“十五”以来,中国钢铁工业处于高速发展时期,全国钢产量以年平均20%的速度增长。2006年全国钢产量突破4亿吨,占世界钢总产量的三分之一以上,成为名符其实的钢铁大国。
钢铁工业装备水平稳中有升 在我国钢产量高速增长的同时,我国钢铁工业科技进步和装备水平也得到大幅度地提升。我国大中型钢铁企业装备技术已处于中等工业发达国家水平,有的科技成果居世界领先水平,约有三分之一的装备技术已达到国际水平。
烧结、球团技术装备 我国现有烧结机400多台,其中200平方米~495平方米的大型烧结机近30台,年产烧结矿4亿吨。目前,我国已能自主设计、制造现代化大型烧结机,并采用强化混均制粒、小球烧结、厚料层、高碱度烧结、全自动控制等一批先进技术,同时,烧结的高效除尘、余热回收利用技术也有了较大进展。
2000年,首钢成功地开发出120万吨/年链箅机-回转窑-环冷机工艺技术装备,进而实现了年产量大于200万吨成套球团设备的国产化,大大促进了我国球团生产技术的进步和球团产量的增长。目前,我国投产和在建70万吨/年~500万吨/年球团生产线已有3条,球团生产能力将达到1亿吨,有力地支撑了高炉炼铁的炉料结构优化。 炼焦技术装备 我国目前有400多家炼焦企业,机械化焦炉超过2000座,生产能力超过3亿吨,其中炭化室高于5米的有106座,生产能力为5000万吨/年左右。太钢、马钢7.63米的大型焦炉的投产,标志着我国炼焦装备水平已达到国际先进水平。此外,我国一大批大型焦化厂生产实现了计算机控制和管理,其多项技术经济指标已达到国际先进水平,捣固炼焦、煤脱湿、焦炉煤气脱硫、脱酚和余热回收等一批先进技术也得到积极推广。
目前,我国已能自主设计、制造处理能力为60吨~160吨/小时的干法熄焦装置,共有44座干法熄焦设备投入运行,年处理5000万吨焦炭,总体装备水平达到了国际先进。
炼铁技术装备 近年来,我国炼铁技术装备水平得到了快速发展,高炉向大型化、高效化、自动化、长寿化和环境友好方向发展。目前,我国1000立方米以上的高炉约有110座,并具备了自主设计、制造4000立方米大型高炉的能力,其设备的国产化率达到95%。国内企业自主研制的大型鼓风机、铜冷却壁、无料钟炉顶设备、高炉喷吹煤粉装备、炉顶煤气压差发电等装备已达到国际一流水平,并有部分实现出口。
2006年,我国重点钢铁企业高炉利用系数在2.6吨/立方米·天以上(一批大型高炉实现了系数大于2.4吨/立方米·天),入炉焦比低于400千克/吨(宝钢、首钢、鞍钢、武钢、太钢等企业的大部分高炉焦比低于300千克/吨)。目前,我国高炉设备不仅在寿命上有所改善(宝钢、武钢、攀钢的高炉寿命均超过14年),而且高炉用耐火材料、干法除尘技术装备等也已实现国产化。
转炉炼钢技术装备 在我国的620多座转炉中,大于250吨有10多座,大于100吨有90座左右,基本上实现了顶底复合吹炼,且转炉终点静态和动态精确控制、铁水预脱硫、转炉煤气干法除尘、高强度供氧快速冶炼等自主开发的技术已达到较高水平。在转炉溅渣护炉方面,我国有20多个企业的大、中、小转炉采用该技术之后,炉龄均大于1万炉,获得良好的冶金效果和经济效益。
我国现已有13条薄(中厚)板坯连铸轧轧生产线,是这种崭新的紧凑流程生产能力最大的国家。唐钢FTSC薄板坯连铸机创出年产300万吨的世界纪录,其结晶器用保护渣全部实现国产化;鞍钢ASP采用4流中厚板坯连铸机对应一条热连轧生产线,设计年产量在550万吨以上,产品实现高档化(生产汽车面板、硅钢、管线钢和高强度钢等),其具有自主知识产权的技术装备又在济钢开花结果;2006年,我国重点钢铁企业连铸比已超过97%,全国60%的连轧机进行了以高拉速为核心的改造,实现了高连浇率和高作业率,其连铸机拉速和单流产量普遍提高50%~80%……我国薄板坯连铸技术的优化与进步,巩固了我国在世界近终形连铸连轧生产指标中的领先地位。
我国铁水预处理、炉外精炼技术装备也得到大力发展,全国钢水的精炼比已超过30%,其技术装备和生产技术体系已基本立足于国内。宝钢、武钢、鞍钢、本钢等企业在生产低成本洁净钢方面已取得了显著成绩,一些高技术含量、高附加值的钢种实现了批量生产,替代了进口产品。
电炉炼钢技术装备 我国有电炉700台左右,全国电炉钢产量在4000万吨以上。由于废钢缺乏,我国一批电炉大量配加铁水,使电炉的各项技术经济指标得到改善,如冶炼时间缩短、能耗降低、生产效率提高、氧耗减少等。一些钢铁企业中的超高功率电炉采用了高压长弧操作、泡沫渣冶炼等技术,一批电炉钢生产厂实现了生产节奏的“转炉化”(冶炼时间在35分钟,用氧量达30立方米/吨钢,钢的二次精炼在线化,凝固成形过程的全连铸。)
轧钢技术装备 高效、高品质、高精度、连续化、智能化和节能环保的轧钢技术装备发展的大趋势,有力地推动了我国轧钢技术装备的大发展。据统计,近年来我国重点钢铁企业的投资有62.95%是用于轧钢系统的,而且在轧钢的投资大多集中在生产热轧板、冷轧板、涂镀板等高技术含量产品上。
据统计,“十五”期间我国钢铁行业高速轧机增加25套,达到63套;热轧宽带钢轧机增加15套,达到24套,总能力达到7100万吨/年;冷轧宽带钢轧机增加24套,达到31套,总能力达到2405万吨/年;中厚板轧机增加9套,达到35套,总能力达到2949万吨/年。
为满足国民经济建设发展的需要,我国轧钢界加大了技术创新的工作力度,在钢材品种结构优化方面取得了显著成绩:攀钢、鞍钢、包钢生产出高强度、高平直度、高表面质量的钢轨,能够满足时速350公里以上高速铁路的需求,并实现强度级别在880MPa~1275MPa钢轨的批量出口;宝钢、武钢、邯钢、舞钢、天钢和东北特钢等企业生产出高性能的石油石化用钢;宝钢梅山公司、鞍钢、马钢、莱钢等一批企业生产出大跨度桥梁和体育场馆、高层建筑、核电站和机场建设所需的建筑用高性能钢材;鞍钢开发成功大型水轮机压力管线钢;宝钢、攀钢、本钢等企业生产出高质量的家电用钢,并获得国际著名认证机构的认证;太钢、宝钢、东北特钢等企业生产出多种性能的不锈钢,使我国成为世界不锈钢生产大国;宝钢、太钢等企业生产的航天用特种材料,被用在“神舟六号”飞船上,促进了我国航天事业的发展。此外,我国钢铁行业轧钢节能技术不断进步,连铸坯热装热送比不断提高,直送钢坯温度也在提高,蓄热式加热与汽化冷却等节能技术与装备更得到了普遍推广和应用。
结构优化需要先进技术装备支撑 据统计,“十五”期间,我国镀层板产量增长158.2%,达847万吨;彩色涂板增长482%,产量达204万吨;冷轧硅钢片产量增长312.2%,达200.43万吨;不锈钢材产量增长328.8%,达300万吨;合金钢产量增长164.4%,达1390万吨。2006年我国重点钢铁企业的板管比(不含窄带钢)为40.4%,比上年提高了1.96%;高技术含量、高附加值产品产量大幅度提高;我国由特厚板、厚板、中板、中厚宽钢板带净进口国转变为净出口国。2006年,我国钢材出口比2005年增长了95%,而进口下降了28.4%,成为世界钢材出口大国。
我国钢产量已经达到一个新高度,下一步钢铁行业的任务是要进行结构调整和产品结构优化,以及实现节能环保达标。由于炼铁系统的能耗占钢铁工业总能耗的70%,生产过程所产生的污染也在50%以上,因此要实现节能降耗、降低成本和环境友好。炼钢工序应当积极提高钢水的洁净度,实现钢水成分的均匀、稳定,控制好钢中夹杂物的形态。轧钢工序应当使钢坯变成各类用户所需的形状,优化钢材表面质量和尺寸公差等。这些都需要更多的先进装备和技术作为支撑。
精料技术水平对高炉炼铁科技进步的影响率达70%。因此,要求烧结和球团生产要贯彻落实好精料方针,努力提高含铁品位,提高转鼓强度和冶金性能,实现成分均匀和稳定。在球团生产中,企业要积极采用精矿再磨技术、高效混合制粒设备与工艺、带式焙烧机和链箅机-回转窑等工艺设备。烧结生产应强化混合制粒技术,推广采用小球烧结、厚料层和余热回收技术。
炼焦生产应优化备煤和配煤技术,推广采用沸腾床风动选择粉碎技术装备、干法熄焦和新型湿法熄焦技术装备、装煤除尘技术装备。 高炉炼铁应采用优化高炉炼铁炉料结构的技术装备,提高球团矿配比;采用富氧大喷煤量技术装备,采用可减少渣量、高风温、脱湿鼓风、提高焦炭质量和优化高炉操作的技术和装备;在优化高炉操作方面,采取高强度冶炼、高顶压操作、低硅铁冶炼、高风温、高喷煤量、高煤气利用率、高炉长寿等技术合理匹配的装备;推广采用铜冷却壁、软水冷却、高导热性碳砖等高炉大型化及长寿技术,以及降低燃料比、炉顶煤气压差发电、炉渣显热回收、热风炉废气综合利用等综合节能技术;同时,大力推广对含铁粉料的回收和利用、出铁场除尘、消纳社会废弃物(主要是废塑料和橡胶)等环保技术和装备。
转炉炼钢生产需要少渣、溅渣相结合的冶炼技术,高强度供氧和长寿复吹技术,冶炼洁净钢和特钢技术,环保节能技术和相关装备。电炉炼钢要以合理炉料结构和废钢处理、强化氧燃辅助能源应用和余热利用、合理供电、终点精确控制等技术装备为支撑。轧钢系统要以节能系列技术(如连铸坯全热送、高热装率技术,蓄热式加热炉技术,加热炉汽化冷却和蒸汽回收利用技术等),型、线材多切分轧制技术,高精度强力、轧制力及轧辊位置的检测及高响应速度的实时控制技术,轧钢环保技术、烟气处理、除尘、固体废弃物再资源处理,酸和碱溶液处理和噪声控制,高精度长寿命复合重型轧辊制造等技术装备为支撑。
此外,在冶金自动化方面,要以冶金流程在线连续检测和监控系统、高性能闭环控制、冶金过程综合优化控制、新型功率器件和交直交电气传动、炼钢-轧钢工序生产计划的一体化编制和调整、全流程质量跟踪和质量改进控制、企业资源配置智能优化等先进技术和系统为支撑。
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