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【大公网】东北大学研高炉冶炼精细化 镁铝黄金分割破世界难题

发布日期: 2019-07-11浏览次数:

  493333开马,大公网讯(记者于珈琳沈阳报道)中国是世界第一钢铁大国,然而在处理高炉炼铁炉渣主要成分之一氧化铝(Al2O3)的工艺方法上,却一直存在着资源能源浪费、环境污染等问题,这也是世界高炉冶炼领域的共存难题。记者今日从东北大学获悉,该校冶金学院教授沈峰满团队根据高炉炉渣中氧化铝含量的不同,研发了分段确定镁铝比最佳操作指标的定量方式,掌控了高炉炉渣中镁铝的黄金分割点,具有推进我国高炉冶炼精细化的重要意义。该成果也获得了2018年冶金科学技术一等奖。

  氧化铝是高炉炼铁炉渣的重要成分之一,随着其含量的不断升高,炉渣流动性差、脱硫能力下降等问题日渐突显。针对这一问题,国际上普遍采用的应对方式是在烧结工艺中添加氧化镁(MgO),然而如何添加、添加多少却是一道世界难题。在我国,冶炼企业也普遍采取添加氧化镁的处理工艺,且由于该做法还具有改善烧结矿低温还原粉化的功效,因此人们普遍认为炉渣镁铝比越高越好,使镁铝比处于偏高的不合理范围,造成了镁资源浪费、能源浪费和环境污染等一系列问题。

  沈峰满团队自2005年起,开始从事高炉炼铁过程中最佳镁铝比冶炼技术的研究工作。团队从降低生产成本、降低能耗、减少废弃物与温室气体二氧化碳排放、同时兼顾氧化镁效益最大化等多角度出发,运用冶金物理化学基础理论和相图基本原理,通过实验室研究与工业试验相结合的方法,系统地论述了高炉冶炼过程适宜的镁铝比问题,为高炉冶炼过程中镁铝比问题确立理论依据。

  经过大量研究与实践,团队逐步确定了不同条件下的适宜镁铝比,也为实现高炉炼铁工艺低成本、低能耗、低排放的现代高炉绿色冶炼模式的形成,奠定了坚实的基础。“该技术总体达到了国际先进水平,特别是对氧化镁在炼铁工艺中的作用机理研究方面达到国际领先水平。”中国工程院原副院长干勇院士如此评价。

  沈峰满教授表示,现代高炉炉渣适宜镁铝比冶炼技术解决了长期以来一直困扰炼铁界的四个技术问题,一是当前的炼铁条件下必须添加氧化镁,二是在确保炉渣流动性的前提下,氧化镁添加量不是越多越好,三是要对不同氧化铝含量的炉渣采取不同的镁铝比,并给出了适宜镁铝比定量控制的理论依据,四是要采取适宜的氧化镁添加方式,使得氧化镁的正影响最大化、负影响最小化。

  2008年起,沈峰满团队先后与上海梅山钢铁股份有限公司、安阳钢铁股份有限公司、内蒙古包钢钢联股份有限公司等企业共同开发研究适宜镁铝比的冶炼技术。过程中,为减少企业在采用新冶炼技术时的风险和心理负担,沈峰满带领团队成员多次深入企业一线,与工人师傅一起工作,现场解决问题。

  沈峰满介绍,适宜镁铝比技术对炼铁行业技术进步已经产生了巨大的影响和推动。仅以梅钢集团为例,由于采用该项技术,炉渣镁铝比已从2013年的年平均0.51降至2017年的年平均0.43,使得年产720万吨的梅钢每年获得经济效益8100余万元,同时减少了CO2的排放量,取得了显著的经济与社会效益。

  目前,虽然部分高炉炉渣的镁铝比已降低至0.5以下,但仍有许多高炉炉渣镁铝比在0.5甚至0.6以上。继续推广现代高炉炉渣适宜镁铝比冶炼技术,尚存在很大的发展空间和广阔的应用前景。