超大型高炉高风温关键技术研究与应用

高炉大型化、长寿化和高风温是炼铁技术的重要发展方向，是冶金行业实施循环经济、节能减排和低碳冶金的重要关键共性技术。本项目获得国家“十一五”科技支撑计划项目支持，是新一代可循环钢铁工艺流程“超大型高炉系统工艺技术”(2006BAE03A01)和“长寿高效集约型冶金煤气干法除尘技术”(2006BAE03A10)的子课题，以国家“十一五”重大工程———首钢京唐钢铁厂为依托，通过理论研究、工艺流程优化、耐材体系研发等综合研究方法，攻克了超大型高炉稳定实现1300℃风温的国际性技术难题，成功应用于首钢京唐5500m3高炉，主要技术指标达国际领先水平。
(1)率先提出并通过两级双预热技术、动态精准设计体系、大功率陶瓷燃烧器、系列高效格子砖、耐材标准体系、无过热低应力管系等集成创新与突破，解决了顶燃式热风炉技术的诸多共性关键技术难题，取得了低NOｘ排放获得1300℃风温的世界领先水平，国际首创将顶燃式热风炉成功应用于5000m3级超大型高炉，为大型高风温顶燃式热风炉的推广应用起到示范作用。(2)首次建立并应用热风炉动态精准设计体系，实现核心关键技术重大突破。(3)通过温度场等多场耦合仿真计算，成功研发应用扩散型大功率环形陶瓷燃烧器关键设备，在大燃烧功率、低空气过剩系数、消除燃烧脉动等方面取得显著突破。(4)建立小孔系列格子砖的设计和制造体系，创建了大型顶燃式热风炉耐火材料的配置和指标体系，制定多项国家和行业标准，形成关键耐火材料核心技术。(5)通过系统结构优化创新，消除了管系局部应力过高和过热现象，解决了高风温输送的重大难题。
项目获得授权专利28项(发明专利9项)，建立4项技术标准(国家或行业标准3项)，发表论文50余篇，被引用120余次。由中国工程院殷瑞钰院士任主任、徐德龙院士任副主任的鉴定委员会对该项目进行成果鉴定，认为：该项目成果整体水平居国际领先，对高炉炼铁的技术进步具有示范和引领作用。首钢京唐1号高炉投产以来，实现月均风温1300℃，减少CO2排放1.5万t/A，年产生直接经济效益8000多万元，经济效益和社会效益、生态环境效益显著。项目成功应用后，完成单位已为200余座高炉提供了500余座高风温顶燃式热风炉的设计、总包、供货服务，其中5000m3以上超大型高炉7座，3000～5000m3大型高炉22座，实现营业收入36亿元，实现利润3.62亿元，纳税2.31亿元，经济效益巨大。
(来源：钢铁产业)