[01026588]高炉系统在线修补节能环保新材料与装备的产业化应用

北京市城市总体规划(2016-2035)明确将“推进生态涵养区保护与绿色发展，建设北京后花园”列为优先主题，强调“以环境倒逼机制推动产业转型升级”。国家“十三五”规划纲要具体要求“严格钢铁等高耗能行业产品能耗标准，积极推进其节能减排改造”。而高炉炼铁是钢铁工业最主要的环节之一，其中高炉本体及出铁系统又是钢铁企业污染、耗能的重灾区。 该项目历时10余年，采用产学研用模式，以高炉长寿、高效、连续生产为导向，突破其难以在线修补、修补周期长、出铁沟散热性能差等关键技术，研制出在线修补节能环保新材料与装备并投入工业应用，相关技术在同类研究中达到国内领先水平。 主要创新点如下： (1)开发高炉智能压入料，实现在线修补首次提出呋喃树脂等作为外加剂，利用其流动性好、主动捕捉热点的特性，解决了高炉修补压入料难以压入、必须停炉修风的技术难题，实现了高炉在线修补，填补了国内在线压入技术空白。 (2)研制短周期修补新材料，实现快速修复以煤矸石等为原料，成功研制出系列高炉出铁系统短周期修补新材料。其中高炉冲渣槽免烧陶瓷耐磨料，借助铁水能量免烧结直接使用，将使用寿命延长3倍以上，且无需修补；速干铁沟浇注料，无需烘烤即可进行通铁操作，将常规铁沟浇注料3-5天工期缩短至1天，无大修通铁量达18万吨以上。 (3)研发低成本环保耐火材料，实现环保节能开发用后耐火材料生产高炉用环保炮泥新技术，原料成本降低15%，一次出铁达180分钟，无致癌烟气产生；开发了榫头结构强散热新型耐火保温砖，散热量提高40%。 (4)设计应用高炉铁沟新系统，实现铁沟长寿从出铁沟和支铁沟装置设计与优化入手，成功研制出倒立梯形高炉出铁沟和有内凹状的梯形凹槽高炉支铁沟，避免了铁水流速增快对铁水沟的侵蚀，使出铁沟和支铁沟使用寿命延长20%。 该项目发表相关论文21篇，获得专利9项，通过鉴定1项。研究成果成功应用于大型钢厂，尤其是北京周边的钢厂，近三年直接经济效益2.60亿元。该项目发明单位北京科技大学及北京精冶源新材料股份有限公司均坐落于北京，该技术的研发、转化及市场推广，是北京高校与企业产学研用相结合的成功典范；精冶源公司运营良好，为北京提供了诸多就业岗位，增加了税收，为首都经济和蓝天工程起到非常积极的促进作用。项目第一完成人因对高炉系统长寿高效运行的贡献，2012年获中国金属学会冶金青年科技奖，2018年当选“第三届先进冶金工艺与材料国际会议”组委会成员。