匠心打造绿色钢铁新形象 ——中冶北方企业开放日活动侧记

作者: 冶金矿产  发布:2020-02-02

本报通讯员 李迪

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9月5日,来自全国各地的钢铁冶金企业、高等院校、科研设计单位及相关行业代表,以及相关媒体记者来到西安市,参加了由中冶北方工程技术有限公司主办的“匠心打造绿色钢铁新形象”企业开放日活动。

炼铁系统能耗、环保投入等占钢铁长流程生产的70%左右,在钢铁长流程生产中重要性凸显。

这次活动依托2019年全国球团技术研讨会暨烧结球团“高质、高效、绿色、智慧”主题研讨会开展,以推介中冶北方建设绿色钢厂、绿色矿山的核心技术为主要内容,旨在彰显中冶北方“冶金铁前领域技术服务国家队、节能环保领域生力军、新兴产业探索者”的品牌定位,向合作方全面展现企业技术创新成果以及工程应用实践,助力企业市场开拓与品牌精准传播,进一步提升中冶北方品牌知名度和美誉度。

本文采用下游行业分析预测法和GDP消费强度法两种方法,对2020年——2030年中国钢材需求进行预测,从中长期、整体的角度来看,中国钢材实际消费呈现“弧顶”+“下降通道”的走势,但不排除一些年份的波动反复。随着中国经济由高速增长向高质量发展转变,中国逐渐成为制造强国和创新型国家。炼铁业在发展理念、技术创新、降本增效、标准引领、智慧制造和低碳及氢冶金等方面已进入高质量发展的新时代。

建设“绿色钢厂” 打赢蓝天保卫战

减量调整

当天上午,代表们参观了中冶北方建设“绿色钢厂”“绿色矿山”的核心技术展板,通过聆听冶金工程领域专家对技术内容和工程应用实例的生动讲解,让参与者了解了“绿色钢厂”和“绿色矿山”的内涵与实现方式。同时,全面展示了中冶北方用匠心打造绿色钢铁新形象的生动实践。这次活动还设置了现场问答互动环节,讲解人提问与此次开放日主题相关的问题,与参与者答题互动,进一步加深参与者对中冶北方品牌的理解和认知。

进入21世纪以来,亚洲地区生铁产量增长尤为突出,中国、韩国和印度等生铁和直接还原铁产量的增长引领全球铁产量的增长。“十五”至“十二五”时期,中国炼铁产量进入两位数的高速增长时期,进入“十三五”时期,炼铁产量增速趋缓,但仍保持个位数的增速。与此同时,中国生铁产量占世界生铁产量的比重趋于稳定,但已超过半壁江山,产量过高和以长流程钢铁生产方式为主给节能减排和降低成本带来巨大压力。

代表们首先来到了“绿色钢厂”核心技术展示区,中冶北方烧结球团设计院院长栾颖作为讲解人,带领大家深入了解技术节能减排效果及应用工程实例。近年来,中冶北方积极开拓冶金铁前领域节能环保市场,以超低排放改造项目为发力点,研发应用了一系列满足钢铁企业环保改造、节能减排的核心技术,包括烧结烟气循环、活性焦烧结烟气净化、多功能高效烧结环冷机、低温余热发电、环保封闭料厂等,可以为钢铁企业提供节能减排的“定制化”服务,既顺应了创新、绿色、高质量发展的历史潮流,又承担了建设低污染、低能耗绿色钢厂的新的历史责任。

从图1可以看出,“十五”至“十三五”时期,炼铁增长率由两位数增长逐渐下降至个位数,这由经济发展的客观规律所决定。随着我国钢铁积蓄量持续增加,废钢的供应量持续增加,高炉铁水比例相对钢产量逐渐下降或铁水产量绝对下降是一个趋势,但不排除个别地区一段时期内高炉铁水产量增加的情况发生。同时,随着电炉炼钢铁水比例减少,短流程新建电炉投产和转炉废钢比增加,我国高炉炼铁产量逐步下降将是大概率事件。钢铁发展的时代主题已经由“增量、扩能”转变为“减量、调整”,减量调整时代已然来临,但会波动反复。

中国金属学会炼铁分会副秘书长、北京科技大学教授冯根生在接受媒体采访时表示:“中冶北方一直致力于矿山、烧结、球团领域的技术创新及应用,包括多功能高效环冷机、烟气循环技术在内的多个节能减排新技术都具有完全自主知识产权,不仅在国内多个大型烧结项目中得到应用,也在近两年输出到海外,展示了中国钢铁冶金技术在国际舞台的独特竞争力。”

技术创新

中南大学朱德庆教授在接受媒体采访时表示:“烧结、球团工艺为高炉生产提供原料,如何做好高质量的高炉原料是我国钢铁冶金工业实现高质、高效、绿色、智慧发展的关键一环。中冶北方所展示的烧结、球团领域的绿色核心技术不仅符合国家环保标准要求,更实现了高炉原料质量的不断提升,为钢铁行业实现绿色发展提供了非常有效的方法和途径。”

我国钢铁行业自主开发了如下炼铁新技术,通过技术进步、转型升级和创新发展,实现炼铁高质量发展。

“中冶北方建设绿色钢厂的核心技术,已经实现了规模化的工程应用,这些技术所能达到的节能减排效果不仅仅是设计文件中冷冰冰的数据,更为钢铁企业带来了社会效益和环保效益的双丰收”。参加活动的1家钢企代表高度称赞了中冶北方在冶金节能环保领域所作出的创新尝试,并对“绿色钢厂”核心技术中的“活性焦烟气净化技术”和“多功能高效环冷机技术”表现出浓厚兴趣。他表示:“环保改造是目前钢铁企业转型升级的重头戏,通过对中冶北方技术的全方位了解,让我看到了中冶北方对技术、工艺的专注和追求,也更加坚定了合作的信心。”

节能减排:烧结烟气循环技术

打造“绿色矿山” 留住绿水青山

目前烧结烟气循环利用技术已有不同的流程在欧洲、日本和中国等钢厂应用。生产实践应用表明,烧结烟气循环技术可减少烧结烟气的外排总量及外排烟气中的有害物质总量,是减轻烧结厂烟气污染的最有效手段;可大幅降低烧结厂烟气处理设施的投资和运行费用;可减少外排烟气带走的热量,减少热损失、CO二次燃烧,降低固体燃耗。

在“绿色矿山”核心技术展区,中冶北方矿山设计院副院长程崇强生动讲解了打造“绿色矿山”的实现方式和途径。绿色矿山是相对于传统的粗放型高开采、低利用、高排放矿山而言的,是指在矿产资源开发全过程中,既要严格实施科学有序开采,又要对矿区周边环境的影响控制在环境可接受范围内。

经过不断地创新和发展,国内外目前主要有5种烟气循环利用的工业化烧结技术方案:EOS、LEEP、EPOSINT、区域性废气循环和烧结废气余热循环技术。烟气循环烧结工艺可使烧结生产的各种污染物排放减少45%——80%,降低固体燃耗2千克/吨——5千克/吨或降低工序能耗5%以上。

在打造“绿色矿山”方面,中冶北方一直致力于研究如何实现无废和不破坏生态环境的开采。其中,智慧矿山技术把新一代的信息技术充分运用在矿山企业的管理和生产活动中,充分发掘和利用企业信息资源,实现矿山生产的高效、节能、安全、环保的管、控、营一体化;矿山废水热能回收综合利用技术充分利用矿山废水中蕴藏的低温能源,实现水资源的全方位利用,大幅降低矿山企业的单位产品能耗值;全尾砂胶结充填连续制备及自流输送技术实现大流量充填料浆连续制备及管道自流输送,高效、环保,为实现矿山无尾排放创造了前提条件;尾矿库、废石场联合排放堆存技术,解决了微细粒尾矿高效、经济堆存的问题,实现了尾矿库与废石场协调统一发展,实现了尾矿库安全、经济运行;矿山废石处理技术对废石进行综合利用,提高矿山固体废弃物利用率,减少排放。

烧结竖罐冷却及余热发电技术

参加活动的矿山企业代表表示:“中冶北方在矿山设计领域有着独特的优势,尤其是在建设智慧化矿山方面走到了行业的前列,所展示的核心技术对于我们矿山企业降本增效、节能减排方面都有着非常重要的实践意义,这也说明中冶北方了解我们矿山企业的需求,知道行业的‘痛点’在哪里,并用创新的技术积极推动整个行业的转型升级。”

竖罐冷却热烧结矿及余热发电装置可替代烧结机环冷机、带冷机作为新建项目的烧结工艺冷却设备,也可替代既有烧结的环冷机、带冷机,实现热烧结矿显热的高效回收;特别是对于既有的步进式烧结机,采用竖冷窑替代机上冷却功能,将原机上冷却段改为烧结段以加大烧结面积,使原烧结机产量提高约70%,同时烧结矿显热可实现高效极限回收。采用竖罐冷却技术代替环冷机或带冷机,冷却风供风总量可减少一半左右;热烟气可100%回收,且温度约可提高至450摄氏度以上,余热回收效率显著提高,余热回收总量与环冷机相比可提高60%——80%。

据悉,此次企业开放日活动所依托的全国球团技术研讨会是球团行业一年一度的全国性行业会议,也是我国球团领域广大工程技术和管理人员,以及高等院校、科研院所和友邻行业同仁一年一度的难得聚会,迄今已经成功举办25届。该会议结合我国钢铁行业目前所面临的形势,共同探讨钢铁行业在转型升级工程中,烧结、球团领域的“合理布局”“节能环保”的有效措施。同时,与会代表就烧结、球团市场形势、技术发展等展开研讨与交流,对加强我国烧结、球团领域节能减排新技术的推广和进步起到了积极促进作用。

提质增效:强力混合机技术在烧结的应用

《中国冶金报》

强力混合机在烧结机应用可取得如下效果:混匀效果提高,制粒效果增强,透气性提高10%,焦粉添加比例降低0.5%,烧结速度提高10%——12%,生产能力提高8%——10%。

近年来,全球范围内有不少钢厂在烧结中应用了强力混合机技术。2012年巴西Usiminas公司在200平方米烧结机改造项目中应用了强力混合机;2013年安赛乐米塔尔比利时根特厂在220平方米烧结机改造项目中采用了强力混合机,奥图泰公司近年来在巴西新型联合钢厂、印度塔塔钢铁、印度国家矿业开发公司、印度钢铁管理局等公司的大型烧结项目中采用强力混合机代替圆筒混合机和制粒机进行混合并制粒;2015年本钢板材率先在566平方米新建烧结项目上采用立式强力混合机,中国宝武集团宝钢股份、山西建邦钢铁、江苏长强钢铁等烧结机均在一混前增加强力混合机的应用。

炉料优化:熔剂性球团矿和高比例球团矿冶炼技术

球团生产能耗和污染物排放量远低于烧结。目前,球团矿配比在13%左右,明显偏低,未来应提高至30%以上,从炉料结构上促进高炉炼铁绿色发展。按现有酸性球团矿品质和烧结矿工艺来看,球团矿配比达到30%是可以实现的,但要达到60%以上则需要使用熔剂性球团矿。因此,钢铁行业和企业应重视对熔剂性球团矿技术和高比例球团冶炼工艺技术的研究与技术储备,在未来发展中要重视炉料结构的优化,并配套完善措施。

产城共融:高炉冲渣水余热回收技术

北方地区部分钢厂利用高炉冲渣水进行采暖,将其作为浴池用水或用于钢铁企业的鼓风预热、除盐水预热、混料加热、设备除湿热水等供应。高炉冲渣水余热回收利用回收期短,经济效益显著,为钢厂发展多元产业提供了新的途径;替换燃煤锅炉采暖,解决了燃煤锅炉外排SO2等污染物的问题,从源头上大大减轻了雾霾。同时,使用高炉冲渣水,不需要购买燃气、不需要储存燃煤的仓库,还取消了运输燃煤的物流环节,使得人力、物力成本大大减少,并有效解决了城市供暖资金短缺的问题。

南方地区开发低温余热资源最成熟的技术——有机朗肯低温余热发电技术,将高炉冲渣水余热回收用于低温余热发电,为加速城市型钢厂绿色转型、融入城市经济圈提供了重要支撑。

创新发展:煤气变压吸附技术

高炉煤气提纯采用变压吸附方式将高炉煤气中的主要可燃气体CO进行提纯,根据用户需求得到含40%——99.99%CO产品气。该产品气可作为高热值燃烧气体、高炉还原性气体,还可用于生产化工产品如合成氨、甲醇、醋酸和二甲醚等。存在富余高炉煤气或放散现象严重的钢企,可将富余高炉煤气采用变压吸附提纯后进行高炉炉顶煤气循环,用于高炉喷吹可大幅度降低入炉焦比,实现低碳炼铁和节能减排;也可将高炉煤气提纯得到的含70%左右的CO替代天然气、液化气使用,缓解煤气资源紧张,用于轧钢加热炉或退火炉,可减少外购天然气,降低企业生产成本。该技术已在国内某钢厂成功投运。FINEX炉顶煤气经变压吸附提纯后循环使用,燃料比下降明显,实现了低碳炼铁,降低了生产成本。

降本增效

在产品同质化竞争和市场充分竞争的背景下,成本竞争力逐渐成为核心竞争力。钢企的总成本可分为制造成本、管理费用、财务费用、销售费用4个部分,其中制造成本约占总成本的65%左右,而制造成本中约有70%属于铁前工序。从近期看,成本高低与工艺、技术和管理水平等有关,是可改变的竞争因素。生铁对标挖潜分析可促进企业通过技术进步和管理改善降低成本。铁前系统对标挖潜、降本增效应围绕优化焦化配煤结构、优化烧结混匀料配比、优化球团矿配比、优化高炉入炉原料结构、优化高炉燃料结构、优化原燃料采购结构、优化物流贮运和优化二次能源利用等8个方面进行优化。

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