鋼鐵業(yè)界從上世紀(jì)70年代開(kāi)始重視非高爐煉鐵，旨在擴(kuò)大原材料使用范圍，降低鋼鐵行業(yè)污染排放，Corex、Finex、Midrex、HIsmelt等等層出不窮，但是在運(yùn)行過(guò)程中都遇到各自的困難。均沒(méi)有能夠得到大規(guī)模的接受和推廣。其中的HIsmelt熔融還原技術(shù)是完全舍棄焦化廠和燒結(jié)廠，直接用鐵礦粉和煤粉煉鐵，能夠極大簡(jiǎn)化煉鐵流程，降低污染及溫室氣體排放的最簡(jiǎn)單工藝，HIsmelt是力拓傾力打造的最先進(jìn)礦石冶煉技術(shù)。力拓集團(tuán)在西澳大利亞地區(qū)擁有巨量的高磷礦石儲(chǔ)量，這也是其潛心從基礎(chǔ)研發(fā)開(kāi)始，36年不間斷投入的主要原因。
1981年，CRA礦業(yè)公司（力拓集團(tuán)前身）對(duì)德國(guó)Klöckner Werke的底吹氧氣轉(zhuǎn)爐工藝OBM產(chǎn)生濃厚興趣，認(rèn)為該工藝能夠直接用于直接煉鐵。
1982年，CRA與德國(guó)Klöckner Werke成立合資公司共同開(kāi)發(fā)研究，并在60噸的OBM轉(zhuǎn)爐上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明通過(guò)煤粉噴吹和二次燃燒，該工藝能夠直接熔融還原鐵礦粉。雙方?jīng)Q定在德國(guó)巴伐利亞州建設(shè)產(chǎn)能12000噸的小型中試廠SSPP。
SSPP在1984年至1990年進(jìn)行了長(zhǎng)期運(yùn)行測(cè)試，1987年CRA開(kāi)始全權(quán)負(fù)責(zé)SSPP。
1989年至1994年，CRA與Midrex開(kāi)始研發(fā)新一代的HIsmelt工藝即HRDF。
1992年HRDF臥式爐建成并冷試車，設(shè)計(jì)產(chǎn)能為100000噸，經(jīng)歷6次爐役后改造為立式爐。
1996年立式爐建成，1997年開(kāi)始試車，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明立式爐從產(chǎn)能、產(chǎn)率、可靠性、連續(xù)運(yùn)行時(shí)間等各項(xiàng)指標(biāo)均遠(yuǎn)高于臥式，且工藝設(shè)備更加簡(jiǎn)單，試驗(yàn)結(jié)果過(guò)完全達(dá)到預(yù)期，符合工業(yè)化擴(kuò)大工廠的要求。
2002年力拓集團(tuán)與世界幾家有實(shí)力的鋼鐵公司成立合資公司，開(kāi)始籌建年產(chǎn)80萬(wàn)噸的示范性工廠。2004年示范性工廠建成，2005年開(kāi)始試生產(chǎn)，斷斷續(xù)續(xù)的運(yùn)行至2008年金融危機(jī)。期間經(jīng)歷了耐材重砌、引入渣區(qū)冷卻器、礦粉/煤粉噴槍改進(jìn)、渣口升級(jí)、熱風(fēng)噴槍升級(jí)、煙氣脫硫擴(kuò)大升級(jí)一系列從無(wú)到有的摸索改進(jìn)。2008年關(guān)閉前，熔融還原爐及其附件的改造設(shè)計(jì)完成并能穩(wěn)定，導(dǎo)致生產(chǎn)中斷的問(wèn)題都集中到外圍附屬設(shè)備，如礦粉預(yù)熱。而在這些反復(fù)啟動(dòng)、關(guān)閉、調(diào)試、維修的過(guò)程中，力拓的工程師和技術(shù)人員積累了大量的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，為日后新工廠的建設(shè)和運(yùn)行打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
西澳HIsmelt運(yùn)營(yíng)期間正置中國(guó)鋼鐵高速發(fā)展期，吸引了時(shí)任中國(guó)國(guó)家主席、總理、人大委員長(zhǎng)，以及寶鋼首鋼等35家大型鋼鐵集團(tuán)的廣泛關(guān)注。很多公司都簽訂了合作協(xié)議，一旦成功，將會(huì)在中國(guó)大范圍的推廣。由于這是第一個(gè)工廠，設(shè)備、工藝、技術(shù)、人員等等都是全新設(shè)計(jì)，不可避免的會(huì)發(fā)生各種各樣的狀況，始終沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的運(yùn)營(yíng)效果。2008年金融危機(jī)蔓延，中國(guó)用戶的耐心也消耗殆盡，力拓集團(tuán)和合作方?jīng)Q定西澳關(guān)閉工廠。連大企業(yè)都搞不定，中國(guó)人心里就自然認(rèn)為該技術(shù)已經(jīng)失敗。
歷史再次證明，真理往往掌握在少數(shù)人手里，2012年山東壽光一個(gè)中型民企企業(yè)家通過(guò)非直接渠道了解到了該技術(shù)，由于該企業(yè)沒(méi)有高爐，上游的煉鋼原料都從周圍高爐企業(yè)采購(gòu)。建設(shè)一個(gè)年產(chǎn)能不大的生鐵生產(chǎn)工廠正好配合其下游煉鋼軋鋼的車間產(chǎn)能消耗，也就是順勢(shì)而為的事情了。2012年該企業(yè)向澳大利亞現(xiàn)場(chǎng)派駐工程師，將部分有價(jià)值的設(shè)備拆遷回山東，2013年開(kāi)始同設(shè)計(jì)院合作設(shè)計(jì)，2014年開(kāi)始建設(shè)，2016年初建成，1-5月完成單體調(diào)試。2016年6月進(jìn)行首次裝鐵水試車。
HIsmelt工藝每次啟動(dòng)的時(shí)候，需要首先將爐體加熱到一定溫度，往爐內(nèi)灌注幾百噸高溫鐵水預(yù)熱，再往里面噴入原料開(kāi)始反應(yīng)。由于爐體大，耐材厚，預(yù)熱需要用天然氣燃燒烘烤5-7天，烘烤完成后，如果受熱不均勻，灌入鐵水后很可能會(huì)迅速冷卻凝固，必須停爐將凝固的鐵挖出來(lái)。若此，則啟動(dòng)失敗，烘爐和鐵水的幾百萬(wàn)等于打水漂了。
第一次啟動(dòng)灌入鐵水后，還原爐煙罩循環(huán)水泵（利舊設(shè)備）突然故障調(diào)停，沒(méi)有循環(huán)水冷卻的煙罩，是不能生產(chǎn)的。在無(wú)數(shù)次嘗試都不能啟動(dòng)的情況下，中方和外方商定，啟動(dòng)失敗，將鐵水放出。但由于鐵水溫度過(guò)低，流動(dòng)性降低，已經(jīng)不能夠通過(guò)放盡口流出了。最終只能等冷卻后，用切割機(jī)切割，人工搬動(dòng)出來(lái)，該過(guò)程歷時(shí)接近一個(gè)月；
第二次啟動(dòng)，灌鐵水一切正常，在即將進(jìn)入正常生產(chǎn)時(shí)，突然全廠停電，制氧廠需要長(zhǎng)時(shí)間恢復(fù)。在20小時(shí)沒(méi)有完成修復(fù)的情況下，決定放出鐵水。第二次啟動(dòng)宣告失??；
第三次啟動(dòng)在烘爐期間，由于爐內(nèi)渣沒(méi)有清理干凈，渣融化后在鐵口冷卻凝固堵塞，多次試圖用氧槍融化不能成功后，停爐排堵重新烘爐；
第四次啟動(dòng)，終于正常啟動(dòng)并生產(chǎn)，但在啟動(dòng)兩天后，磨煤機(jī)主風(fēng)機(jī)軸斷裂，在沒(méi)有放出鐵水的情況下，停機(jī)約24小時(shí)后，安裝新軸繼續(xù)生產(chǎn)。第四次啟動(dòng)是成功的啟動(dòng)。
2016年啟動(dòng)至今，中方項(xiàng)目部經(jīng)歷了斗式提升機(jī)堵塞、磨煤系統(tǒng)故障、噴煤線堵塞、噴槍漏水、煙罩漏水等等一些列設(shè)備問(wèn)題，最后均一一解決。2017年突破連續(xù)生產(chǎn)三個(gè)月，2018年實(shí)現(xiàn)了連續(xù)生產(chǎn)四個(gè)月。生產(chǎn)成本持平高爐，部分月份低于高爐。
綜合兩年多的生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)，HIsmelt在中方項(xiàng)目上出現(xiàn)的問(wèn)題均為設(shè)備不穩(wěn)定導(dǎo)致的，最核心的熔融還原爐及附屬設(shè)備正常。
工廠是連續(xù)生產(chǎn)的過(guò)程，從原料場(chǎng)、原料預(yù)熱、煤粉噴吹、礦粉噴吹、鐵口、鐵鉤渣溝、后面的煙氣處理…任何環(huán)節(jié)設(shè)備出現(xiàn)故障，工廠必須停下進(jìn)入保持狀態(tài)。進(jìn)入保持狀態(tài)后，就是與時(shí)間賽跑的過(guò)程，停爐時(shí)間太長(zhǎng)，爐體易冷卻，甚至煉成鋼或者出現(xiàn)泡沫渣。因此工廠對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定性有很高的要求，出問(wèn)題后現(xiàn)場(chǎng)能夠快速響應(yīng)，在有限時(shí)間內(nèi)將設(shè)備回復(fù)正常，這點(diǎn)其實(shí)是項(xiàng)目成功的最關(guān)鍵因素。
文章摘自：軋鋼之家
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