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　　天津鋼管煤基回轉(zhuǎn)窯直接還原生產(chǎn)線是原冶金部“九五”重大科技攻關(guān)項(xiàng)目，全套設(shè)備技術(shù)從英國戴維公司(DAVY)引進(jìn)，設(shè)計(jì)年產(chǎn)直接還原鐵30萬噸，建有兩條φ5×80m的回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線，是我國最大的煤基回轉(zhuǎn)窯還原鐵生產(chǎn)基地，由于采用了國外先進(jìn)工藝技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備，其生產(chǎn)水平和自動(dòng)控制系統(tǒng)世界一流。該項(xiàng)目于1993年9月通過國家級(jí)審批，95年完成工廠設(shè)計(jì)，96年9月完成設(shè)備安裝，1996年11月直接還原鐵項(xiàng)目開始熱負(fù)荷試車，1997年10月完成了對(duì)外合同規(guī)定的技術(shù)性能指標(biāo)的考核，1999年4月，直接還原鐵工程項(xiàng)目通過了國家總體驗(yàn)收。2008年10月，因國外長協(xié)礦合同終止，缺乏優(yōu)質(zhì)低價(jià)原料供應(yīng)而停產(chǎn)至今。
　　天津鋼管還原鐵廠投產(chǎn)初期，使用進(jìn)口南非塊礦作為回轉(zhuǎn)窯原料，為拓寬原料渠道，在我國鐵礦石資源不能滿足生產(chǎn)需求的情況下，天津鋼管還原鐵廠積極尋找適合還原鐵生產(chǎn)的原材料，經(jīng)過多次工業(yè)試驗(yàn)，使用秘魯球團(tuán)礦、巴西球團(tuán)礦生產(chǎn)直接還原鐵獲得了成功。生產(chǎn)的直接還原鐵主要供天津鋼管煉鋼廠150t電爐煉鋼需要，由于天津鋼管還原鐵廠的穩(wěn)定供應(yīng)，改變了以往天津鋼管直接還原鐵進(jìn)口的歷史，全部改用國產(chǎn)還原鐵產(chǎn)品。天津鋼管還原鐵廠投產(chǎn)運(yùn)行的10年多時(shí)間里，還原鐵產(chǎn)品產(chǎn)量逐年增加，質(zhì)量穩(wěn)步提高。

　　回轉(zhuǎn)窯直接還原是一項(xiàng)要求原燃料條件較高的工藝，需要“精料入窯，精心操作”，是一項(xiàng)看似簡單，實(shí)則復(fù)雜的工藝技術(shù)。天津鋼管還原鐵廠以進(jìn)口鐵礦石(或高品位氧化球團(tuán)礦)和陜西神府煤相匹配在大型回轉(zhuǎn)窯上進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)，經(jīng)過10余年的生產(chǎn)實(shí)踐和探索改造，走出了一條“引進(jìn)-消化-改造-創(chuàng)新”的道路。
　　天津鋼管回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線主要工藝技術(shù)及關(guān)鍵設(shè)備由英國DAVY公司引進(jìn)，設(shè)計(jì)能力為單窯年產(chǎn)15萬噸直接還原鐵。通過不懈努力，海綿鐵產(chǎn)量逐年提高。2003年全年DRI產(chǎn)量達(dá)到28.55萬噸，2004年達(dá)到超設(shè)計(jì)能力33.23萬噸的水平，2005年31.42萬噸，2006年21.23萬噸，2007年預(yù)計(jì)生產(chǎn)22萬噸，受原料、工藝操作、設(shè)備穩(wěn)定等多方面因素影響，在2004年各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到或超過設(shè)計(jì)水平，過程比較漫長。工廠從事海綿鐵生產(chǎn)人員50人，加上設(shè)備維護(hù)及管理人員，從事海綿鐵生產(chǎn)的職工不足100人。歷年來主要生產(chǎn)指標(biāo)見下表：

2005年以后海綿鐵產(chǎn)量出現(xiàn)下降趨勢(shì)，這主要是由于2005年1月24日公司自建的750M3高爐投產(chǎn)，公司兩座超高功率電弧爐(2005年上半年建成投產(chǎn)一座90噸電爐)實(shí)現(xiàn)鐵水熱裝。150噸電爐配加的海綿鐵量由每爐50噸下降到30噸，海綿鐵生產(chǎn)處于限產(chǎn)狀態(tài)。

天津鋼管還原鐵廠在生產(chǎn)過程中對(duì)原設(shè)計(jì)中諸多不適應(yīng)生產(chǎn)的工藝和設(shè)備問題，從工廠熱試起就持續(xù)進(jìn)行技術(shù)改造，為保證生產(chǎn)穩(wěn)定，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，改善工廠環(huán)境起了重要作用

基于公司鋼管產(chǎn)品高質(zhì)量的特殊要求，在堅(jiān)持精料方針的同時(shí)，為了拓寬原料供應(yīng)渠道，降低生產(chǎn)成本，對(duì)原料——鐵礦石、煤的使用進(jìn)行過多次試驗(yàn)。
　　回轉(zhuǎn)窯早期使用南非塊礦時(shí)，因礦石中有一部分粒度偏大不符合工藝要求，需要再破碎處理，同時(shí)，礦石本身含粉量較多，生產(chǎn)中礦耗增加，生產(chǎn)成本升高。且塊礦含鐵量與進(jìn)口球團(tuán)礦相比較低(TFe=66%)，脈石含量高(SIO2+AL2O3約為4%)，DRI用于煉鋼廠生產(chǎn)時(shí)渣量較大，冶煉電耗增高，因而，使得電爐加入量受到限制，通常每爐配入量只有30噸左右，還原鐵廠一座窯的產(chǎn)量基本上就滿足了煉鋼的用量。2003年5月份，還原鐵廠開始使用世界上優(yōu)質(zhì)的直接還原用礦----巴西球團(tuán)礦生產(chǎn)海綿鐵，其含鐵量高(TFe約68%)，脈石含量低(SIO2+AL2O3約2%)，DRI在電爐使用后收到了良好的效果，每爐鋼的DRI配入量可達(dá)到50噸，從而保證了還原鐵廠兩條窯可以同時(shí)滿負(fù)荷生產(chǎn)。

還原用煤的選擇對(duì)煤基海綿鐵的生產(chǎn)至關(guān)重要，也可以說是決定性的因素。從1998年開始，在多次進(jìn)行火力模型模擬實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，先后在回轉(zhuǎn)窯上進(jìn)行了巴西塊礦、秘魯球團(tuán)礦、巴西球團(tuán)礦、配加神府煤原煤、水洗煤及甘肅華亭原煤等多次工業(yè)性實(shí)驗(yàn)，積累了大量的選煤經(jīng)驗(yàn)與科學(xué)數(shù)據(jù)，為優(yōu)化生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本開辟了新的原料渠道。

在以往大量實(shí)驗(yàn)及不斷總結(jié)生產(chǎn)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，還原鐵廠認(rèn)為外方工藝設(shè)計(jì)中對(duì)加入煤與噴吹煤的比例存在不合理性，造成工藝不穩(wěn)定及煤耗偏高的問題。2003年還原鐵廠又獨(dú)立完成了回轉(zhuǎn)窯噴煤系統(tǒng)的改造，使回轉(zhuǎn)窯配煤比例更加合理，操作更加穩(wěn)定，煤耗顯著下降，2008年還原鐵廠將對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行再一次的改造，到時(shí)工藝將更加合理，回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行將更加穩(wěn)定。

回轉(zhuǎn)窯煙氣布袋除塵的粉塵原設(shè)計(jì)由螺旋輸送機(jī)經(jīng)斗式提升機(jī)送入灰倉，然后落地排放。運(yùn)行中設(shè)備故障頻繁，粉塵泄漏嚴(yán)重，極大地妨礙生產(chǎn)的連續(xù)性和造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。前后三年，歷經(jīng)幾次改造失敗的教訓(xùn)，2001年改用惰性氣體管式密封輸灰方式，改造最終取得成功。這種輸灰方式，設(shè)備運(yùn)行可靠，維護(hù)量小，安全可靠，灰塵在密封狀態(tài)輸送進(jìn)儲(chǔ)灰倉，出倉排放的粉塵經(jīng)過加濕機(jī)加濕后直接裝車外運(yùn)，長期困擾生產(chǎn)連續(xù)性及環(huán)境污染的問題得到徹底解決，2008年還原鐵廠將對(duì)整個(gè)煙氣除塵系統(tǒng)進(jìn)行再次改造，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)煙氣與二氧化硫排放雙達(dá)標(biāo)，徹底實(shí)現(xiàn)海綿鐵的清潔生產(chǎn)。

回轉(zhuǎn)窯和冷卻筒的端部密封，原設(shè)計(jì)采用氣動(dòng)干油摩擦密封方式，使用中發(fā)現(xiàn)其密封使用效果差，設(shè)備維護(hù)量大和油脂耗量大，潤滑用干油在高溫下極易燃燒，火災(zāi)險(xiǎn)情時(shí)常發(fā)生，同時(shí)煙塵泄漏造成的環(huán)境污染比較嚴(yán)重，威脅生產(chǎn)及員人的身體健康。通過考察咨詢，我們采用美國SVEDALA公司的技術(shù)，于1997年底先后將兩座回轉(zhuǎn)窯和冷卻筒的密封改成金屬葉片和陶瓷纖維氈組合的形式，5年多來生產(chǎn)運(yùn)行證明，這一改造非常成功，不但完全滿足工藝要求，而且一年可節(jié)省直接費(fèi)用近上千萬元，同時(shí)此區(qū)域內(nèi)的工作環(huán)境得到了根本的改善，火災(zāi)隱患徹底杜絕，現(xiàn)在所有的密封材料已全部實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)一步降低，此項(xiàng)技術(shù)已在全國直接還原及氧化球團(tuán)生產(chǎn)行業(yè)被普遍采用。

回轉(zhuǎn)窯卸料端原有格柵，雖采用耐熱鋼材但在冷熱交換的環(huán)境下極易變形，窯內(nèi)有結(jié)圈物排出時(shí)易引起格柵堵料事故，需停窯人工清理，既增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度同時(shí)產(chǎn)生極大的安全隱患。格柵改成水冷梁型式，并且相應(yīng)的對(duì)冷卻筒排料設(shè)備進(jìn)行了配套改造，其投資少，運(yùn)行可靠，大大簡化了日常清理窯內(nèi)結(jié)圈物(俗稱“扒大塊”)的操作，可提高窯的作業(yè)率約5%，對(duì)回轉(zhuǎn)窯的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，提高產(chǎn)量，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度作用很大，并保證了工廠余熱發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定均衡地發(fā)電、供汽。
此外，大塊礦石破碎生產(chǎn)線的改造，合格粒度供煤，回轉(zhuǎn)窯噴煤系統(tǒng)及余熱鍋爐關(guān)鍵設(shè)備等共１１０多個(gè)改造項(xiàng)目先后實(shí)施，其中一些改造項(xiàng)目在國內(nèi)外同類工廠中首次采用，從而使得ＤＲＣ法工藝技術(shù)更加完善，為正在發(fā)展的我國煤基會(huì)轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)探索了一些經(jīng)驗(yàn)。
經(jīng)過以上改造，回轉(zhuǎn)窯作業(yè)率從2000年時(shí)不到70%到2004年穩(wěn)定在97%以上，生產(chǎn)成本顯著降低。
  十幾年來，公司先后投資近千萬元不停頓的進(jìn)行了環(huán)境治理。先后改造了１１套小型不袋除塵器；改造粉塵加濕機(jī)，消除了粉塵的污染。還原鐵廠11年的海綿鐵生產(chǎn)過程鑒定了“引進(jìn)－消化－改造－創(chuàng)新”道路的成功，海綿鐵生產(chǎn)從投產(chǎn)初期廠區(qū)內(nèi)紅粉黑灰漫天飛揚(yáng)、附近居民告狀、環(huán)保部門亮黃牌的境地，向著工藝更優(yōu)化、設(shè)備更高效、環(huán)境更美好、產(chǎn)品更優(yōu)良的方向穩(wěn)步發(fā)展。

天津鋼管集團(tuán)股份有限公司煉鋼廠于1992年正式投產(chǎn)。投產(chǎn)初期使用全廢鋼進(jìn)行冶煉，每爐加料3次，冶煉周期較長且“五害”元素含量較高，每天冶煉10爐左右。為提高冶煉速度，降低鋼中“五害”元素含量，煉鋼廠使用了進(jìn)口的海綿鐵進(jìn)行冶煉，1996年11月份，公司直接還原鐵廠正式投入生產(chǎn)。海綿鐵通過電爐高位料倉，經(jīng)爐蓋第五孔，連續(xù)加入爐內(nèi)，從而減少了1次加料時(shí)間，縮短了冶煉周期。2003年煉鋼廠開始采用熱兌鐵水工藝，實(shí)現(xiàn)了“廢鋼+鐵水+海綿鐵”的一藍(lán)料冶煉操作，冶煉速度大幅度提高，2004年實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)120萬噸合格坯。

⑴2004年，煉鋼廠具備了廢鋼、鐵水、海綿鐵三大料型進(jìn)行配料的條件，為了取得高效的產(chǎn)能和低廉的制造成本，煉鋼廠以優(yōu)化配料作為切入點(diǎn)，降低冶煉成本。
⑵在鐵水固定（單罐重～40噸）的情況下，通過加入不同量的海綿鐵進(jìn)行冶煉過程指標(biāo)測(cè)算，以低電耗、短周期為最終確定最優(yōu)海綿鐵加入量。

通過上面的對(duì)比，以最優(yōu)節(jié)電和最短周期為指標(biāo)，認(rèn)為海綿鐵加入量控制在30 ～35噸/爐為最優(yōu)。
為應(yīng)對(duì)鐵水或海綿鐵供應(yīng)不及時(shí)造成斷料的現(xiàn)象，特制定三大類配料方案，其中一種為全廢鋼配料，另兩種為使用海綿鐵配料（“廢鋼+海綿鐵”和“廢鋼+鐵水+海綿鐵”）。

目前煉鋼廠對(duì)于“五害”元素的分析主要考慮砷（As）和錫（Sn），由于鐵水和生鐵的五害元素含量比較穩(wěn)定。下面我們將海綿鐵不同的加入量對(duì)于砷（As）和錫（Sn）平均含量的影響進(jìn)行比較，見下表。

煤基回轉(zhuǎn)窯直接還原生產(chǎn)工藝，工藝控制嚴(yán)格，強(qiáng)調(diào)精料入窯，精心操作，盡量減少原燃料的來料量和質(zhì)量的波動(dòng)。經(jīng)過不斷技術(shù)改造革新，回轉(zhuǎn)窯直接還原鐵生產(chǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)工藝優(yōu)化、設(shè)備高效、環(huán)境友好、產(chǎn)品優(yōu)良的穩(wěn)步發(fā)展。
煉鋼廠使用海綿鐵的生產(chǎn)實(shí)踐表明：海綿鐵是一種有效稀釋鋼種殘余元素的清潔原料；海綿鐵的加入對(duì)冶煉電耗、周期存在一定影響；煉鋼廠通過摸索確定了海綿鐵加入量在總配料量的20%（30～35噸/爐）為最優(yōu)加入量，此時(shí)電耗、周期綜合指標(biāo)最經(jīng)濟(jì)。