摘要：對(duì)寶鋼COREX 3000在技術(shù)上的主要改進(jìn)重點(diǎn)進(jìn)行了闡述，并介紹了為提升COREX3000技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)力所開(kāi)展研發(fā)工作概要。COREX 3000的設(shè)計(jì)充分吸取了C1000、C2000生產(chǎn)中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)及高爐的成功經(jīng)驗(yàn)，在爐體、耐材、爐體冷卻系統(tǒng)以及布料裝置等方面作了大量改進(jìn)，設(shè)計(jì)產(chǎn)能由C2000的80萬(wàn)t擴(kuò)大到了150萬(wàn)t。結(jié)合羅涇工程本身特點(diǎn)，寶鋼正在COREX煤氣、粉礦、粉煤有效利用等方面展開(kāi)技術(shù)研發(fā)，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)工藝流程的優(yōu)化，力求COREX3000在技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、作業(yè)率、爐役壽命等方面比C2000有較大的提高。 關(guān)鍵詞：熔融還原 COREX 粉煤 粉礦 1 引言 　　根據(jù)2010年上海世博會(huì)選址的要求，寶鋼集團(tuán)決定將盧浦大橋下的上海浦東鋼鐵有限公司搬遷到寶山羅涇地區(qū)。浦鋼搬遷羅涇工程采用了目前世界上最成熟的COREX熔融還原煉鐵新工藝，以取代浦鋼原有落后的化鐵煉鋼工藝，解決熱鐵水的供應(yīng)問(wèn)題。熔融還原輸出的剩余煤氣除用于鋼廠自用燃料外，將梯級(jí)循環(huán)利用。首家采用COREX 3000（以下簡(jiǎn)稱(chēng)C3000）型煉鐵設(shè)備是寶鋼非高爐煉鐵技術(shù)創(chuàng)新的起點(diǎn)和機(jī)遇，寶鋼將在消化吸收COREX技術(shù)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的非高爐煉鐵新技術(shù)，寶鋼將把羅涇建成非高爐煉鐵新工藝的研發(fā)基地。本文重點(diǎn)對(duì)寶鋼羅涇C3000在技術(shù)上的主要改進(jìn)進(jìn)行闡述。 2 寶鋼羅涇C3000工藝流程 　　羅涇工程坐落在上海市最北端長(zhǎng)江邊的羅涇煤碼頭旁，占地約3.2平方公里，整個(gè)工程分兩期建設(shè)，一期生產(chǎn)規(guī)模200萬(wàn)t坯，主要產(chǎn)品為特種中厚板。一期建設(shè)1座（33000爐并預(yù)留了將來(lái)發(fā)展為FINEX的接口，包括煤干燥設(shè)施、粉煤利用、礦槽/煤槽及上料設(shè)施、C3000爐本體、煤氣清洗系統(tǒng)、渣鐵系統(tǒng)、鑄鐵機(jī)、水處理系統(tǒng)等、煤氣用作工廠自用燃料及CCPP發(fā)電機(jī)組。配套建設(shè)煤氣壓差發(fā)電（TRT）和煤氣脫硫。二期生產(chǎn)規(guī)模335萬(wàn)t坯，再建設(shè)1座COREX爐及一套DR豎爐。羅涇工程技術(shù)裝備水平按世界一流考慮，貫徹先進(jìn)性、完整性、前瞻性、經(jīng)濟(jì)性的原則，實(shí)現(xiàn)工藝先進(jìn)、裝備可靠、產(chǎn)品一流、環(huán)境優(yōu)美、投資合理的目標(biāo)，確保羅涇工程高速度、高質(zhì)量、高效益。 　　COREX是由奧鋼聯(lián)和德國(guó)科夫公司開(kāi)發(fā)的一種熔融還原煉鐵工藝，也是目前惟一實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)的熔融還原煉鐵工藝，其原理相當(dāng)于從軟熔帶將高爐分為了兩截，可以直接使用天然塊礦、球團(tuán)礦、少量粉礦、非焦煤和少量焦炭進(jìn)行生產(chǎn)。COREX熔融還原煉鐵流程如圖1所示。 　　到目前為止，先后已有5套COREX設(shè)備投入生產(chǎn)運(yùn)行（1套C1000，4套C2000），除第一套南非伊斯科公司比勒陀利亞廠的C1000停產(chǎn)和韓國(guó)浦項(xiàng)鋼鐵公司（POSCO）的C2000改為FINEX以外，其他3套C2000都在正常生產(chǎn);寶鋼集團(tuán)浦鋼公司目前正在建設(shè)世界上第一座C3000型COREX，設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為150萬(wàn)t。寶鋼羅涇C3000的主要設(shè)計(jì)指標(biāo)見(jiàn)表1。 　　羅涇C3000的預(yù)還原豎爐（總高29 m、還原段高12m、內(nèi)徑8m）下部水平沿圓周方向布置8臺(tái)螺旋排料機(jī)，連續(xù)地在熱狀態(tài)下向熔融氣化爐供料。螺旋排料機(jī)由DRI螺旋輸送機(jī)、DRI下料管、DRI下料管補(bǔ)償器及DRl分配器組成。在熔融氣化爐輸出煤氣管路系統(tǒng)中設(shè)有4個(gè)熱旋風(fēng)除塵器，從熔融氣化爐引出的高溫煤氣管道及除塵器內(nèi)壁襯有耐火材料。在熱旋風(fēng)除塵器下部設(shè)有4套熱旋風(fēng)除塵灰返送裝置。熱旋風(fēng)除塵器收集的粉末經(jīng)4套粉塵噴吹系統(tǒng)由熔融氣化爐上部拱頂?shù)?個(gè)燃燒口返送回熔融氣化爐。 　　C3000的熔融氣化爐（高33m、爐缸內(nèi)徑9m）設(shè)有28個(gè)氧氣風(fēng)口，氧氣風(fēng)口由風(fēng)口小套、風(fēng)口大套及氧槍組成。在半焦固定床上方的拱頂空間設(shè)有6個(gè)氧氣燒嘴，以改善和調(diào)整熔融氣化爐拱頂?shù)臒釥顟B(tài)。 　　C3000的熔融氣化爐設(shè)有2個(gè)出鐵口，鐵口間夾角1800。水渣采用新英巴法?；撍笥闷?chē)外運(yùn)。 3 寶鋼羅涇C3000在設(shè)計(jì)方面的主要改進(jìn) 　　3.1 熔融氣化爐的設(shè)計(jì)改進(jìn) 　　奧鋼聯(lián)借鑒高爐的成功經(jīng)驗(yàn)對(duì)C3000熔融氣化爐的設(shè)計(jì)進(jìn)行了多項(xiàng)改進(jìn)，比如吸收了大型富氧噴煤高爐長(zhǎng)壽的經(jīng)驗(yàn)，加大爐腹角（按高爐的算法是縮小爐腹角），爐腹角增大到220，以避免冷卻壁被燒蝕。風(fēng)口以上采用了2段銅冷卻壁，增大了半焦炭固定床的體積。增加了出鐵口的長(zhǎng)度及死鐵層深度，以減輕鐵水對(duì)爐缸的沖刷侵蝕。同時(shí)在C3000氣化爐的其他方面設(shè)計(jì)也進(jìn)行了改進(jìn)，比如半焦固定床上方拱頂自由空間比C2000有所減少，發(fā)生煤氣管道出口角度增加，優(yōu)化了灰塵再循環(huán)系統(tǒng)，拱頂自由空間的灰塵燒嘴中間的氧氣燒嘴由C2000的4個(gè)增加到6個(gè)，風(fēng)口以上的半焦床的高度由7m（C2000）增加到了10m（C3000），等。 　　3.2還原豎爐設(shè)計(jì)改進(jìn) 　　為適應(yīng)爐料在還原過(guò)程中的體積膨脹，C3000在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)還原豎爐的爐身角度進(jìn)行了調(diào)整，以利于爐料的順行。 　　C3000增大了還原豎爐煤氣圍管的直徑及圍管以下部分的高度，改進(jìn)了耐火材料的設(shè)計(jì)，增加豎爐下部的壓差，防止或減少氣化爐煤氣通過(guò)海綿鐵下料管直接竄人還原豎爐，導(dǎo)致局部爐料溫度過(guò)高產(chǎn)生粘結(jié)。 　　同時(shí)，為了減少海綿鐵結(jié)塊的堵塞，C3000在設(shè)計(jì)過(guò)程中還對(duì)海綿鐵螺旋排料機(jī)的長(zhǎng)度、直徑以及海綿鐵下料管直徑進(jìn)行了調(diào)整。 　　3.3爐體冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)改進(jìn) 　　根據(jù)C2000的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為了改善熔融氣化爐粉塵燒嘴以下半焦固定床部分的爐體冷卻，C3000對(duì)熔融氣化爐的冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)改進(jìn)，冷卻壁由9段增加到10段，同時(shí)在冷卻壁的材質(zhì)選擇上也作了改進(jìn)，風(fēng)口以上爐腹采用了2段銅冷卻壁，以改善爐體的冷卻效果，實(shí)現(xiàn)對(duì)爐體的有效保護(hù)。 　　3.4布料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)改進(jìn) 　?。?）還原豎爐布料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)改進(jìn)。為了解決還原豎爐布料粒度偏析、密度偏析以及料面分布不均勻等缺點(diǎn)，豎爐布料方式由原有的蜘蛛腳布料方式改為Gimbal型動(dòng)態(tài)布料器布料的方式，可有效改善豎爐內(nèi)的煤氣分布，提高煤氣的利用率及海綿鐵質(zhì)量。 　　（2）熔融氣化爐海綿鐵布料器的設(shè)計(jì)改進(jìn)。C3000在海綿鐵布料上采用了角度可以調(diào)節(jié)的擋料板（見(jiàn)圖2），通過(guò)對(duì)擋料板角度的調(diào)節(jié)來(lái)控制海綿鐵的分布，使海綿鐵在半焦床料面區(qū)域盡量均勻分布，改善氣化爐內(nèi)海綿鐵熔化終還原的工藝條件。 　?。?）熔融氣化爐煤布料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)改進(jìn)。C3000熔融氣化爐增加了Gimbal型環(huán)形旋轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)布料器，可以根據(jù)工藝的需要對(duì)煤的布料模式及范圍進(jìn)行有效的控制（見(jiàn)圖3），避免煤集中落到料面中心，使煤盡量均勻分布在半焦床表面廣大區(qū)域，改善爐內(nèi)煤氣化結(jié)焦的工藝條件，使工藝過(guò)程更加平穩(wěn)。 　　3.5耐材設(shè)計(jì)的改進(jìn) 　　根據(jù)（22000的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，C3000在氣化爐和還原豎爐的耐火材料設(shè)計(jì)過(guò)程中作了很多改進(jìn)，其中對(duì)豎爐煤氣圍管耐材的設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)，提高了耐材的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，有利于改善豎爐煤氣的分布;同時(shí)對(duì)豎爐的人工死料柱進(jìn)行了一體化設(shè)計(jì)，改善爐料的順行，有利于降低豎爐爐料堵塞;結(jié)合寶鋼高爐的經(jīng)驗(yàn)對(duì)（23000的耐材作了優(yōu)化設(shè)計(jì)，在爐缸耐火材料的配置及設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了較多改進(jìn)，C3000的一代爐役設(shè)計(jì)壽命可達(dá)l0一15年。 　　3.6其他設(shè)計(jì)改進(jìn) 　　C3000在C2000的基礎(chǔ)上對(duì)粉塵返吹系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，由原來(lái)的“CLOSE”模式改為“OPEN”模式，同時(shí)改進(jìn)了T型混合器的結(jié)構(gòu)，增加了粗顆粒過(guò)濾柵，可以有效地減少粉塵返吹系統(tǒng)的堵塞情況。同時(shí)C3000在煤氣管道的設(shè)計(jì)上也進(jìn)行了改進(jìn)，可以有效地減少進(jìn)入豎爐的煤氣中的粗顆粒粉塵的含量，提高還原豎爐料柱的透氣性。 4 寶鋼羅涇（23000的主要研究課題 　　從1989年第一座C1000型COREX的投產(chǎn)到現(xiàn)在，COREX的發(fā)展時(shí)間只有17年，同高爐的600年發(fā)展歷史相比還很短暫，在工藝、技術(shù)上還有很多需要完善的地方。寶鋼集團(tuán)正在建設(shè)的COREX 項(xiàng)目，不但是中國(guó)第一座COREX，同時(shí)也是世界上笫一座C3000型COREX，結(jié)合羅涇工程自身的特點(diǎn)，寶鋼正在就C3000生產(chǎn)相關(guān)的大量技術(shù)開(kāi)發(fā)課題開(kāi)展研究及設(shè)計(jì)工作，這些課題有： 　　滿足C3000生產(chǎn)要求的配煤配礦技術(shù);進(jìn)廠的一5mm鐵礦篩下粉及一5mm煤粉的有效利用技術(shù);消化、創(chuàng)新C3000煉鐵生產(chǎn)操作技術(shù);C3000大量使用氧氣、煤粉有關(guān)的安全生產(chǎn)技術(shù);COREX煤氣脫硫用于CCPP發(fā)電技術(shù);COREX煤氣高效梯級(jí)用于生產(chǎn)DRI或清潔能源等的工藝技術(shù);COREX流程的一種產(chǎn)品的生命周期評(píng)價(jià)研究;COREX固體廢棄物循環(huán)利用的工藝技術(shù)等。 　　開(kāi)展這些方面研發(fā)工作的目的是提高COREX使用資源的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)在引進(jìn)消化的基礎(chǔ)上開(kāi)展二次創(chuàng)新，對(duì)整個(gè)COREX煉鐵工藝流程進(jìn)行優(yōu)化配置，以期達(dá)到更好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。