氧氣轉(zhuǎn)爐用石灰石代替石灰造渣煉鋼

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1、氧氣轉(zhuǎn)爐用石灰石代替石灰造渣煉鋼（一）立項(xiàng)依據(jù)與研究內(nèi)容　　1.項(xiàng)目的立項(xiàng)依據(jù)　　工業(yè)革命發(fā)生200多年來，科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展，使地球面貌發(fā)生了天翻地覆的變化，創(chuàng)造、積累了巨大的財(cái)富，使人類進(jìn)入了工業(yè)化社會(huì)。但是，在各種產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的同時(shí)，也發(fā)生了眾多的環(huán)境生態(tài)問題，引發(fā)了公害和污染，特別是溫室氣體的大量產(chǎn)生，使地球氣候發(fā)生了變化，災(zāi)難性天氣現(xiàn)象頻發(fā)，給人類的生存帶來了危害。另外，由于人類對(duì)自然資源的掠奪性開采使用，地球上各種有用資源逐漸枯竭，人類本身能否持續(xù)發(fā)展也成為了問題。有鑒于此，社會(huì)發(fā)展模式在觀念上有了更新，要求產(chǎn)業(yè)部

2、門在為人類生活提供更多更好的產(chǎn)品的同時(shí)，要善待地球保護(hù)環(huán)境，合理利用能源資源，為后代留下適當(dāng)?shù)纳婵臻g，肩負(fù)起使文明社會(huì)持續(xù)發(fā)展的責(zé)任。可以這樣認(rèn)為，人類已經(jīng)從過去單純地追求工業(yè)文明逐漸地轉(zhuǎn)向了同時(shí)追求生態(tài)文明，在發(fā)展觀念上更為成熟，并且在各方面開始了大規(guī)模的有關(guān)生態(tài)文明的科學(xué)研究和工程實(shí)踐?！　≡谧非笊鷳B(tài)文明的工程實(shí)踐中，節(jié)能減排是重要的一環(huán)。我國從上世紀(jì)七、八十年代開始，就頒布了一系列的法律法規(guī)，對(duì)環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源做出了規(guī)范，引導(dǎo)我國工業(yè)生產(chǎn)走節(jié)能減排可持續(xù)發(fā)展之路。在過去30多年的大規(guī)模發(fā)展中，我國各工業(yè)部門在取得長

3、足發(fā)展的同時(shí)，在環(huán)境保護(hù)和節(jié)約資源能源方面也都做出了顯著的成績，但是無論從推廣實(shí)施范圍上，還是在技術(shù)水平上，與世界先進(jìn)水平都還有很大的差距，對(duì)于實(shí)現(xiàn)工業(yè)生態(tài)化還任重道遠(yuǎn)。特別是規(guī)模在世界遙遙領(lǐng)先、高能耗、高污染的產(chǎn)業(yè)部門，更有責(zé)任開發(fā)新的生產(chǎn)方法和技術(shù)推進(jìn)節(jié)能減排，為保護(hù)地球做貢獻(xiàn)?！　∥覈撹F工業(yè)在世界同業(yè)中規(guī)模最大，粗鋼產(chǎn)量已經(jīng)連續(xù)十幾年居世界首位，近年來已占到了全世界年產(chǎn)量的40%以上，2010年達(dá)到了6.2億噸。我國在未來的十年中還將高速發(fā)展，國內(nèi)市場需求將繼續(xù)增加，因此國內(nèi)粗鋼產(chǎn)能將進(jìn)一步擴(kuò)大，產(chǎn)量也將進(jìn)一步增加。

4、由于鋼鐵工業(yè)是高能耗、高污染產(chǎn)業(yè)，在鋼鐵生產(chǎn)過程中進(jìn)行節(jié)能減排，對(duì)實(shí)施生態(tài)環(huán)境保護(hù)、構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟(jì)社會(huì)、促進(jìn)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展都有重要的意義。鋼鐵工業(yè)是一個(gè)漫長的原料加工產(chǎn)業(yè)，從鐵礦石始到鋼材止，要經(jīng)過多道工序，化學(xué)物理變化和生產(chǎn)方法多種多樣。對(duì)于從鐵礦石生產(chǎn)粗鋼的長流程中的轉(zhuǎn)爐煉鋼過程來說，從1856年貝塞麥酸性轉(zhuǎn)爐發(fā)明以來的150多年間，在方法、設(shè)備、技術(shù)、規(guī)模和操作上都有了翻天覆地的進(jìn)步，在國內(nèi)外技術(shù)先進(jìn)的鋼鐵企業(yè)中可以看到，轉(zhuǎn)爐煉鋼過程已形成了現(xiàn)代化的模式，體現(xiàn)出了人類的智慧和科學(xué)的力量，令人贊嘆?！　〉?，仔細(xì)研究轉(zhuǎn)

5、爐煉鋼的造渣原料準(zhǔn)備和吹煉的過程，可以看出還存在著明顯的非理性或是非科學(xué)的做法。申請(qǐng)人從建立節(jié)能減排生態(tài)化工業(yè)模式的角度經(jīng)過多年的研究后發(fā)現(xiàn)，在“煅燒石灰--氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼”這條工業(yè)鏈上，存在著生產(chǎn)方法上的錯(cuò)誤和大量的資源能源浪費(fèi)，其主要表現(xiàn)如以下所述?！　。?）邏輯理論上的誤區(qū)　　1）現(xiàn)在氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼使用石灰作為造渣劑，石灰不是天然礦物，是石灰石經(jīng)煅燒生成的產(chǎn)品。從能量消耗的角度看，工業(yè)生產(chǎn)石灰的煅燒溫度一般在1200℃左右，但石灰生成后必須降至接近常溫才能往轉(zhuǎn)爐料倉運(yùn)輸，而在轉(zhuǎn)爐內(nèi)又要升溫到煉鋼溫度，這一過程浪費(fèi)熱能增加了

6、CO2的排放。雖然國內(nèi)外一些先進(jìn)的石灰煅燒回轉(zhuǎn)窯可以回收石灰降溫過程的放熱，但工業(yè)裝置的余熱回收效率一般都只有30～40%，而相當(dāng)多的石灰煅燒窯又根本沒有余熱回收裝置，因此可知能量的浪費(fèi)不可小視?！　?）石灰煅燒出爐后會(huì)很快吸收空氣中的水和CO2，生成氫氧化鈣和碳酸鈣，在潮濕陰雨的天氣和長時(shí)間堆放尤甚。石灰入轉(zhuǎn)爐后又要吸熱分解排放出所吸收的水和CO2，然后在轉(zhuǎn)爐內(nèi)升溫到1000℃左右排出爐口。這個(gè)過程也要浪費(fèi)能量增加CO2的排放?！　?）煉鋼去除鐵水中的雜質(zhì)元素是一個(gè)氧化反應(yīng)過程，卻不使用具有氧化性的石灰石而使用中性的石灰去

7、造高氧化性渣，這也不符合邏輯。對(duì)照煉鐵過程，雖然高爐內(nèi)需要還原性氣氛，但是卻使用著具有氧化性的石灰石做造渣原料，由此可見煉鋼過程沒有理由不使用石灰石來加快轉(zhuǎn)爐內(nèi)的氧化過程?！　?）幾十年來，煉鋼業(yè)界為加速化渣而研究如何得到高活性石灰，曾進(jìn)行了長期不懈的努力，但許多工廠仍然為石灰化渣不好而困擾。石灰石顆粒的煅燒過程，從動(dòng)力學(xué)上看其應(yīng)該按照未反應(yīng)核模型所指示的規(guī)則進(jìn)行，即從表及里一圈圈地放出CO2成為石灰。石灰在生成的一瞬間活性最大，但當(dāng)從外向里的傳熱持續(xù)進(jìn)行、石灰石塊內(nèi)部都放出CO2燒成石灰的時(shí)候，表面已經(jīng)生成的石灰肯定已經(jīng)過

8、燒，因此煅燒石灰過程很難生產(chǎn)出最高活性的石灰，石灰石塊的分解模式與獲得高活性石灰的要求有矛盾。即使是這種有限度的活性石灰，冷卻后在轉(zhuǎn)爐中再次加熱時(shí)，由表及里還要再次被加熱而更加過燒。因此可以斷定，這種生產(chǎn)方式不可能得到最高活性的石灰參與化渣?！　?）迄今為止的煉鋼學(xué)理論都在敘述生燒石灰不利