中国二十冶:以高端技术引领绿色钢铁未来


绿色是美好生活的底色。绿色、低碳的钢铁产业生态圈是城市与钢厂和谐共生的生态链。上海二十冶安装工程公司总工程师李俊峰在接受《企业观察报》采访时表示,中国二十冶作为生态链上的重要一环,以助力推动绿色城市钢厂建设为着力点,以共同维护好工业领域与城市建设的绿色、低碳发展为着重点,调集“精兵强将”致力于攻关冶金含金属固废资源化利用工程的技术壁垒,通过“在生产中循环,在循环中增效”,大力推动钢铁企业循环经济发展,不断增添绿色发展动能。


据了解,钢铁产生过程中会产生大量含铁、含锌等金属尘泥,约是钢产量的10%,仅2019年国内钢铁企业产生的尘泥就接近1亿吨,含金属尘泥的堆存需要占用大量场地,易引起区域排水重金属超标,造成水体和土壤污染,而含金属尘泥通过返生产直接循环使用,又容易造成高炉炉衬损坏、炉内结瘤,煤气管路腐蚀等,影响高炉生产顺行和使用寿命。


在采访中李俊峰介绍说,目前转底炉处理技术作为国际最先进的冶金含铁尘泥洁净处理技术,可实现冶金含铁尘泥的有效循环利用,具有良好的环境效益和社会效益。通过转底炉项目建设实施,使钢厂实现固废不出厂自循环,有效解决了钢铁企业固废污染问题,减少碳排放量。


实现国内转底炉建造质的突破


李俊峰表示,虽然转底炉技术先进,但国内转底炉工程的推进却不是一帆风顺。国内转底炉工程启动比较晚,由于转底炉系统工艺复杂,转底炉工程建造周期长、成本高,核心装备均为新研制产品,需要改进完善的地方还有很多,且缺少施工技术规程和验收标准,转底炉投运后问题较多。因此,国内最初建设投运的转底炉难以达产达标。


直到2016年,中国二十冶承建的湛江钢铁含铁固废处置中心工程(20万吨/年转底炉)建成后,实现了国内转底炉工程建造质的突破。


“既然转底炉的技术优势这么明显,为什么国内之前投入的转底炉没法顺利达产呢?”李俊峰介绍说,在承接到湛江转底炉项目后,这个问题就一直困扰着项目部的每一个人。为此,项目部投入了大量的精力,查阅资料,实地考察调研,反复对比方案,结合以往转底炉技改和检修工程中的经验,终于找到了问题的突破口,大家一致认为核心部件之一——托辊的安装精度验收标准偏低,是影响转底炉运行施工方面的主要问题之一。


经过多次试验,项目部创新研发了托辊的免平台测量调整和逆向调整技术,通过在转底炉环形基础外的快速测量,利用研制的倒梯形活动线架,解决了常规线架固定位置影响设备地脚螺栓紧固、调整托辊步骤繁琐、周期长的难题,不仅大幅提高了托辊的调整效率,并将60组外托辊的顶面标高偏差控制到±0.2毫米、托辊中心到圆心距离偏差控制到±0.4毫米、托辊轴中心与所在半径的角度偏差控制到0.1度,安装精度偏差仅为设计标准的20%-40%,从而保证投运后转底炉的平稳运行。


湛江钢铁、宝武环科、中冶赛迪和中国二十冶联手,经过十几个月的鏖战,成功打造了世界首个含铁综合固废处置中心,这也是国内首个快速达产达标和稳定生产的转底炉。湛江转底炉年生产金属化球团13.73万吨,锌粉约0.5万吨,产生蒸汽11.48万吨,每年产品收益约1亿元,还大幅降低高炉锌负荷,保证高炉寿命和运行稳定。投产后湛江钢铁90%以上的废渣可以返回高炉作为炼铁原料,也让湛江钢铁成为国内首家实现含铁尘泥100%厂内循环使用的钢铁企业。


以不凡实力书写建设传奇


李俊峰表示,湛江转底炉的建设,有力推动了国内冶金含金属尘泥固废处置工程的发展。很快,宝钢、武钢、沙钢、山钢等陆续规划建设转底炉工程。中国二十冶凭借在湛江转底炉工程中的品牌效应,以及在沙钢1号转底炉(30万吨/年)、日钢2×20万吨/年转底炉项目后续的技改检修中的技术优势,自2018年9月以来,先后中标了宝钢新增含铁尘泥资源化再生装置(宝钢转底炉,2×25万吨/年)、联峰钢铁年处理25万吨含铁锌尘泥综合利用项目(永钢转底炉)、武钢新增含铁尘泥资源化再生装置(武钢转底炉,2×20万吨/年)等工程。


2020年7月10日,随着一道投料指令,各种含铁锌尘泥灰精准配料后送入强力混合机,混合、造球、烘干、焙烧、冷却,所有生产工序无缝连接,通过转底炉内1280℃的高温焙烧,20分钟后,一颗颗泛着金属光泽的产品球团相继送入链斗输送机,随着一斗斗的产品平稳进入成品料仓,标志着永钢转底炉投料生产一次成功。中国二十冶在历经新冠肺炎疫情的严峻大考下,仅用376天的“中冶速度”,创造了同类生产线最短施工工期的奇迹。


短短一年多时间,原来杂草丛生的一片荒地变成了一个“循环利用、吞废吐宝”的现代化工厂。建成投产后,每年可处理25万吨的含金属尘泥,不仅实现了永钢集团转底炉区域内含金属尘泥固废的自循环,每年还可生产约15.89万吨金属化球团、5700吨氧化锌粉。“固废不出厂、冶金尘泥物尽其用”,大力推动了钢铁企业的循环经济发展,为绿色低碳发展做出了积极贡献。


据了解,目前由中国二十冶承建的国内最大的沙钢2号(30万吨/年)转底炉处理固废生产线正在如火如荼施工中,凭借“绿色转底炉工程专业化建设特色品牌”的口碑,二十冶人将承载“冶金建设国家队”的光荣与梦想,在转底炉施工领域再拔高、再创新、再出发。


以创新提升核心竞争力


中国二十冶能够打造一座又一座转底炉精品工程,最重要的核心竞争力就是技术。中国五矿集团公司总经理、中国冶金科工集团有限公司董事长国文清曾多次强调:要以冶金报国的雄心壮志,对标国际一流,始终做冶金行业核心技术的引领者。


李俊峰介绍,中国二十冶在承建湛江转底炉工程时,国内投运的转底炉很少,且较少能达产达标,可参考借鉴的施工技术几乎是一片空白。因此,要攻克转底炉的施工技术难题,建设高质量、性能稳定的转底炉工程,必须要靠自主创新。如转底炉设备基础梁、板结构复杂,钢筋分布非常密集,预埋件与设备基础钢筋干涉多,项目部通过BIM技术预排布,重新优化设计了预埋件的锚栓位置、钢板结构形式和安装方式,实现预埋件锚栓与设备基础钢筋的零干涉,解决了常规施工方法频繁干涉并破坏设备基础钢筋的问题。转底炉内耐材数量近百种,重约3000吨,炉内空间狭小,采用常规模板支撑系统进行炉顶耐材施工时,安全隐患多、施工质量难以保证;项目部根据转底炉炉顶结构形式,设计了受限部位炉顶炉壳和耐材的离线预制、集成的施工方法,实现了炉顶耐材的零支撑系统施工,不仅大幅降低施工成本,施工效率也提高了60%以上,并保证了耐材的施工质量。


据了解,目前,中国二十冶已针对转底炉异形设备基础、核心设备安装、耐材施工、系统调试形成了20余件核心专利技术。同时,为积极响应中冶集团“打造冶金建设国家队升级版”的要求,中国二十冶立项了新型转底炉工程施工技术创新课题,并获上海市青年科技启明星计划资助。


在采访中,李俊峰还表示,除了技术创新,中国二十冶在转底炉工程建设中,积极与设计院、设备制造商一起,不断优化和改进工艺及装备。如在永钢转底炉项目试车过程中,由于原厂设备尺寸与现场实际尺寸不符,摆式布料器与下方的振动筛高度过高会将成品球摔碎,高度过低摆动幅度又达不到。项目部技术人员通过计算机精密计算与现场测量,提出了切割弧形梁、将设备下方连接杆加长和圆形法兰改为方形法兰的方法来降低摆式布料器的垂直高度,受到业主、设计院、设备厂家的高度赞扬。


2021年工作会上,中国五矿集团公司总经理、中国冶金科工集团有限公司董事长国文清提出,中冶集团要承担起引领中国冶金实现智能化、绿色化、低碳化、高效化发展的“钢铁强国”责任。未来,中国二十冶将以科技创新为原动力,以高端技术和建造水平为引领,助推钢铁企业的绿色化、低碳化发展,与之携手共同描绘出美丽中国“蓝天白云绿水青山”的美好生活底色。


中国二十冶集团起源于1948年,隶属于中国中冶,是世界500强中国五矿旗下的核心骨干子企业,是国家高新技术企业、国家技术创新示范企业、国家知识产权示范企业以及国家技术标准创新基地,拥有国家级企业技术中心和博士后科研工作站,是国家科技进步特等奖获得者。在冶金建设领域,中国二十冶具备冶金全流程施工能力,是中国钢铁工业的核心建设力量。1978年12月23日,中国二十冶率先在长江之滨的上海宝山打下了宝钢工程第一根钢桩。四十多年来,陆续承建了宝钢原料、烧结、炼铁、炼钢、连铸、热轧、冷轧、硅钢等全流程建设项目,占据整个宝钢工程建设的半壁江山。与此同时,还承建了武钢、攀钢、鞍钢、沙钢等国内大型钢铁企业的重点工程,以及越南河静钢铁、印尼青山钢铁、西澳SINO铁矿、巴新瑞木镍矿等海外大型冶金项目。被誉为冶金建设行业的“高炉之王”“连铸至尊”“轧机之秀”“制氧专业户”和“料场建设先锋”。


李俊峰介绍说,凭借丰富的建设经验和强大的科技实力,中国二十冶获得国家科技进步特等奖2项,制定国家标准34项,编制国家级工法19项,拥有授权专利1845件。获得鲁班奖22项、国优奖31项、国家级专业奖48项、省部级奖492项。3项工程被评为“新中国成立60周年百项经典暨精品工程”。1项工程被评为“改革开放35周年百项经典精品工程”。


“十四五”时期,中国二十冶将继续保持“做冶金建设国家队、基本建设主力军、新兴产业领跑者,长期坚持走高技术高质量发展之路”的战略定位,始终秉承“一天也不耽误、一天也不懈怠”的中冶精神,全面贯彻“诚信为本”的经营理念,全力打造“公司富强、员工幸福、业主信赖、社会称赞”的一流企业集团,用实力和担当为实现中华民族伟大复兴贡献力量。