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变则无垠 唯新方兴———中冶北方球团技术的探索和创新之路 发布时间:2018-04-13  来源:未知  作者:中国钢铁企业网   【字号: 】    

  本报通讯员 李迪

  2018年2月6日,中冶北方工程技术有限公司获得鞍钢带式球团升级改造项目设计合同。这项已经投产近30年的球团工程是由中冶北方的前身“冶金部鞍山黑色金属矿山设计研究院”设计,是当时自主设计的规模最大的带式球团生产线,曾获得国家优秀设计金奖,代表了中国在20世纪80年代球团领域的技术水平。30年后的今天,中冶北方又肩负起这条球团生产线的升级改造设计,这是使命的延续,更是对球团技术不断探索和创新的接力。

  而这仅仅是中冶北方50多年来对球团技术孜孜探索的注脚之一,球团技术发展的“前世”与“今生”在几代“北方人”的传承与创新下,已经形成了包括竖炉球团、带式球团、链箅机-回转窑球团在内的一系列具有自主知识产权的核心技术包,并承担了国内80%的球团生产线的设计和建设。在传承中创新,在创新中发展。这条球团技术攻关之路走出了中冶北方人“用心铸造世界”的品格,奠定了中冶北方在球团领域领军人的行业地位。

  探索竖炉球团前沿技术

  彰显企业技术实力

  中国第一座8m2竖炉于1966年在承德钢铁厂建成,是中冶北方自行设计与开发的国内第一个球团项目。在随后十几年里,中冶北方又相继设计并建成了济钢、杭钢、唐钢、通钢等多座8m2竖炉。当时,竖炉球团是一门新兴的技术,在工艺流程确定、设备设计选型、技术操作管理等方面都存在着许多经验不足的地方,炉子日产量仅维持在250吨~300吨的水平。为进一步提高竖炉产量,20世纪70年代初,中冶北方主持开展了“竖炉球团技术攻关”活动,首次提出“炉内短路”方案并取得成功。该方案消除了炉子中心的“死料柱”,使气流分布趋于合理,炉内过程得以均匀和加快,炉子日产量迅猛提高。经过不断改进,“炉内短路”方案演变成现在的“干燥床-导风墙”方案。这是中冶北方竖炉球团技术探索之路的一大创举,使中国的竖炉球团生产走上稳定发展的道路。

  1985年,中冶北方为本溪钢铁公司设计了当时世界最大的竖炉———16m2竖炉。该项目的成功建设使中国的竖炉球团技术达到世界领先水平。由中冶北方与济南钢铁公司自主研发的竖炉球团“干燥床-导风墙”专有技术输出到美国LTV矿山公司,这是我国冶金技术首次输出到西方发达国家,向世界彰显了中国在球团领域的技术实力。

  深化和提升带式球团技术

  为钢铁企业转型升级出力

  20世纪,我国仅有两套带式焙烧机生产装置,均由中冶北方设计。第一台包钢162m2带式焙烧机投产于20世纪70年代,第二台鞍钢321.6m2带式焙烧机建于20世纪80年代。包钢球团项目的技术和设备是20世纪60年代末期由日本引进,设计能力为年产球团矿110万吨。由于当时球团技术不够完善以及对精矿中含氟的认识不够,导致生产过程中产生大量氟废气,严重污染室内外环境,致使包钢162m2焙烧机投产后不能正常生产。这给中冶北方提出了一个严峻的技术难题,即在掌握带式球团核心技术的同时,如何通过创新消除氟污染。经过深入研究与探索,中冶北方的设计师们找到了其问题所在,优化了带式焙烧机的核心技术———风流程,既改进了热量分配,又消除了氟污染,使包钢球团项目顺利达产。中冶北方的带式球团技术水平在创新中得到了深化和提升。

  1987年,中冶北方自主设计了鞍钢带式球团生产线,设计能力为年产球团矿200万吨。在该生产线设计中,中冶北方在消化国外先进技术的基础上,结合实际情况提出并实施了拥有自主知识产权的设计,并在整体设计和工艺系统配置上进行多次优化,大大提升了该生产线的技术先进性和生产可靠性。多管齐下的创新与优化,使得鞍钢带式球团生产线不仅顺利达产,各项技术指标均在同行业内领先,充分展示了大型球团设备的优越性。中冶北方也获得此项工程原冶金部优秀设计一等奖和国家优秀设计金奖。

  近年来,随着设备大型化发展要求,中冶北方秉承着“将知识转化为技术,把技术转化为市场”的技术创新理念,以自主知识产权的热风循环系统、“自吸风”助燃技术为基础,在整体设计和工艺系统配置上进行多次优化,保证了技术先进性和生产可靠性,并完成了300万吨/年~500万吨/年规模的带式焙烧机非标设备以及相应配套热工工艺的研发和技术储备,解决了焙烧炉寿命短、热效率低、焙烧机漏风率高等一系列问题,为钢铁企业去产能、转型升级提供了新的选择。

  创新链箅机-回转窑球团技术

  为“绿色钢厂”提供技术支撑

  1996年,中冶北方与唐钢一起完成了加拿大谢尔曼球团厂100万吨/年链箅机-回转窑全套二手设备的引进、消化、转化工作。这是一次绝好的机会,为其后的技术开发和工程建设提供依据;更为重要的是,为球团环冷机的设计与开发奠定了坚实基础。多年来,冷却技术在国内一直是制约链箅机-回转窑氧化球团工艺发展的关键环节。2000年以前,国内仅有的两条链箅机-回转窑球团生产线,其冷却设备分别为圆筒冷却机和竖冷器。其不仅技术落后、回热系统不合理、热利用效率低,而且冷却效果差,严重影响了整个系统的正常生产。尽管多次对其进行攻关改造,但都没有取得实质性的进展。

  对此,中冶北方以唐钢引进二手球团设备为契机,决定对环冷机进行重点攻关。通过测绘研究,结合已掌握的球团技术,经过几年的不懈努力,2001年,中冶北方自主研制开发的69m2球团环冷机终于问世,首次应用在首钢矿业公司100万吨/年链箅机-回转窑球团工程中,并一举获得成功。这项技术的开发与创新,彻底解除了冷却设备和冷却工艺对国内链箅机-回转窑系统生产和发展的束缚,有效地促进了链箅机-回转窑球团在国内的快速推广。

  2003年,中冶北方人依靠自身的技术积累和科研实践,研发设计了240万吨/年球团生产线及全套工艺非标设备,成功建成了我国第一台链箅机-回转窑氧化球团生产线———鞍钢弓长岭一期240万吨/年球团生产线。在该生产线设计中,中冶北方自主制订了一套合理的热工制度与风流程,确定了合理的热负荷调试方案,这也是一次重大尝试与创新。该工程顺利投产并快速达产,成为我国各钢铁企业链箅机-回转窑气团生产线的建设范本。同年,鞍钢弓长岭二期240万吨/年球团生产线建成投产;2005年,本钢240万吨/年球团生产线建成投产;2006年,鞍钢大孤山480万吨/年球团工程投产。这奠定了中冶北方在链箅机-回转窑球团技术领域的领先地位。

  2009年,由中冶北方总承包建设的宝武集团湛江钢铁基地500万吨/年球团工程建成投产。该项目是目前国内拥有自主知识产权的、单条生产能力最大的链箅机-回转窑球团生产线,也是迄今为止全球设计产量最大的以赤铁矿为原料的链箅机-回转窑球团生产线。该项目的建成标志着我国的球团技术从设计、制造,到生产、控制和管理已经达到世界领先水平,并打破了国外企业对该领域的长期垄断。该项目采用的“大型全赤铁矿链箅机-回转窑高品质球团工艺及装备研究与应用”“大型球团环冷机的研发与应用”等技术成果通过科技成果鉴定,达到国际领先水平。

  2013年5月,中冶北方设计的国内首条300万吨级的球团生产线———扬州泰富2×300万吨/年球团工程一期建成投产,日产量可稳定在9000吨以上。次年6月,其二期生产线建设完成。该项目的全线投产标志着中冶北方已经具备球团工程全部生产规模的设计能力及核心工艺设备的制造能力,形成了具有独特竞争力的大型链箅机-回转窑高品质球团工艺及装备核心技术包,同时满足磁铁矿及赤铁矿的生产要求,大型主体设备实现国产化;自动控制系统,控制精确、反应迅速;系统产生的废气无自然排放,除尘系统产生的除尘灰可实现全部回收利用;余热利用与减排工艺最大限度实现了热风的循环利用,可降低生产工序20%~25%的废气外排量,充分做到节能减排,为建设“绿色钢厂”提供了强大的技术支撑。

  近些年,中冶北方加快了海外业务的拓展速度:2010年12月,中冶北方获得了印度乌萨120万吨球团工程的设计合同;2012年3月,获得委内瑞拉FMO公司年产300万吨球团项目设计分包合同、设备供货及服务分包合同;2014年5月,获得伊朗FST公司250万吨/年球团工程设计合同;2017年8月,与越南和发集团榕橘钢铁公司签订和发榕橘钢铁项目180万吨/年球团EP合同……

  “变则无垠,唯新方兴”。中冶北方的发展历程证明,科技是市场的先导,每一次技术的创新和发展,都能推动市场份额的扩大。进入新时代,作为冶金建设“国家队”球团领域“第一梯队”成员,中冶北方正以推动球团生产向绿色、循环、低碳、智能的模式转变为己任,以技术创新和再优化为主要途径,深耕优化球团生产热工制度、大型带式焙烧装备成套、数字化球团生产系统、球团生产智能控制系统等四大研发部位,形成无可替代的比较优势,不断提升核心竞争力,力争在最短时间内成为代表中国实力的球团工程技术服务“国家队”。

  (此文刊登于《中国冶金报》2018年4月13日5版) 



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