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很長時間以來，日本鋼鐵行業(yè)在煉鐵方面引進(jìn)了很多新的、有創(chuàng)意的技術(shù)。過去十年研發(fā)的新技術(shù)包括:1)采用廉價、低品位原料和燃料的技術(shù)。2)延長高爐和焦?fàn)t壽命的技術(shù)和措施。3)節(jié)能技術(shù)。4)環(huán)境問題的解決方案。
本文介紹了日本鋼鐵行業(yè)應(yīng)對全球需求變化、日益減少的優(yōu)質(zhì)煤炭和礦石資源、設(shè)備壽命以及節(jié)能等開發(fā)的主要技術(shù)，對環(huán)保所關(guān)注的減少二氧化碳產(chǎn)生量的措施和技術(shù)進(jìn)行了討論。
1 鋼鐵生產(chǎn)及結(jié)構(gòu)變化
日本粗鋼和生鐵的產(chǎn)量在20 世紀(jì)70 年代和20 世紀(jì)90 年代分別達(dá)到了約1 億噸和8000 萬噸。21 世紀(jì)以來，為滿足金磚四國經(jīng)濟(jì)增長的需求，日本鋼鐵產(chǎn)量持續(xù)增長。然而，2008 年的世界經(jīng)濟(jì)危機(jī)導(dǎo)致了產(chǎn)量的迅速下降。最近產(chǎn)量又有所恢復(fù)。
20 世紀(jì)70 年代至今，日本高爐數(shù)量不斷減少，日本高爐的數(shù)量從1971 年的65 個降低到目前的28 個，但是通過提高每個高爐的內(nèi)部容積進(jìn)而提高了高爐的產(chǎn)能。
2 鐵礦石變化及預(yù)處理技術(shù)
2.1 鐵礦石資源的變化
20 世紀(jì)90 年代，日本鋼鐵行業(yè)開始提高從澳大利亞進(jìn)口鐵礦石的數(shù)量以降低生產(chǎn)成本。然而，為了降低燒結(jié)礦中Al2O3 含量，滿足高爐高生產(chǎn)率的要求，鋼鐵行業(yè)慢慢開始增加巴西礦的利用數(shù)量。
澳大利亞鐵礦中Al2O3 含量的增長意味著鐵礦石資源從硬質(zhì)赤鐵礦變?yōu)槎故V和馬拉曼巴鐵礦類型，這意味著鐵礦燒結(jié)粉粒度降低，表1 列出了典型鐵礦石Al2O3 含量、粒度和燒損。
2.2 鐵礦石預(yù)處理技術(shù)
日本引進(jìn)了很多粉礦造粒的工藝，還擴(kuò)大了一些燒結(jié)機(jī)的面積，以利用這些新的鐵礦石資源。JFE 鋼鐵公司開發(fā)了新的造粒工藝用來處理燒結(jié)粉。這項(xiàng)技術(shù)通過控制焦丁在燒結(jié)機(jī)鐵礦層上的分布以及石灰石的比例來控制鐵礦和石灰石的熔融反應(yīng)。這項(xiàng)技術(shù)在JFE 西日本廠的四臺燒結(jié)機(jī)上進(jìn)行了應(yīng)用，得到了年產(chǎn)1900 萬噸的產(chǎn)能。
3 延長設(shè)備壽命
3.1 高爐長壽
近 50 年來，碳磚一直用來作為高爐爐缸的耐火材料。高爐爐缸需要高抗侵蝕性和低導(dǎo)熱性的耐火材料，以控制自我保護(hù)層。新日鐵公司通過對高爐爐缸用耐火材料進(jìn)行評價，推進(jìn)了碳磚質(zhì)量的改進(jìn)，大大提高了碳磚效率。實(shí)際操作表明，新碳磚在熔煉中能在碳磚及鐵水界面上形成耐腐蝕性極強(qiáng)的保護(hù)層。大大提高了碳磚的抗侵蝕性。
3.2 焦?fàn)t長壽
為了延長焦?fàn)t壽命開發(fā)了一些技術(shù)。日本一些焦?fàn)t建于20 世紀(jì)70 年代，目前運(yùn)營的焦?fàn)t平均壽命有40 多年。焦?fàn)t的老化過時導(dǎo)致推焦負(fù)荷增加及“穿孔”次數(shù)有所增加。為了解決這些問題，新日鐵開發(fā)了碳化室內(nèi)耐火磚墻的診斷和維修技術(shù)，該技術(shù)融合了機(jī)械工程、光學(xué)儀器和DOC 數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，因此其精度和效率都很高。