世界最大炼铁高炉沙钢5860立方米高炉上.docx
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世界最大炼铁高炉沙钢5860立方米高炉上
[]世界最大炼铁高炉——沙钢5860立方米高炉(上)
世界高炉之王
——沙钢5860立方米炼铁高炉(上)
工程投资额:
18亿元以上
工程期限:
2008年——2009年沙钢5860高炉底部送风装置。
这座世界第一高炉投产后,每天可生产1.3万多吨铁水,足够装满90只150吨铁水罐。
2009年10月21日凌晨1点36分,沙钢集团华盛炼铁厂5860立方米高炉顺利出铁,标志着这座目前世界上容积最大、技术最先进的“世界第一高炉”正式投产。
该炉年产量高达500万吨,年产值超过120亿元;主要为沙钢集团新投产的300万吨热轧和200万吨宽厚板生产线提供铁水。
高炉炼铁技术已有数百年历史,2008年世界生铁产量9.267亿吨,高炉炼铁占总产量的90%以上。
目前全世界约有炼铁高炉1400余座,我国约有炼铁高炉1100余座,2008年我国生铁产量达4.7067亿吨,约占世界生铁总产量的50.8%。
高炉生产线是钢铁厂的“龙头”,通常由选料、制粉、烧结/球团、焦化、配料、鼓风机、热风炉、喷吹、高炉、除尘、煤气站、渣铁运输等庞大的系统组成。
铁矿石经高炉冶炼成生铁,再用铁水罐转运到炼钢车间,用转炉等设备精炼成钢水,并铸成板坯钢锭,供后续生产流程轧制成钢材。
因此高炉一旦出现问题,整个钢厂都有可能瘫痪,其重要性可见一斑。
沙钢集团位于省家港市锦丰镇,是我国最大的民营钢铁企业。
华盛5860立方米高炉项目总投资18亿元,工程由原料运输设备、高炉本体、热风炉、高炉鼓风机、喷煤制粉及喷吹、轧铁处理及运输、煤气清洗以及三电控制系统组成。
采用世界最先进的富氧喷煤系统、煤气洗涤循环系统、净化水增压系统、TRT余热发电、炉前脱硅及高效除尘环保等节能减排先进技术,装备水平居世界前列,吨铁能耗比国同类装备降低40%左右,烟尘粉尘排放量可减少15%左右,技术经济指标达到国际一流水平。
日本第二大钢铁集团——日本JFE钢铁福山厂(左起)第2高炉、第3高炉、第4高炉、第5高炉,4号高炉2006年5月扩容到5000立方米,5号高炉扩容到5500立方米。
世界特大型高炉一览
钢铁被誉为工业社会的骨骼,自人类进入工业化以来,钢铁产量成倍增长。
1901年世界钢铁产量仅为3000万吨,到2000年已经跃升到8.437亿吨,上个世纪世界钢铁总产量约为327.02亿吨,主要由欧美国家和日本生产。
进入新世纪后,随着以中国为主的新兴经济体高速发展,2008年世界粗钢产量已经达到13.297亿吨,主要由中国生产。
钢铁消费量的急剧增长和能源价格上涨,以及各国对于环境保护的要求,都在促使炼铁高炉向大型化、高效化、清洁化发展。
高炉规格一般以炉有效容积来衡量,1860年以前高炉最大容积在300m3以下,日产铁水数十吨;到19世纪末期,容积增大到700m3,日产量提高到500吨;20世纪初期,炉容扩大到1000-3000m3,70年代后,扩大到4000-5000m3。
现在高炉最大容积已经达到5500m3以上。
这些巨型高炉日产铁水高达12000吨以上,足够用来建造2座埃菲尔铁塔。
高炉从开炉点火到大修,单次炉役可以连续运转十几年时间,经数次停炉大修,炉龄可达50年以上,单炉累计产量以千万吨计。
截至2009年11月,全世界共有9座5500m3以上的特大型炼铁高炉,除了沙钢的世界高炉之王外,其他8座分别是:
日本新日铁大分厂1号、2号高炉(容积均为5775m3),俄罗斯北方钢铁(Severstal)切列波维茨厂5号高炉(容积5580m3),日本新日铁君津厂4号高炉(容积5555m3),德国蒂森钢铁斯韦尔根厂2号高炉(容积5513m3),日本JFE福山厂5号高炉(容积5500m3),国浦项光阳钢厂4号高炉(容积5500m3),中国京唐钢铁1号高炉(容积5500m3)。
日本是特大型高炉最多的国家,全世界18座5000m3以上的高炉中,日本就占了12座。
近年来日本四大钢铁公司,一口气将12座1979年前建设的高炉,扩容改建到5000m3以上;其中还包括2004年9月29日,住友金属鹿岛厂投产的5370m3新1号高炉,这是日本25年来唯一新建的大型高炉。
新日铁大分厂2号高炉于1976年10月点火投产,1988年8月大修扩容到5245m3,2004年5月大修扩容到5775m3,日产量达到13500吨,成为当时世界最大的炼铁高炉。
该炉自1976年投产以来,累计铁水产量已接近1亿吨。
2009年8月2日,新日铁大分厂1号高炉经过大修,也扩容到5775m3,该炉1972年11月投产时的容积为4158m3。
这些老旧高炉经过不断的大修改造,依然具有很高的生产效率。
联于1974年底,在乌克兰克里沃罗格(Krivoi
Rog)钢铁公司,建成容积5026m3的9号高炉,年产量为400万吨,其炉壳用高强度钢板制成,配备有自立式热风炉,热风温度可达1450℃,比一般热风炉高200-300℃。
这是联第一座5000m3级高炉。
2003年11月,9号高炉经大修后复产。
该厂曾经是仅次于马格尼托哥尔斯克钢铁公司的联第二大钢铁企业,现被安赛乐米塔尔收购,2008年产量约810万吨。
1986年4月,联在沃洛格达州的切列波维茨(Cherepovets)钢铁厂,建成容积5580m3的5号高炉,该炉一度成为世界最大的炼铁高炉,2005年9月大修复产,2008年1月31日发生火灾,2天后恢复生产。
国浦项制铁光阳钢厂,在1992年9月投产容积为3795m3的4号高炉,年产量310万吨。
2009年2月18日停炉大修,将容积扩大到5500m3,年产量提高到430万吨。
7月21日,该炉完工复产,成为国容积最大的高炉。
我国虽然从1996年起钢铁产量就已经超过日本,跃居世界第一位,2008年粗钢产量超过5亿吨,相当于日本的4倍。
但在2009年前,我国仅有10座4000m3级以上的大型高炉,其中最大的是宝钢于1985年9月投产的1号高炉(容积4063m3),2008年12月扩容后达到4966m3,年产量提高到405万吨。
截至2009年9月28日,宝钢4座4000m3级高炉,累计产铁超过2亿吨。
由于我国存在大量高污染、高能耗的小型高炉,国家从2005年制定钢铁产业政策时,就明确要淘汰300m3以下的高炉。
2009年初制定钢铁产业振兴规划时,进一步将高炉淘汰标准提高到1000m3,这将直接压缩落后钢铁产能1.8亿吨以上。
因此从2009年后,我国大型炼铁高炉将进入建设高潮。
5月21日,妃甸首钢京唐公司新建成的5500立方米1号高炉试生产成功。
10月21日,沙钢5860m3高炉投产。
2010年首钢京唐5500立方米2号高炉将投产。
此外宝钢、武钢项目均有建设5000立方米以上大型高炉的计划。
不过这些项目受金融危机影响,可能暂缓实施。
沙钢集团前身,沙洲县锦丰轧花厂老照片。
没人会想到30年后,这里会诞生一家跻身世界十大钢铁集团的巨型钢铁企业。
家港沙钢集团卫星图片,厂区占地13平方公里,是中钢的2倍,有数万职工在这里工作。
照片上方就是长江,沙钢产品从这里源源不断地运往世界各地。
“钢铁沙皇”的传奇
沙钢集团成立于1975年,是我国最大的民营钢铁企业,经过三十多年发展,已经从一个县办小厂发展成为我国第四大钢铁集团。
2008年完成钢产量2330万吨、铁1877万吨、轧材2057万吨,实现销售收入1452亿元、利税148亿元,跻身世界十大钢铁集团,在世界500强中排名第444位。
目前沙钢集团拥有总资产1100亿元,职工35000余名,厂区占地13平方公里,主要技术装备均具有国际一流水平。
这一系列数据,述说着一个企业成长的传奇。
1974年初,省沙洲县(今家港市)统配钢材紧缺,县里提出让锦丰轧花厂搞钢铁。
轧花厂党支部书记耀生和文荣等人,用借来的45万元自筹资金开始组建一个小型轧钢车间。
他们用土法炼钢浇铸十副轧机牌坊,从一艘名为号的报废货轮,买来美国30年代制造的1250匹重型柴油机,用来带动轧机。
用旧坦克上一台500匹马力汽油机和旧直流电动机,改为交流发电机解决辅助用电。
10月份,厂里派文荣带领28个工人到吴县陆墓镇轧钢厂学习轧钢技术。
1975年3月10日,轧钢车间正式投产。
6月10日,锦丰轧花厂轧钢车间命名为沙洲县轧钢厂,隶属于沙洲县商业局。
做了6年机修车间副主任的文荣,被任命为副厂长。
沙洲县第一个冶金企业就这样诞生了。
1976年10月,沙钢建成第一台3吨小电炉,由于计划经济时代物资短缺,尽管设备原始,早期的沙钢还是取得了不错的效应。
1983年产量近1万吨,有圆钢、螺纹钢、角钢等七八种产品。
1984年4月,文荣被沙洲县委任命为轧钢厂厂长。
刚上台的文荣就做出一个重大决定:
收缩产品线,将当时大企业不屑一顾,而小企业又无法上规模的窗框钢作为主导产品。
当时南地区先富起来的农民盖新房,用钢窗成为一种时尚,因此需求量很大。
到1988年,沙钢已经建成9条窗框钢专业化生产线,产量达到13万吨,国市场占有率达到65%。
生产窗框钢使沙钢掘到了第一桶金,并享誉全国。
1988年底,当沙钢积累了1亿多元资金时,文荣把家底都砸进去,从英国比兹顿钢厂买进一条75吨超高功率电炉炼钢、连铸、连轧短流程生产线,年产25万吨螺纹钢。
这个决定关系着沙钢的生死存亡。
文荣破釜沉舟地说:
“就是设备买来了运行不了,也要放在那里办成个展览馆,我自己在门口卖票,5分钱一,让同行都来学习文荣的教训。
”文荣和沙钢是幸运的,这一项目1992年投产后不久,适逢发表南巡讲话,中国迎来了基础建设的高潮,3亿元投资不到3年就全部收回。
1993年,文荣再行惊人之举,投资13亿元从德国引进亚洲第一条90吨超高功率竖式电炉炼钢、LF精炼、连铸、连轧高速线材生产线,投产第二年沙钢的产量就突破了百万吨大关。
1997年,沙钢与国浦项制铁合资二亿多美元,生产冷轧不锈钢薄板,目前成为中国最大的不锈钢薄板生产基地。
2001年2月,沙钢完成企业改制,国有股逐渐退出。
德国赫施(Hoesch)钢厂,曾经是多特蒙德的骄傲,有些工人祖三代都在这里工作。
2001年10月,文荣花费3084万欧元,整体买下德国蒂森克虏伯集团位于多特蒙德的赫施(Hoesch)钢厂,该厂创立于1873年,曾经是德国第三大钢厂,1944年遭盟军轰炸,二战后重建,拥有3万多名员工,该厂汽车用板深冲钢板等产品在欧洲享有盛誉,主要生产线是一条具有80年代先进水平的650万吨长流程钢板生产线,集烧结、焦化、炼铁、炼钢、连铸、连轧配套于一体,设备原值20亿欧元,蒂森集团是因为该厂远离海岸,人员、原材料成本过高,失去竞争力,又遇到市场饱和,才关停出售。
从2001年11月起,沙钢派出1000多名工人,将霍施钢厂重达25万吨的设备和40吨安装图纸全部拆运回国,这被称为“欧洲战后最大规模的工业拆迁”。
随后沙钢投入200亿元进行技术改造及厂房建设,只用了4年就建成一条650万吨炼铁、炼钢、连铸、连轧生产线,2005年6月18日正式投产。
这一交易成为沙钢发展史上最重要的分水岭。
沙钢产能因此一举跃升到1000万吨,并迅速改变了以棒材、线材等初级钢铁产品为主的产业结构。
德国多特蒙德赫尔德区拆迁后的Hoesch钢厂庞大厂区,让曾在这里工作的德国人颇为失落。
2006年沙钢年产铁1141万吨、钢1463万吨、材1272万吨,销售收入588亿元,跻身全国钢铁五强。
并出资20亿元重组拥有200万吨优特钢产能的淮钢集团。
2007年9月,出资20多亿元重组最大的民营钢铁企业——永兴钢铁,并进行250万吨扩产技术改造。
2007年12月,沙钢控股同属家港的永钢集团,使沙钢集团产能提高到2200万吨,成为与宝钢、鞍钢并驾齐驱的钢铁巨头。
沙钢从一个县级轧棉花的小厂,经过35年的拼搏,已经成为世界一流的钢铁企业。
从沙钢冲击世界钢铁之巅的雄心,可以看到中国工业崛起的惊人速度。
沙钢5800立方米高炉系统全景
沙钢5860m3高炉工程
沙钢集团原有8座高炉,炼钢所需的铁水,主要由集团所属的宏发炼铁厂和华盛炼铁厂提供。
宏发炼铁厂拥有3座2680立方米的炼铁高炉,陆续于2002年10月开始建设,2005年4月竣工投产,年产铁水650万吨,平均每座高炉日产铁水6000吨。
主要供应年产450万吨的1700毫米热轧卷板和年产200万吨的5米宽厚板生产线。
其中1号、2号高炉是利用德国蒂森赫施钢厂7号、4号高炉部分设备经过扩容改造而成,3号高炉为全新设计。
华盛炼铁厂下设一分厂和二分厂,共拥有5座380立方米高炉,陆续于1999年12月开始建设,2004年2月投产,年产铁水250万吨,平均每座高炉日产铁水约1200吨。
沙钢华盛5860m3高炉是沙钢集团推进节能减排、优化生产结构的代表性工程,由钢铁设计研究总院设计,中冶天工十三冶承建,先后解决了大体积混凝土浇筑,高炉本体结构安装、焊接,高炉机电管仪安装,耐材砌筑等关键技术问题。
2008年1月15日工程开始打桩,2月14日正式奠基开工,3月16日进入土建施工。
高炉基础土方开挖达量到1.6万立方米,基坑深度4.9米,钢筋绑扎量1200吨,砼浇筑量达9028立方米。
6月6日第一带炉壳吊装成功,标志着该工程从打桩土建转入结构吊装阶段。
6月21日正式开始热风炉拱顶砌筑。
高炉采用三座PW-DME外燃式热风炉,单座重达6000吨,由蓄热室、燃烧室和拱顶组成。
12月25日,热风炉60米砼烟囱,经过30多名员工145天连续施工,完成447吨衬耐火料的砌填任务,全面竣工。
2009年2月初,高炉2台总重172吨的炉顶料罐顺利地安装到62.5米平台上,3月23日,高炉粗煤气下降管顺利在百米高空对接就位,粗煤气下降管是高炉煤气出口的主要通道,且是整个高炉施工最重的构件之一,管径3400毫米,长度为58米,重约120吨。
5月5日正式开始耐材砌筑,6月25日高炉炉底耐材全部砌筑完成。
共完成4层炉底炭砖,2层瓷垫砖,5层环形炭砖及炉底保护砖铺设任务。
7月9日,全厂35千伏动力、鼓风机站10千伏、主泵房10千伏、主控楼10千伏系统成功送电。
9月,高炉鼓风机站系统试车成功,该设备电机重达123吨,额定功率60000千瓦,是目前世界最大的鼓风机。
2009年9月20日12时28分,华盛5860高炉开始烘炉,标志着工程完成设备安装,进入负荷试车阶段。
华盛5860高炉投产后,将使沙钢炼铁产能提高近三分之一。
除华盛高炉技改项目外,沙钢集团还在全力推进焦炉技改、荣盛转炉技改、荣盛轧钢技改和5米宽厚板技改项目。
五大技改项目总投资190亿元,预计2010年正式投产。
日本JFE钢铁千叶厂(原川崎制铁千叶厂)1号高炉模型
高炉炼铁流程
高炉是形似保龄球的圆形竖炉,用高强度钢板作炉壳,壳砌耐火砖衬,自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸5部分。
炉顶开有进料口和四根炉顶排气管,这四根排气管在炉外接合为一根降流管,与除尘设备相连,用于清除炉顶气的粉尘。
炉底设有出铁口和出渣口,沿炉缸四周开有数量不等的进风口,与热风炉用管道相连。
炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭/煤粉、石灰石和空气。
从炉顶装料,炉底鼓风,形成炉料下降,和煤气上升的相对运动,将矿石还原成生铁。
从矿山采出来的铁矿石包括赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿等种类,富矿经加工可以直接入高炉冶炼,贫矿由于含铁量较低,必须经过研磨、选矿等工序,提取含铁量较高的部分,制成精矿粉。
由于精矿粉太细,不能直接入炉,必须通过烧结机制成烧结矿,或经过竖炉制成球团矿。
球团成块后的矿粉具有高气孔率,有利于利于炼铁造渣,提高炼铁效率。
高炉炼铁时,将矿粉制成的烧结矿/球团矿,与焦炭、造渣熔剂(石灰石)等原料,按规定称重配比,从炉顶进料口分批装入炉身。
将冷空气用鼓风机吹入热风炉,加热到800-1350摄氏度,用管道送入高炉底部四周的进风口,并向风口喷入焦炭/煤粉/重油等助燃剂。
高温空气与焦炭/煤粉发生燃烧,产生2000℃以上的炽热煤气。
高温煤气以60-120米/秒的速度,从底部风口连续稳定地吹入高炉,使温度达到上千度。
炉顶装入的焦炭和矿石在下降过程中,一直保持交替分层的结构。
炉料降到炉身上部还原区时,被预热到300℃,水份蒸发排出,矿石与CO气体发生反应。
炉料降到炉腰还原区时,加热到900℃,氧化铁还原为固态海绵铁,石灰石快速分解为氧化钙并与脉石结合。
炉料降到炉腹熔融带时,加热到1350-2000℃,除焦炭外,其它炉料全部熔融,铁液熔化滴落到炉缸,炉渣逐步形成。
炉料降到炉底时,焦炭在风口前燃烧气化。
风口前有一个袋形的焦炭回旋区,焦炭在这里遇空气强烈地回旋和燃烧,放出大量的热并生成一氧化碳与二氧化碳,这里是炉热量和气体还原剂的主要产生地。
一氧化碳在上升过程中,与铁矿石中的氧反应成二氧化碳和铁,二氧化碳气体上升,跟炉料中的炙热焦炭反应,再次生成一氧化碳,继续跟从炉顶不断装入的炉料反应。
炉料在下降过程中,绝大部分铁的氧化物被还原成铁。
混在铁矿石里的锰、硅、硫、磷等元素也会被碳或一氧化碳从它们的化合物中还原出来。
少量的碳、锰、硅、硫、磷等在高温下熔合在铁里,成为生铁。
铁矿石里还含有难熔化的脉石,炉料中加入石灰石就是用于除去脉石。
石灰石主要成份为碳酸钙,与脉石里的二氧化硅反应,生成硅酸钙和二氧化碳,从矿石里分离出来。
还原后的生铁和炉渣,聚集在炉缸中,定期从出铁口、出渣口放出。
生铁是炼钢的主要原料,矿渣是生产矿渣水泥的原料。
上升到炉顶的高温煤气流则逐渐冷却,从炉顶排出;经除尘后作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等设备的气体燃料。
炉顶气含尘量非常高,一座日产3000吨的高炉,仅每天从炉顶气分离的尘埃就高达70吨。
现代化高炉还可以利用炉顶的高压,导出部分煤气用于发电。
根据铁矿石品味,高炉炼铁通常需要1.5-2吨铁矿石、0.3-0.6吨焦炭/煤粉、0.2-0.4吨熔剂,2000m3空气,才能冶炼出一吨生铁。
生铁性能坚硬但较脆,含碳量在2-4.3%之间,按用途可分为炼钢生铁(白口铁)、铸造生铁(灰口铁)、球墨铸铁以及合金生铁。
炼铁厂生产的铁水用铁水罐转运到炼钢车间,与废钢、石灰等造渣料一起,投入转炉吹氧冶炼成钢,将含碳量降低到0.2-2%,脱除硅、磷、硫等杂质,钢水精炼后铸成板坯钢锭,供后续流程轧制成钢材。
含碳量在0.2%以下的称为熟铁,由于缺乏碳素,性能较软,强度和硬度均较低。
大型高炉一旦点火后就不能轻易停止运行,否则会使炉体受到严重损伤。
在经济不景气的情况下,企业压缩生产又不能停火,所以只能降低炉温,使高炉处于保温状态,延长产品出炉的时间,减少营运成本。
这被称为闷炉。
为了保证高炉生产的连续性,必须要储备足够数量的原料。
如宝钢1号4063m3高炉,日产生铁超过10000吨,炉渣4000多吨,日耗焦4000多吨。
炼铁是能耗大户,高炉、烧结、炼焦三个工序的能耗在钢铁企业总能耗中约占70%,单是高炉的能耗即占50%左右。
炼铁又是钢铁企业环境污染的重点户。
高炉和烧结的烟尘,焦化的废水和烟尘对环境污染都比较严重,故它又是钢铁企业进行环境治理的重点部门,近年来高炉设备都在向环保节能化发展。
11-15世纪使用的炼铁风箱
高炉炼铁发展概况
高炉炼铁起源于炼铁竖炉,炼铁竖炉由炼铜竖炉发展而来,当时铁是炼铜时的副产品。
公元前4000年的古埃及和两河流域,出现极少量陨铁制品。
公元前1400年,小亚细亚的西台王国(今土耳其境)掌握了原始的冶铁技术。
即在土中挖一坑洞,周围堆上石块,以木柴为燃料,利用自然风力烧炼矿石,产品为类似块状的海绵铁。
西台王国被腓尼基所灭后,冶铁技术逐渐向中东、非洲、欧洲传播,这个过程延续了上千年。
中国炼铁始于2500年前的春秋、战国之交,当时铁广泛应用于武器、农具和生活用具。
汉武帝时(公元前110年),将炼铁收归官营,先后设立了49个铁官。
在古荥镇出土的西晚期冶铁遗址中,炼铁竖炉炉缸长轴约4米,短轴约2.8米。
有专家估算这样的竖炉有效容积为50立方米,两侧各有2个风口,设鼓风器4具,日产量约500公斤。
东汉时发明了以水力代替人力鼓风,有力地推动了炼铁生产的发展。
炼铁技术逐步由中国传入朝鲜、日本等国。
欧洲直到12世纪初,才在瑞典出现竖炉炼铁。
15世纪时由于铸造火炮的需要,炼铁技术得到较快发展,到16世纪欧洲已普遍采用竖炉冶炼。
欧洲早期的竖炉多呈方形,用石块砌成,炉身较矮。
由于不懂得加熔剂,因而往往不能获得流动性良好的炉渣,渣中铁的含量也相当高。
到16世纪中叶时,炉缸边长1米多,有一个鼓风口和一个流出口,日产量不到1吨。
到17世纪炉子明显加大增高,各项指标都有显著改善。
然而由于生铁难以锻造,经过把生铁和矿石一起装炉再一次熔炼,便得到熟铁,同时产量增加,自此形成了炼铁的二步操作法。
左图为14世纪德国使用的炼铁竖炉,右图为17世纪欧洲出现的水车鼓风炼铁炉,日产铁水可达到1吨。
18世纪中叶的英国工业革命大大推动了炼铁技术发展。
早期冶铁一般采用木炭为原料,随着产量扩大,欧洲当时森林砍伐过度,便尝试用煤作为高炉燃料。
由于煤中含硫,使生产的铁较脆,于是用干馏的方法除去煤中的硫成为焦炭。
1735年英国人达尔比(Darby)用焦炭炼铁获得成功。
这样不仅解决了燃料问题,而且焦炭质地坚硬,可以承受较大的压力,使炉子能够加高增大,产量大幅度提高。
焦炭多孔透气,有利于炼铁过程中化学反应进行,所以是极为理想的燃料和还原剂,自那时起一直使用至今。
1755-1765年间,英国和俄国人出现以蒸汽机驱动的鼓风机,为高炉大型化创造了条件。
1788年,英国的生铁产量为61300吨,而在各炼铁厂相继采用蒸汽机后,到了1796年,英国的生铁产量即猛增到125000吨。
1828年格兰开始以热风炉给高炉预热鼓风,取得明显效果,推动了格兰高炉在10年间全部装备了热风炉。
1857年发明蓄热式热风炉后,风温急剧升高,使高炉冶炼达到一个崭新的阶段。
1832年英国人第一次利用高炉煤气来加热鼓风,与此同时出现了封闭式炉顶。
这两项新技术使当时的高炉生产和炉顶构造发生了巨大变化。
19世纪中叶至20世纪中叶,现代高炉炼铁技术基本成型。
1840年开始出现人造富矿(烧结矿、方团矿和球团矿等)。
起初烧结配料中不加熔剂,烧结矿是自然碱度的,到20世纪中叶发展为自熔性烧结矿,进而发展成熔剂性烧结矿,其冶金性能大为改善。
以前高炉炉顶压力为0.01-0.02MPa,20世纪中期出现了高压(炉顶)操作,随着鼓风机能力加大,到20世纪后期炉顶压力已达到0.15-0.25MPa。
由于炉压力提高,煤气速度减慢,使高炉的冶炼强度和利用系数提高了一大步。
1960年代高炉喷吹燃料技术发展起来后,加湿鼓风、脱湿鼓风、富氧鼓风技术得到迅速发展,高炉风温20世纪中期的500-600℃提高到20世纪后期的1100-1350℃。
随着原料质量和操作水平的提高,以及高炉耐火材料质量的改进,高炉寿命显著延长,到90年代已达到10-15年,最高达到20年。
炉容从20世纪初的700m3提高到4000-5500m3,单炉日产量超过13000吨。
高炉的自动化控制技术也得到广泛应用。
沙钢5860高炉主体钢结构安装
沙钢5860高炉主体钢结构安装沙钢集团厂区沙钢具有国际先进水平的1700mm热板卷生产线沙钢集团沙景宽厚板生产线沙钢年产能近1500万吨的工厂就依江而建,工厂到江岸的距离只有50~100米,是离岸最近的钢铁厂之一。
俄罗斯北方钢铁集团切列波维茨钢厂5号高炉(容积5580m3),曾经是世界最大高炉。
德国多特蒙德赫尔德区拆迁后的Phoenix钢厂,还留有部分设备作为工业历史的纪念。
(未完待续,下篇介绍日本钢铁工业崛起过程,与中国工业落后历史背景)
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