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中国炼铁技术60年的发展

作者:system     时间:2022-06-01

1.1  奠定基础阶段

从1949年到80年代初,是中国炼铁工业奠定基础阶段。这30多年间,又可分为以下几个时期:恢复生产时期、学习前苏联技术时期、“大跃进”时期、国民经济调整时期、独立发展时期和“文革”时期。

1.1.1  恢复生产时期

解放初期中国钢铁工业主要分布在东北和华北地区,主要钢铁厂有鞍钢公司、本钢公司、石景山铁厂、太原钢铁厂和阳泉铁厂。当时全国300m³以上的高炉只有16座,其中鞍钢9座、本钢4座、石钢2座、太钢1座, 最大的一座是鞍钢的9号高炉(容积944m³)。鞍钢6座、本钢2座800m³以上高炉的机电设备全部被前苏联军队拆走, 留下的均属于20世纪20年代的老装备,旧中国留下的钢铁工业是一个陈旧落后、残缺不全的烂摊子。1948年底, 东北地区解放,1949年起东北地区的钢铁厂开始恢复生产。由于装备较先进的高炉车间机组和机电设备已被拆走, 只能恢复前苏联军队未拆走的装备陈旧的高炉。当时物资、器材匮乏, 恢复生产困难很大。在广大工人、技术人员积极努力奋斗下, 到1949年底, 鞍钢和本钢未被拆走的5座高炉全部恢复了生产。1949年华北地区解放后, 石钢和太钢的高炉也开始恢复生产。在恢复高炉生产初期, 东北地区的炼铁厂采用的是日本所沿用的操作技术,风量少, 风温低, 焦比高。恢复生产不久, 东北地区开展了创生产新纪录运动。1951年, 东北高炉生产超过了日本统治下的最高记录,然而水平仍然很低,利用系数约为0.9~1.0 t/ (m³·d),焦比高达1.0 kg/t, 炼钢生铁中硅质量分数超过1.0%,均落后于当时高炉炼铁的国际水平。经过解放后3年的生产恢复,1952年中国生产钢135万t,生铁193万t,钢材113万t,创造了中国钢铁工业的新纪录。

1.1.2  学习前苏联技术时期

1953年开始的发展国民经济的“第一个五年计划”,将发展钢铁工业放在重要位置。在前苏联帮助下设计的156个建设项目中,鞍山钢铁公司扩建和现代化、武汉钢铁公司和包头钢铁公司的建设是3项重点工程,这些项目全部采用了前苏联技术。20世纪40年代后期,前苏联的炼铁技术国际领先。前苏联巴甫洛夫院士总结了欧美高炉炼铁理论和实践的经验,将炼铁理论系统化,并领导科研小组,在前苏联高炉上进行了许多研究工作。1950年, 前苏联生铁产量为 1920万t,居世界第二位,占世界生产总铁量的15%。20世纪50年代前苏联技术开始传入中国,鞍钢在学习前苏联技术方面起了带头作用。需要特别提及的是,蔡博同志在学习和传播前苏联炼铁技术方面起了决定性的作用。他结合鞍钢实际,推广前苏联炼铁经验,首先用自熔性烧结矿解决了鞍山细精矿的造块问题, 否定了鞍山细精矿只能生产方团矿的结论。在此基础上, 成功解决了冶炼[Si]质量分数为0. 9 %以下的炼钢生铁问题。炉顶调剂法(上部调剂)的推广为高炉提高冶炼强度和降低焦比提供了有力的手段。1953年, 由前苏联设计并供应部分装备的第一座动化高炉在鞍钢投产。1956年, 第一座高压高炉在鞍钢投产。同年,前苏联设计的第二座容积900m³级高炉在本溪第二炼铁厂投产。前苏联炼铁技术的推广,使中国高炉炼铁水平大大提高,一批高炉的利用系数超过1.4 t/(m³∙d),有的超过1.5 t/(m³∙d),焦比降至800kg/t 以下, 有的在700kg/t以下,风温达到900~1000℃。1958年,前苏联援建的武钢、包钢相继投产。这一时期,学习前苏联技术是当时中国炼铁技术的主流。

1.1.3 “大跃进”时期

1958年, 本钢第一炼铁厂2座300m³级高炉(l号333m³,2号329 m³)创造了高产经验,主要技术措施有:烧结矿过筛, 筛除小于 5mm粉末;焦炭分级入炉;提高烧结矿铁分;提高高炉压差,增加风量;改变装料制度,增加批重;扩大风口直径等。采用这些措施后,高炉利用系数由1.3~1.4 t/(m³∙d)提高到2.2~2.4 t/(m³m3∙d)。本钢的高炉操作经验在中国炼铁界引起了很大震动,当时正值全国“大跃进”高潮,本钢第一炼铁厂高炉提高利用系数的实践对全国炼铁厂既是推动也是压力。本钢总结的“以原料为基础,以风为纲,提高冶炼强度与降低焦比并举”成为指导中国炼铁的技术方针。本钢的实践使高炉工作者开拓了思路,开始感到不能只靠照搬前苏联经验, 要学会自主创新。在“大跃进”年代,浮夸风流行, 使中国钢铁工业损失严重,但就中国炼铁技术发展而言,当时本钢高炉工作者的实践对解放技术思想是有贡献的。

1.1.4  国民经济调整时期

“大跃进”的建设规模超过国力承受能力,违背了经济规律,破坏了生产力。1961年起,中国开始对国民经济进行调整,钢铁工业由“大上”转为“大下”,相当多的炼铁厂停产减产。1960年,全国生铁产量2716万t,1961年下降到1281万t,1962年降到805万t,1963 年进一步降到 741 万 t。与“大跃进”时期关注高炉强化冶炼技术不同,在国民经济调整时期,低冶炼强度操作成为中国高炉工作者重点研究的新课题。这一时期,对高炉慢风操作制度、鼓风动能调节规律等开展研究,加深了对高炉低冶炼强度冶炼规律的认识,为稳定操作积累了经验。

1.1.5 独立发展时期

经历了全面学习前苏联技术和“大跃进”时期的高冶炼强度、高利用系数操作,以及国民经济调整时期的低冶炼强度操作,打开了中国炼铁科技人员的思路。大家认识到不能完全照搬前苏联的经验,必须独立自主发展中国的炼铁技术。当时中国石油工业开发取得重大成就, 甩掉了“贫油国”的帽子,重油供应开始充裕。1963年, 鞍钢高炉试验喷吹重油取得成功, 此后在全国重点炼铁厂推广。1964年,首钢高炉喷吹煤粉试验成功, 高炉喷煤技术在一部分炼铁厂得到推广。当时在欧美的钢铁企业中掌握了高炉喷煤技术的只有Armco 的Ashland工厂。到1966年, 中国重点钢铁企业的高炉已基本普及了重油喷吹。1965年, 在大量试验研究的基础上, 中国成功解决了攀枝花钒钛磁铁矿的高炉冶炼问题, 在炉渣中TiO2质量分数为 25 %~30 %的条件下实现了高炉正常操作, 使中国丰富的钒钛磁铁矿的开发成为现实。在新中国成立后十几年炼铁实践基础上,中国高炉炼铁技术开始独立发展。虽然国民经济调整时期中国的生铁产量因大批高炉下马而降低, 到1966年中国高炉技术经济指标却达到了新中国建立以来的最好水平,重点企业的炼铁焦比降至558kg/t,当时仅次于日本,居世界第二位,某些大量喷吹的高炉焦比降至400kg/t左右, 属于当时的国际领先水平。

1.1.6 “文革”时期

“文革”时期中国国民经济发展停滞,钢铁工业受到沉重打击。运动初期, 一部分钢铁厂被迫减产、停产,其后随着运动时起时伏, 钢铁产量时降时升,徘徊不前。“文化大革命”的10年间,中国自行设计建设了2500m³级高炉和梅山铁厂等炼铁厂,采用中国自主开发的钒钛磁铁矿冶炼工艺设计建设了攀枝花钢铁公司高炉。总体来说,由于“文革”的干扰,这一时期中国钢铁生产起伏不定,形成了钢铁工业“十年徘徊”的局面。