焦炉煤气技术;高炉炉顶煤气循环、氧气鼓风炼铁技术;高炉煤气资源化利用关键技术。

目标:

①高炉喷吹焦炉煤气>100m3/t铁,置换比达0.45kg焦炭/N.m3焦炉煤气。燃料比↓10%,CO2减排10%-20%,生产效率↑10%。

②高炉炉顶煤气循环利用,氧气鼓风炼铁,煤比>200kg/t,焦比<220kg/t铁,燃料比↓20%,高炉生产效率↑30%,CO2减排10%-25%,成本下降。

③高炉煤气制甲醇,建成处理能力达400Nm3/h,高炉煤气深度净化系统,硫、砷、氯等杂质<0.1ppm,金属氧化物粉尘<5mg/N.m3。建成1000T/a高炉煤气制甲醇示范工程,综合转化率达50%-60%,正常运行大于2000小时。

2.非高炉炼铁技术

煤制气或采用焦炉煤气大型竖炉直接还原技术的研究和探索。关键是煤制气成本能否大幅度降低,或在天然气和焦炉煤气较便宜的地区,可考虑采用此技术。

煤基回转窑直接还原技术的改进技术。规模较小,应防止和消除炉窑结圈,延长炉窑寿命和窑内气氛和温度控制水平。

转底炉处理含锌尘泥。在国外已成熟,国内马钢等也取得工程化的效果,产品金属化率>70%,脱锌率>90%,作业率>90%,余热回收和利用,工序能耗<12GJ/tDRI。

钒钛资源转底炉回收技术。可使V回收率达90%,Ti回收率达80%。目前工程化中应解决压块技术(粉化率<5%)、均匀布料技术、炉膛温度和气氛控制技术及高温排料设备长寿化技术(1300℃)。

COREX3000,已在宝钢工程化,做了大量消化、吸收改进工作,但目前投资偏大,成本偏高,消耗也高些,应进一步降低能耗和研究高热值煤气的综合利用。

其他熔融还原工艺的研究和探索。

3.无头轧制和半无头轧制技术

无头轧制技术有利于生产薄规格板卷,提高轧制效率和提高收得率。世界已工程化的无头轧制技术有:日本JFE采用移动式闪光焊机,板坯实现无头轧制;浦项采用快速锻压焊中间板坯,实现无头轧制;意大利Arvedi利用三机架锻轧机实现整炉钢的无头轧制,取得较好效果。浦项光阳厂与达涅利也在进行改造,目前正在试轧。

4.薄带铸轧技术

进入新世纪以来,世界上进行半工业化试验和生产的薄带铸轧机组有的德国蒂森克虏伯公司克莱菲尔德厂,美国钮柯克莱福兹维尔Castrip厂,中国宝钢特钢集团薄带铸轧试验厂等。规模分别为30万吨/年、50万-100万吨/年和5万吨/年。钢种包括低碳钢、不锈钢、碳工钢和电工钢等。目前争议最大的是作业率、成本和钢带质量上还存在一些问题。

国内目前新进展是:宝钢已在建设10万吨/年的新线;东大在实验室基础上正与企业联合拟建设40万吨/年规模生产碳钢和难以用常规连铸连轧生产的钢种。

薄带连铸技术应该适当关注。

5.冶金在线设备故障诊断、精确检测预报和维护技术

这是“十一五”期间已有少量生产线应用的设备智能化重要技术,对保障设备安全,稳定工艺与产品质量有重要意义。下一步的方向是研发对冶金厂全部设备全面诊断、监测预报和维护的全面技术与装备。

6.钢种性能在线监测、预报和控制技术

“十一五”期间,本项技术自主研发、引进技术消化吸收都取得了进展。但全面在各类钢材生产中应用,确保工艺稳定和质量提高还有一个较长的研发过程。主要研究根据化学成分、组织结构、加工变形、温度变化等参数,使用神经网络、遗传算法、模糊控制、专家系统等职能化技术,建立工艺-组织-性能-体化的精确预报控制模型,实现不經成品钢材性能检测,直接向用户供货。

7.水资源综合利用

“十一五”期间各钢厂已从过去污水处理回用向开拓水资源、水资源高效利用、污水处理后分级回用的综合利用方向发展。“十一五”和今后更长一段时间内,钢铁企业要以进一步节水,不与人民生活争水,积极参与周边社区综合用水的高度,积极开发钢铁企业迪成本海水淡化、城市污水回用、雨水利用及冶金污水深度处理分级回用调配的系统技术。

三、应研究和探索的技术

包括:钢渣、铁渣显热回收和综合利用技术;清洁能源在企业的高效利用;复合材料生产加工技术;焦炉荒煤气余热回收技术;Oxycup技术;CO2捕集、储存和利用技术;二噁英、呋喃的检测、预防和治理技术。


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