实现高效、低耗、优质、少排的绿色炼钢

来源:中国冶金报   发布时间:2015-05-20 18:01:56 

“‘十二五’期间,炼钢科技创新的发展趋势是推动实现高效、低耗、优质、少排的绿色炼钢生产总体目标,着力加快推进高效率、低成本的洁净钢优化工艺应用,提高能源利用、转化和回收利用水平,大力发展各钢种高效恒速连铸装备与技术,提高智能化炼钢水平,强化炼钢-连铸前沿技术的研发。”在2012年全国炼钢-连铸生产技术会上,中国金属学会名誉理事长、中国工程院院士殷瑞钰梳理了未来炼钢技术发展的重点。

炼钢关键共性技术取得重大进展

围绕新世纪以来炼钢关键共性技术开发取得的重大进展,殷瑞钰重点针对以下六个方面进行了阐述:

一是高效率、低成本洁净钢生产系统技术取得重大突破。殷瑞钰指出,伴随着新一代钢铁制造流程理念的工程化,“一包到底”技术、以高温高效铁水脱硫技术和以转炉铁水预脱磷为特征的新一代铁水“三脱”和少渣炼钢工艺取得突破性进展,恒速高效连铸技术引领高效率、低成本洁净钢生产系统技术也得到全面发展。这些技术体现了从高炉出铁直至连铸机高温有序出坯这一区段的动态-有序和协同-连续性,从而形成了高效率、低成本洁净钢生产平台技术。这一系统技术的核心目标是为了实现不同类型洁净钢的高效率和低成本生产。

殷瑞钰认为,高效率、低成本洁净钢生产集成性“平台”技术已成为体现新一代钢铁生产流程优越性的重要特征之一,并对推动诸多炼钢厂的科技进步有着引导作用。例如,近年来,我国一些转炉炼钢厂在现有工厂布置条件下,大力推行铁水包多功能化(所谓“一包到底”技术)和高温高活度脱硫,并研发铁水不同形式的“三脱”预处理工艺和少渣炼钢的新工艺,取得了大幅度减少渣料消耗、降低生产成本的明显效果,钢水质量全面提高;恒速高效连铸技术已被认为是钢厂确保生产稳定、铸坯质量优良的关键,不仅一大批板材作业线积极推行高效率、低成本洁净钢生产平台技术,不少长材厂也加强了以满足恒拉速高效连铸技术要求为目标的洁净钢生产系统技术攻关。

二是高品质钢生产工艺技术已成为产品结构优化、新品种开发的保障条件。新世纪以来,我国钢铁行业高品质钢炼钢-连铸工艺技术不断进步,带动了钢铁产品整体质量水平的提高,也使我国彻底改变了以往高端钢材基本依赖进口的局面,国产优质钢材大量用于建筑、能源、交通、汽车、家电、机械制造等基础设施建设和制造业,为国民经济快速发展作出了重要贡献。

三是炼钢生产节能减排优化技术进一步发展并推广。殷瑞钰列举了十年来炼钢生产在能源高效转换和回收利用方面取得的几项重大进步,如:铁水包多功能化,直接或间接节能减排效果明显;转炉“负能炼钢”,近5年来重点统计企业转炉煤气和蒸汽回收水平提高了50%以上,转炉干法除尘装备和技术已可基本立足于国内;电炉炼钢综合优化用能、余热回收利用技术,连铸坯热装热送技术,钢渣高效综合处理与回收利用也有了新进展。

四是炼钢自动控制智能化生产技术成为炼钢生产技术进步的重要特征。新世纪以来,重点钢铁企业转炉冶炼过程和终点控制技术水平大幅度提高,转炉全自动控制炼钢(俗称“一键式炼钢”)技术全面优化和推广应用。电炉供电优化自控(含电极自控)技术、动态功率补偿技术与终点[C]、T双命中自动炼钢技术等调控技术也取得了新的成效;RH、AOD、VD与VOD、LF等二次精炼装置的终点自控技术的开发已进入工程化应用阶段。连铸工艺质量控制、预报、计算机全过程自动控制等核心装备和技术研发的国产化取得重大进展,提高了连铸生产过程自动控制的水平,也推动了炼钢厂全厂生产过程自动化的进展。

五是炼钢装备与使用材料国产化技术进步成为支撑炼钢生产优化发展的基础。据殷瑞钰介绍,新世纪以来,我国自主设计制造和应用的RH装备工艺技术的步伐大大加快,2007年以后在国内市场占据了主导地位。国产RH装置和工艺不仅具有显著的价格优势,还出现了多项独特的创新技术。与此同时,国内逐步开发出适用各种不同钢种真空精炼的技术,优化了RH有针对性的使用功能,并降低了投资。在连铸装备技术方面,2010年我国自主设计制造的厚度370mm、宽1800mm的特厚板坯连铸机在兴澄特钢投产并迅速实现稳产各类高品质铸坯;2011年新余钢铁公司厚度420mm、宽2400mm的特厚板坯连铸机投入生产;我国自主设计制造生产的360mm×480mm的特大矩形坯合金钢连铸机配备了一系列先进工艺和装备,达到国际先进水平。殷瑞钰指出,目前我国连铸装备大多已立足国内自行研发制造,进一步促进了连铸生产持续高速增长,但在保护渣等相关技术方面还应下更多工夫。

六是近终形连铸连轧流程系统技术迅速达到国际先进水平。近终形连铸连轧工艺在中国虽然产业化起步晚了10年,但发展速度却是世界上最快的。现在,不仅总产量及单条生产线产量已居世界第一,而且在热轧高强薄板生产比例、冷轧基料产品开发等方面都有明显的进步和优势,在半无头轧制技术等开发方面迅速达到了国际先进水平。

殷瑞钰指出,一些可能对炼钢生产工艺产生较大影响的技术创新正在引起业界广泛的关注,如转炉滑动水口出钢口技术,CO2在氧枪、底吹、精炼、连铸中的应用,超高拉速连铸系统技术等。继续加强炼钢关键共性技术的开发,应当是业界共同关注和努力完成的一个重要任务。

“十二五”炼钢科技发展的六个着力点

殷瑞钰指出,“十二五”乃至今后一段时间,我国炼钢科技创新主要有六个着力点。

一是不断优化和推广应用以高效恒速连铸引领的高效率、低成本洁净钢生产系统技术。这是当前炼钢企业提高竞争力、形成成本核心战略的关键问题。殷瑞钰指出,高效恒速连铸技术还应在提高铸坯拉速上下工夫,不断向国际先进水平靠近;应在一些板带以及高级管材、棒材生产企业中深入研究开发新一代铁水“三脱”预处理技术,并加快推广应用。此外,还应大力提高真空精炼比例,这是大幅度提高高品质钢种的质量和生产能力的重点,并努力提高通用的吹氩喂线工艺的规范化。在发展这些基本技术的同时,还应重视和发挥包括改进炼钢厂平面图在内的流程网络结构和实现各工序、装置动态有序运行的控制技术这两项集成技术的作用。

二是应不断提高产品质量的稳定性,不断开发具有综合竞争力的高端产品。特别是要关注战略新兴产业的动态发展趋势,注意这些用户的需求动向,适时开发出能满足市场需要的新产品。

三是在钢厂工艺流程优化的前提下,继续关注能源的高效转换、充分利用和余能余热更大比例地回收利用等多项节能减排技术的研发。同时,炼钢厂也应该加大对节能减排的重视程度。

四是加快并完善炼钢厂计算机自动控制系统,推进炼钢厂及其各工序/装置的信息化调控和智能化发展。这是实现“十二五”规划、钢铁生产流程“两化”融合创新发展的重点。

五是高度关注和研究在今后电力、废钢供应条件可能发生改变后,如何提高电炉炼钢的生产比例。

六是不断推动钢厂各项前沿技术创新发展,如电磁冶金、近终形连铸等。

“通过对以上方面加强技术优化和深入研究,我们希望到‘十二五’末,我国‘负能炼钢’转炉占转炉数总量的80%以上,新一代铁水‘三脱’预处理工艺在重点板材、高级管材与特殊性能棒材生产企业得到新的发展,200吨以上转炉自动炼钢比例不低于95%,重点钢铁企业恒速高效连铸比不低于80%……”殷瑞钰指出,“‘十二五’期间,炼钢生产过程中的关键共性技术创新具有重大意义,面临的任务也更为艰巨,我们应推动炼钢关键共性技术的创新与推广,推动我国炼钢技术走向国际前列,为提高企业和行业的竞争能力夯实基础。”

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