鋼鐵生產技術2(3 / 3)

四、控製軋製與控製冷卻

這是七十年代以來國際冶金界極為重視的一項軋鋼新技術,中國七十年代末開始在生產上摸索試驗。為了加速推廣這項技術,一九八五年在鋼鐵研究總院建成一個具有世界先進水平的控軋控冷實驗室,裝備有壓力膨脹儀、高溫扭轉試驗機、輥徑300毫米高剛度二輥可逆式軋機、板材軋後控製冷卻模擬實驗裝置、精密測溫測壓儀表以及相應的金相檢驗裝置,可以有效地進行控軋控冷模擬實驗,準確地測定各種軋製工藝參數和鋼材加工中有關重要數據,為工廠生產提供數據和參數。通過推廣,這項技術已用來改善螺紋鋼筋、船板鋼、管線鋼、軸承鋼等鋼材內部金相組織,提高綜合機械性能,上海用來生產3C、4C造船板和16錳高壓容器板,衝擊值提高1—2千克·米/平方厘米,機械性能全部合格。一九八五年全國應用控軋控冷技術生產的鋼材已達250萬噸。

五、釺具壽命模擬試驗台

近百年來,世界各國都在探索釺鋼檢測實現室內模擬等效測定技術,但都沒有成功,因此還沒有先進的釺鋼壽命檢測裝置和成熟的檢測方法。為了解決這個問題,長沙礦冶研究院與貴陽鋼廠合作,研究出小釺杆工作載荷譜、程序載荷譜,並完成了釺鋼壽命試驗台的研製工作,於一九八五年投入使用。這個試驗台具有明顯的快速性(每支釺杆均可在1小時內斷裂,比井下鑿岩快20倍)、等效性(試驗台試驗30分鍾,相當於井下鑿岩進尺200米),並具有與井下鑿岩相同的堆頂、炸頂及領中、杆體、稍尖等多種斷裂部位的各種失效形態。釺鋼壽命快速等效試驗方法和試驗裝置的研製成功,對發展釺鋼生產具有重要意義。

六、切分軋製

這是國外新發展起來的一項軋鋼新技術。一九八三年昆明鋼鐵廠經過研究,在線材軋機上首先使用了切分軋製技術,一九八四年通過部級技術鑒定。首鋼初軋廠自己研製的和小型軋鋼廠引進加拿大的切分軋製技術,也於一九八四年用於生產。河南冶金建材規劃研究院研製的輥切軋製技術,已在鄭州孝義鋼鐵廠、清江鋼鐵廠、南京軋鋼廠應用。應用切分軋製技術,可以減少軋製道次,提高軋機生產效率,節約能源,為中小型軋機采用大斷麵鋼坯創造了條件。

七、高剛度軋機

七十年代末八十年代初,中國在軋機技術改造中出現了幾種不同的高剛度軋機,其中有北京鋼鐵學院設計的GY型短應力線軋機、河北省冶金廳與邯鄲冶金機械廠研製的HB型無牌坊軋機、鄂城鋼鐵廠采用的預應力軋機等。用高剛度軋機改造已有中小型軋機、窄帶軋機、線材軋機的精軋機列,具有投資少、周期短、提高軋製精度、提高成材率、提高生產效率、降低能耗等優點。例如,北京鋼鐵學院設計的GY型短應力線軋機,從一九八三年推廣以來,到一九八五年底全國已有60多家鋼鐵廠采用,為國家節約改造投資4000萬元,企業每年取得淨效益3000萬元以上。短應力線軋機的機型,已從GY—1型發展到GY—2、GY—3、GY—4、複二重式、立式等,初步形成了係列。

除上述技術進步以外,包頭鋼鐵設計研究院、冶金自動化研究院研製的連軋機差動調速,北京鋼鐵設計研究總院設計的45°無扭高速線材軋機,上鋼十廠將500/300毫米開坯車間改造為450毫米半連續式熱軋窄鋼車間,北京鋼鐵學院(一九九一年後改為北京科技大學)與天津鋼管公司試驗成功的無縫鋼管單導盤斜軋穿孔工藝,鋼鐵研究總院與自動化研究院試驗成功的軋機液壓微調,北京鋼鐵設計研究總院試驗成功的HC軋機,冶金設備研究所與北京鋼鐵設計研究總院試驗成功的緊湊式軋機等,都是在軋機改造中取得的先進技術。

(注:原北京鋼鐵設計院於八十年代始,改稱北京鋼鐵設計研究總院)

燒結、球團生產技術

燒結、球團都屬於人造富礦技術,即將貧鐵礦經過選礦富集後的鐵精礦粉同其他粉礦一起造塊或造球,以用作煉鐵原料,並改善其冶金性能。

新中國成立時,全國人造塊礦設備僅有2台25平方米和2台50平方米燒結機,三台10平方米燒結盤,以及幾座方團礦焙燒窯,設備簡陋殘破。經過恢複使用,一九五二年全國人造富礦產量達到138萬噸。從一九五三年開始,先後興建了由前蘇聯設計的鞍鋼第二燒結車間、本鋼二鐵廠燒結車間、武鋼第一燒結車間,包鋼燒結廠。同時,參照前蘇聯熱礦模式,自行設計建設了鞍鋼東鞍山燒結廠、首鋼第一燒結車間、馬鋼第一燒結車間、重鋼第一燒結車間,共26台帶式燒結機,單機麵積分別為50平方米、18平方米。一九五八年,鞍鋼將方團礦隧道窯改為2台76平方米球團隧道窯。一九六○年全國人造富礦產量達到2555萬噸,全國重點鋼鐵企業高爐入爐礦熟料比達到72.12%。一九六四年,冶金部召開了全國燒結工作會議,總結推廣加強生產技術和管理工作的經驗,確立了“質量第一,為高爐服務”的生產方針,並頒發了燒結礦質量標準。六十年代中期至七十年代前期,攀鋼、酒鋼、包鋼、太鋼、馬鋼、水鋼、重鋼、武鋼、鞍鋼、首鋼、梅山鐵廠以及一批中小企業新建了一批燒結機。這一時期在生產建設和設計思想上突破了前蘇聯的框框,引進了一套環形冷卻機及熱振動篩設備,自行設計製造了130平方米燒結機、200平方米環形冷卻機、12000米/分的抽煙機及熱振動篩等設備,使燒結設備向大型化方向邁進了一步。一九七五年底,全國共有燒結機113台,總麵積5851平方米,生產能力為5213噸,當年生產人造富礦4049萬噸,其中燒結礦3806萬噸,重點企業高爐入爐熟料比達到87.2%。八十年代中期,寶鋼建成了450平方米燒結機(5米寬台車),並配有現代化料場、檢驗中心以及計算機過程控製等技術設備,標誌著中國的燒結走向現代化。

到一九九○年底,全國燒結球團產量12548.57萬噸(燒結礦11260.97萬噸,球團礦1281.80萬噸),其中重點企業8186.58萬噸,中小企業4104.30萬噸,係統外企業257.69萬噸。

一、細精礦燒結和自熔性燒結礦

五十年代初,中國的細精礦燒結技術處於當時的世界先進水平。鞍鋼、本鋼的鐵礦石,除少部分天然富礦外,主要是貧礦。這些貧礦經過富選後出來的細鐵精礦粉如何用來入爐煉鐵?成為當時一個主要技術問題。留在鞍鋼工作的日本專家認為不宜用燒結法造塊,主張發展球團礦,而鞍鋼的燒結工作者經過大規模的試驗,於一九五一年用生石灰作熔劑生產出有一定堿度的燒結礦,一九五三年進一步用消石灰作熔劑生產出燒結礦,一九五五年進一步把燒結礦堿度提高到1,從而否定了日本專家的主張,使中國成為世界上最早使用細精礦生產自熔性燒結礦的國家之一。在這個基礎上,本鋼和北京鋼鐵學院進一步研究發現,在燒結時適當增加氧化鎂可以提高自熔性燒結礦的燒結速度和冶金性能,並可以把堿度提高到1.5,一九五六年首先用於本鋼生產。在此基礎上,本鋼又采取了提高精礦粉品位、篩除入爐礦粉末、提高熱風溫度等措施,使2座333立方米高爐的利用係數由一九五八年的1.393噸/立方米·日提高到一九五九年一季度的2.153噸/立方米·日,達到了當時世界的領先水平,焦比也由732千克/噸降到695千克/噸。

二、高堿度燒結礦

五十年代鞍鋼試製成功的自熔性燒結礦在全國高爐生產中產生了好的效果,但是它的強度和還原性能還滿足不了強化高爐冶煉的要求。因此,從一九六三年至一九六四年,國內開始進行高堿度燒結礦的試驗研究。當時武鋼曾經生產出一批堿度為3.53的燒結礦,與堿度0.7酸性燒結礦配合進行冶煉試驗,取得了好的效果,但由於兩種堿度的燒結礦生產比較困難,因而未能推廣。一九七四年,江蘇省利用當地的白雲石資源,推廣了高氧化鎂高堿度燒結礦,對提高高爐冶煉指標有良好效果。一九七六年,包鋼試用堿度2.0的燒結礦,解決了含氟自熔性燒結礦強度差、粉末多的問題。一九七五年,馬鋼采用堿度2.31的燒結礦與天然礦配合煉鐵,高爐爐況順行,盡管熟料比下降了21.42%,但產量提高,焦比下降。在這些試驗的基礎上,冶金部於一九八五年十月在太鋼召開了全國高堿度燒結礦技術經驗交流會,確定了高堿度燒結礦同天然礦配合的爐料結構,推廣高堿度燒結礦。到一九八五年止,全國重點煉鐵廠除少數幾家因受客觀條件限製外,都采用了堿度1.5—1.8的燒結礦,少數熟料比低的企業,還采用了2.5—.5的超高堿度燒結礦。由於采用了高堿度燒結礦,“六五”計劃期間重點煉鐵企業噸鐵石灰石消耗由37千克降到15千克、綜合焦比下降8千克,一年可節約石灰石65萬噸、焦炭24萬噸。

三、熱礦工藝改為冷礦工藝

中國五十年代建設的燒結機,全部為熱礦工藝,沒有篩分係統,入爐燒結礦粉末多,影響高爐生產效率。六十年代中期建設的大中型燒結機,開始大部分采用冷卻工藝,但由於熱振動篩未過關,作業率低。一九七七年,冶金部召開了冷燒結討論會,堅持了冷礦工藝的技術方向,並且在馬鋼二燒結車間組織技術攻關,解決冷卻工藝中的問題。攻關中,改革了熱篩,完善了生石灰和鋪底料2項技術措施,嚴格了操作技術,使兩台75平方米燒結機的年產量從一九七六年的93萬噸增加到一九七八年的145萬噸,超過了設計能力,燒結礦合格率達80%—85%。一九七九年首鋼把第二燒結車間兩台75平方米熱礦燒結機改造擴建為三台142.5平方米機上冷卻燒結機,並采用了鋪底料工藝;一九八二年又把第一燒結車間五台62.5平方米熱礦燒結機改為四台180平方米機上冷卻燒結機,增設了鋪底料、除塵環保設施,並采用計算機對各個工藝環節進行控製。首鋼燒結廠經過改造後,在細精礦燒結的條件下,燒結機利用係數達到1.28噸/平方米·時,作業率達到90%,燒結礦含鐵品位58%,含氧化鐵11%,轉鼓指數為83%,給高爐提供了優質爐料。

四、點火器的改造

過去,中國的燒結機使用渦流式大燒嘴,煤氣消耗量大,點火時間短,既不均勻,又無保溫裝置,影響燒結礦質量。一九七五年後,全國大部分燒結機延長了點火器,增設保溫段,采用多燒嘴、小燒嘴,效果很好。鞍鋼燒結總廠第一燒結車間改造點火器後,每噸燒結礦的焦粉消耗降低9千克,燒結礦轉鼓指數提高0.8%—1.04%,粉末率下降0.7%—1.9%。

五、低炭厚料層操作技術

中國的燒結生產,在過去一個較長的時間裏,一直采用“薄鋪快轉”的操作方法。料層厚度隻有200—220毫米,燒結礦強度低,粉末多,能耗高。一九七九年冶金部推廣首鋼“低厚鋪”的操作製度,到一九八五年,重點鋼鐵企業燒結機平均料層厚度已達357毫米,其中有18台燒結機(約占全國三分之一的燒結能力)料層厚度達到400毫米以上,有的超過500毫米。由於采用這項操作技術,加上改造點火器、改造風機,“六五”計劃期間重點鋼鐵企業燒結機固體燃料消耗由75千克降到68千克,累計節約燃料40萬噸標準煤,燒結礦質量也有改善。

六、豎爐球團技術的創新

中國的豎爐球團生產發展緩慢。一九六八年以後,承德、濟南、杭州等鋼鐵廠先後建成23座5—8平方米堅爐,但由於原料條件限製或設備不過關,多數生產不正常,後來經過多次改造,生產逐步轉向正常。一九八七年保存下來的7座球團豎爐,以杭州鋼鐵廠為最好,這個廠的一座8平方米豎爐年產酸性球團礦達30萬噸,作業率80%,能耗40千克標準煤,生產技術經濟指標接近國外同類型豎爐水平。中國的球團豎爐在技術上已形成自己的風格,具有投資省、設備簡單、生產費用低的特點。

此外,對白雲鄂博多元素共生礦、攀枝花釩鈦磁鐵礦、廣東大寶山褐鐵礦、酒泉含鋇鏡鐵礦等特殊礦粉的燒結技術研究,也取得了可喜的成果。