摘要：對寶鋼COREX 3000在技術上的主要改進重點進行了闡述，并介紹了為提升COREX3000技術的競爭力所開展研發(fā)工作概要。COREX 3000的設計充分吸取了C1000、C2000生產(chǎn)中的經(jīng)驗教訓及高爐的成功經(jīng)驗，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，設計產(chǎn)能由C2000的80萬t擴大到了150萬t。結合羅涇工程本身特點，寶鋼正在COREX煤氣、粉礦、粉煤有效利用等方面展開技術研發(fā)，以實現(xiàn)整個工藝流程的優(yōu)化，力求COREX3000在技術經(jīng)濟指標、作業(yè)率、爐役壽命等方面比C2000有較大的提高。 關鍵詞：熔融還原 COREX 粉煤 粉礦 1 引言 　　根據(jù)2010年上海世博會選址的要求，寶鋼集團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，解決熱鐵水的供應問題。熔融還原輸出的剩余煤氣除用于鋼廠自用燃料外，將梯級循環(huán)利用。首家采用COREX 3000（以下簡稱C3000）型煉鐵設備是寶鋼非高爐煉鐵技術創(chuàng)新的起點和機遇，寶鋼將在消化吸收COREX技術基礎上，進一步研究開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的非高爐煉鐵新技術，寶鋼將把羅涇建成非高爐煉鐵新工藝的研發(fā)基地。本文重點對寶鋼羅涇C3000在技術上的主要改進進行闡述。 2 寶鋼羅涇C3000工藝流程 　　羅涇工程坐落在上海市最北端長江邊的羅涇煤碼頭旁，占地約3.2平方公里，整個工程分兩期建設，一期生產(chǎn)規(guī)模200萬t坯，主要產(chǎn)品為特種中厚板。一期建設1座（33000爐并預留了將來發(fā)展為FINEX的接口，包括煤干燥設施、粉煤利用、礦槽/煤槽及上料設施、C3000爐本體、煤氣清洗系統(tǒng)、渣鐵系統(tǒng)、鑄鐵機、水處理系統(tǒng)等、煤氣用作工廠自用燃料及CCPP發(fā)電機組。配套建設煤氣壓差發(fā)電（TRT）和煤氣脫硫。二期生產(chǎn)規(guī)模335萬t坯，再建設1座COREX爐及一套DR豎爐。羅涇工程技術裝備水平按世界一流考慮，貫徹先進性、完整性、前瞻性、經(jīng)濟性的原則，實現(xiàn)工藝先進、裝備可靠、產(chǎn)品一流、環(huán)境優(yōu)美、投資合理的目標，確保羅涇工程高速度、高質量、高效益。 　　COREX是由奧鋼聯(lián)和德國科夫公司開發(fā)的一種熔融還原煉鐵工藝，也是目前惟一實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)的熔融還原煉鐵工藝，其原理相當于從軟熔帶將高爐分為了兩截，可以直接使用天然塊礦、球團礦、少量粉礦、非焦煤和少量焦炭進行生產(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設備投入生產(chǎn)運行（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)和韓國浦項鋼鐵公司（POSCO）的C2000改為FINEX以外，其他3套C2000都在正常生產(chǎn);寶鋼集團浦鋼公司目前正在建設世界上第一座C3000型COREX，設計年產(chǎn)量為150萬t。寶鋼羅涇C3000的主要設計指標見表1。 　　羅涇C3000的預還原豎爐（總高29 m、還原段高12m、內徑8m）下部水平沿圓周方向布置8臺螺旋排料機，連續(xù)地在熱狀態(tài)下向熔融氣化爐供料。螺旋排料機由DRI螺旋輸送機、DRI下料管、DRI下料管補償器及DRl分配器組成。在熔融氣化爐輸出煤氣管路系統(tǒng)中設有4個熱旋風除塵器，從熔融氣化爐引出的高溫煤氣管道及除塵器內壁襯有耐火材料。在熱旋風除塵器下部設有4套熱旋風除塵灰返送裝置。熱旋風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)?個燃燒口返送回熔融氣化爐。 　　C3000的熔融氣化爐（高33m、爐缸內徑9m）設有28個氧氣風口，氧氣風口由風口小套、風口大套及氧槍組成。在半焦固定床上方的拱頂空間設有6個氧氣燒嘴，以改善和調整熔融氣化爐拱頂?shù)臒釥顟B(tài)。 　　C3000的熔融氣化爐設有2個出鐵口，鐵口間夾角1800。水渣采用新英巴法?；撍笥闷囃膺\。 3 寶鋼羅涇C3000在設計方面的主要改進 　　3.1 熔融氣化爐的設計改進 　　奧鋼聯(lián)借鑒高爐的成功經(jīng)驗對C3000熔融氣化爐的設計進行了多項改進，比如吸收了大型富氧噴煤高爐長壽的經(jīng)驗，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。增加了出鐵口的長度及死鐵層深度，以減輕鐵水對爐缸的沖刷侵蝕。同時在C3000氣化爐的其他方面設計也進行了改進，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個增加到6個，風口以上的半焦床的高度由7m（C2000）增加到了10m（C3000），等。 　　3.2還原豎爐設計改進 　　為適應爐料在還原過程中的體積膨脹，C3000在設計過程中對還原豎爐的爐身角度進行了調整，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，改進了耐火材料的設計，增加豎爐下部的壓差，防止或減少氣化爐煤氣通過海綿鐵下料管直接竄人還原豎爐，導致局部爐料溫度過高產(chǎn)生粘結。 　　同時，為了減少海綿鐵結塊的堵塞，C3000在設計過程中還對海綿鐵螺旋排料機的長度、直徑以及海綿鐵下料管直徑進行了調整。 　　3.3爐體冷卻系統(tǒng)設計改進 　　根據(jù)C2000的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，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對熔融氣化爐的冷卻系統(tǒng)進行了設計改進，冷卻壁由9段增加到10段，同時在冷卻壁的材質選擇上也作了改進，風口以上爐腹采用了2段銅冷卻壁，以改善爐體的冷卻效果，實現(xiàn)對爐體的有效保護。 　　3.4布料系統(tǒng)的設計改進 　?。?）還原豎爐布料系統(tǒng)的設計改進。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，豎爐布料方式由原有的蜘蛛腳布料方式改為Gimbal型動態(tài)布料器布料的方式，可有效改善豎爐內的煤氣分布，提高煤氣的利用率及海綿鐵質量。 　?。?）熔融氣化爐海綿鐵布料器的設計改進。C3000在海綿鐵布料上采用了角度可以調節(jié)的擋料板（見圖2），通過對擋料板角度的調節(jié)來控制海綿鐵的分布，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)的設計改進。C3000熔融氣化爐增加了Gimbal型環(huán)形旋轉動態(tài)布料器，可以根據(jù)工藝的需要對煤的布料模式及范圍進行有效的控制（見圖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，改善爐內煤氣化結焦的工藝條件，使工藝過程更加平穩(wěn)。 　　3.5耐材設計的改進 　　根據(jù)（22000的設計、生產(chǎn)經(jīng)驗，C3000在氣化爐和還原豎爐的耐火材料設計過程中作了很多改進，其中對豎爐煤氣圍管耐材的設計進行了改進，提高了耐材的結構穩(wěn)定性，有利于改善豎爐煤氣的分布;同時對豎爐的人工死料柱進行了一體化設計，改善爐料的順行，有利于降低豎爐爐料堵塞;結合寶鋼高爐的經(jīng)驗對（23000的耐材作了優(yōu)化設計，在爐缸耐火材料的配置及設計方面進行了較多改進，C3000的一代爐役設計壽命可達l0一15年。 　　3.6其他設計改進 　　C3000在C2000的基礎上對粉塵返吹系統(tǒng)的結構進行了改進，由原來的“CLOSE”模式改為“OPEN”模式，同時改進了T型混合器的結構，增加了粗顆粒過濾柵，可以有效地減少粉塵返吹系統(tǒng)的堵塞情況。同時C3000在煤氣管道的設計上也進行了改進，可以有效地減少進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、技術上還有很多需要完善的地方。寶鋼集團正在建設的COREX 項目，不但是中國第一座COREX，同時也是世界上笫一座C3000型COREX，結合羅涇工程自身的特點，寶鋼正在就C3000生產(chǎn)相關的大量技術開發(fā)課題開展研究及設計工作，這些課題有： 　　滿足C3000生產(chǎn)要求的配煤配礦技術;進廠的一5mm鐵礦篩下粉及一5mm煤粉的有效利用技術;消化、創(chuàng)新C3000煉鐵生產(chǎn)操作技術;C3000大量使用氧氣、煤粉有關的安全生產(chǎn)技術;COREX煤氣脫硫用于CCPP發(fā)電技術;COREX煤氣高效梯級用于生產(chǎn)DRI或清潔能源等的工藝技術;COREX流程的一種產(chǎn)品的生命周期評價研究;COREX固體廢棄物循環(huán)利用的工藝技術等。 　　開展這些方面研發(fā)工作的目的是提高COREX使用資源的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性，同時在引進消化的基礎上開展二次創(chuàng)新，對整個COREX煉鐵工藝流程進行優(yōu)化配置，以期達到更好的技術經(jīng)濟指標。