第一篇：我國耐火材料工業(yè)技術(shù)發(fā)展空間和方向

我國耐火材料工業(yè)技術(shù)發(fā)展空間和方向 什么是耐火材料

耐火度不低于1580℃的一類無機(jī)非金屬材料。耐火度是指耐火材料錐形體試樣在沒有荷重情況下，抵抗高溫作用而不軟化熔倒的攝氏溫度。耐火材料廣泛用于冶金、化工、石油、機(jī)械制造、硅酸鹽、動(dòng)力等工業(yè)領(lǐng)域，在冶金工業(yè)中用量最大，占總產(chǎn)量的50%～60%。耐火材料種類繁多，通常按耐火度高低分為普通耐火材料（1580～1770℃）、高級耐火材料（1770～2000℃）和特級耐火材料（2000℃以上）；按化學(xué)特性分為酸性耐火材料、中性耐火材料和堿性耐火材料；按礦物質(zhì)組成可分為氧化硅質(zhì)、硅酸鋁質(zhì)、鎂質(zhì)、白云石質(zhì)、橄欖石質(zhì)、尖晶石質(zhì)、含炭質(zhì)、含鋯質(zhì)耐火材料及特殊耐火材料；按制造方法可分為天然礦石和人造制品；按其形狀可分為塊狀制品和不定形耐火材料；按熱處理方式可分為不燒制品、燒成制品和熔鑄制品；按耐火度可分為普通耐火材料、高級耐火材料及特級耐火材料；按化學(xué)性質(zhì)可分為酸性耐火材料、中性耐火材料及堿性耐火材料；按其密度可分為輕質(zhì)耐火材料及重質(zhì)耐火材料；按其制品的形狀和尺寸可分為標(biāo)準(zhǔn)磚、異型磚、特異型磚、管和耐火器皿等；還可按其應(yīng)用分為高爐用、水泥窯用、玻璃窯用、陶瓷窯用等；此外，還有用于特殊場合的耐火材料。酸性耐火材料以氧化硅為主要成分，常用的有硅磚和粘土磚。硅磚是含氧化硅94%以上的硅質(zhì)制品，使用的原料有硅石、廢硅磚等，其抗酸性爐渣侵蝕能力強(qiáng)，荷重軟化溫度高，重復(fù)煅燒后體積不收縮，甚至略有膨脹；但其易受堿性渣的侵蝕，抗熱震性差。硅磚主要用于焦?fàn)t、玻璃熔窯、酸性煉鋼爐等熱工設(shè)備。粘土磚以耐火粘土為主要原料，含有30%～46%的氧化鋁，屬弱酸性耐火材料，抗熱振性耐火材料好，對酸性爐渣有抗蝕性，應(yīng)用廣泛。中性耐火材料以氧化鋁、氧化鉻或碳為主要成分。含氧化鋁95%以上的剛玉制品是一種用途較廣的優(yōu)質(zhì)耐火材料。以氧化鉻為主要成分的鉻磚對鋼渣的耐蝕性好，但抗熱震性較差，高溫荷重變形溫度較低。碳質(zhì)耐火材料有碳磚、石墨制品和碳化硅質(zhì)制品，其熱膨脹系數(shù)很低，導(dǎo)熱性高，耐熱震性能好，高溫強(qiáng)度高，抗酸堿和鹽的侵蝕，尤其是弱酸堿具有較好的抵抗能力，不受金屬和熔渣的潤濕，質(zhì)輕。廣泛用作高溫爐襯材料，也用作石油、化工的高壓釜內(nèi)襯。堿性耐火材料以氧化鎂、氧化鈣為主要成分，常用的是鎂磚。含氧化鎂80%～85%以上的鎂磚，對堿性渣和鐵渣有很好的抵抗性，耐火度比粘土磚和硅磚高。主要用于平爐、吹氧轉(zhuǎn)爐、電爐、有色金屬冶煉設(shè)備以及一些高溫設(shè)備上。在特殊場合應(yīng)用的耐火材料有高溫氧化物材料，如氧化鋁、氧化鑭、氧化鈹、氧化鈣、氧化鋯等，難熔化合物材料，如碳化物、氮化物、硼化物、硅化物和硫化物等；高溫復(fù)合材料，主要有金屬陶瓷、高溫?zé)o機(jī)涂層和纖維增強(qiáng)陶瓷等。

第二篇：我國煤礦開采技術(shù)發(fā)展的方向探討

煤礦開采技術(shù)發(fā)展的方向探討

在當(dāng)今科技經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新形勢下，煤炭開采技術(shù)的研究必須面向國內(nèi)國外兩個(gè)市場、面向經(jīng)濟(jì)建設(shè)主戰(zhàn)場，立足于煤炭開采技術(shù)的前沿，立足于中國煤炭發(fā)展戰(zhàn)略所必要的技術(shù)儲(chǔ)備，立足于煤炭工業(yè)中長期發(fā)展戰(zhàn)略所必須的關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)，立足于煤炭工業(yè)工程實(shí)際問題的解決，重點(diǎn)從事中長期研究開發(fā)和技術(shù)儲(chǔ)備，跟蹤產(chǎn)業(yè)科技前沿，開發(fā)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的以煤礦開采技術(shù)及配套裝備為主導(dǎo)的核心技術(shù)，占領(lǐng)技術(shù)制高點(diǎn)。

１、采煤方法和工藝

采煤方法和工藝的進(jìn)步和完善始終是采礦學(xué)科發(fā)展的主題。采煤工藝的發(fā)展將帶動(dòng)煤炭開采各環(huán)節(jié)的變革，現(xiàn)代采煤工藝的發(fā)展方向是高產(chǎn)、高效、高安全性和高可靠性，基本途徑是使采煤技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)想結(jié)合，研究開發(fā)強(qiáng)力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采煤設(shè)備和生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，改進(jìn)和完善采煤工藝。在發(fā)展現(xiàn)代采煤工藝的同時(shí)，繼續(xù)發(fā)展多層次、多樣化的采煤工藝，建立具有中國特色的采煤工藝?yán)碚摗Ｎ覈L壁采煤方法已趨成熟，放頂煤采煤的應(yīng)用在不斷擴(kuò)展，應(yīng)用水平和理論研究的深度和廣度都在不斷提高，急傾斜、不穩(wěn)定、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜等難采煤層采煤方法和工藝的研究有很大空間，主要方向是改善作業(yè)條件，提高單產(chǎn)和機(jī)械化水平。

（１）、開發(fā)煤礦高效集約化生產(chǎn)技術(shù)、建設(shè)生產(chǎn)高度集中、高可靠性的高產(chǎn)高效礦井開采技術(shù)。以提高工作面單產(chǎn)和生產(chǎn)集中化為核

心，以提高效率和經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，研究開發(fā)各種條件下的高效能、高可靠性的采煤裝備和工藝，簡單、高效、可靠的生產(chǎn)系統(tǒng)和開采布置，生產(chǎn)過程監(jiān)控與科學(xué)管理等相互配套的成套開采技術(shù)，發(fā)展各種礦井煤層條件下的采煤機(jī)械化，進(jìn)一步改進(jìn)工藝和裝備，提高應(yīng)用水平和擴(kuò)大應(yīng)用范圍，提高采煤機(jī)械化的程度和水平。

（2）、開發(fā)“淺埋深、硬頂板、硬煤層高產(chǎn)高效現(xiàn)代開采成套技術(shù)”，主要解決以下技術(shù)問題。

硬頂板控制技術(shù)，研究埋深淺、地壓小的硬厚頂板控制技術(shù)，主要通過巖層定向水力壓裂、傾斜深孔爆破等頂板快速處理技術(shù)，使直接頂能隨采隨冒，提高頂煤回收率，且基本頂能按一定步距跨落，即有利于頂板煤破碎，又保證工作面的安全生產(chǎn)。

硬厚頂煤控制技術(shù)，研究開發(fā)埋深淺、支承壓力小條件硬厚頂煤的快速處理技術(shù)，包括高壓注水壓裂技術(shù)和頂煤深孔預(yù)爆破處理技術(shù)，使頂煤體能隨采隨冒，提高回收率。

頂煤冒放性差、塊度大的綜放開采成套設(shè)備配套技術(shù)，研制既有利于頂煤破碎和頂板控制，又有利于放頂煤的新型液壓支架，合理確定后部輸送機(jī)能力。

兩硬條件下放頂煤開采快速推進(jìn)技術(shù)，研究合適的綜放開采回采工藝，優(yōu)化工序，縮短放煤時(shí)間，提高工作面的推進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。5~~5.5m寬煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)，通過寬煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)的研究開發(fā)和應(yīng)用，有利于綜采配套設(shè)備的大功率和重型化，有助于連續(xù)采煤機(jī)的應(yīng)用，促進(jìn)工作面的高產(chǎn)高效。

（3）、緩傾斜薄煤層長壁開采。主要研究開發(fā)：體積小、功率大、高可靠性的薄煤層采煤機(jī)、刨煤機(jī)；研制適合刨煤機(jī)綜采的液壓支架；研究開發(fā)薄煤機(jī)工作面的總體配套技術(shù)和高效開采技術(shù)。

（4）、傾斜厚煤層一次采全厚大采高長壁綜采。應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)完善支架結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度，加 強(qiáng) 支架防倒、防滑、防止頂梁焊縫開裂和四連桿變形、防止嚴(yán)重?fù)p壞千斤頂措施等的研究，提 高支架的可靠性，縮小其與中厚煤層(采高3m左右)高產(chǎn)高效指標(biāo)的差距。

（5）、種綜采高產(chǎn)高效綜采設(shè)備保障系統(tǒng)。要實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，就要提高開機(jī)率，對“支架 —圍巖”系統(tǒng)、采運(yùn)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。今后研究的重點(diǎn)是：通過電液控制閥組操縱支架和改 善 “支架—圍巖”系統(tǒng)控制，進(jìn)一步完善液壓信息、支架位態(tài)、頂板狀態(tài)、支護(hù)質(zhì)量信息的自 動(dòng)采集系統(tǒng)；乳化液泵站及液壓系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的檢測診斷；采煤機(jī)在線與離線相結(jié)合的“油 —磨屑”監(jiān)測和溫度、電信號的監(jiān)測；帶式輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)全面狀態(tài)監(jiān)控。

二、深礦井開采技術(shù)

深礦井開采的關(guān)鍵技術(shù)是：煤層開采的礦壓控制、沖擊地壓防治、瓦斯和熱害治理及深井通 風(fēng)、井巷布置等；需要攻關(guān)研究的是：深井圍巖狀態(tài)和應(yīng)力場及分布狀態(tài)的特征；深井作業(yè) 場所工作環(huán)境的變化；深井巷道(特別是軟巖巷道)快速掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)與裝備；深井沖擊地 壓防治技術(shù)與監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)；深礦井高產(chǎn)高效開采有關(guān)配套技術(shù)；深礦井開采熱害治理技術(shù) 與裝備。

三、“三下”采煤技術(shù)

提高數(shù)值模擬計(jì)算和相似材料模擬等，深入研究開采上覆巖層運(yùn)動(dòng)和地表沉陷規(guī)律，研究滿 足地表、建筑物、地下水資源保護(hù)需要的合理的開采系統(tǒng)和優(yōu)化參數(shù)，發(fā)展沉降控制理論和 關(guān)鍵技術(shù)，包括用地表廢料向垮落法工作面采空區(qū)充填的系統(tǒng)；研究與應(yīng)用各種充填技術(shù)和 組合充填技術(shù)，村莊房屋加固改造重建技術(shù)，適于村莊保護(hù)的開采技術(shù)；研究近水體開采的 開采設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)優(yōu)化和裝備，提出煤炭開采與煤礦城市和諧統(tǒng)一的開采沉陷控制、開采 村莊下壓煤、土地復(fù)墾和礦井水資源化等關(guān)鍵技術(shù)。

四、優(yōu)化巷道布置，減少矸石排放的開采技術(shù)

改進(jìn)、完善現(xiàn)有采煤方法和開采布置，以實(shí)現(xiàn)開采效益最大化為目標(biāo)，研究開發(fā)煤礦地質(zhì) 條件開采巷道布置及工藝技術(shù)評價(jià)體系專家系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)開采方法、開采布置與煤層地質(zhì)條件 的最優(yōu)匹配。

總結(jié)推廣神華集團(tuán)大柳塔礦、潞安漳村礦實(shí)行全煤巷布置單一煤層開采，矸石基本不運(yùn)出地 面，生產(chǎn)系統(tǒng)大大簡化，分別實(shí)現(xiàn)無軌膠輪、單軌吊輔助運(yùn)輸一條龍，從井口直達(dá)工作面，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了綜采與綜掘同步發(fā)展，生產(chǎn)效率大幅提高的經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，重點(diǎn)研究高產(chǎn)高效礦井 開拓部署與巷道布置系統(tǒng)的優(yōu)化，簡化巷道布置，優(yōu)化采區(qū)及工作面參數(shù)，研究單一煤層集 中開拓，集中準(zhǔn)備、集中回采的關(guān)鍵技術(shù)，大幅度降低巖巷掘進(jìn)率，多開煤巷，減少出矸率 ；研究矸石在井下直接處理、作為充填材料的技術(shù)，既是減少污染的一項(xiàng)有力措施，又簡化 了生產(chǎn)系統(tǒng)，有利于高產(chǎn)高效集中化開采，應(yīng)加緊研究。

五、采場圍巖控制技術(shù)

(1)進(jìn)一步完善采場圍巖控制理論。以科學(xué)合理、優(yōu)化高效的巖層控制技術(shù)來保證開采活動(dòng) 的安全、高效、低成本為目標(biāo)，深入總結(jié)我國幾十年的礦山壓力研究成果，以理論分析(解 析法)、現(xiàn)代數(shù)學(xué)力學(xué)(統(tǒng)計(jì)分析預(yù)測、數(shù)值法)和實(shí)測法相結(jié)合運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，深 入研究各種煤層地質(zhì)及開采條件，如急傾斜、大采高、大采深采場礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律及圍巖 破壞與平衡機(jī)理，不斷完善采場圍巖控制技術(shù)。(2)研究堅(jiān)硬頂板與破碎頂板條件下應(yīng)用高技術(shù)低成本巖層控制技術(shù)。目前，由于應(yīng)用高 壓注水、深孔預(yù)裂爆破處理堅(jiān)硬頂板和應(yīng)用化學(xué)加固技術(shù)存在工藝復(fù)雜、成本高的問題，因而需進(jìn)一步研究開發(fā)新技術(shù)、新工藝、新材料來解決這些問題。

(3)放頂煤開采巖層和支架—圍巖相互作用機(jī)理。研究放頂煤開采力學(xué)模型、圍巖應(yīng)力、頂 煤破碎機(jī)理、支架—頂煤—直接頂—基本頂相互作用關(guān)系；運(yùn)用離散元等方法研究頂煤放落 規(guī)律，提出放煤優(yōu)化準(zhǔn)則和提高頂煤回收率的途徑。

(4)支護(hù)質(zhì)量與頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測技術(shù)。在總結(jié)緩傾斜中厚長壁工作面開展支護(hù)質(zhì)量與頂板 動(dòng)態(tài)監(jiān)測方面，應(yīng)進(jìn)一步在堅(jiān)硬頂板、破碎頂板、急傾斜、放頂煤工作面開展支護(hù)質(zhì)量與頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測，同時(shí)應(yīng)不斷完善現(xiàn)有的監(jiān)測技術(shù)，發(fā)展智能化監(jiān)測系統(tǒng)，改進(jìn)監(jiān)測儀表，使監(jiān)測儀表 向直觀、輕便、小型化方向發(fā)展。

(5)沖擊地壓的預(yù)測和防治。通過計(jì)算機(jī)模擬研究沖擊性礦壓顯現(xiàn)發(fā)生的機(jī)理；進(jìn)一步完 善 沖擊性礦壓顯現(xiàn)監(jiān)測系統(tǒng)，發(fā)展遙控測量和預(yù)報(bào)技術(shù)，完善沖擊性礦壓綜合防治措施的優(yōu)化 選擇專家系統(tǒng)。

(6)研究開發(fā)新型的支護(hù)設(shè)備。研究硬煤層、硬頂板放頂煤液壓支架，完善液壓支架性能和 快速移架系統(tǒng)，開發(fā)耐炮崩、輕 型化單體液壓支柱和厚煤層巷道錨索和可伸縮錨桿。

六、小煤礦技術(shù)改造和機(jī)械化開采技術(shù)

實(shí)施國家關(guān)閉小煤礦，淘汰落后生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備，提高平均單井規(guī)模的技術(shù)政策，開發(fā) 小型煤礦機(jī)械化、半機(jī)械化開采技術(shù)和裝備，改進(jìn)小煤礦的采煤方法和開采工藝，提高采煤 工作面的單產(chǎn)和工效；提高小煤礦的頂?shù)装蹇刂萍夹g(shù)水平，最大限度地減少頂?shù)装迨鹿事省?/p>

七、煤炭地下氣化技術(shù)

煤炭地下氣化技術(shù)是將處于地下的煤炭進(jìn)行有控制的燃燒，通過對煤的熱化學(xué)作用而產(chǎn)生可 燃?xì)怏w的過程。煤炭地下氣化技術(shù)屬于一種特殊的采煤方法，它屬國際首創(chuàng)。煤炭地下氣化技術(shù)具有投資少、工期短、見效快、用人少、效率高、成本低、效益好等優(yōu)點(diǎn)，尤其適合我國煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜、劣質(zhì)煤比例高、“三下”壓煤嚴(yán)重的具 體國情，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。應(yīng)繼續(xù)研究完善“長通道、大斷面、兩階段”和“礦井 式氣化”兩種典型煤炭地下氣化工藝，進(jìn)行較大規(guī)模的地下氣化試驗(yàn)研究，摸索實(shí)現(xiàn)“兩個(gè) 控制、三個(gè)穩(wěn)定”的技術(shù)途徑，并實(shí)現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定生產(chǎn)探索應(yīng)用的途徑。安全、高效、低成本為目標(biāo)，深入總結(jié)我國幾十年的礦山壓力研究成果，以理論分析(解 析法)、現(xiàn)代數(shù)學(xué)力學(xué)(統(tǒng)計(jì)分析預(yù)測、數(shù)值法)和實(shí)測法相結(jié)合運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，深 入研究各種煤層地質(zhì)及開采條件，如急傾斜、大采高、大采

深采場礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律及圍巖 破壞與平衡機(jī)理，不斷完善采場圍巖控制技術(shù)。

個(gè) 人 工 作 總 結(jié)

我叫衛(wèi)全中，大專文化程度，現(xiàn)任山西柳林金家莊煤業(yè)有限公司技術(shù)科科長。結(jié)合個(gè)人自身工作實(shí)際，現(xiàn)將個(gè)人在政治理論學(xué)習(xí)、日常工作等方面的情況總結(jié)如下：

一、政治理論學(xué)習(xí)方面：

技術(shù)科是一個(gè)高技術(shù)含量的崗位,它要求永無止境地更新知識(shí)和提高素質(zhì)。為達(dá)到這一要求,我十分注重學(xué)習(xí)提高。向書本學(xué)，向領(lǐng)導(dǎo)學(xué)，向同事學(xué)。工作之余,我總要利用一切可利用的時(shí)間給自己充電,除了認(rèn)真閱讀報(bào)刊雜志外,我還經(jīng)常自費(fèi)購買一些工作需要的參考書。正是不斷地虛心向他們求教,我自身的素質(zhì)和能力才得以不斷提高,工作才能勝任。近幾年來,我個(gè)人無論是在敬業(yè)精神、思想境界,還是在業(yè)務(wù)素質(zhì)、工作能力上都有了很大的進(jìn)步,工作業(yè)績也得到了領(lǐng)導(dǎo)的肯定。

我本人能夠認(rèn)真學(xué)習(xí)黨在新形勢下的各項(xiàng)文件精神和十七大重要會(huì)議精神，注重理論結(jié)合實(shí)際，領(lǐng)會(huì)精神實(shí)質(zhì)，并盡可能的融會(huì)貫通，提高認(rèn)識(shí)，轉(zhuǎn)變觀念，確定目標(biāo)，時(shí)刻注意自己的言行，按照“三個(gè)代表”重要思想要求自己，樹立正確的世界觀

二、日常工作方面：

自2005年8月參加工作以來，我能夠積極深入一線工作，隨時(shí)掌握工程技術(shù)參數(shù)，及時(shí)對工人進(jìn)行安全知識(shí)教育，組織人員

培訓(xùn)，在井下能虛心向有經(jīng)驗(yàn)人員學(xué)習(xí)，及時(shí)處理井下出現(xiàn)的問題，自從工作以來先后進(jìn)行了巷道測量、探放水工作以及編寫了《掘進(jìn)作業(yè)規(guī)程》、《回采作業(yè)規(guī)程》、《回采工作面回收與安裝安全技術(shù)措施》。在實(shí)際工作中我深刻認(rèn)識(shí)到，要作為一名合格的工程技術(shù)人員，就要經(jīng)常深入一線了解情況，不斷提高自己的業(yè)務(wù)素質(zhì)，為今后的工作打好基礎(chǔ)。技術(shù)安全是煤礦工作的重中之重，必須時(shí)刻增強(qiáng)安全責(zé)任心，促進(jìn)現(xiàn)場技術(shù)安全管理、監(jiān)督，敢于堅(jiān)持原則，大膽管理，聽取有經(jīng)驗(yàn)老師傅的意見，不斷改進(jìn)和完善各種施工技術(shù)措施，根據(jù)井下實(shí)際工作中出現(xiàn)的問題，制定解決方案和措施，并及時(shí)組織全礦職工技術(shù)培訓(xùn)學(xué)習(xí)，增強(qiáng)了全礦職工的安全意識(shí)和質(zhì)量觀念，使全礦職工能按章作業(yè)，保證了安全生產(chǎn)。

作為單位技術(shù)員，技術(shù)安全生產(chǎn)現(xiàn)場管理的第一責(zé)任人，只有抓好技術(shù)安全才能促進(jìn)生產(chǎn)，在井下工作現(xiàn)場，發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)和同志們解決處理，在確保安全的前提下再施工。做到關(guān)鍵時(shí)刻沖上去，危險(xiǎn)時(shí)刻干在前，充分利用班前會(huì)、安全生產(chǎn)列會(huì)進(jìn)行安全知識(shí)學(xué)習(xí)，使職工牢固樹立“安全第一”觀念，不斷強(qiáng)化安全生產(chǎn)意識(shí)和自我保安能力，主動(dòng)遵章守紀(jì)，杜絕“三違”。

第三篇：耐火材料工業(yè)技術(shù)發(fā)展述評

耐火材料工業(yè)技術(shù)發(fā)展述評

李紅霞

中鋼集團(tuán)洛陽耐火材料研究院有限公司

2000年以來，我國幾乎所有的高溫工業(yè)的規(guī)模都穩(wěn)居世界之首。粗鋼產(chǎn)量由2001年的1.6 億t增長到2015年的8.03 億t；10種有色金屬產(chǎn)量由2001年的857 萬t增長到2015年的5 090 萬t；水泥產(chǎn)量由2001年的6.61 億t增長到2015年的23.48 億t，平板玻璃產(chǎn)量由2001年的2.096 億重量箱增長到2015年的7.386 億重量箱。在鋼鐵、有色、水泥和玻璃等高溫工業(yè)高速發(fā)展的強(qiáng)勁推動(dòng)下，我國耐火材料工業(yè)迅速發(fā)展，耐火材料產(chǎn)量持續(xù)增長，從2001年的1 000萬t左右增長到最高時(shí)（2011年）的2 949萬t。目前，我國耐火材料產(chǎn)量已占世界總量的65%左右（如圖1所示），中國已成為世界最大的耐火材料生產(chǎn)和消費(fèi)國，是世界耐火材料的主要生產(chǎn)基地。近期，傳統(tǒng)高溫工業(yè)處于調(diào)結(jié)構(gòu)、去產(chǎn)能的轉(zhuǎn)折期，對耐火材料行業(yè)的發(fā)展影響深刻，耐火材料產(chǎn)量開始下降，2015年高于2 600萬t，如圖2所示（數(shù)據(jù)來源中國耐火材料行業(yè)協(xié)會(huì)）。2016年1—9月份1610.6萬t，同比下降10.93%，致密定形產(chǎn)品同比下降7.2%，不定形產(chǎn)品下降18.93%，隔熱制品同比增長5.66%。

圖1 2013年全球各地耐火材料產(chǎn)量占比圖2 2010—2015年我國耐火材料制品產(chǎn)量 1產(chǎn)品競爭力顯著增強(qiáng)

自從2000年以來，我國耐火材料工業(yè)經(jīng)過各方的努力，與世界先進(jìn)水平的差距逐步縮小，產(chǎn)品參與國際市場競爭力的能力不斷增強(qiáng)，發(fā)達(dá)國家與發(fā)展速度較快的國家對我國產(chǎn)品的認(rèn)可和接受程度逐年增加，出口貿(mào)易額不斷上升，耐火材料產(chǎn)品出口到日本、印度、韓國、美國、俄羅斯等國，市場遍及亞洲、歐洲和美洲等150多個(gè)國家和地區(qū)。目前，一方面，我國耐火材料出口量維持在500~560萬（t見圖3），出口貿(mào)易額也基本維持在30億美元左右；另一方面，我國進(jìn)口的耐火材料產(chǎn)品逐步減少，耐火原材料的進(jìn)口量在2011年超過120萬t后，近幾年耐火原材料的進(jìn)口量基本超過30萬t，貿(mào)易額大約2億美元，其中，進(jìn)口的制品量在2.5~3.4萬t(如圖4所示)，占我國耐火材料制品產(chǎn)量不到0.1%。

（注：數(shù)據(jù)來源中國耐火材料行業(yè)協(xié)會(huì)）圖3 2010—2015年我國耐火材料出口情況

（注：數(shù)據(jù)來源中國耐火材料行業(yè)協(xié)會(huì)）圖4 2010—2014年我國耐火材料進(jìn)口情況

2工藝裝備水平

隨著我國耐火材料工業(yè)的快速發(fā)展，重點(diǎn)耐材企業(yè)的裝備水平不斷提高，一些國際耐火材料生產(chǎn)巨頭，如奧鎂公司、維蘇威等，以合資或獨(dú)資建廠方式進(jìn)入中國市場，采用國際先進(jìn)裝備，提高了企業(yè)競爭力。同時(shí)國內(nèi)也涌現(xiàn)了一批大型企業(yè)，部分裝備已接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平。例如營口青花集團(tuán)從日本三石深井和德國萊斯公司先后購進(jìn)10臺(tái)2 000~3 600 t全自動(dòng)液壓機(jī)和機(jī)械手，從德國購進(jìn)了2臺(tái)（套）愛力許混砂機(jī)等世界頂級水平的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了微機(jī)化控制；海城后英集團(tuán)在從德國萊斯公司購進(jìn)2 000 t全自動(dòng)液壓機(jī)后，又從日本購進(jìn)7臺(tái)機(jī)械手與之配套。同時(shí)，國內(nèi)福州海源、山東桑德機(jī)械、遼鍛等設(shè)備制造企業(yè)研制生產(chǎn)的大噸位液壓成型設(shè)備、電動(dòng)螺旋壓磚機(jī)等，在各耐火材料企業(yè)也取得了廣泛應(yīng)用。

隨著國家對環(huán)保治理力度的加大，重點(diǎn)耐材企業(yè)的質(zhì)量、環(huán)保、節(jié)能意識(shí)不斷增強(qiáng)，設(shè)備更新升級加快，裝備水平不斷提高。從原料制備的超磨、高強(qiáng)混碾、電子自動(dòng)稱量，成型工序高噸位全自動(dòng)液壓機(jī)、電動(dòng)螺旋壓力機(jī)、機(jī)械手，到燒成工序的各類全程自動(dòng)控制高溫爐窯，還有高、精、尖檢測設(shè)備和儀器，已在全行業(yè)各重點(diǎn)企業(yè)得到了廣泛應(yīng)用和推廣。窯爐高溫技術(shù)有了很大發(fā)展，呈現(xiàn)出大型化、節(jié)能化特點(diǎn)：例如高溫豎窯內(nèi)徑從700 mm到1 800 mm形成系列；高溫隧道窯年生產(chǎn)能力從5 000 到40 000 t，燒成溫度可達(dá)到1 800 ℃?，F(xiàn)代輕體節(jié)能梭式窯采用輕型薄壁窯襯結(jié)構(gòu)（窯襯采用輕質(zhì)材料，壁厚減少到460 mm以下）及高速對流的窯內(nèi)傳熱，使窯升溫快，窯體蓄熱少，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。輕型節(jié)能梭式窯的燃料消耗僅是普通倒焰窯的30%～40%，提高了生產(chǎn)效率，降低了能耗，減少了污染物的排放。此外，耐火材料生產(chǎn)企業(yè)更加注重生產(chǎn)過程的環(huán)保，在各產(chǎn)生粉塵的環(huán)節(jié)配套除塵裝置或粉塵回收裝置，含塵氣體經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后排放；耐火材料窯爐配套建設(shè)窯爐煙氣除塵、脫硫、脫硝等治理裝置，煙氣經(jīng)治理達(dá)標(biāo)后排放。

綜合分析發(fā)現(xiàn)，我國耐火材料生產(chǎn)工藝水平呈現(xiàn)幾大特點(diǎn)：裝備向大型化、現(xiàn)代化、自動(dòng)化方向發(fā)展，生產(chǎn)工藝更加節(jié)能環(huán)保，操作管理自動(dòng)化、智能化水平提高。雖然我國耐火材料生產(chǎn)企業(yè)的裝備水平有了很大的改善，生產(chǎn)自動(dòng)化程度有所提高，但是與先進(jìn)國家相比還有一定的差距。這是因?yàn)槲覈突鸩牧闲袠I(yè)小，企業(yè)多，先進(jìn)與落后裝備并存，整體裝備水平需要進(jìn)一步提高。

3耐火材料行業(yè)的科技進(jìn)步

自從2000年以來，為了滿足鋼鐵、有色、水泥、玻璃等下游行業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行和技術(shù)發(fā)展的需要，耐火材料行業(yè)自主創(chuàng)新，不斷研發(fā)應(yīng)用耐火材料新技術(shù)，取得了多項(xiàng)重大成果，整體質(zhì)量、性能和使用壽命不斷提高，消耗逐年下降。鋼鐵行業(yè)耐火材料的噸鋼消耗已下降到15 kg左右，新型干法水泥窯用耐火材料的消耗已下降0.5 kg/t熟料以下，浮法玻璃窯壽命也達(dá)到了8年的水平。

以鋼鐵行業(yè)為例，為滿足了鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)高效運(yùn)行和技術(shù)發(fā)展的需要，耐火材料行業(yè)自主創(chuàng)新，不斷開發(fā)應(yīng)用耐火材料生產(chǎn)新技術(shù)，提高耐火材料產(chǎn)品的性能和使用壽命。例如，燒結(jié)剛玉、燒結(jié)鎂鋁尖晶石等合成原料快速發(fā)展，提升高品級耐火材料比例；微粉、超微粉（或納米）技術(shù)在耐火材料的廣泛應(yīng)用，改善了耐火材料的成型性能、顯微結(jié)構(gòu)、燒結(jié)性能以及不定形耐火材料的施工性能，發(fā)展了自流澆注料、無水泥澆注料、濕式噴射料等新一代材料；復(fù)合技術(shù)、梯度多層復(fù)合設(shè)計(jì)技術(shù)、模擬技術(shù)應(yīng)用改善材料的性能；新型添加劑、結(jié)合劑的應(yīng)用，混練、成型及燒成設(shè)備等的進(jìn)步，顯著提高了耐火材料產(chǎn)品的質(zhì)量、高溫使用性能和使用壽命。

在焦?fàn)t方面，中鋼洛耐院研發(fā)的復(fù)相結(jié)合碳化硅材料應(yīng)用于干熄焦的牛腿部位，使牛腿部位壽命由1.5年提高到6年以上；在煉鐵方面，研發(fā)出高爐爐缸用微孔炭磚、超微孔炭磚、高導(dǎo)熱微孔模壓炭磚、石墨磚、燒成微孔鋁碳磚、微孔剛玉磚、微孔碳復(fù)合磚等系列產(chǎn)品，不斷提高高爐爐缸的使用壽命。中鋼洛耐院開發(fā)出全氮化硅結(jié)合碳化硅風(fēng)口組合磚，材料性能優(yōu)越，可滿足高爐長壽要求；自主研發(fā)的賽隆結(jié)合剛玉產(chǎn)品，成功應(yīng)用于寶鋼COREX-C3000裝置；開發(fā)環(huán)保Al2O3-SiC-C出鐵溝澆注料、高效能環(huán)保炮泥等系列新產(chǎn)品，促進(jìn)了高爐綠色環(huán)保生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展。在高爐熱風(fēng)爐方面，我國自主研發(fā)出系列高性能耐材產(chǎn)品(莫來石、硅線石、低蠕變磚)，多家鋼廠使用效果良好；安耐克實(shí)業(yè)公司開發(fā)的大型高風(fēng)溫頂燃式熱風(fēng)爐技術(shù)裝備在首鋼京唐級高爐應(yīng)用，取得了燃料比480 kg/t、風(fēng)溫達(dá)1300 ℃的國際領(lǐng)先水平，經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益明顯。

在煉鋼方面，開發(fā)出復(fù)吹轉(zhuǎn)爐供氣元件，復(fù)吹壽命大于10 000爐，且在終點(diǎn)[C]在0.03%～0.08%范圍內(nèi)，鋼水中的碳氧積可達(dá)到0.00251；在鋼包方面，研發(fā)出低碳MgO-C質(zhì)鋼包、VD渣線材料（w（C）≤5%），服役時(shí)鋼水增碳少，壽命長；在施工方面，研發(fā)出鋼包整體澆注成套工藝、鋼包噴補(bǔ)續(xù)襯焊接技術(shù)等，推動(dòng)了煉鋼清潔生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，節(jié)能減排，循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

在精煉與連鑄方面，研制出鎂鈣系耐火制品應(yīng)用于AOD爐，使用效果良好；中鋼集團(tuán)耐火材料公司所研制的無鉻不燒鎂尖晶石材料成功替代鎂鉻磚應(yīng)用于RH爐，減少了鉻污染。中鋼集團(tuán)洛耐院與濮耐高溫材料有限公司等開發(fā)出梯度多層復(fù)合高性能功能耐火材料系列產(chǎn)品，不僅在國內(nèi)推廣應(yīng)用，還出口美國、俄羅斯、韓國等，可滿足潔凈鋼和特種鋼連鑄需求。

當(dāng)前，我國耐火材料產(chǎn)品整體質(zhì)量水平呈現(xiàn)不斷提高，耐火材料消耗逐年下降的趨勢。我國大中型鋼鐵企業(yè)的噸鋼耐火材料消耗已下降到15 kg左右，最好的為9.3 kg。

4未來耐火材料行業(yè)的發(fā)展方向

為滿足高溫工業(yè)技術(shù)進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)高效、低耗、減排的綠色發(fā)展目標(biāo)，今后耐火材料科技的主要任務(wù)是拓展功能與智能化發(fā)展，滿足并促進(jìn)高溫工業(yè)技術(shù)進(jìn)步和質(zhì)量提升，以耐火材料的輕量化提高高溫工業(yè)能效，降低配套材料負(fù)荷，以耐火材料長壽、減量化提高高溫行業(yè)生產(chǎn)效率。

（1）耐火材料技術(shù)發(fā)展的方向。減量化：耐火材料長壽化與減量化研究，以提高耐火材料服役壽命、減少耐火材料消耗為宗旨的耐火材料組成、結(jié)構(gòu)、性能一體化設(shè)計(jì)和全壽命調(diào)控技術(shù)。輕量化：耐火材料輕量化與節(jié)能化研究，發(fā)展多層面的耐火材料節(jié)能設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)耐火材料在高溫裝置作業(yè)過程中的節(jié)能效果最大化；多孔高強(qiáng)、微孔高強(qiáng)/高抗侵蝕輕質(zhì)耐火材料、孔尺寸、分布及顯氣孔率對材料抗侵蝕性能的影響。功能化：耐火材料功能化與部件化研究，耐火材料關(guān)鍵高溫性能提升和耐火材料適應(yīng)服役條件的定制設(shè)計(jì)。智能化：以開發(fā)出智能化高溫工程材料與儀器裝置，實(shí)現(xiàn)高溫裝備的溫度管理、侵蝕管理等，獲得在線監(jiān)測、數(shù)據(jù)收集、遠(yuǎn)程診斷等功能，提高耐火材料高溫應(yīng)用的安全性，同時(shí)減少耐火材料的使用與排放。同時(shí)通過數(shù)據(jù)的分析，優(yōu)化耐火材料的設(shè)計(jì)與配置，提高冶金高溫裝置的使用效率，促進(jìn)冶金流程的高效、連續(xù)、緊湊運(yùn)行。

（2）提高耐火原料資源的綜合利用率和用后耐火材料的再資源率。我國耐火原料資源的利用率偏低，用后耐火材料的不合理處置造成環(huán)境污染。做好廢棄耐火粉礦、低品位礦回收利用工作，開發(fā)用后耐火材料的綜合利用技術(shù)，獲得各類有價(jià)值的原料，以制作不同種類和品級耐火材料，降低國家礦物資源和能源消耗，減少對耕地占用和環(huán)境污染、降低耐火材料的生產(chǎn)成本。具體措施是強(qiáng)化用后耐火材料資源化、工程化集成技術(shù)研究，如分類和揀選方法、除雜和均化處理方法，研究用后耐火材料資源化技術(shù)和再利用材料的設(shè)計(jì)制備參數(shù)等工藝對所制備耐火材料性能的影響；研究直接利用低品位礦、粉礦合成耐火原料，利用廢棄粉礦制備不定形耐火材料技術(shù)等。

（3）優(yōu)化耐火材料制備工藝流程與提高裝備技術(shù)水平。耐火材料本身為密集型產(chǎn)業(yè)，多年來，耐火材料的制造流程優(yōu)化研究沒有得到重視。今后應(yīng)關(guān)注耐火材料制造過程的物質(zhì)流、能源流和信息流，減少各工藝過程物質(zhì)消耗，關(guān)注在耐火材料的制備過程中能源的耗散，優(yōu)化制備過程各工藝界面的布局，結(jié)合物料流程信息創(chuàng)新技術(shù)縮短流程，使耐火材料制備過程的物耗、能耗最低化。此外，需要關(guān)注單體裝備技術(shù)、效能的提升。耐火材料裝備性能、水平對耐火材料的研發(fā)、生產(chǎn)及產(chǎn)品的質(zhì)量影響很大，必須不斷研究開發(fā)先進(jìn)研究設(shè)備、生產(chǎn)設(shè)備、檢測儀器，對傳統(tǒng)耐火材料生產(chǎn)用窯爐、壓機(jī)、施工裝備等進(jìn)行改造。未來需要重點(diǎn)研究開發(fā)耐火材料生產(chǎn)智能自動(dòng)化技術(shù)及節(jié)能裝備、特種耐火材料成型技術(shù)和裝備、耐火材料窯爐節(jié)能技術(shù)和裝備、不定形耐火材料施工裝備技術(shù)、新型耐火材料檢測技術(shù)及裝備。（轉(zhuǎn)載自《耐火材料》創(chuàng)刊50周年和《China’s Refractories》創(chuàng)刊25周年”專刊，參考文獻(xiàn)從略）

第四篇：我國有色金屬工業(yè)可持續(xù)發(fā)展問題、方向及對策

我國有色金屬工業(yè)可持續(xù)發(fā)展問題、方向及對策

班級：法學(xué)院卓法1401 姓名：王馨竹 學(xué)號：2001140506

一、概述

有色金屬是重要的基礎(chǔ)原材料,廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)和國家安全的各個(gè)領(lǐng)域。自改革開放以來,中國有色金屬工業(yè)得到了迅速發(fā)展,10種常用有色金屬產(chǎn)量已連續(xù)三年居世界第1位。2004年十種有色金屬產(chǎn)品產(chǎn)量達(dá)到1430萬噸,比2003年增長1614%,是1995年的2188倍,年均遞增速度為12147%。然而其固有特點(diǎn)及生產(chǎn)過程中的不當(dāng)舉措使得我國有色金屬工業(yè)在可持續(xù)發(fā)展道路上面臨著嚴(yán)峻的問題。

二、問題

（1）礦產(chǎn)資源的保有儲(chǔ)量不足；

有色金屬工業(yè)是以開發(fā)礦產(chǎn)資源為基礎(chǔ)的原材料工業(yè),礦產(chǎn)資源的不可再生性對有色金屬工業(yè)實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略尤為重要。近二十年來,國內(nèi)對礦產(chǎn)資源的需求增長很快,而新增的探明儲(chǔ)量增幅下降,致使礦產(chǎn)資源的保有儲(chǔ)量減少。一批大、中型的老礦山企業(yè)曾為國家建設(shè)做出過重大貢獻(xiàn),而目前卻因礦物原料的短缺陷于困境。到2010年,45種主要礦產(chǎn)中將有近一半礦種的保有儲(chǔ)量不能滿足需要,尤其是戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源將面臨更加嚴(yán)峻的短缺形勢。（2）礦石品位低和“三廢”產(chǎn)生量大；

我國銅礦平均品位僅為0.87%,品位大于1%的銅礦儲(chǔ)量約占銅總儲(chǔ)量的36%。在大型銅礦中,品位大于1%的儲(chǔ)量僅占銅總儲(chǔ)量的13.2%。鉛鋅礦的平均品位為3.7%,僅有10余個(gè)大型鉛鋅礦床的鉛鋅平均品位達(dá)到12%以上。鉬礦也多為貧礦,鉬品位大于0.2%的儲(chǔ)量占鉬總儲(chǔ)量的3%。金礦品位6g/t以下的中低品位礦床占金總儲(chǔ)量的83%。

我國有色金屬礦伴生元素多,冶煉工藝復(fù)雜,生產(chǎn)過程長,“三廢”產(chǎn)生量大,環(huán)境污染較嚴(yán)重。據(jù)《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》[2003]統(tǒng)計(jì),全國有色金屬礦山一年外排工業(yè)廢水27715萬t,工業(yè)廢氣652億m3(標(biāo)態(tài)下),工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量14451萬t。

（3）能耗高、污染重、水耗大；

有色金屬工業(yè)是一個(gè)高能耗行業(yè)。現(xiàn)在國內(nèi)原料60%~70%的礦量由坑內(nèi)采出。采1t有色金屬同時(shí)要挖出幾百噸、上千噸的廢石,消耗大量的能源。而且礦石的品位逐年下降,能耗逐年升高。加上生產(chǎn)工藝復(fù)雜,致使有色金屬工業(yè)生產(chǎn)成本高,在國際市場競爭中處于劣勢。

有色金屬生產(chǎn)的主要污染物是采、選、冶過程中排出的固體廢物,在冶煉過程中排出的二氧化硫、氟化氫及含重金屬離子的工業(yè)廢水。隨廢水帶到環(huán)境中的有害廢物也是多得驚人：每年排放汞5~6t,鎘30~50t,砷120~150t,鉛150~200t,這些物質(zhì)對一些企業(yè)所在地區(qū)河段或湖泊的水環(huán)境造成了相當(dāng)大的污染。

同時(shí)，許多地處西北地區(qū)的有色金屬企業(yè),因水資源短缺已經(jīng)嚴(yán)重制約了企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

三、方向

可持續(xù)發(fā)展是“既滿足當(dāng)代人的需求,又不危及后代人滿足其需求的發(fā)展”。這個(gè)定義鮮明地表達(dá)了兩個(gè)基本觀點(diǎn),一是人類要發(fā)展,二是發(fā)展有限度,不能危及后代人的發(fā)展。

環(huán)境保護(hù)是我國的基本國策之一。我國人口眾多,資源相對不足,環(huán)境污染嚴(yán)重,已成為影響我國經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的重要因素。因此,保護(hù)資源和環(huán)境就是保護(hù)生產(chǎn)力,改善資源和環(huán)境就是發(fā)展生產(chǎn)力。所以,我們必須樹立人與自然和諧相處的生態(tài)文明觀,努力開創(chuàng)生產(chǎn)發(fā)展,生態(tài)良好的文明發(fā)展道路；實(shí)行礦產(chǎn)資源開發(fā)與節(jié)約并舉,降低礦產(chǎn)資源消耗；增加地勘投入,擴(kuò)大礦產(chǎn)儲(chǔ)量；依靠科技進(jìn)步,提高礦產(chǎn)利用效率；充分利用國內(nèi)國際兩個(gè)市場,加入國際大循環(huán)；運(yùn)用市場機(jī)制,實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置；加強(qiáng)宏觀調(diào)控,實(shí)現(xiàn)區(qū)域優(yōu)勢互補(bǔ)。從而走出一條有色金屬工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的道路。

四、對策

(1)改進(jìn)有色金屬行業(yè)“三廢”污染治理的技術(shù)工藝；

近十年來,有色金屬工業(yè)雖然開發(fā)和引進(jìn)了一批新技術(shù)、新設(shè)備,但這僅限于少數(shù)重點(diǎn)企業(yè),行業(yè)整體技術(shù)裝備水平仍比較低；加之產(chǎn)業(yè)政策在有些地方?jīng)]有很好地貫徹執(zhí)行,早已被現(xiàn)代生產(chǎn)淘汰的工藝和設(shè)備使用現(xiàn)象十分嚴(yán)重。應(yīng)加強(qiáng)新技術(shù)、新工藝開發(fā),提高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化,加速淘汰落后的工藝和技術(shù),提高有色金屬工業(yè)發(fā)展的質(zhì)量和效益。同時(shí),加強(qiáng)回收尾礦中的有用礦物和綜合利用,研究發(fā)展井下充填技術(shù),大力開展礦山土地復(fù)墾和生態(tài)恢復(fù),提高廢水的凈化處理效果和水重復(fù)利用率。

(2)執(zhí)行產(chǎn)業(yè)政策、發(fā)揮規(guī)模效益；

改革開放以來,地方和集體小企業(yè)發(fā)展極快,在市場需求和地方經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使下,使得小企業(yè)無序盲目發(fā)展。這些小企業(yè)的特點(diǎn)是技術(shù)老化、設(shè)備陳舊、能耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重、勞動(dòng)生產(chǎn)率低。這些小企業(yè)的分散、不規(guī)范,不符合我國的產(chǎn)業(yè)政策,違背了我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的總戰(zhàn)略方針,應(yīng)逐步加以限制和淘汰,以使原料集中,發(fā)揮大廠的規(guī)模效益。(3)改善產(chǎn)品結(jié)構(gòu),生產(chǎn)高附加值的產(chǎn)品；

我國是有色金屬生產(chǎn)大國,但初級產(chǎn)品比重大,高附加值的產(chǎn)品少,特別是高新技術(shù)需要的品種、產(chǎn)量不能滿足國內(nèi)的需要,仍依靠進(jìn)口解決。隨著我國汽車工業(yè)、建筑業(yè)、電子、通訊、家用電器的發(fā)展,各種類型的復(fù)合材料、合金、超薄銅板、管材及化工產(chǎn)品有著廣泛的國內(nèi)外市場前景,應(yīng)促進(jìn)科研、生產(chǎn)部門重點(diǎn)開發(fā)適銷對路的產(chǎn)品。對已開發(fā)并生產(chǎn)的這類產(chǎn)品,要擴(kuò)大規(guī)模、提高產(chǎn)品質(zhì)量。

(4)重視礦山的發(fā)展,擴(kuò)大資源的利用；

我國有色冶煉能力超過礦山能力, 供求矛盾大,導(dǎo)致冶煉生產(chǎn)能力不能充分發(fā)揮,效益下降。為了保證有色金屬工業(yè)持續(xù)發(fā)展,應(yīng)重視礦山的建設(shè)。

為緩解資源的供需矛盾,在加強(qiáng)地質(zhì)工作的同時(shí),對尚未開發(fā)且已具備開發(fā)條件的銅礦,應(yīng)給予開發(fā)扶持。對原料資源較好具備擴(kuò)產(chǎn)的有色老礦山應(yīng)加速技改,創(chuàng)造條件擴(kuò)產(chǎn)。同時(shí)應(yīng)重視資源的綜合利用,加強(qiáng)對氧化礦和低品位礦石提取工藝的工業(yè)化研究,逐步走向工業(yè)化生產(chǎn)。

此外,我國尚有一部分礦藏資源屬復(fù)雜難選多金屬礦,有害雜質(zhì)含量高,受環(huán)境污染所限,常規(guī)的選冶技術(shù)不能利用,今后應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)工業(yè)化研究進(jìn)程,解決復(fù)雜礦的冶煉工藝,使這類資源得到合理的綜合利用。(5)發(fā)展金屬循環(huán)經(jīng)濟(jì),節(jié)省能源和保護(hù)環(huán)境；

隨著我國有色金屬生產(chǎn)和消費(fèi)的增長,再生金屬的回收也顯得更為突出,它不僅可以節(jié)約資源,而且可降低生產(chǎn)成本。目前我國回收的有色金屬大約僅占消費(fèi)量的15%,而發(fā)達(dá)國家一般為30%~40%。廢舊金屬回收有很大潛力,應(yīng)采取分散管理,集中回收的方式,以便提高回收工廠的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),防止環(huán)境的污染,降低成本,增加效益。生產(chǎn)原生金屬會(huì)產(chǎn)生大量固體廢棄物和二氧化硫,而金屬再生固體廢物和二氧化硫的排放與原生金屬的比較,幾乎可以忽略不計(jì)。(6)加強(qiáng)中西部地區(qū)有色礦山的開發(fā)建設(shè)；

目前我國可供建設(shè)的大型銅、鉛、鋅礦山,多數(shù)位于中西部地區(qū),為保持國產(chǎn)礦在礦產(chǎn)原料中的適當(dāng)比例,國家應(yīng)該采取優(yōu)惠政策,大力支持中西部地區(qū)有色礦山的開發(fā)建設(shè)。重點(diǎn)開發(fā)廣西、貴州的鋁土礦,擴(kuò)大氧化鋁生產(chǎn)能力；開發(fā)建設(shè)新疆、青海、西藏、云南、四川等地的大型銅礦,增加銅的有效供給；加快云南、甘肅、四川和內(nèi)蒙古等地區(qū)已探明儲(chǔ)量的大型鉛、鋅礦山的建設(shè);加強(qiáng)金川銅、鎳、鈷和鉑族金屬資源綜合利用工作；支持青海、西藏鹽湖鋰、鎂資源綜合利用技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

(7)充分利用兩種資源和兩個(gè)市場。

資源不平衡、部分金屬原料相對短缺已經(jīng)成為制約我國有色金屬工業(yè)發(fā)展的不利因素之一,而世界資源豐富；因此,應(yīng)當(dāng)實(shí)施“走出去”開發(fā)有色金屬礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略,積極利用國外資源和國際市場。由于礦產(chǎn)資源分布的不均衡性,多數(shù)發(fā)達(dá)國家如日本、德國、英國、法國等,均鼓勵(lì)去國外開發(fā)重要的有色礦產(chǎn)資源,并提供資助或風(fēng)險(xiǎn)擔(dān)保。除西歐和北美少數(shù)發(fā)達(dá)國家外,大部分地區(qū)的地質(zhì)工作程度還較低,發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的潛力還很大。同時(shí)20世紀(jì)90年代以來,亞洲、非洲和拉丁美洲的發(fā)展中國家,紛紛通過修改礦業(yè)法,實(shí)行更加開放的政策,努力改善投資環(huán)境,吸引外資開發(fā)本國資源,發(fā)展本國經(jīng)濟(jì)。

另外,我國也可以根據(jù)有色金屬工業(yè)的實(shí)際情況,通過制定相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策支持和鼓勵(lì)鋁、鉛、鋅、鎢、鉭等具有資源優(yōu)勢和一定規(guī)模的有色金屬工業(yè)企業(yè)發(fā)展;在產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)下,通過整合,建立國際化經(jīng)營的一批以資本為紐帶的跨地區(qū)、跨行業(yè)、跨所有制的大型企業(yè)集團(tuán)。

五、總結(jié)

綜上所述,中國有色金屬工業(yè)在快速發(fā)展的同時(shí),帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞。因此,加強(qiáng)技術(shù)工藝改造,采取清潔生產(chǎn)工藝,降低能耗指標(biāo),從源頭減少廢棄物排放量,大力開展資源循環(huán)利用,對有色金屬工業(yè)可持續(xù)性發(fā)展具有重要的意義。

第五篇：我國煉鋼—連鑄技術(shù)發(fā)展和2010年展望

我國煉鋼—連鑄技術(shù)發(fā)展和2010年展望 殷瑞鈺(鋼鐵研究總院，北京100081)摘要：系統(tǒng)總結(jié)了2000年以來國內(nèi)煉鋼一連鑄技術(shù)的發(fā)展和主要的技術(shù)成果，分析了目前煉鋼－連鑄生產(chǎn)技術(shù)的主要問題，并對2010年我國煉鋼一連鑄的技術(shù)發(fā)展方向進(jìn)行了系統(tǒng)闡述。為進(jìn)一步提高國內(nèi)煉鋼－連鑄的生產(chǎn)技術(shù)水平，必須確立21世紀(jì)新一代鋼鐵廠的新理念和新目標(biāo)，通過對煉鋼－連鑄生產(chǎn)過程的系統(tǒng)優(yōu)化、解析與集成，建立起高效、低成本潔凈鋼的生產(chǎn)平臺(tái)。討論了潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)建設(shè)面臨的主要技術(shù)問題、解決方法和具體措施。關(guān)鍵詞：煉鋼；連鑄；爐外精煉；潔凈鋼；流程工程

中圖分類號：TF7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1002一1043(2008)06—0001一12 進(jìn)入新世紀(jì)以來，我國鋼鐵生產(chǎn)持續(xù)發(fā)展，鋼產(chǎn)量增加，許多企業(yè)的技術(shù)裝備達(dá)到了國際水平，鋼材品種與質(zhì)量已接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平，說明我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展已經(jīng)邁入一個(gè)新的時(shí)代。今后幾年，我國鋼鐵工業(yè)不但應(yīng)在規(guī)模和質(zhì)量等方面達(dá)到國際先進(jìn)水平，而且在鋼鐵生產(chǎn)、工程設(shè)計(jì)、工藝與裝備、節(jié)能減排、環(huán)保等方面的研究開發(fā)、生產(chǎn)運(yùn)行都應(yīng)走向國際前沿。

為了實(shí)現(xiàn)上述戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)，必須認(rèn)真回顧總結(jié)近幾年我國鋼鐵工業(yè)特別是煉鋼連鑄生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的成就，分析目前存在的問題，研究今后煉鋼一連鑄技術(shù)的發(fā)展趨勢和方向，不斷創(chuàng)新，為完善和發(fā)展新一代煉鋼工藝流程做出貢獻(xiàn)。1 煉鋼－連鑄生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展

2000年以來，國內(nèi)煉鋼一連鑄技術(shù)取得明顯的進(jìn)步，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1．1 鋼產(chǎn)量高速增長

圖1給出2000年以來國內(nèi)鋼產(chǎn)量增長趨勢，粗鋼產(chǎn)量從2000年1．285億t增長到2007年4．892億t，平均年增長率為18．2％。

轉(zhuǎn)爐是目前中國最主要的煉鋼方法，轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量從2000年的1．0584億t增長到2007年的4．4億t，年平均增長率為19．5％，高于國內(nèi)粗鋼產(chǎn)量的增長速度。轉(zhuǎn)爐鋼比例相應(yīng)從2000年的82．4％增長到90％左右。電爐也是目前國內(nèi)主要的煉鋼方法，隨著中國鋼產(chǎn)量迅速增長，電爐鋼的生產(chǎn)比例在2003年以前緩慢增長，最高達(dá)17．6％；2004年以后，由于轉(zhuǎn)爐鋼的快速增長，電爐鋼比例逐年降低。但電爐鋼的產(chǎn)量持續(xù)增長，與2000年相比電爐鋼產(chǎn)量翻了一番。

在國內(nèi)鋼產(chǎn)量迅速發(fā)展的同時(shí)，連鑄比也不斷增長。如圖2所示，2000年全國連鑄坯產(chǎn)量為1．096億t，連鑄比85．3％；2007年全國連鑄坯產(chǎn)量為4．74億t，連鑄比96．95％。隨著連鑄比的提高，成材率也相應(yīng)提高，達(dá)到了96．2％，這說明連鑄技術(shù)的進(jìn)步為我國鋼鐵工業(yè)增產(chǎn)增效、節(jié)能減排作出了重要貢獻(xiàn)。

1．2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不斷優(yōu)化

國內(nèi)煉鋼一連鑄生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步主要體現(xiàn)在各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不斷優(yōu)化。表1給出2003年至2007年國內(nèi)轉(zhuǎn)爐、電爐和連鑄的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)變化情況。

國內(nèi)轉(zhuǎn)爐煉鋼的技術(shù)進(jìn)步主要體現(xiàn)在：完善濺渣護(hù)爐工藝，提高轉(zhuǎn)爐爐齡；推廣強(qiáng)化供氧技術(shù)，提高轉(zhuǎn)爐作業(yè)率；推廣長壽復(fù)吹工藝，進(jìn)一步降低鋼鐵料消耗并提高以終點(diǎn)控制為核心的轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化控制水平。

電爐生產(chǎn)技術(shù)發(fā)生重大變化：采用大型高功率和超高功率電爐淘汰大批30t以下小型電爐；建設(shè)電爐一精煉一連鑄一連軋現(xiàn)代化短流程生產(chǎn)線，采用優(yōu)化配料與供電制度，強(qiáng)化供氧提高化學(xué)能輸入量和部分電爐采用熱裝鐵水等新工藝技術(shù)，達(dá)到降低冶煉電耗，縮短冶煉周期，實(shí)現(xiàn)多爐連澆。在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了電爐生產(chǎn)多元化，形成電爐一普鋼長材、電爐一特殊鋼長材、電爐一無縫鋼管、電爐一中厚板和電爐一薄板坯連鑄連軋等多種生產(chǎn)線，完善了電爐鋼產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大了生產(chǎn)品種。

連鑄繼續(xù)快速發(fā)展，自主開發(fā)的能力進(jìn)一步提高。至2007年已建成板坯連鑄機(jī)(寬度700mm以上)175臺(tái)，237流；薄(中)板坯連鑄機(jī)17臺(tái)，18流；方坯和矩形坯連鑄機(jī)(150mm×150mm以上)437臺(tái)，1323流；小方坯連鑄機(jī)305臺(tái)，1027流；圓坯連鑄機(jī)48臺(tái)，173流。全國總計(jì)連鑄機(jī)996臺(tái)，2806流，年生產(chǎn)能力達(dá)到4．743億t。

隨著國內(nèi)煉鋼一連鑄技術(shù)的進(jìn)步和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的優(yōu)化，獲得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)2007年國內(nèi)93家大中型企業(yè)的統(tǒng)計(jì)，年利潤達(dá)1479．82億元，比上年同期增長49．78％。

1．3 建立現(xiàn)代化煉鋼生產(chǎn)流程 2000年以后國內(nèi)鋼鐵企業(yè)重點(diǎn)開展鋼鐵生產(chǎn)流程與工藝結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，基本建立起現(xiàn)代化煉鋼生產(chǎn)工藝流程。

轉(zhuǎn)爐流程：鐵水脫硫預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐復(fù)合吹煉→二次精煉→全連鑄； 電爐流程：大型超高功率電爐(兌鐵水)冶煉→二次精煉→全連鑄。

近幾年鐵水脫硫預(yù)處理在國內(nèi)廣泛應(yīng)用。鐵水預(yù)處理的裝備能力逐年提高，至2006年重點(diǎn)大中型鋼鐵企業(yè)鐵水預(yù)處理比已達(dá)56．7％，寶鋼、武鋼、鞍鋼等大型鋼鐵公司已基本實(shí)現(xiàn)100％鐵水預(yù)處理。

表2給出目前國內(nèi)采用的主要鐵水脫硫工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比，說明國內(nèi)鐵水預(yù)處理工藝已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，為鋼廠合理選擇鐵水脫硫預(yù)處理工藝提供了廣泛的空間[1]。

為提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率和擴(kuò)大潔凈鋼生產(chǎn)比例，國內(nèi)大多數(shù)轉(zhuǎn)爐煉鋼廠綜合采用鐵水預(yù)處理、復(fù)合吹煉、強(qiáng)化供氧、終點(diǎn)動(dòng)態(tài)控制和濺渣護(hù)爐等成套先進(jìn)工藝技術(shù)，較大幅度提高轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，提高鋼水的潔凈度。

2000年以前國內(nèi)電爐重點(diǎn)是采用大型超高功率電爐淘汰小型電爐，如2000年我國電爐已從1600多座減少到179座，其中50 t以上的大、中型電爐鋼產(chǎn)量占全國電爐產(chǎn)量61％。2000年以后，國內(nèi)電爐廠綜合采用鐵水熱裝、廢鋼預(yù)熱、優(yōu)化配料供電和供氧等先進(jìn)技術(shù)取得了明顯的效果。如表3所示。大型電爐采用鐵水熱裝工藝冶煉每噸鋼電耗降低約67kWh，減少電極消耗35％，縮短冶煉周期10min。

1．4 鋼材潔凈度與品種質(zhì)量的進(jìn)步

為了滿足市場對潔凈鋼生產(chǎn)的需求，國內(nèi)鋼廠普遍重視二次精煉工藝，完善二次精煉設(shè)施。國內(nèi)大、中型骨干企業(yè)鋼水二次精煉的比例從2000年不足20％迅速增長到2007年64％。表4給出2007年國內(nèi)二次精煉設(shè)備的臺(tái)數(shù)和噸位數(shù)據(jù)(不包括吹A(chǔ)r設(shè)備在內(nèi))。

隨著精煉設(shè)備的增長，二次精煉工藝技術(shù)也取得明顯的進(jìn)步，形成了以擋渣出鋼、合成渣洗、爐渣改質(zhì)、白渣精煉和喂線與鋼中夾雜物形態(tài)控制、鋼水溫度、成分精確控制以及真空脫碳、脫氣、夾雜物上浮分離等核心技術(shù)為基礎(chǔ)的二次精煉工藝技術(shù)，能滿足不同類型產(chǎn)品的批量生產(chǎn)，達(dá)到超低氧、超低碳和超低硫等高品質(zhì)潔凈鋼的質(zhì)量要求。

二次精煉技術(shù)的發(fā)展使國內(nèi)鋼材的潔凈度得到顯著的提高。15年前國內(nèi)絕大 多數(shù)鋼廠生產(chǎn)的鋼水潔凈度(ω(S+P+T．O+N+H))波動(dòng)在(300～350)×10-6，目前國內(nèi)多數(shù)鋼廠已可以大批量生產(chǎn)鋼水潔凈度250×10-6以下的潔凈鋼，寶鋼、武鋼、鞍鋼和首鋼等大型鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的鋼水潔凈度可以達(dá)到100×10-6以下。從表5可以看出，目前國內(nèi)生產(chǎn)的典型高附加值產(chǎn)品鋼水潔凈度已達(dá)到國際先進(jìn)水平。

鋼材潔凈度的大幅提高使我國鋼鐵產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大改變。如表6所示，近幾年國內(nèi)典型高品質(zhì)鋼種的生產(chǎn)比例迅速增長，不僅給鋼鐵企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益，而且有力地支持了國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)。1．5 節(jié)能環(huán)保技術(shù)的發(fā)展近幾年國內(nèi)鋼鐵企業(yè)高度重視節(jié)能減排工作，研究開發(fā)各種節(jié)能環(huán)保技術(shù)。如表7所示。2000年以來隨著國內(nèi)節(jié)能環(huán)保技術(shù)的發(fā)展，噸鋼綜合能耗和電爐工序能耗逐年降低。與國際先進(jìn)水平(日本每噸鋼轉(zhuǎn)爐工序能耗為－6 kg標(biāo)煤)相比仍有較大差距，說明國內(nèi)轉(zhuǎn)爐工序尚有較大的節(jié)能空間。

實(shí)現(xiàn)負(fù)能煉鋼的核心是要解決轉(zhuǎn)爐煤氣、蒸汽的回收和有效利用問題。轉(zhuǎn)爐煤氣含硫低、熱值高，適用于生產(chǎn)高品質(zhì)石灰；而大型轉(zhuǎn)爐蒸汽用于RH或VD爐等 真空設(shè)備也具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。這些都是今后技術(shù)改造中應(yīng)提倡的節(jié)能環(huán)保技術(shù)。

目前國內(nèi)轉(zhuǎn)爐絕大多數(shù)采用OG法除塵工藝，基本解決了轉(zhuǎn)爐煙塵對環(huán)境的嚴(yán)重污染。今后要進(jìn)一步發(fā)展半干法或干法轉(zhuǎn)爐除塵工藝，達(dá)到節(jié)水、節(jié)能和保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)。近幾年，太鋼、包鋼等鋼廠推廣采用轉(zhuǎn)爐干法除塵新工藝代替OG法獲得了明顯的效益。如表8所示。

煉鋼渣和煙塵的回收與循環(huán)利用技術(shù)近幾年在國內(nèi)鋼廠也得到充分重視。自主研發(fā)的轉(zhuǎn)爐渣悶渣處理和滾筒法或輪淬法爐渣連續(xù)處理等新工藝，在生產(chǎn)實(shí)踐中取得了較好的應(yīng)用效果。轉(zhuǎn)爐煙塵含鐵高，基本全部利用，作為燒結(jié)礦料或冷卻劑供轉(zhuǎn)爐使用。馬鋼、包鋼等企業(yè)試驗(yàn)噸鋼采用15～20kg的轉(zhuǎn)爐渣作為石灰的替代品返回轉(zhuǎn)爐使用也取得一定成效。為實(shí)現(xiàn)煉鋼廠固體廢棄物“零”排放，提高資源利用率，今后應(yīng)加強(qiáng)對煉鋼渣和煙塵回收利用技術(shù)的研發(fā)與推廣工作。

連鑄坯熱送熱裝工藝可以大幅度降低加熱爐燃料消耗，已被多數(shù)煉鋼廠采用。今后的工作應(yīng)進(jìn)一步提高鑄坯的熱送溫度和裝入溫度，解決無缺陷鑄坯生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)和熱裝相關(guān)的冶金質(zhì)量問題，進(jìn)一步提高連鑄坯熱送熱裝比例。1．6 裝備大型化與設(shè)備國產(chǎn)化率

近幾年，煉鋼一連鑄生產(chǎn)裝備的大型化與設(shè)備國產(chǎn)化率日益提高。2003年以后國內(nèi)鋼鐵企業(yè)大力建設(shè)100 t以上的大、中型冶煉設(shè)備。至2007年底，國內(nèi)200 t以上的大型轉(zhuǎn)爐已達(dá)到24座，總噸位為6400t，和2003年相比大型轉(zhuǎn)爐的產(chǎn)能增加1倍。

最近2～3年，為提高鋼材潔凈度，擴(kuò)大高附加值鋼材產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模，大多數(shù)鋼廠在配備LF、CAS和吹氬攪拌等常壓二次精煉設(shè)備的基礎(chǔ)上，針對板帶材的生產(chǎn)特別是冷軋薄板的生產(chǎn)，又新建了RH和VD等真空精煉設(shè)備。隨著國內(nèi)薄板(特別是冷軋薄板)生產(chǎn)比例的增長，RH真空精煉設(shè)備的增長尤為迅速。如圖3所示，2003年以后國內(nèi)已投產(chǎn)的RH由20臺(tái)迅速增長到59臺(tái)，總噸位達(dá)9070t，比目前整個(gè)歐洲RH的生產(chǎn)能力(總噸位5790t)大56％。二次精煉的發(fā)展促進(jìn)了精煉設(shè)備國產(chǎn)化率的提高。國內(nèi)已掌握了自主設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試大型二次精煉設(shè)備(如：300 t RH)的能力，在精煉設(shè)備工藝布局、工序銜接以及不同產(chǎn)品的精煉工藝等方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，而且加強(qiáng)了技術(shù)創(chuàng)新。如武鋼煉鋼總廠四分廠采用RH在線布置工藝，將RH布置在轉(zhuǎn)爐出鋼線上，并采用RH鋼水罐卷揚(yáng)提升裝置、雙室平移交替和真空室整體吊裝等新技術(shù)，取得了良好的效果：可節(jié)約行車運(yùn)行時(shí)問10 min左右，減少吊運(yùn)過程溫降10℃，縮短RH設(shè)備空置時(shí)問5 min，使RH精煉處理比例達(dá)到80％。

國內(nèi)連鑄技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了連鑄機(jī)設(shè)計(jì)和制造能力的提高，已能自主設(shè)計(jì)和制造小方坯、方坯和板坯連鑄機(jī)，并實(shí)現(xiàn)快速達(dá)產(chǎn)。從20世紀(jì)90年代初國產(chǎn)連鑄機(jī)以小方坯為主要機(jī)型的格局，逐步擴(kuò)展到自主設(shè)計(jì)制造適應(yīng)各種品種和規(guī)格的方坯、圓坯及板坯和中薄板坯等多種機(jī)型。

我國自主設(shè)計(jì)和建造的曹妃甸鋼廠是國內(nèi)大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)建設(shè)的范例，首次采用5500m3超大型高爐、300 t鐵水包直裝、全量鐵水“三脫”預(yù)處理與轉(zhuǎn)爐高效冶煉、高拉速連鑄、海水淡化等先進(jìn)技術(shù)，標(biāo)志著國內(nèi)大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)設(shè)計(jì)與設(shè)備制造方面達(dá)到國際先進(jìn)水平。

國內(nèi)煉鋼－連鑄生產(chǎn)設(shè)備大型化與國產(chǎn)化率的提高使鋼鐵廠的建設(shè)投資明顯降低：大型聯(lián)合企業(yè)(含冷軋、涂鍍層、碼頭、電廠在內(nèi))的噸鋼投資已降至6500～6800元；棒線材鋼廠由于工序理順和全面國產(chǎn)化，噸鋼投資降低幅度更大。1．7 重大技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目取得好成績

科技進(jìn)步是我國鋼鐵工業(yè)迅速發(fā)展的主要推動(dòng)力。近幾年，國內(nèi)鋼鐵企業(yè)日益重視企業(yè)技術(shù)進(jìn)步和廣泛開展科技創(chuàng)新活動(dòng)，取得了大量的科技成果。表9給出近幾年國內(nèi)冶金科技獎(jiǎng)中煉鋼一連鑄成果授獎(jiǎng)情況。

最近3～5年國內(nèi)鋼鐵企業(yè)積極研究開發(fā)和推廣以下重大技術(shù)創(chuàng)新成果，取得良好的成績。

(1)轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐與長壽復(fù)吹技術(shù)。近10年轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐技術(shù)在國內(nèi)大、中、小型轉(zhuǎn)爐上廣泛推廣，取得了良好的成績。全國轉(zhuǎn)爐平均爐齡已接近8000爐，最高爐齡已超過30000爐，使我國轉(zhuǎn)爐爐齡達(dá)到國際領(lǐng)先水平。國內(nèi)自主研究開發(fā)的長壽復(fù)吹轉(zhuǎn)爐技術(shù)利用濺渣過程中形成的透氣性爐渣蘑菇 頭保護(hù)底吹噴嘴，使底吹噴嘴的壽命和濺渣后轉(zhuǎn)爐的爐齡同步，底吹噴嘴最高壽命超過30000爐(武鋼)。目前，鋼鐵研究總院已在國內(nèi)近200座轉(zhuǎn)爐上推廣采用該項(xiàng)新工藝技術(shù)，達(dá)到爐齡10000爐以上，復(fù)吹比100％和終點(diǎn)[％C][％O]≤0．002 7的良好效果，如圖4所示[2]。

(2)轉(zhuǎn)爐高效吹煉工藝。為了提高轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)效率，不少轉(zhuǎn)爐將供氧強(qiáng)度從傳統(tǒng)的3．2～3．5m3／(t·min)提高到3．6～4．4 m3／(t·min)，縮短了冶煉周期，加快了轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)節(jié)奏，提高了轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率。如表10所示，采用高效供氧技術(shù)使供氧強(qiáng)度平均達(dá)到3．65 m3／(t·min)，冶煉周期縮短到36 min；中型轉(zhuǎn)爐供氧強(qiáng)度平均達(dá)到3．5 m3／(t·min)，冶煉周期縮短到34．5 min；小型轉(zhuǎn)爐供氧強(qiáng)度可達(dá)到4．0m3／(t·min)，冶煉周期縮短到24．7min。隨供氧強(qiáng)度的提高轉(zhuǎn)爐作業(yè)率大幅度提高，氧氣與鋼鐵料消耗略有降低，具有較明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

(3)高效連鑄技術(shù)。2000年以后國內(nèi)鋼廠大力推廣以高拉速為核心的高效連鑄技術(shù)，取得了明顯的進(jìn)步，形成了完整的高效連鑄技術(shù)，主要包括：提高鋼水質(zhì)量，推廣采用大容量中間包全保護(hù)澆注；采用連續(xù)錐度結(jié)晶器提高熱交換效率；采用板簧導(dǎo)向振動(dòng)減小振動(dòng)軌跡誤差；采用多點(diǎn)連續(xù)優(yōu)化二冷配水等工藝技術(shù)。高效連鑄技術(shù)的推廣不僅提高了連鑄機(jī)的產(chǎn)量，而且進(jìn)一步改善了鑄坯的表面質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量，基本實(shí)現(xiàn)無缺陷坯生產(chǎn)。如表11所示，通過連鑄機(jī)高效化改造后，鑄機(jī)的產(chǎn)量和拉速有明顯提高。

從表11中可以看出，國內(nèi)小方坯高效連鑄技術(shù)已基本接近國際先進(jìn)水平，但板坯高效連鑄技術(shù)尚與國際先進(jìn)水平存在一定差距。今后要在提高板坯拉速和改進(jìn)板坯質(zhì)量，提高鑄機(jī)產(chǎn)量等方面開展更深入的研究工作。

(4)連鑄恒速澆鑄技術(shù)。連鑄澆鑄過程由于鋼水溫度波動(dòng)和鋼水供應(yīng)節(jié)奏的影響造成拉速的波動(dòng)。隨著拉速波動(dòng)量的增大，鑄坯表面縱裂機(jī)率上升，表層卷渣嚴(yán)重，中心偏析惡化，氧、氮含量升高。為解決拉速波動(dòng)引起的鑄坯質(zhì)量問題，武鋼煉鋼廠二分廠開發(fā)出“典型拉速下連鑄恒速澆注”技術(shù)。典型拉速是指不同鋼種在標(biāo)準(zhǔn)澆注溫度下所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)拉速，而恒速澆注是指保持典型拉速恒定不變(拉速允許波動(dòng)±5％)的澆鑄過程。實(shí)現(xiàn)恒速澆注的關(guān)鍵技術(shù)是：優(yōu)化轉(zhuǎn)爐、二次精煉與鑄機(jī)的協(xié)同、匹配，合理確定不同鋼種的典型拉速和澆鋼時(shí)間；加強(qiáng)工序時(shí)間控制，采用計(jì)算機(jī)在線進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度；加強(qiáng)鋼水溫度控制，穩(wěn)定過程溫降，使中間包溫度合格率達(dá)90％以上。通過加強(qiáng)典型拉速達(dá)標(biāo)率的技術(shù)考核(如圖5所示[3])，使典型拉速達(dá)標(biāo)率提高和穩(wěn)定，鑄坯綜合質(zhì)量合格率大幅度提高，更重要的是促進(jìn)了煉鋼廠內(nèi)所有工序的穩(wěn)定運(yùn)行和協(xié)同運(yùn)行，推動(dòng)了從鐵水脫硫直至連鑄機(jī)出坯等所有工序的工藝優(yōu)化和裝備管理優(yōu)化。

(5)薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)工藝達(dá)到國際先進(jìn)水平。我國已建成投產(chǎn)13條薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線，生產(chǎn)能力超過3000萬t／a。其中多項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。珠鋼CSP薄板坯連鑄機(jī)的作業(yè)率高達(dá)91．2％。薄板坯連鑄一連軋的品種開發(fā)也取得重大進(jìn)展，可以大批量生產(chǎn)超高強(qiáng)度集裝箱板(Rm≥770MPa)，2006年珠鋼生產(chǎn)薄規(guī)格(2 mm以下)鋼板的比例達(dá)到53．8％。包鋼在薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)工藝高效化和品種開發(fā)等方面也做出了優(yōu)異的成績，多年來在提高生產(chǎn)效率、改進(jìn)工藝裝備和產(chǎn)品開發(fā)方面做了大量的、有成效的工作并實(shí)現(xiàn)了技術(shù)輸出[4]。唐鋼、馬鋼、漣鋼、濟(jì)鋼等廠薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線也在不同方面形成了各自的特點(diǎn)和特色。

(6)專線化生產(chǎn)技術(shù)。為實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定、低成本生產(chǎn)潔凈鋼，寶鋼開發(fā)出煉鋼“專線化生產(chǎn)技術(shù)”，通過合理優(yōu)化工藝布置和差異化的設(shè)備選型將鋼廠生產(chǎn)線按品種進(jìn)行分工，保證某一類鋼種固定在一條專業(yè)化生產(chǎn)線上生產(chǎn)。專線化生產(chǎn)模式與傳統(tǒng)生產(chǎn)的最大區(qū)別是：前者品種鋼生產(chǎn)分工明確，相對固定，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；而后者品種鋼生產(chǎn)安排是隨機(jī)的和不固定的，一旦發(fā)生生產(chǎn)節(jié)奏波動(dòng)就會(huì)造成產(chǎn)品質(zhì)量的波動(dòng)，工藝穩(wěn)定性差。目前寶鋼煉鋼廠已經(jīng)建成了汽車板、厚板和硅鋼3條專業(yè)化生產(chǎn)線，各生產(chǎn)線的工藝裝備、產(chǎn)品和工藝特點(diǎn)見表12。

通過推進(jìn)專線化生產(chǎn)品種鋼模式，不僅使鋼種質(zhì)量控制能力顯著提高，而且使RH產(chǎn)能得到最大發(fā)揮，連鑄機(jī)拉速進(jìn)一步提高，產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性得到顯著改善。(7)轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼技術(shù)。近5年國內(nèi)轉(zhuǎn)爐噸鋼煉鋼工序能耗平均波動(dòng)在26～28 kg標(biāo)煤，而寶鋼、武鋼、太鋼等近10家鋼廠工序能耗實(shí)現(xiàn)了負(fù)能煉鋼，說明在國內(nèi)推廣轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼技術(shù)將具有明顯的節(jié)能效果。實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼的技術(shù)關(guān)鍵是采用轉(zhuǎn)爐高效冶煉工藝，進(jìn)一步降低噸鋼氧耗和電耗。同時(shí)應(yīng)努力提高轉(zhuǎn)爐煤氣和蒸汽的回收利用率。如圖6所示，轉(zhuǎn)爐煤氣回收量大于90m3／t(煤氣熱值按7524 kJ／m3計(jì)算)，蒸汽回收量大于60kg／t是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐工序負(fù)能煉鋼的基本條件，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低噸鋼氧、氮、電和燃料的消耗可進(jìn)一步降低轉(zhuǎn)爐工序能耗。

(8)全自動(dòng)轉(zhuǎn)爐煉鋼與終點(diǎn)控制技術(shù)。隨著國內(nèi)煉鋼一連鑄生產(chǎn)設(shè)備大型化和現(xiàn)代化的發(fā)展，不少鋼廠積極研究開發(fā)和推廣轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化煉鋼工藝技術(shù)，以各生產(chǎn)環(huán)節(jié)準(zhǔn)確計(jì)量為基礎(chǔ)，通過終點(diǎn)副槍動(dòng)態(tài)控制或吹煉過程爐氣分析實(shí)現(xiàn)煉鋼過程計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳和溫度的控制精度與命中率。寶鋼、武鋼、首鋼遷安等大、中型轉(zhuǎn)爐采用副槍終點(diǎn)動(dòng)態(tài)控制技術(shù)取得良好的應(yīng)用效果：轉(zhuǎn)爐全自動(dòng)吹煉控制成功率達(dá)到90％，碳控制精度為±0．02％，溫度控制精度為±12℃時(shí)，碳溫雙命中率達(dá)到93％．補(bǔ)吹率降到5%以下，不倒?fàn)t直接出鋼比例達(dá)到95％以上，達(dá)到國際先進(jìn)水平[5]。馬鋼、本鋼、攀鋼等鋼廠采朋爐氣分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐全自動(dòng)吹煉也取得較好的成效。馬鋼120t轉(zhuǎn)爐在目標(biāo)碳含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))在0．03％～0．07％范圍內(nèi)，碳的控制精度可以達(dá)到±0．015％，溫度控制精度為±16℃，碳溫雙命中率達(dá)88．6％，不倒?fàn)t出鋼率提高到92．9％。同時(shí)冶煉周期可縮短3 min噴濺率降低到7．7％[6]。

1．8 目前國內(nèi)煉鋼一連鑄生產(chǎn)中存在的主要問題

在認(rèn)真總結(jié)近幾年國內(nèi)煉鋼連鑄領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)，還必須充分注意到目前尚存在的主要技術(shù)問題：

(1)煉鋼廠能耗與國際先進(jìn)水平相比仍有較大差距；

(2)煉鋼廠環(huán)境治理和廢棄物回收利用與國外先進(jìn)水平相比有較大差距；(3)企業(yè)管理不夠精細(xì)，應(yīng)加強(qiáng)對廢鋼、石灰等輔料、耐材和鐵合金的分類管理，實(shí)現(xiàn)煉鋼精料，進(jìn)一步減少渣量，減輕轉(zhuǎn)爐回硫，降低生產(chǎn)成本；

(4)鋼水成分控制精確度偏低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性存在差距；

(5)設(shè)計(jì)理論與設(shè)計(jì)方法創(chuàng)新不多，煉鋼廠平面布置研究不夠，主要生產(chǎn)設(shè)備的差異化選型研究不夠，特別要注意避免精煉丁藝裝備選型和位置的失誤所造成煉鋼一連鑄的混亂運(yùn)行，應(yīng)該深入研究專線化生產(chǎn)品種鋼和動(dòng)態(tài)一有序的運(yùn)行模式。2010年煉鋼一連鑄技術(shù)發(fā)展展望

進(jìn)入21世紀(jì)后，社會(huì)對鋼鐵廠的需求發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變，從過去單純要求鋼鐵廠為社會(huì)進(jìn)步不斷提供低成本、高品質(zhì)的鋼材外，還要求充分發(fā)揮能源轉(zhuǎn)換功能，節(jié)能減排，基本消除自身對社會(huì)環(huán)境造成的污染，同時(shí)要求鋼鐵廠具有大量處理社會(huì)廢棄物并融人循環(huán)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的功能。由于社會(huì)基本要求的改變，新一代煉鋼工藝流程的興起將成為歷史的必然。

2．1 21世紀(jì)新一代鋼鐵廠的新理念、新目標(biāo)

21世紀(jì)先進(jìn)鋼鐵廠是在20世紀(jì)現(xiàn)代化鋼鐵廠發(fā)展的基礎(chǔ)上，為滿足市場對鋼鐵產(chǎn)品的需求和鋼鐵企業(yè)與社會(huì)和諧發(fā)展的要求而建設(shè)的新型鋼鐵廠。其基本技術(shù)特點(diǎn)是：生產(chǎn)高效化、產(chǎn)品潔凈化和對環(huán)境的無害化。新一代鋼鐵流程將具有高效、低成本、穩(wěn)定生產(chǎn)高品質(zhì)鋼材的鋼鐵產(chǎn)品制造功能；提高資源能源利用效率、顯著降低污染物排放的能源、資源轉(zhuǎn)換功能和大量消納社會(huì)廢棄物的再資源化功能，這是應(yīng)該樹立的新理念。

鋼鐵生產(chǎn)是典型的流程制造業(yè)，因此樹立新理念還必須結(jié)合流程工業(yè)的基本特點(diǎn)：系統(tǒng)復(fù)雜性、生產(chǎn)連續(xù)性、管理協(xié)調(diào)性和發(fā)展整體性，在有限的時(shí)間和空間內(nèi)將復(fù)雜的鋼鐵生產(chǎn)工藝過程有機(jī)地融為一體，真正實(shí)現(xiàn)煉鋼生產(chǎn)過程動(dòng)態(tài)有序，連續(xù)緊湊和高效穩(wěn)定的生產(chǎn)。

在新理念的指導(dǎo)下研究開發(fā)適應(yīng)21世紀(jì)社會(huì)需求的新一代煉鋼流程應(yīng)達(dá)到以下發(fā)展目標(biāo)：

(1)新流程應(yīng)具備高效化的生產(chǎn)特點(diǎn)，可以大批量、低成本、穩(wěn)定地生產(chǎn)各類高品質(zhì)鋼材；

(2)新流程應(yīng)具備資源能源減量化、可循環(huán)和再利用的基本功能，建設(shè)環(huán)境友好型清潔化生產(chǎn)的新流程；

(3)新流程應(yīng)具備社會(huì)大宗廢棄物無害化處理的功能，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部管理信息化、控制智能和生產(chǎn)自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展；

(4)新流程的工藝程序、流程網(wǎng)絡(luò)(平面圖等)易于實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)自動(dòng)化、控制智能化和管理信息化。

總之，21世紀(jì)新型鋼鐵廠要實(shí)現(xiàn)鋼鐵廠功能的轉(zhuǎn)變，將鋼鐵生產(chǎn)與能源轉(zhuǎn)換、消納社會(huì)廢棄物三大功能有機(jī)地融為一體。我們應(yīng)該設(shè)想，能否通過3～5年努力使中國煉鋼工藝和裝備水平走到世界前列。2．2 煉鋼廠的解析與集成

煉鋼一連鑄生產(chǎn)過程中各單元生產(chǎn)工序冶金功能的解析與集成是實(shí)現(xiàn)煉鋼工藝流程優(yōu)化的重要方法。如圖7所示。

現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展主要得益于轉(zhuǎn)爐冶煉功能的合理解析。傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝包括脫硅、脫碳、脫磷、脫硫和控制鐵的氧化以及去除有害氣體、非金屬夾雜物等基本功能，由于脫硫、脫碳、脫磷、脫硅反應(yīng)是氧化反應(yīng)的熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)要求的不同，在同一反應(yīng)容器內(nèi)一起進(jìn)行反應(yīng)往往造成顧此失彼、相互影響甚至相互制約，為此有必要按照不同產(chǎn)品性能的要求，對轉(zhuǎn)爐冶煉功能進(jìn)行必要的解析和集成。形成絕大多數(shù)國家采用的煉鋼流程：鐵水脫硫一轉(zhuǎn)爐脫硅、脫磷、脫碳。日本為了進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率和冶煉鋼水的潔凈度，提出“分階段冶煉”的工藝思想，將出鐵槽脫硅、鐵水脫硫、脫磷與轉(zhuǎn)爐脫碳相分離，達(dá)到顯著提高鋼水潔凈度和生產(chǎn)效率及減少渣量等優(yōu)點(diǎn)。我國在吸收日本技術(shù)基礎(chǔ)上，提出了先脫硫再脫硅、脫磷一后脫碳、升溫、回收煤氣的新工藝，并將之集成為一個(gè)煉鋼廠生產(chǎn)900萬t／a左右規(guī)模的高效率、低成本、高端薄板產(chǎn)品的潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)，形成了如圖7所示的煉鋼新工藝流程。

流程解析集成是優(yōu)化]二藝流程的重要手段，其特點(diǎn)是進(jìn)一步提高冶金反應(yīng)效率，達(dá)到提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本和穩(wěn)定質(zhì)量的目的。在研究開發(fā)新一代煉鋼流程中必須強(qiáng)調(diào)樹立新理念，明確新目標(biāo)，對煉鋼流程的功能進(jìn)行深入解析與集成研究。

2．3 建立高效、低成本潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái) 建立高效、低成本潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)是今后幾年國內(nèi)各類鋼鐵廠都應(yīng)努力實(shí)現(xiàn)的基本目標(biāo)之一。為了建立高效、低成本潔凈鋼平臺(tái)必須改變傳統(tǒng)的質(zhì)量概念，深入研究以連續(xù)運(yùn)行為基本特點(diǎn)的煉鋼廠，實(shí)現(xiàn)高效、低成本、穩(wěn)定運(yùn)行的生產(chǎn)模式。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為：質(zhì)量問題主要包括產(chǎn)品合格率和產(chǎn)品性能兩個(gè)要求。而廣義的質(zhì)量概念認(rèn)為：效率、成本和性能是產(chǎn)品質(zhì)量的基本要素。效率應(yīng)包括產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、資源和能源利用效率以及系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)化；成本主要包括生產(chǎn)成本、管理成本、銷售成本和資本成本等多種經(jīng)濟(jì)因素；性能應(yīng)包括產(chǎn)品的加工性能、使用性能和可循環(huán)利用等因素。根據(jù)廣義的質(zhì)量概念，鋼鐵廠在考慮品種開發(fā)和質(zhì)量優(yōu)化的過程中應(yīng)綜合考慮效率、成本和性能等因素，達(dá)到高效、優(yōu)質(zhì)和低成本的目標(biāo)。

產(chǎn)品潔凈度是保障鋼鐵產(chǎn)品性能的基本要素，也是煉鋼連鑄生產(chǎn)過程中控制產(chǎn)品性能的基本功能。潔凈鋼是指對鋼中夾雜物和雜質(zhì)元素含量的控制達(dá)到能夠滿足用戶在鋼材加工過程和使用過程的性能要求。因此，建立潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)的基本目標(biāo)是保證鋼廠生產(chǎn)的全部鋼材潔凈度能達(dá)到潔凈鋼的基本要求。表13給出典型鋼種的潔凈度控制要求。

建立潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)還應(yīng)統(tǒng)籌考慮不同品種鋼材生產(chǎn)的技術(shù)難度和市場份額。通常把鋼鐵產(chǎn)品分為普通、中檔、高檔和尖端產(chǎn)品4個(gè)級別，生產(chǎn)技術(shù)難度可對應(yīng)分為1～4級，隨著產(chǎn)品檔次的提高技術(shù)難度增大，而對應(yīng)的市場份額減?。浩胀óa(chǎn)品約占50％～60％，中檔產(chǎn)品約占30％～35％，高檔產(chǎn)品約占10％左右，尖端產(chǎn)品約為2％～4％。這說明尖端產(chǎn)品雖然反應(yīng)出企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)能力和質(zhì)量控制水平，但在整個(gè)企業(yè)的經(jīng)營活動(dòng)中所占比例并不大。因此，建立潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)不僅著眼于高端產(chǎn)品的研制，更要努力改善量大面廣的中、低檔產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)效率和成本。

按照廣義的質(zhì)量概念，建立潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)不是簡單的脫硫、脫磷、脫氧等工藝技術(shù)問題或品種質(zhì)量問題，而應(yīng)該包括工藝、設(shè)備、技術(shù)管理和生產(chǎn)運(yùn)行等諸多因素，實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)和低成本的目標(biāo)。因此，在煉鋼廠建立潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)必須建立起與產(chǎn)品質(zhì)量密切相關(guān)的生產(chǎn)技術(shù)系統(tǒng)、信息軟件系統(tǒng)和管理運(yùn)行系統(tǒng)。如圖8所示。

潔凈鋼生產(chǎn)必須采用高效、穩(wěn)定的運(yùn)行模式。通常煉鋼一連鑄鑄造流程中系統(tǒng)的產(chǎn)能不僅僅決定于各單位工序的產(chǎn)能，還決定于工序問物流的流通能力和效率。連續(xù)運(yùn)行的制造流程中·物流的運(yùn)行動(dòng)力學(xué)決定于上游工序的“推力”、下游工序的“拉力”。對于某道工序(如轉(zhuǎn)爐)如果前道工序“推力”大于本道工序相應(yīng)的“拉力”則會(huì)發(fā)生物質(zhì)流的擁堵；如果后道工序“拉力”過強(qiáng)也會(huì)引起本工序物質(zhì)流供給不足，影響流程整體能力的l發(fā)揮。為了平衡工序問的“推力”和“拉力”，需要在工序間建立一定能力的緩沖工序以保證各工序問均衡穩(wěn)定的生產(chǎn)。通常在工廠設(shè)計(jì)中大多采用鋼鐵制造流程中物質(zhì)流的均值靜態(tài)運(yùn)行模式，假定各工序間的物流是穩(wěn)定和均衡的。但在實(shí)際生產(chǎn)中物流往往是隨機(jī)的和不穩(wěn)定的．造成各工序間物流的不穩(wěn)定匹配一對應(yīng)的紊流運(yùn)行動(dòng)力學(xué)模式·其結(jié)果是物流輸入、輸出波動(dòng)，隨機(jī)匹配，可受控性差．物流的流通能力和效率降低，如圖9所示。

為了實(shí)現(xiàn)高效化、穩(wěn)定生產(chǎn)必須建立起鐵水預(yù)處理一煉鋼一二次精煉一連鑄流程中物質(zhì)流的動(dòng)態(tài)一有序、匹配一對應(yīng)的運(yùn)行動(dòng)力學(xué)模式，特別是要盡可能避免隨機(jī)的無序“紊流”運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)有序“層流”運(yùn)行的動(dòng)力學(xué)機(jī)制，使輸入物流和輸出物流基本穩(wěn)定，整個(gè)流程基本可控，如圖10所示。

2．4 界面技術(shù)與共性技術(shù) 2．4．1 界面技術(shù)

研究高效化快節(jié)奏生產(chǎn)流程中各工序間的工序銜接和穩(wěn)定運(yùn)行規(guī)律，合理確定煉鐵一煉鋼工藝界面和連鑄軋鋼工藝界面中各工序問的時(shí)間節(jié)點(diǎn)、品質(zhì)要求與溫度控制精度，減少或盡量避免各工序環(huán)節(jié)因生產(chǎn)延誤、設(shè)備故障、安全事故等干擾因素對全流程正常生產(chǎn)節(jié)奏和平穩(wěn)運(yùn)行的影響。圖11給出現(xiàn)代煉鋼生產(chǎn)流程中最主要的界面技術(shù)，其中包括外部界面(又稱流程界面)和內(nèi)部運(yùn)行界面。如果以煉鋼一連鑄作為一個(gè)整體的生產(chǎn)工序，其外部界面主要是“高爐一轉(zhuǎn)爐界面”和“連鑄一熱軋界面”；內(nèi)部運(yùn)行界面是“煉鋼一連鑄界面”。

界面技術(shù)是保證全流程動(dòng)態(tài)一有序、連續(xù)一緊湊和高效穩(wěn)定生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)。在煉鐵一煉鋼界面應(yīng)重點(diǎn)研究高爐一轉(zhuǎn)爐之間各種物質(zhì)流、能量流動(dòng)態(tài)一有序運(yùn)行的界面技術(shù)。提倡采用以鐵水包多功能化為特點(diǎn)的“一包到底”先進(jìn)工藝，優(yōu)化鐵水運(yùn)輸環(huán)節(jié)，避免重復(fù)倒運(yùn)和不必要的轉(zhuǎn)兌，縮短轉(zhuǎn)運(yùn)周期，減少鐵水溫降，提高鐵水預(yù)處理的效率。在連鑄一熱軋工藝界面重點(diǎn)開發(fā)高效鑄機(jī)高拉速條件下高溫?zé)o缺陷坯生產(chǎn)技術(shù)、熱送與熱裝工藝，提高熱坯輸送速度，完善熱送保溫措施，提高鑄坯人爐溫度。同時(shí)，要認(rèn)真研究高溫鑄坯熱裝與直軋過程中的冶金學(xué)一材料學(xué)問題，研究不同鋼種高溫?zé)嵫b一軋制過程中軋件的相變、組織變化、微細(xì)夾雜物及第二相粒子析出規(guī)律和對成品材組織與性能的遺傳特性，提出不同鋼種的最佳熱送工藝。探索以“一鋼多級”為目標(biāo)，研究與不同級別鋼材性能相適應(yīng)的控軋控冷工藝和煉鋼一二次精煉一連鑄技術(shù)，實(shí)現(xiàn)煉鋼一軋鋼工藝過程的系統(tǒng)耦合。

二次精煉是煉鋼一連鑄工藝區(qū)段內(nèi)最重要的工序界面，具有保證煉鋼與連鑄兩大生產(chǎn)單元的能力匹配與物流銜接，發(fā)揮時(shí)間節(jié)奏緩沖和鋼水溫度、成分調(diào)節(jié)等重要作用。是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)有序、連續(xù)一緊湊運(yùn)行的重要_T序。今后，隨著鐵水“三脫”和轉(zhuǎn)爐高速吹煉與高效連鑄技術(shù)的發(fā)展，煉鋼與連鑄的生產(chǎn)節(jié)奏加快，生產(chǎn)周期縮短．二次精煉工序?qū)⒊蔀闊掍撘贿B鑄生產(chǎn)過程中的“時(shí)間瓶頸”。因此，研究開發(fā)快速精煉技術(shù)特別是RH快速精煉技術(shù)，大幅度縮短精煉時(shí)問是十分必要的。同時(shí)，對煉鋼廠內(nèi)物流輸送路線，特別是RH等精煉裝置在平面圖中的合理位置也必須給予高度重視和科學(xué)安排。這些都對今后實(shí)現(xiàn)煉鋼一連鑄生產(chǎn)節(jié)奏匹配、提高鋼水質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)連鑄機(jī)恒溫、恒拉速的穩(wěn)定化生產(chǎn)工藝具有重要意義。對加速鋼水周轉(zhuǎn)和提高車間調(diào)度的有效性和生產(chǎn)能力的充分發(fā)揮具有重要作用。2．4．2 共性技術(shù)

從流程優(yōu)化的角度考慮．煉鋼一連鑄區(qū)段內(nèi)的主要共性技術(shù)是：爐機(jī)匹配技術(shù)、鋼水二次精煉的優(yōu)化匹配技術(shù)、連鑄高效化技術(shù)、精料技術(shù)、節(jié)能減排和環(huán)保技術(shù)、過程信息化控制技術(shù)。

(1)爐機(jī)匹配技術(shù)。新一代煉鋼工藝流程應(yīng)在采用先進(jìn)成熟的工藝與裝備技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合若干新開發(fā)的工藝技術(shù)和匹配技術(shù)，通過界面技術(shù)的匹配、協(xié)調(diào)。形成優(yōu)化組合的生產(chǎn)流程。新流程中轉(zhuǎn)爐的容量并非越大越好，而應(yīng)該依據(jù)產(chǎn)品大綱的定位和合理布局的工廠結(jié)構(gòu)，追求最佳的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。煉鋼爐的合理容量不僅要和連鑄機(jī)相匹配，而且還應(yīng)適應(yīng)軋機(jī)及其生產(chǎn)產(chǎn)品的需求，保證軋機(jī)的生產(chǎn)高效化。對于兩套傳統(tǒng)熱帶連軋機(jī)協(xié)同生產(chǎn)，其鋼材的年生產(chǎn)規(guī)模應(yīng)在800萬t以上，適宜采用3座280～300t大型轉(zhuǎn)爐。同樣規(guī)模的企業(yè)若采用鐵水全“三脫”和轉(zhuǎn)爐高速吹煉新工藝，由于煉鋼節(jié)奏加快、冶煉周期縮短，應(yīng)采用230～250 t的脫碳轉(zhuǎn)爐和相應(yīng)的脫硅、脫磷預(yù)處理轉(zhuǎn)爐。對于中板年生產(chǎn)規(guī)模在180萬t左右的鋼廠，一般應(yīng)選擇兩座150～180t轉(zhuǎn)爐。對于年生產(chǎn)規(guī)模在140～180萬t以上的長型材鋼廠一般可配置兩座50～80t的轉(zhuǎn)爐或兩座80～100t的電爐；對于薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線為充分發(fā)揮連軋機(jī)的生產(chǎn)能力，選擇兩座120～150t轉(zhuǎn)爐或1座230～250t也可以選擇兩臺(tái)150～180t電爐與兩流薄板坯鑄機(jī)匹配是合理的。合理選擇煉鋼爐的爐容，穩(wěn)定和規(guī)范操作程序，提高設(shè)備自動(dòng)化和智能化的運(yùn)行水平是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)高效、穩(wěn)定的基礎(chǔ)條件。

(2)鋼水精煉的優(yōu)化匹配技術(shù)。目前國內(nèi)絕大多數(shù)鋼鐵廠均已配備了鋼水二次精煉設(shè)施，過去配置爐外精煉裝置往往單純從精煉裝備的冶金功能出發(fā)進(jìn)行選擇，而新一代鋼鐵流程要求根據(jù)產(chǎn)品和生產(chǎn)流程動(dòng)態(tài)一有序的特點(diǎn)合理選擇精煉裝置。對于一般以生產(chǎn)普碳鋼、低合金鋼長材為主的鋼廠，二次精煉裝置應(yīng)選擇成本低、效率高的爐后吹氬／喂絲裝置或CAS。對于以中、厚板材為主要產(chǎn)品的鋼廠。應(yīng)采用LF；如需生產(chǎn)部分高端產(chǎn)品，要求脫氫、深脫氧和控制夾雜物，可同時(shí)匹配VD。對于以生產(chǎn)冷軋薄板為主體的煉鋼廠，由于要大量生產(chǎn)低碳或超低碳鋼材，一般應(yīng)選擇RH真空精煉設(shè)備，并合理配備CAS普通精煉設(shè)施。對于電爐廠一般應(yīng)以LF爐作為主要精煉設(shè)施，但為了保證高品質(zhì)鋼材生產(chǎn)的需求，可配置VD或RH真空精煉設(shè)施。

(3)連鑄高效化技術(shù)。目前連鑄高效化技術(shù)的主要目標(biāo)是：根據(jù)不同鋼種的特點(diǎn)合理提高拉速、確定典型拉速并穩(wěn)定拉速．實(shí)現(xiàn)恒拉速，保證鑄坯的內(nèi)部和表面質(zhì)量，促進(jìn)連鑄高效化。要根據(jù)軋機(jī)配置的 要求選擇優(yōu)化和固定的連鑄坯斷面尺寸，確定合理的拉速和連澆周期，相應(yīng)確定精煉爐、煉鋼爐的運(yùn)行節(jié)奏和生產(chǎn)能力。進(jìn)一步優(yōu)化煉鋼一連鑄的平面布置，保證物流通暢，縮短調(diào)運(yùn)時(shí)間，減小溫度波動(dòng)，為實(shí)現(xiàn)連鑄機(jī)定時(shí)、定溫、定速的穩(wěn)定生產(chǎn)創(chuàng)造條件。

鑄機(jī)斷面的合理選擇是實(shí)現(xiàn)全流程高效化生產(chǎn)的基礎(chǔ)。通常對于生產(chǎn)薄板的傳統(tǒng)板坯鑄機(jī)，連鑄坯厚度以210～230mm為宜，生產(chǎn)中厚板坯一般可選擇連鑄坯厚度250～300mm，薄板坯連鑄連軋機(jī)組生產(chǎn)的薄鑄坯厚度一般為70～90mm。對于小方坯連鑄機(jī)生產(chǎn)普碳鋼坯(包括低合金鋼)斷面為150 mrn×150mm為宜。對于特殊鋼生產(chǎn)連鑄機(jī)斷面可選擇220rnm×220mm～300 mm×300mm或其它相應(yīng)的矩形坯斷面。

(4)精料技術(shù)。這是一個(gè)系統(tǒng)的概念，即所有原材料都要符合冶煉、精煉與質(zhì)量的要求，不但鐵水這一最重要的原料需進(jìn)行預(yù)處理后再使用，其它原材料也都要精料。例如：注重提高鐵合金的質(zhì)量，尤其要注重FeMn的硅、鋁、磷等元素含量，F(xiàn)eCr中的鈦、磷含量，避免對潔凈鋼水的污染。要進(jìn)一步提高石灰質(zhì)量，提倡用回收的轉(zhuǎn)爐煤氣燒石灰，嚴(yán)格控制石灰中的硫含量和SiO2含量，提高石灰活性度。要加強(qiáng)對耐火材料的質(zhì)量監(jiān)督和管理工作，積極研究開發(fā)新型連鑄三大件耐火材料；進(jìn)一步降低耐火材料的消耗，并深入研究減輕耐火材料對鋼水潔凈度的污染。保護(hù)渣的質(zhì)量穩(wěn)定性對連鑄坯表面質(zhì)量有重要影響，今后不但要加強(qiáng)新型保護(hù)渣的研究開發(fā)工作，而且要加強(qiáng)對保護(hù)渣質(zhì)量的管理，嚴(yán)格控制保護(hù)渣的加入量，改進(jìn)保護(hù)渣加入技術(shù)，進(jìn)一步提高鑄坯質(zhì)量的穩(wěn)定性。要加強(qiáng)對廢鋼的成分、塊度分類管理，特別是對于電爐廠要通過加強(qiáng)廢鋼管理減少加料次數(shù)，進(jìn)一步降低冶煉電耗。

(5)節(jié)能減排和環(huán)保技術(shù)。積極推行轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼工藝，爭取實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐工序負(fù)能煉鋼；進(jìn)一步促進(jìn)整個(gè)煉鋼一連鑄工序低能耗運(yùn)行；積極推廣轉(zhuǎn)爐閉罩冶煉、煤氣回收和干法除塵等先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)一步加強(qiáng)煤氣、蒸汽的回收與利用，降低放散率。低硫含量的優(yōu)質(zhì)轉(zhuǎn)爐煤氣應(yīng)主要用于生產(chǎn)石灰以降低石灰硫含量，大型轉(zhuǎn)爐回收蒸汽應(yīng)優(yōu)先作為煉鋼車間內(nèi)真空精煉設(shè)備的汽源，以提高能源轉(zhuǎn)換效率，降低真空精煉的成本。要進(jìn)一步加強(qiáng)對轉(zhuǎn)爐爐渣、煙氣粉塵和廢棄耐火材料等固體廢棄物的利用與循環(huán)利用技術(shù)的開發(fā)，爭取實(shí)現(xiàn)煉鋼連鑄生產(chǎn)無公害化的近“零排放”。積極研究開發(fā)低品質(zhì)蒸汽、煤氣發(fā)電等新技術(shù)。

(6)生產(chǎn)信息化與過程智能化控制技術(shù)。隨著社會(huì)信息化的發(fā)展和煉鋼連鑄的生產(chǎn)日趨準(zhǔn)連續(xù)化，煉鋼一連鑄生產(chǎn)過程的信息化建設(shè)和智能化控制技術(shù)的發(fā)展尤為重要。今后應(yīng)大力在國內(nèi)煉鋼廠推廣和完善信息中心和數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對煉鋼一連鑄全流程生產(chǎn)過程的在線監(jiān)控、故障診斷、生產(chǎn)和質(zhì)量預(yù)報(bào)與生產(chǎn)調(diào)度尋優(yōu)等信息管理功能，并開展鐵水預(yù)處理一煉鋼一精煉一連鑄過程的智能控制技術(shù)研究。

多年以來，由于國內(nèi)不少煉鋼一連鑄原、輔材料質(zhì)量不穩(wěn)定，工藝規(guī)程不健全，生產(chǎn)基本沿用人工經(jīng)驗(yàn)控制技術(shù)。因此，生產(chǎn)的穩(wěn)定性往往受到操作者個(gè) 人的體力、精力和經(jīng)驗(yàn)所局限，造成人為的失誤或波動(dòng)，影響了工藝和產(chǎn)品的穩(wěn)定性。今后要在加強(qiáng)生產(chǎn)過程精細(xì)管理和淘汰落后工藝裝備的同時(shí)，積極推廣轉(zhuǎn)爐副槍動(dòng)態(tài)控制、爐氣分析過程控制以及連鑄計(jì)算機(jī)控制等先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)而逐步實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)閉環(huán)在線智能控制，盡可能減少人為干擾，提高物流流量、成分、溫度的控制精度，保證產(chǎn)品性能和生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性。

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