进入新世纪后的自主创新钢铁制造先进技术——“回首新中国钢铁工业技术进步”系列报道之六

从上世纪50年代以来,尤其是改革开放以来,中国钢铁工业在不断引进国外先进技术,追赶世界先进钢铁制造技术的同时,先后自主创新了一批具有中国特色的钢铁制造先进技术。这批先进技术,有的是原始创新开发,有的是在关键共性技术上取得重大突破,并形成专有技术应用于生产,具有国际先进水平,还有的是在某学科领域占领制高点的研究成果等。

包钢白云鄂博稀土铁矿选矿、冶炼等综合利用技术创新

据20世纪末的测定,包头白云鄂博矿含有74种元素、114种矿物,是世界上罕见的多金属共生矿。它的铁储量达到18亿吨,铌储量达到660万吨,特别是稀土储量达到3600万吨,占世界储量的43%,为世界之首。包头矿中稀土氧化物的平均品位为5%~7%,有的高达15%。白云矿是包钢钢铁生产的铁矿原料基地。包钢形成年产400万吨钢的生产能力后,每年开采原矿1200万吨,随铁开采出来的稀土氧化物达60万吨,接近世界年稀土消费量的10倍,具有重大利用价值。包头矿由于含有氟、钾、纳等多种元素,给高炉冶炼带来许多困难。一是含氟矿石对风口、渣口、铁口损坏很大;二是由于矿石中碱金属的影响,高炉结瘤严重。这“三口、一瘤”成了包钢高炉生产的严重问题。上世纪70年代,冶金工业部两次组织攻关组先后解决了“三口、一瘤”技术问题,使包钢解决了冶炼白云矿的技术难题。从上世纪50年代开始,包钢稀土资源的综合利用受到党和国家领导人的高度重视。时任国务委员方毅曾代表国家7次到包头,抓包头矿资源的综合利用。经过几十年的探索、开发,包钢在稀土选矿工艺、氯化稀土生产工艺、稀土合金生产工艺和单一稀土萃取分离技术等方面都取得了重大突破,实现了中国铁矿共生资源综合利用的重大原始技术创新,初步形成了具有自主科研、生产和应用特点的工业体系。

进入新世纪后的自主创新钢铁制造先进技术——“回首新中国钢铁工业技术进步”系列报道之六

攀钢高炉冶炼高钛型钒钛磁铁矿新工艺技术创新

攀枝花—西昌地区蕴藏着极其丰富的矿产资源,据20世纪末的测定,已探明的钒钛磁铁矿近100亿吨,占世界钒钛磁铁矿储量的四分之一。攀西矿是多金属共生矿,含有五氧化二钒2000多万吨,占全国储量的58%,占世界储量的34.7%;含二氧化钛87000多万吨,占全国储量的90.53%,占世界储量的35.17%。此外,还有数量可观的钴、镍、铬、钪、镓等十几种贵金属。但在建设攀钢以前,钒钛磁铁矿的冶炼是一项世界性技术难题。上世纪60年代,我国组成试验组先后在承钢、西昌试验厂和石景山钢铁厂进行模拟试验和工业试验,实现了用普通高炉冶炼钒钛磁铁矿的目标,为后来攀钢的生产提供了技术依据。1970年,攀钢1号高炉投产后,生产存在不少问题;1972年组成工作组开展技术攻关,掌握了大风、低硅、喷吹的高炉操作技术,解决了烧结矿强度不够、高炉渣口损坏、铁水粘罐、混铁炉装钒钛铁水等技术问题,打通了钒钛磁铁矿的冶炼工艺堵点,生产逐步走向正常。1978年,攀钢又采取掺用部分天然块矿入炉的措施,使高炉生产水平进一步提高。最终这项由攀钢创造出的普通大型高炉冶炼高钛型钒钛磁铁矿新工艺,实现了高钛型钒钛磁铁矿从无法冶炼到工业生产的跨越。1979年,该技术成果获得国家发明奖一等奖。

进入新世纪后的自主创新钢铁制造先进技术——“回首新中国钢铁工业技术进步”系列报道之六

鞍钢贫红铁矿选矿新工艺自主创新

所谓红矿的选矿,是指对赤铁矿、褐铁矿、镜铁矿、菱铁矿、假象赤铁矿等的选矿。这类矿石的特点是含铁品位低、嵌布粒度细、矿物组成复杂、较为难磨难选,但这类矿石储量较大,分布较广。到1990年底,全国已有大中型弱磁性铁矿石选矿厂50多座,年处理原矿能力达6000万吨,当年生产的铁精矿占全国铁精矿总产量的15%。而弱磁性铁矿选矿难度大,选别指标不理想,所得铁精矿含铁品位长期在56%~60%徘徊,冶金行业的科技人员对此进行了不懈攻关。进入上世纪80年代,我国对弱磁性铁矿石的选矿采用了焙烧磁选、湿式强磁选、弱磁性浮选、细粒弱磁性重选等工艺流程和相关装备及新品种药剂,不断取得突破性成果。1986年,鞍钢齐大山矿一选矿厂将10个选矿系列按照强磁—弱磁—酸性浮选的新工艺改造完毕;1987年,精矿品位由改造前的58%提高到64%,金属回收率达到72%,实现了贫红铁矿选矿工艺的自主创新。

相关领域的一系列自主创新,比如,无起爆药安全雷管技术、原子能工业用同位素分离膜技术、高炉氧煤强化炼铁工艺、全自动转炉炼钢技术、终点控制技术、超高功率直流电弧炉炼钢技术、大功率交流变频调速系统、方坯和大板坯连铸技术等实现国产化。

另外,进入新世纪,我国还自主设计、自主建设、自主运行、自主管理了一批新一代沿海钢厂,特别是鞍钢鲅鱼圈钢厂、首钢京唐和宝钢湛江钢铁,是中国钢铁工业技术进步集成优化的综合体现。它们体现了中国钢厂自主设计的理论与方法创新,体现了中国钢厂工艺装备的国产化水平,体现了中国钢厂建设、运行、管理技术的创新。这批新建沿海大厂的设计、建设,把中国新一代钢铁联合企业的功能,扩展为高效率、低成本的洁净钢产品制造,能源高效转换和回收利用,大宗社会废弃物的消纳、处理和再资源化三大功能。

作者 | 张训毅

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