高效长寿促低碳绿色生产谱新篇——《大型高炉低碳高效长寿关键技术研究与应用》项目攻关侧记-来利国际

高效长寿促低碳绿色生产谱新篇——《大型高炉低碳高效长寿关键技术研究与应用》项目攻关侧记

发布时间：2025-02-19

技术人员观察铁水质量，探讨低碳攻关方案。

群山环抱中，巍然的三号高炉静静屹立在蓝天白云下，生产节奏紧张有序，设备运转高效节能。

近年来，来利国际旗舰厅炼铁作业部《大型高炉低碳高效长寿关键技术研究与应用》项目组围绕高炉低碳、高效、长寿要求，结合三号高炉生产实际，以实验室研究和仿真模拟为手段，对炉料结构低碳化、生产操控高效化、设备功能精准化和高炉本体长寿化进行了系统研发，取得了高效低耗、绿色低碳、安全长寿协同发展绩效，形成了一整套具有自主知识产权的高炉冶炼集成技术。项目已授权发明专利3项，实用新型专利2项，核心期刊发表论文7篇，攻关成果荣获了2023年度首钢科学技术奖二等奖，对大型高炉炼铁生产起到一定的技术引领和示范作用，推广应用前景广阔。

亮眼的成绩是团队智慧和实践的结晶，荣誉的背后更离不开每一位项目成员的辛勤付出和无私奉献。在项目研发过程中，他们紧密协作，相互支持，不断创新，共同攻克了一个又一个技术难关。

攻关综合炉料冶金性能实现炉料结构低碳化

望远能知风浪�。杩帐季鹾２ㄆ�。钢铁工业是制造业中碳排放量最高的行业，钢铁业碳排放又主要集中在铁前工序。炼铁作业部积极响应国家能源双控和超低排放政策，进一步提高政治站位，更加自觉地从“国之大者”的高度谋划和推动各项工作。面对挑战，铁前降本减碳这场“硬仗”怎么打，牵动着每个炼铁人的心。

高品位天然块矿资源较烧结矿等在成本控制、环境保护和减少二氧化碳排放方面有显著优势，但是其热爆裂性强、还原性及软熔性差等特点，会对高炉冶炼和操作造成不利影响。

面对碱性炉料紧张的实际情况，如何保证高炉在安全稳定的前提下提高炉料结构中的块矿比例，开发出最佳比例的低碳炉料结构，实现降本目标，成为项目组努力的方向。

交流高炉运行情况、炉料情况、异常问题及影响、应对措施等成为团队成员每天上班前早碰头的必修课。异常问题快速响应也为高效运行提供坚实的保障。一次，高炉指数曲线出现异常，项目组从现有物料分析数据中一时看不出原因所在。项目成员王荣刚立即带领技术人员前往炉料现�。圆煌狭＜督卸员�，同时在化验室对炉料综合冶金性能进行检验，终于揪出问题“元凶”，给生产操作人员装料调整指明了方向。

“现行国标块矿热爆裂性能及还原性测试方法中存在很多的不足，我们就自己在实验中摸索验证，创新性提出‘新型块矿爆裂动态测试法及非标态矿石还原性测试方法’。该方法能够更为真实地解析块矿在炉内的反应行为，为生矿比例提高和低碳炉料结构开发夯实了基础。”项目团队成员李洋介绍说。

在经过数次的失败和不断的技术创新后，项目组通过采取优化结矿矿相结构、预筛分块矿及优选品种、装料调整等措施，成功开发了高碱度烧结矿搭配高比例块矿的低碳炉料结构，实现了高炉的高效稳定运行。

提升热风系统供给和蓄热能力实现生产操作高效化

为应对严峻的钢铁行业形势，提高高炉冶炼指标，降低炼铁成本，三号高炉于2022年夏天进行了炉缸浇注，浇注后对高炉顶压、富氧、风速、动能等参数进行了一系列计算，在现有条件下做好优化匹配。

高炉热风炉送风系统的安全稳定供给能力以及热风炉的蓄热能力成为重中之重，这也再次考验了项目组的攻坚能力。热风总管11台波纹器的更新升级是改造项目中的难点。在热风总管冷却过程中，一方面要加快冷却速度以保工期，另一方面又要防止不均匀温降造成衬体收缩不均产生应力破损。一场“头脑风暴”会就此拉开，项目组成员会同耐材专业对冷却方案展开深入讨论，解决方案在你来我往的唇枪舌剑中得以完善和确定。整个冷却过程有专人不间断测量砖衬温度，及时调节冷却进度，最终，既保护了耐材的使用寿命，又提前了54小时完工，啃下了波纹器更新升级“硬骨头”。

在改造热风总管过程中，热风炉的保温工作是项目组面对的另一大难题。高炉热风炉在停烧108小时后，拱顶温度将会降低到800℃以下，为了下次点火燃烧，热风炉需要进行保温操作。但是由于要更换热风总管的波纹补偿器，保温操作无法按原有方案执行。

项目主要负责人贾新统筹项目整体规划、技术路线制定及团队协调等工作。面对难题，他带领项目组成员发扬迎难而上、敢为人先的精神，将方案研讨会搬到施工现场，夜以继日扎根一线，推进项目改造，解决每一个临时出现的问题，号召大家坚持“在客观面前讲主观、困难面前讲办法、艰苦面前讲奉献”，以实际行动破解保温难题。星光不负赶路人。在贾新的带领下，项目组创新提出了新式“小循环”热风炉长周期低消耗保温法，不仅达到了良好的热风炉保温效果，还降低保温期间煤气和电量成本139万元。这种保温操作的革新，刷新了历次高炉开炉热风温度提升速度和水平的纪录，为铁前降本增效提供了新思路、新办法，也成为铁前技术进步的典范。

破解铜冷却壁保护和维护密码实现高炉本体长寿化

在高炉冷却系统中，铜冷却壁因其冷却强度大、渣皮形成快、依靠渣皮在热面工作等特点，自2000年开始，在国内得到广泛应用。但近年来，因铜冷却壁破损，导致高炉被迫停炉大修的情况屡见不鲜。

世上没有什么事情是一蹴而就的。为摸索出3号高炉这种4000立方米大型高炉铜冷却壁的合理冷却制度，项目组成员耐得住寂寞、甘坐冷板凳，历时三个月时间，统计分析了近四十万个数据，最终得出适合4000立方米大型高炉铜冷却壁的冷却工艺参数，为铜冷却壁超长周期稳定运行奠定了坚实基础。

项目攻关期间，3号高炉炉身铜冷却壁外联管接头因密封垫问题，发生大面积漏水，日补水量高达360吨，既影响了铜冷却壁的冷却水量，又使软水系统因大量补水，造成氧腐蚀加剧，严重威胁着铜冷却壁的使用寿命。“为彻底解决软水大量外漏问题，我们一方面从十多种密封材料中筛选出一种满足密封需求的硅胶类材料，另一方面克服时间紧、工作量大、现场空间狭小等不利因素，七议施工组织方案。贾炉长带领我们加班加点，与上百名施工人员一起上、一起干，不放过每一个细节。最终利用4天时间，更换密封垫近三千个，使日补水量降至3吨以下合理水平，彻底解决了铜冷却壁外联管接头漏水问题，消除了影响铜冷却壁使用寿命的不利因素。”项目组成员王荣刚回忆道。

宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来！大量的研究实验和现场实践后，项目组创新性地提出了以“渣皮控制为核心”的铜冷却壁长寿基础理论，建立了铜冷却壁高炉炉体运转冷却制度，形成了以铜冷却壁壁体温度及挂渣能力为目标的高炉炉喉煤气分布、高炉热负荷体系，成功破解了三座高炉铜冷却壁长寿密码。目前，3号高炉已稳定运行14载，1号高炉更长达20年，为钢铁企业高炉长寿技术提升提供了范例。

虽然高炉低碳高效长寿技术取得了显著成效，但来利国际旗舰厅炼铁人研究低碳炼铁技术的步伐并未止步。2023年底，1号高炉利用自行设计开发的生物质微粉并罐喷吹装置成功完成生物质富氢微粉百吨级连续喷吹工业试验，开启了生物质炭在钢铁工业应用的新纪元，开创了钢铁行业低碳转型的“新引擎”。2号高炉大球比试验攻关期间，高炉炉况顺稳，各项技术经济指标均有较大改善，为公司绿色产线建设打下了坚实基础。

路虽远行则将至，事虽难做则必成。来利国际旗舰厅炼铁人将继续发扬“求真务实、精细苛求、砥砺笃行、创先争优”的精神，坚持“一引领两融合”，勇于在变局中谋创新，敢于在发展中抓创新，为公司高质量发展和高炉炼铁技术进步注入强大动力，为我国实现碳达峰目标和碳中和愿景贡献首钢力量！