鋼鐵業(yè)界從上世紀70年代開始重視非高爐煉鐵，旨在擴大原材料使用范圍，降低鋼鐵行業(yè)污染排放，Corex、Finex、Midrex、HIsmelt等等層出不窮，但是在運行過程中都遇到各自的困難。均沒有能夠得到大規(guī)模的接受和推廣。其中的HIsmelt熔融還原技術(shù)是完全舍棄焦化廠和燒結(jié)廠，直接用鐵礦粉和煤粉煉鐵，能夠極大簡化煉鐵流程，降低污染及溫室氣體排放的最簡單工藝，HIsmelt是力拓傾力打造的最先進礦石冶煉技術(shù)。力拓集團在西澳大利亞地區(qū)擁有巨量的高磷礦石儲量，這也是其潛心從基礎(chǔ)研發(fā)開始，36年不間斷投入的主要原因。
1981年，CRA礦業(yè)公司（力拓集團前身）對德國Klöckner Werke的底吹氧氣轉(zhuǎn)爐工藝OBM產(chǎn)生濃厚興趣，認為該工藝能夠直接用于直接煉鐵。
1982年，CRA與德國Klöckner Werke成立合資公司共同開發(fā)研究，并在60噸的OBM轉(zhuǎn)爐上進行了實驗，結(jié)果表明通過煤粉噴吹和二次燃燒，該工藝能夠直接熔融還原鐵礦粉。雙方?jīng)Q定在德國巴伐利亞州建設(shè)產(chǎn)能12000噸的小型中試廠SSPP。
SSPP在1984年至1990年進行了長期運行測試，1987年CRA開始全權(quán)負責SSPP。
1989年至1994年，CRA與Midrex開始研發(fā)新一代的HIsmelt工藝即HRDF。
1992年HRDF臥式爐建成并冷試車，設(shè)計產(chǎn)能為100000噸，經(jīng)歷6次爐役后改造為立式爐。
1996年立式爐建成，1997年開始試車，實驗結(jié)果表明立式爐從產(chǎn)能、產(chǎn)率、可靠性、連續(xù)運行時間等各項指標均遠高于臥式，且工藝設(shè)備更加簡單，試驗結(jié)果過完全達到預(yù)期，符合工業(yè)化擴大工廠的要求。
2002年力拓集團與世界幾家有實力的鋼鐵公司成立合資公司，開始籌建年產(chǎn)80萬噸的示范性工廠。2004年示范性工廠建成，2005年開始試生產(chǎn)，斷斷續(xù)續(xù)的運行至2008年金融危機。期間經(jīng)歷了耐材重砌、引入渣區(qū)冷卻器、礦粉/煤粉噴槍改進、渣口升級、熱風噴槍升級、煙氣脫硫擴大升級一系列從無到有的摸索改進。2008年關(guān)閉前，熔融還原爐及其附件的改造設(shè)計完成并能穩(wěn)定，導致生產(chǎn)中斷的問題都集中到外圍附屬設(shè)備，如礦粉預(yù)熱。而在這些反復啟動、關(guān)閉、調(diào)試、維修的過程中，力拓的工程師和技術(shù)人員積累了大量的經(jīng)驗教訓，為日后新工廠的建設(shè)和運行打下了堅實的基礎(chǔ)。
西澳HIsmelt運營期間正置中國鋼鐵高速發(fā)展期，吸引了時任中國國家主席、總理、人大委員長，以及寶鋼首鋼等35家大型鋼鐵集團的廣泛關(guān)注。很多公司都簽訂了合作協(xié)議，一旦成功，將會在中國大范圍的推廣。由于這是第一個工廠，設(shè)備、工藝、技術(shù)、人員等等都是全新設(shè)計，不可避免的會發(fā)生各種各樣的狀況，始終沒有達到預(yù)期的運營效果。2008年金融危機蔓延，中國用戶的耐心也消耗殆盡，力拓集團和合作方?jīng)Q定西澳關(guān)閉工廠。連大企業(yè)都搞不定，中國人心里就自然認為該技術(shù)已經(jīng)失敗。
歷史再次證明，真理往往掌握在少數(shù)人手里，2012年山東壽光一個中型民企企業(yè)家通過非直接渠道了解到了該技術(shù)，由于該企業(yè)沒有高爐，上游的煉鋼原料都從周圍高爐企業(yè)采購。建設(shè)一個年產(chǎn)能不大的生鐵生產(chǎn)工廠正好配合其下游煉鋼軋鋼的車間產(chǎn)能消耗，也就是順勢而為的事情了。2012年該企業(yè)向澳大利亞現(xiàn)場派駐工程師，將部分有價值的設(shè)備拆遷回山東，2013年開始同設(shè)計院合作設(shè)計，2014年開始建設(shè)，2016年初建成，1-5月完成單體調(diào)試。2016年6月進行首次裝鐵水試車。
HIsmelt工藝每次啟動的時候，需要首先將爐體加熱到一定溫度，往爐內(nèi)灌注幾百噸高溫鐵水預(yù)熱，再往里面噴入原料開始反應(yīng)。由于爐體大，耐材厚，預(yù)熱需要用天然氣燃燒烘烤5-7天，烘烤完成后，如果受熱不均勻，灌入鐵水后很可能會迅速冷卻凝固，必須停爐將凝固的鐵挖出來。若此，則啟動失敗，烘爐和鐵水的幾百萬等于打水漂了。
第一次啟動灌入鐵水后，還原爐煙罩循環(huán)水泵（利舊設(shè)備）突然故障調(diào)停，沒有循環(huán)水冷卻的煙罩，是不能生產(chǎn)的。在無數(shù)次嘗試都不能啟動的情況下，中方和外方商定，啟動失敗，將鐵水放出。但由于鐵水溫度過低，流動性降低，已經(jīng)不能夠通過放盡口流出了。最終只能等冷卻后，用切割機切割，人工搬動出來，該過程歷時接近一個月；
第二次啟動，灌鐵水一切正常，在即將進入正常生產(chǎn)時，突然全廠停電，制氧廠需要長時間恢復。在20小時沒有完成修復的情況下，決定放出鐵水。第二次啟動宣告失??；
第三次啟動在烘爐期間，由于爐內(nèi)渣沒有清理干凈，渣融化后在鐵口冷卻凝固堵塞，多次試圖用氧槍融化不能成功后，停爐排堵重新烘爐；
第四次啟動，終于正常啟動并生產(chǎn)，但在啟動兩天后，磨煤機主風機軸斷裂，在沒有放出鐵水的情況下，停機約24小時后，安裝新軸繼續(xù)生產(chǎn)。第四次啟動是成功的啟動。
2016年啟動至今，中方項目部經(jīng)歷了斗式提升機堵塞、磨煤系統(tǒng)故障、噴煤線堵塞、噴槍漏水、煙罩漏水等等一些列設(shè)備問題，最后均一一解決。2017年突破連續(xù)生產(chǎn)三個月，2018年實現(xiàn)了連續(xù)生產(chǎn)四個月。生產(chǎn)成本持平高爐，部分月份低于高爐。
綜合兩年多的生產(chǎn)運行狀態(tài)，HIsmelt在中方項目上出現(xiàn)的問題均為設(shè)備不穩(wěn)定導致的，最核心的熔融還原爐及附屬設(shè)備正常。
工廠是連續(xù)生產(chǎn)的過程，從原料場、原料預(yù)熱、煤粉噴吹、礦粉噴吹、鐵口、鐵鉤渣溝、后面的煙氣處理…任何環(huán)節(jié)設(shè)備出現(xiàn)故障，工廠必須停下進入保持狀態(tài)。進入保持狀態(tài)后，就是與時間賽跑的過程，停爐時間太長，爐體易冷卻，甚至煉成鋼或者出現(xiàn)泡沫渣。因此工廠對設(shè)備的穩(wěn)定性有很高的要求，出問題后現(xiàn)場能夠快速響應(yīng)，在有限時間內(nèi)將設(shè)備回復正常，這點其實是項目成功的最關(guān)鍵因素。
文章摘自：軋鋼之家
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