近日，寶鋼湛江鋼鐵基地2×5050立方米高爐工程1號高爐正式投產(chǎn)。作為高爐設(shè)計和核心設(shè)備成套供貨商，中冶賽迪集團(tuán)有限公司在全面吸取寶鋼4座特大型高爐設(shè)計的經(jīng)驗基礎(chǔ)上，進(jìn)一步采用了先進(jìn)的設(shè)計理念、工藝技術(shù)和國產(chǎn)化裝備，推動特大型高爐設(shè)計和裝備水平邁上新的臺階。而且，湛江鋼鐵高爐工程集中采用中冶賽迪自主研發(fā)的最新技術(shù)，極大地降低了工程投資，且主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際一流水平。該高爐工程已經(jīng)成為全球特大型高爐技術(shù)的標(biāo)桿工程。

采用領(lǐng)先技術(shù)設(shè)計國際一流精品高爐

湛鋼1號、2號高爐設(shè)計爐容5050立方米，一代爐齡22年，年產(chǎn)鐵水411.5萬噸。中冶賽迪把特大型高爐設(shè)計30年的技術(shù)經(jīng)驗充分應(yīng)用于湛江鋼鐵，努力實現(xiàn)工藝布置更加緊湊高效、物流系統(tǒng)更快捷順暢、核心裝備更加成熟可靠。

在總體設(shè)計方面，針對火山噴發(fā)造成的流沙、淤泥、玄武巖等復(fù)雜地質(zhì)以及海洋性氣候帶來高鹽分空氣、強腐蝕性土層和頻發(fā)的臺風(fēng)等惡劣和復(fù)雜的自然環(huán)境，中冶賽迪充分研究國際先進(jìn)鋼鐵廠在海邊建廠的經(jīng)驗，采用了綜合復(fù)雜地基處理和各種抗臺風(fēng)、防腐蝕的先進(jìn)技術(shù)，確保工程施工的高效性、實用性和安全性。為了節(jié)約投資和提高效益，中冶賽迪通過將2座高爐的礦焦槽合并布置、水泵房集中布置、中控樓合二為一等措施，使2座5050立方米的高爐在同規(guī)模鋼廠占地面積最小，并基于先進(jìn)的物流仿真技術(shù)優(yōu)化了鐵水運輸方案，平均運輸距離僅900米，為國內(nèi)短距離鐵水運輸?shù)男录o(jì)錄，極大地減少了能耗。在預(yù)留高爐快速大修場地的情況下，與上海寶鋼相比，優(yōu)化了噸鐵占地指標(biāo)。

在工藝設(shè)計方面，以爐腹煤氣指數(shù)為核心確定科學(xué)的指標(biāo)體系，與原燃料水平相適應(yīng)的低焦比、高風(fēng)溫、富氧大噴煤指標(biāo)將確保鐵水成本具有較強競爭力。爐體設(shè)計采用了橫型冷卻壁、多段式爐身、多管全鑄鐵冷卻壁、分段串聯(lián)軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)、蒸汽烘爐等獨具賽迪特色的工藝和裝備技術(shù)，使得高爐冷卻系統(tǒng)適應(yīng)了爐體熱負(fù)荷的分布規(guī)律，既能夠更有效地保證壽命和降低能耗，又顯著降低了項目投資。根據(jù)嚴(yán)格的節(jié)能環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求，采用了包括實現(xiàn)1300℃風(fēng)溫的頂燃式熱風(fēng)爐、出鐵場工作點與屋頂相結(jié)合的高效除塵系統(tǒng)、干法除塵及除酸設(shè)施、TRT余壓回收等先進(jìn)的節(jié)能環(huán)保設(shè)施，努力將煉鐵廠污染和能耗降到最低。

精心優(yōu)化設(shè)計確保高爐低投資高效率

在鋼鐵行業(yè)面臨嚴(yán)峻形勢下，湛江鋼鐵投資額多次調(diào)整，最終確定的投資目標(biāo)較常規(guī)減少了30%以上。面對投資大幅縮減，中冶賽迪高爐項目部同寶鋼各方面進(jìn)行了多輪壓縮投資討論會，決定從工藝方案著手，在結(jié)合寶鋼4座高爐建設(shè)、生產(chǎn)運行經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，進(jìn)行大量工藝方案優(yōu)化。例如，通過優(yōu)化出鐵場各設(shè)施的布置形式，將出鐵場面積減少1000多平方米，比同類工程量減少超過15%；結(jié)合寶鋼3號高爐的生產(chǎn)實踐，將銅冷卻壁改為多管鑄鐵冷卻壁等。這些大刀闊斧的優(yōu)化不是想當(dāng)然的決定，而是經(jīng)過了反復(fù)論證、精細(xì)計算才得出的結(jié)論，在確保功能不受影響的前提下，還要力求高爐的高效運行。

同時，中冶賽迪在滿足國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的前提下，采用仿真分析、三維建模、有限元分析等先進(jìn)工具和設(shè)計手段，對地基處理、基礎(chǔ)混凝土、鋼結(jié)構(gòu)、能源介質(zhì)等工程量精心優(yōu)化，既保證了工程質(zhì)量，又有效降低了工程投資和運營成本。從已經(jīng)建設(shè)完成的湛江1號高爐實際情況看，可以自信地說，湛江高爐不僅在指標(biāo)上具有競爭力，在單位爐容、單位產(chǎn)量的投資強度上同樣在行業(yè)內(nèi)具有很強的競爭力。

自主研發(fā)集成實現(xiàn)特大型高爐裝備國產(chǎn)化

過去，國內(nèi)特大型高爐工程的爐頂、鼓風(fēng)機、TRT等關(guān)鍵設(shè)備基本從國外引進(jìn)，既制約了我國高爐工程技術(shù)的成套輸出，也大大增加了業(yè)主的投資成本。如今，在寶鋼湛江高爐項目中，中冶賽迪憑借自主設(shè)計和聯(lián)合研發(fā)，攻克設(shè)備國產(chǎn)化的重重難關(guān)，最大程度上擺脫了對進(jìn)口設(shè)備的依賴，這也為業(yè)主控制成本發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

在煉鐵界，無料鐘爐頂是高爐穩(wěn)定順行的關(guān)鍵一環(huán)，更以其設(shè)計與制造難度被譽為“高爐皇冠上的明珠”，而大型高爐的爐頂設(shè)備一直以來均被國外公司壟斷。為了突破國外產(chǎn)品封鎖，寶鋼、中冶賽迪、秦冶重工三方于2009年成立湛江鋼鐵高爐大型無料鐘爐頂聯(lián)合攻關(guān)小組，瞄準(zhǔn)國際一流水平，開發(fā)具有國內(nèi)自主知識產(chǎn)權(quán)和核心競爭力的高爐無料鐘爐頂技術(shù)。中冶賽迪作為系統(tǒng)設(shè)計單位，率先提出布料器的液壓復(fù)合控制等思路和關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，較進(jìn)口設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡單、故障率低等優(yōu)點。通過3年的艱苦研發(fā)，國產(chǎn)BCQS無料鐘爐頂在湛鋼1號高爐得到成功應(yīng)用，不僅各項指標(biāo)均達(dá)到國際先進(jìn)水平，在操作維護(hù)的簡便性、承受高溫能力等方面更有其獨特優(yōu)勢。

頂燃式熱風(fēng)爐技術(shù)以其高風(fēng)溫、低投資、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等特點，已成為高爐熱風(fēng)爐技術(shù)發(fā)展的方向。湛江高爐頂燃式熱風(fēng)爐以中冶賽迪先進(jìn)的熱風(fēng)爐技術(shù)和寶鋼30年生產(chǎn)操作經(jīng)驗為基礎(chǔ)，采用特殊的獨立混風(fēng)室結(jié)構(gòu)，解決了頂燃式熱風(fēng)出口容易出現(xiàn)管殼發(fā)紅等問題；采用非穩(wěn)態(tài)模型計算爐內(nèi)溫度分布，優(yōu)化各部耐材砌體配置，確保各耐材工作安全；在頂燃式熱風(fēng)爐耐材砌體各孔口采用自鎖式組合磚技術(shù)，有效改善各孔口的受力狀況，提高砌體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；根據(jù)熱風(fēng)管系的布置，采用分析軟件，優(yōu)化波紋管、拉桿配置，并設(shè)計與管系相適應(yīng)的耐材砌體結(jié)構(gòu)，確保熱風(fēng)管道耐材在高風(fēng)溫下長期安全運行；為熱風(fēng)爐配置前置燃燒爐及煙氣余熱回收系統(tǒng)，在單燒高爐煤氣的條件下，實現(xiàn)1300℃高風(fēng)溫。

大型高爐鼓風(fēng)機技術(shù)是代表高爐裝備技術(shù)能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，過去這個級別高爐的鼓風(fēng)機均為引進(jìn)。然而，在寶鋼、賽迪、陜鼓的共同努力下，成功研發(fā)了AV-100靜葉可調(diào)式軸流壓縮機組。新一代國產(chǎn)高爐鼓風(fēng)機采用軸向進(jìn)氣結(jié)構(gòu)形式，相比傳統(tǒng)的徑向進(jìn)氣的結(jié)構(gòu)形式，可減小進(jìn)氣損失，減少整機功耗約1%，并降低風(fēng)機機組安裝平臺高度，降低基礎(chǔ)投資費用；控制系統(tǒng)與高爐生產(chǎn)相結(jié)合，可實現(xiàn)定流量、定風(fēng)壓、熱風(fēng)爐充填風(fēng)、爐前富氧控制等一系列高爐生產(chǎn)工藝控制要求。

與此同時，寶鋼、賽迪、陜鼓這3家單位也成功研制了首座應(yīng)用于5000立方米級高爐的國產(chǎn)全干式TRT設(shè)施，在防止葉片腐蝕、結(jié)垢及機組振動等方面進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)，為未來高爐的長期穩(wěn)定、高效生產(chǎn)提供保證。