中國土法煉鐵煉鋼技術(shù)發(fā)展簡史

生產(chǎn)條件過于簡陋導(dǎo)致生產(chǎn)出來的鋼含很多雜質(zhì)，所加碳的標(biāo)準(zhǔn)不一，沒有專業(yè)工具，鋼中氣泡含量過大，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到應(yīng)用要求。

并且由于以鋼為綱的政治要求，很多農(nóng)民將家中的鐵鍋、農(nóng)具都貢獻(xiàn)出來“煉鋼”，導(dǎo)致生產(chǎn)生活產(chǎn)受到嚴(yán)重影響，為“煉鋼”，大量植被被砍伐一空，造成前所未有的生態(tài)災(zāi)難。

早在18世紀(jì)就有人提出以直接還原法煉鐵，1873年建成第1座非高爐煉鐵裝置但不久便宣告失敗。以后的幾十年發(fā)展緩慢。20世紀(jì)20年代由于電力工業(yè)的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化電爐煉鐵。1930年德國克虜伯公司開發(fā)了回轉(zhuǎn)窯粒鐵法(Krupp-Renn)。1932年瑞典人馬丁·維伯爾發(fā)明了維伯爾(wibirg)法在瑞典建成第1座生產(chǎn)直接還原鐵裝置。在50年代非高爐煉鐵生產(chǎn)總量尚不足鐵的總產(chǎn)量的1%，主要是電爐煉鐵和粒鐵法，海綿鐵產(chǎn)量僅占非高爐煉鐵法產(chǎn)量的5%。1954年瑞典建立第一座隧道窯直接還原法生產(chǎn)裝置。60年代石油和天然氣的大量開發(fā)推動了氣基直接還原煉鐵的發(fā)展。1957年墨西哥建立了一座稱為希爾法(HYL法)的生產(chǎn)裝置。1969年德國建立第一座米德萊克斯(Midrex)法生產(chǎn)裝置。70年代德國克虜伯公司在克虜伯—瑞恩(Krupp-Renn)法基礎(chǔ)上創(chuàng)立了Krupp-CODIR法于1973年在南非建廠投產(chǎn)。1970年德國魯奇公司創(chuàng)立的SL-RN法在新西蘭建立第1座生產(chǎn)裝置。1983年戴維麥基公司在南非建立第1座DRC法生產(chǎn)裝置。這一時(shí)期直接還原生產(chǎn)能力增長了十余倍。到1997年世界直接還原鐵產(chǎn)量達(dá)到3613萬t比1996年增長9%氣基直接還原煉鐵量占世界直接還原鐵產(chǎn)量的91.6%，其中米德萊克斯法生產(chǎn)的占63.4%，希爾法生產(chǎn)的占19.4%，其他氣基法所產(chǎn)占1.8%，煤基直接還原煉鐵的產(chǎn)量占8.4%，其中SL-RN法的占3.6%，其他煤基法占4.8%。

熔融還原煉鐵是20年代提出的。1924年Hoech鋼鐵廠提出在轉(zhuǎn)鼓形回轉(zhuǎn)爐內(nèi)用碳還原鐵礦石得到鐵水的方案。以后開發(fā)的stara法、sturzeberg法均未成功。50年代研究開發(fā)的熔融還原法大多數(shù)設(shè)想在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)完成全部熔煉過程，故稱一步法如Dored法、Retored法、CIP法等。但由于還原反應(yīng)產(chǎn)生的CO的燃燒熱不能迅速傳遞到吸熱的還原反應(yīng)區(qū)，迫使熔煉中止而告失敗。70年代采用兩步法原則，即將整個(gè)熔煉過程分成固態(tài)預(yù)還原和熔融態(tài)終還原兩步，分別在兩個(gè)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。預(yù)還原裝置有回轉(zhuǎn)窯、流化床和豎爐等形式，其中以流化床和豎爐為多。終還原裝置為轉(zhuǎn)爐型或電爐型COREX(KR)法已達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模；DIOS法、HI熔融還原法、Plasmelt法、INRED法及ELRED法均進(jìn)行了較大規(guī)模的半工業(yè)試驗(yàn)；川崎熔融還原法、住友熔融還原法、COIN法、MIP法和CIG法進(jìn)行了單環(huán)節(jié)或聯(lián)動半工業(yè)試驗(yàn)；此外有AISI法、PJV法等還在試驗(yàn)中。COREX法已于1989年在南非ISCOR公司建成一座30萬t/a工業(yè)生產(chǎn)裝置投入生產(chǎn)。又在韓國浦項(xiàng)投產(chǎn)了一座60萬t/a裝置 。

高爐煉鐵高爐煉鐵現(xiàn)狀

中國的高爐煉鐵行業(yè)以近于飽和，盡管有著世界最高的產(chǎn)量，但不論是生產(chǎn)成本還是經(jīng)濟(jì)收益都差于世界水平，從而導(dǎo)致在世界市場的競爭力不足，對高爐煉鐵的可持續(xù)發(fā)展鋪滿障礙。其中先進(jìn)的高爐煉鐵廠與落后的高爐煉鐵廠共存，并且中小型高爐過多，存在著不符合規(guī)定的高爐煉鐵廠，在生產(chǎn)上無法做到低成本、低消耗、低污染，無視市場的飽和狀態(tài)，最終導(dǎo)致供大于求，成品低廉。由于這種不良的市場環(huán)境，使得中國的高爐煉鐵在環(huán)保能源問題上存在缺陷。而我國也作出了相應(yīng)的對策：為化解過剩的產(chǎn)能，在 2016 年各種政策方案相繼頒布，大力推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，使鋼鐵價(jià)格稍有回升，不過并未能解決產(chǎn)量過剩這一問題，在經(jīng)濟(jì)收益上稍有改觀，根本問題卻依然存在。

高爐煉鐵技術(shù)指標(biāo)

由我國的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定大于 4000m3高爐為大型高爐，而大型高爐生產(chǎn)率是小型高爐的數(shù)倍，所以我國的大型高爐為高爐煉鐵技術(shù)起到了帶動作用。在其中大高爐的平均爐容約為 4568.75m3，平均利用系數(shù)約為 2.085t/(m3.d). 大高爐的平均焦比與

煤比分別為 349.4kg/t、159.76kg/t，平均富氧率為 3.36%。由于中國的礦石品位較低，因此為保證大型高爐的穩(wěn)定性，大多采用外國進(jìn)口的原料，其中燒結(jié)礦、球團(tuán)礦和塊礦的比例為約為 71.5%、19.7%、8.7%。我國包括中小型高爐在內(nèi)的燃料比為 539.72kg/t 焦比和煤比分別為 361.02kg/t、141.72kg/t，風(fēng)溫為 1153.96℃。而國外先進(jìn)水平的燃料比均低于 500kg/t。