八鋼公司廠(chǎng)區內聳立的歐冶爐外景。
“外表較新的高爐是實(shí)驗成功的富氫碳循環(huán)氧氣高爐，實(shí)現了固體燃料消耗降低達30%，碳減排超21%的階段性目標。外表較舊的高爐已經(jīng)成為工廠(chǎng)3A級景區的景點(diǎn)之一。”在位于新疆烏魯木齊市寶武集團八鋼公司(以下稱(chēng)“八鋼”)廠(chǎng)區內，綠色低碳冶金首席專(zhuān)家田寶山指著(zhù)一新一舊兩座430立方米高爐說(shuō)。
隨著(zhù)國家“雙碳”目標的推進(jìn)，八鋼加快高質(zhì)量發(fā)展轉型步伐，進(jìn)一步優(yōu)化綠色產(chǎn)業(yè)結構和布局，推進(jìn)穩定高效的生產(chǎn)，探索綠色智慧發(fā)展新路。
實(shí)現碳循環(huán)
高爐煉鐵要實(shí)現真正意義的碳減排，就必須達到全氧冶煉，實(shí)現碳循環(huán)。聽(tīng)起來(lái)簡(jiǎn)單，但傳統高爐采用熱風(fēng)爐生產(chǎn)，高爐煤氣因含有大量氮氣，并不具備脫碳(去除二氧化碳)再循環(huán)使用的價(jià)值，所以達到這個(gè)要求并不容易。
“解決這一問(wèn)題，需要不斷提高含氧量，直至實(shí)現全氧冶煉、煤氣循環(huán)。”田寶山說(shuō)。
2020年7月開(kāi)始，寶武集團投入10多億元研發(fā)費用，在八鋼建立低碳冶金試驗平臺，利用原有的2號430立方米高爐，開(kāi)展綠色低碳冶金工業(yè)試驗，開(kāi)展35%富氧、50%超高富氧到100%全氧冶煉工況條件下，噴吹脫碳煤氣和富氫冶煉的工業(yè)化生產(chǎn)試驗探索。
在試驗過(guò)程中，田寶山等人沒(méi)少碰壁。“試驗啟動(dòng)后就出現‘爐涼’現象，工人們需要在高溫中清理渣鐵混合物，最長(cháng)一次折騰了半個(gè)月。”田寶山說(shuō)。
“正常生產(chǎn)中出現‘爐涼’是重大生產(chǎn)事故。我們要找到解決問(wèn)題的方法。”在公司容錯機制的支撐下，田寶山等人堅持試驗，總結經(jīng)驗教訓，最終取得項目成功。其中，“一種富氧高爐開(kāi)爐方法”“一種富氫碳循環(huán)高爐的煉鐵方法”等4項成果獲得國際發(fā)明專(zhuān)利。
前不久，寶武集團宣布建成首座400立方米級的低碳冶金高爐。這是綠色低碳技術(shù)的重大突破。
新工藝突破后，固體燃料消耗降幅實(shí)現超過(guò)30%的目標。“這不是終點(diǎn)，我們已開(kāi)始向更高的目標穩步推進(jìn)，并為下一階段向2500立方米高爐推廣富氫碳循環(huán)氧氣高爐技術(shù)做準備。”田寶山說(shuō)。
八鋼緊扣低碳、綠色發(fā)展主題，以創(chuàng )新為引領(lǐng)，不斷突破低碳冶金技術(shù)難題。每一項突破都是自主創(chuàng )新的有力見(jiàn)證，每個(gè)車(chē)間都有科技創(chuàng )新聯(lián)絡(luò )員。背靠寶武集團的技術(shù)支撐，八鋼逐步完善出一整套創(chuàng )新項目攻堅克難運行體系，確保企業(yè)一直保持創(chuàng )新活力。
啃下硬骨頭
行走在八鋼廠(chǎng)區內，記者看到世界最大非高爐煉鐵裝備——歐冶爐。走進(jìn)中控操作室，電子大屏上運行參數一目了然。工作人員輕敲鍵盤(pán)，這座高達118米的“大家伙”就開(kāi)始平穩地送煤、煉鐵。
田寶山曾擔任過(guò)歐冶爐首任爐長(cháng)。他介紹，八鋼低碳富氫碳循環(huán)氧氣高爐技術(shù)的突破，離不開(kāi)這個(gè)“大家伙”。
歐冶爐原名叫COREX爐，是從國外引入熔融還原技術(shù)在上海建成。然而，由于國內外原燃料結構差異，建成投運的COREX爐在運行和經(jīng)濟性上受到了挑戰，出現了水土不服。
為探索出一條適合國內原燃料結構的低碳冶煉道路，2012年，COREX爐從上海搬遷至八鋼，2015年6月18日投產(chǎn)。
“從上海來(lái)的這個(gè)大家伙‘挑食’嚴重，只吃全國最好的塊煤、高品質(zhì)的‘球團’鐵礦，這導致其煉鐵成本比傳統高爐要高。”八鋼煉鐵廠(chǎng)廠(chǎng)長(cháng)助理陳佰軍說(shuō)。
“COREX爐能在新疆扎下根，產(chǎn)生效應嗎?”起初，面對“大家伙”，八鋼員工疑慮重重。
面對挑戰，八鋼員工迎難而上、敢闖敢試，憑借對傳統高爐技術(shù)的深厚積累，對COREX爐的原燃料結構進(jìn)行了顛覆性的創(chuàng )新，將傳統高爐布料流槽移植到歐冶爐上，解決了原有布料器故障率高的問(wèn)題;借鑒高爐煤氣流分布工藝設計豎爐中心煤氣導入裝置，解決輸入黏接和精細化率低的問(wèn)題……經(jīng)過(guò)一次次工藝優(yōu)化創(chuàng )新，2018年，升級版的COREX爐更名為歐冶爐。
“現在的歐冶爐能吃得下普通高爐排斥的高鋅礦、低強度球團，實(shí)現了減碳降成本的目標。”陳佰軍興奮地說(shuō)，歐冶爐每噸鐵的冶煉成本低于傳統高爐。
2019年實(shí)現工業(yè)應用的煤氣脫碳技術(shù)，打通了冶金煤氣循環(huán)利用工藝技術(shù)路線(xiàn)，每年減少二氧化碳排放20余萬(wàn)噸，相當于再造森林近1萬(wàn)畝。
歐冶爐和富氫碳循環(huán)高爐是八鋼探索綠色低碳之路的縮影。“十三五”時(shí)期以來(lái)，八鋼累計投入60多億元開(kāi)展環(huán)境治理，建成圓形料倉、工業(yè)廢水處理廠(chǎng)、廠(chǎng)區防風(fēng)墻、燒結焦化脫硫脫硝等一大批環(huán)保設施，實(shí)現了廢水零排放、廢氣達標排放和固廢不出廠(chǎng)。目前，八鋼環(huán)境質(zhì)量持續向好，形成融入城市、反哺城市的發(fā)展格局。
前不久，八鋼被評為國家AAA級工業(yè)旅游景區，13平方公里的景區內，工業(yè)、人文、自然特點(diǎn)突出。景區整體設計突出植筑平衡、功能混合的多元工業(yè)旅游形態(tài)，強調綠色智慧的可持續發(fā)展理念。
增綠需“添智”
鋼鐵行業(yè)轉型，增“綠”更需添“智”。在工廠(chǎng)廠(chǎng)區，機器人正在現場(chǎng)巡檢。在生產(chǎn)車(chē)間，工人手拿遙控器，不需高溫考驗就能打開(kāi)鐵口，用機械臂裝填炮泥……一項項新技術(shù)，更新了煉鐵工人的作業(yè)方式。“要讓老企業(yè)擁有新活力，改革創(chuàng )新必不可少，要勇于擁抱先進(jìn)的管理理念和管理手段。”八鋼公司黨委書(shū)記、董事長(cháng)吳彬說(shuō)，我們要緊跟寶武集團信息化發(fā)展步伐，堅定推進(jìn)智慧制造，改變鋼鐵企業(yè)在人們心目中的傳統形象。
創(chuàng )新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力，智慧制造是提高企業(yè)競爭力、推進(jìn)轉型升級發(fā)展的有效途徑。通過(guò)產(chǎn)線(xiàn)調整和技術(shù)改造，八鋼實(shí)現煉鐵智慧化。2020年開(kāi)始，八鋼以管控中心、操控中心和員工服務(wù)中心為總體布局，建成投入智慧熱軋等重點(diǎn)項目。累計投資7.7億元，投入使用工業(yè)機器人64個(gè)，減少操作室40個(gè)。
歐冶爐煉鐵主任工程師賀敏敏說(shuō)，在八鋼廠(chǎng)區，通過(guò)推進(jìn)制造環(huán)節革新，達到操作室一律集中、操作崗位一律自動(dòng)化、運維一律遠程、服務(wù)環(huán)節一律上線(xiàn)的目標，產(chǎn)線(xiàn)各環(huán)節基本都由機器人完成，爐溫控制、取樣化驗、輔助材料添加等都靠電腦操控。
2021年，八鋼加快構建集智能裝備、智能工廠(chǎng)、智能運營(yíng)于一體的智慧制造體系，實(shí)現數字監控智慧管理，“一總部多基地”協(xié)同效益顯著(zhù)。同年，八鋼發(fā)布了綠色低碳冶金技術(shù)創(chuàng )新路線(xiàn)圖，2022年實(shí)現了400立方米級富氫碳循環(huán)氧氣高爐碳減排超21%的重大突破。
八鋼將繼續推進(jìn)綠色與智慧發(fā)展。“2023年至2024年，八鋼要在大中型高爐推廣富氫碳循環(huán)氧氣冶煉工藝以及商業(yè)化裝置改造，2025年具備減碳30%工藝技術(shù)能力，2035年力爭減碳30%，2050年力爭實(shí)現碳中和。”吳彬說(shuō)，綠色低碳是鋼鐵行業(yè)今后發(fā)展的必然趨勢。八鋼正在不遺余力推進(jìn)“雙碳”重點(diǎn)項目建成示范項目，打造行業(yè)碳達峰、碳中和技術(shù)創(chuàng )新引領(lǐng)標桿企業(yè)。(馬呈忠)
