首頁(yè)>新聞中心>冶建鋼構(gòu)

引領(lǐng)鋼鐵行業(yè)綠色低碳發(fā)展
——記中冶賽迪核心技術(shù)與裝備品牌綠色高效煉鋼電弧爐

2023-05-09 08:59:00

圖為中冶賽迪自主研發(fā)的階梯式連續(xù)加料電弧爐在四川冶控集團(tuán)應(yīng)用。 (中冶賽迪 供圖)    
  本報(bào)通訊員 石秋強(qiáng)
  2023年4月26日,在云南仙福鋼鐵第二煉鋼廠升級(jí)改造施工現(xiàn)場(chǎng),工程師正在對(duì)一座剛剛安裝完成的煉鋼電弧爐進(jìn)行調(diào)試。這是由中冶賽迪設(shè)計(jì),并應(yīng)用柔性IGBT直流供電、多元爐料結(jié)構(gòu)全余熱回收、階梯擾動(dòng)涵道廢鋼預(yù)熱、多元介質(zhì)耦合爐底攪拌等多項(xiàng)自主新技術(shù)的最新一代綠色高效電弧爐,其投產(chǎn)將推動(dòng)鋼鐵行業(yè)短流程煉鋼技術(shù)和裝備進(jìn)步邁上新臺(tái)階。
  針對(duì)國(guó)內(nèi)外全廢鋼電弧爐在煉鋼生產(chǎn)過程中能量消耗高、質(zhì)量不穩(wěn)定、二噁英污染等重大關(guān)鍵問題,中冶賽迪歷經(jīng)10余年協(xié)同創(chuàng)新,研發(fā)了超高功率智能供電、高效深度潔凈冶煉、綠色輸送廢鋼預(yù)熱和高效協(xié)同控制集成等綠色高效電弧爐煉鋼技術(shù),技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,在超高功率智能供電和高效深度潔凈冶煉方面國(guó)際領(lǐng)先,并在國(guó)內(nèi)外廣泛推廣應(yīng)用。2020年,中冶賽迪牽頭申報(bào)的“綠色高效電弧爐煉鋼技術(shù)與裝備的開發(fā)應(yīng)用”項(xiàng)目獲得國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
  錨定綠色節(jié)能、高效潔凈,
  創(chuàng)新研發(fā)廢鋼熔煉技術(shù)路線
  電弧爐煉鋼具有流程短、綠色節(jié)能等特點(diǎn),是鋼鐵工業(yè)可循環(huán)、綠色化發(fā)展的重要方向。但是,長(zhǎng)期以來(lái)受工藝技術(shù)及裝備水平等影響,全廢鋼電弧爐冶煉能量消耗、鋼質(zhì)潔凈、環(huán)境友好等關(guān)鍵指標(biāo)難以改善。其集中表現(xiàn)在:成套引進(jìn)的電弧爐供電系統(tǒng)運(yùn)行操控模式單一,不能適應(yīng)我國(guó)復(fù)雜金屬爐料結(jié)構(gòu),而國(guó)產(chǎn)供電裝備設(shè)計(jì)制造技術(shù)也未能突破;傳統(tǒng)連續(xù)加料及預(yù)熱方式,對(duì)廢鋼質(zhì)量要求高、但預(yù)熱效果差,且一直受二噁英污染困擾;未能從根本上解決全廢鋼生產(chǎn)高品質(zhì)鋼高效去除鋼中P、N、O等雜質(zhì)的技術(shù)瓶頸。
  中冶賽迪針對(duì)國(guó)內(nèi)外全廢鋼電弧爐煉鋼存在的核心技術(shù)問題,以電弧爐煉鋼綠色節(jié)能、高效潔凈為目標(biāo),探明了全廢鋼電弧爐生產(chǎn)“廢鋼輸料-預(yù)熱升溫-供能熔化-雜質(zhì)脫除”的物質(zhì)能量跨尺度變化特性,提出了廢鋼綠色清潔使用、快速高效熔煉和產(chǎn)品潔凈升級(jí)的工藝技術(shù)路線,確立了“三個(gè)單元、一項(xiàng)集成”的創(chuàng)新研發(fā)思路——
  以超高功率智能供電、高效深度潔凈冶煉和綠色輸送廢鋼預(yù)熱等新技術(shù)為核心,開發(fā)了滿足復(fù)雜爐料結(jié)構(gòu)的超高功率電弧爐智能供電技術(shù)及裝備,形成了我國(guó)超高功率電弧爐供電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,打破了國(guó)外長(zhǎng)期技術(shù)壟斷;
  獨(dú)創(chuàng)了綠色輸送廢鋼預(yù)熱工藝,發(fā)明了“階梯擾動(dòng)”連續(xù)加料預(yù)熱、“煙氣分流-自控溫”二噁英協(xié)同治理和低阻尼高效除塵技術(shù),大幅提升了電弧爐煉鋼余能利用水平,實(shí)現(xiàn)超低排放;
  提出并運(yùn)用電弧爐煉鋼跨尺度物質(zhì)能量集成方法,創(chuàng)建了電弧爐煉鋼多層級(jí)信息在線檢測(cè)和控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了綠色高效電弧爐煉鋼系統(tǒng)集成聯(lián)動(dòng)與高效運(yùn)行,電弧爐煉鋼跨尺度高效協(xié)同控制技術(shù)集成并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。
  攻克傳統(tǒng)電爐供電效率低下難關(guān),
  開發(fā)智能電極調(diào)節(jié)系統(tǒng)節(jié)電成效顯著
  在復(fù)雜爐料結(jié)構(gòu)下穩(wěn)定保持熔煉過程高電壓、長(zhǎng)弧供電操作,是電弧爐煉鋼提高電能利用率、實(shí)現(xiàn)綠色高效節(jié)能的關(guān)鍵。長(zhǎng)期以來(lái),成套引進(jìn)的供電系統(tǒng)運(yùn)行操控模式單一,面對(duì)復(fù)雜廢鋼爐料只能采用長(zhǎng)時(shí)間、低功率因數(shù)供電,難以發(fā)揮最佳供電效能,造成冶煉效率低、無(wú)功損耗大和熱量散失嚴(yán)重。
  針對(duì)上述問題,中冶賽迪研發(fā)團(tuán)隊(duì)開展了對(duì)最佳供電效能的研究和突破,重點(diǎn)對(duì)電極調(diào)節(jié)器性能提升進(jìn)行研究,多方位調(diào)研各個(gè)電爐用戶的現(xiàn)有電極調(diào)節(jié)器使用情況。通過研究,該研發(fā)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)電爐供電系統(tǒng)對(duì)提高電爐冶煉效果至關(guān)重要,而這部分的研究牽扯到電磁及供電發(fā)熱等專業(yè)方面的研究。為此,該研發(fā)團(tuán)隊(duì)與西安交通大學(xué)、重慶大學(xué)等高校聯(lián)合對(duì)于短網(wǎng)系統(tǒng)的電磁場(chǎng)及短網(wǎng)阻抗計(jì)算進(jìn)行了研究。
  經(jīng)過10余年的不懈努力,中冶賽迪成功研發(fā)了智能型電極穩(wěn)弧調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)DMI-AC,開發(fā)了信號(hào)分布化采集-集中處理-網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化傳輸系統(tǒng)和多策略、多約束優(yōu)化智能控制技術(shù),有效改善了極限工況下的穩(wěn)弧控制精度;全廢鋼冶煉前中期供電功率提高20%~30%,冶煉節(jié)奏明顯提升,整體熱損失降低10%以上,電極消耗減少0.15公斤/噸~0.3公斤/噸;形成了具有企業(yè)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電極導(dǎo)電橫臂立柱位置自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)和短網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件,實(shí)現(xiàn)了短網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化與在線監(jiān)控,三相阻抗不平衡度明顯改善(≤2.5%);開發(fā)了特大型電弧爐電氣運(yùn)行最佳工作點(diǎn)智能校正專家系統(tǒng),基于自主研發(fā)的電弧爐變壓器指數(shù)型非線性工作電抗模型,通過多傳感器動(dòng)態(tài)跟蹤與大數(shù)據(jù)深度挖掘,實(shí)現(xiàn)工作點(diǎn)校正周期小于60ms,超高功率供電功率因數(shù)cosφ由0.80~0.85提高至0.85~0.92,電能利用效率提高5%~10%,節(jié)電效果顯著。
  大幅提高廢鋼預(yù)熱溫度,
  高效低成本抑制及脫除二噁英等粉塵
  傳統(tǒng)電弧爐連續(xù)加料及預(yù)熱技術(shù)對(duì)廢鋼質(zhì)量要求高,預(yù)熱效果通常僅為200℃~400℃,制約了高溫?zé)煔獾挠嗄芾?;廢鋼預(yù)熱溫度長(zhǎng)期停滯在二噁英合成區(qū)范圍,二噁英等污染問題難以避免;實(shí)現(xiàn)快速高效的連續(xù)加料和廢鋼預(yù)熱對(duì)全廢鋼電弧爐煉鋼能耗和成本控制至關(guān)重要。
  中冶賽迪研發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)國(guó)內(nèi)多家電爐生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)地調(diào)研和考察,展開廢鋼預(yù)熱性電爐的研制工作,在中冶賽迪裝備基地制作了試驗(yàn)裝置,在中冶陜壓建設(shè)了工業(yè)化樣機(jī),最終廢鋼階梯加料裝置和煙氣二噁英處理裝置測(cè)試數(shù)據(jù)合格,達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
  通過此研發(fā)和驗(yàn)證,該項(xiàng)目建立了全尺寸廢鋼料堆空間內(nèi)煙氣流動(dòng)及交互傳熱耦合計(jì)算模型,探明了高溫?zé)煔猸h(huán)境下廢鋼翻轉(zhuǎn)預(yù)熱和料層升溫特征規(guī)律;發(fā)明了電弧爐“階梯擾動(dòng)”連續(xù)加料廢鋼預(yù)熱系統(tǒng),提出并運(yùn)用階梯擾動(dòng)涵道、廢鋼翻轉(zhuǎn)預(yù)熱、氣流動(dòng)態(tài)密封等創(chuàng)新方法,強(qiáng)化了高溫?zé)煔?廢鋼間熱能交換,實(shí)現(xiàn)了廢鋼高寬容性全自動(dòng)、全密閉連續(xù)穩(wěn)定加料;電弧爐全冷料加料時(shí)間縮短至28分鐘以內(nèi),廢鋼預(yù)熱溫度提高到500℃~550℃,余能利用量增加25%~30%。
  中冶賽迪項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了電弧爐煉鋼“煙氣分流-自控溫”和二噁英-粉塵協(xié)同凈化技術(shù),預(yù)熱后煙氣溫度保持在850℃~900℃(維持時(shí)間>3秒),二噁英充分裂解后急冷,并結(jié)合低溫?zé)煔獬龎m吸附技術(shù),實(shí)現(xiàn)了二噁英高效低成本抑制及脫除。經(jīng)工業(yè)試驗(yàn)測(cè)試,該技術(shù)的二噁英排放<0.1ng-TEQ/Nm3。
  廣泛開展工程實(shí)踐,
  助力綠色制造
  中冶賽迪研發(fā)出國(guó)際領(lǐng)先的超高功率電弧爐變壓器和電極自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù),首次形成了超高功率電弧爐供電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),打破了國(guó)外長(zhǎng)期技術(shù)壟斷,強(qiáng)力支撐“中國(guó)制造”;開發(fā)了適應(yīng)多元爐料結(jié)構(gòu)的全余熱回收、低阻尼除塵、高效急冷二噁英治理、階梯擾動(dòng)涵道廢鋼預(yù)熱等新技術(shù),系統(tǒng)解決了連續(xù)加料、廢鋼預(yù)熱、余熱利用及廢氣治理等關(guān)鍵問題;提出了以質(zhì)量為核心的煉鋼潔凈生產(chǎn)與綠色制造協(xié)同運(yùn)行新思路;開發(fā)了非接觸鋼液連續(xù)測(cè)溫、爐氣成分在線分析、終點(diǎn)預(yù)報(bào)和成本質(zhì)量控制軟件等,實(shí)現(xiàn)了電弧爐煉鋼技術(shù)集成,進(jìn)一步提升了電弧爐煉鋼運(yùn)行效率和產(chǎn)品質(zhì)量,顯著降低了生產(chǎn)成本。
  中冶賽迪的該項(xiàng)目成果先后在成都冶金、中冶陜壓得到應(yīng)用,并推廣至日本共英制鋼越南VKS公司(90噸電弧爐)、四川都鋼集團(tuán)電弧爐項(xiàng)目、衡陽(yáng)鋼管電爐項(xiàng)目、山鋼日照公司(210噸LF爐)、武鋼有限(300噸LF爐)等電弧爐和LF爐煉鋼企業(yè),累計(jì)交付項(xiàng)目整體或單元技術(shù)及裝備達(dá)80余套,并已出口至土耳其、巴西、印度尼西亞、越南、馬來(lái)西亞等20余個(gè)國(guó)家。
  其中,四川冶控集團(tuán)綠色高效電弧爐于2022年6月投入運(yùn)行,在每天只能生產(chǎn)約9個(gè)小時(shí)的情況下,噸鋼電耗<330kWh、氧氣消耗<27Nm3、天然氣消耗<1.6Nm3、冶煉周期<36分鐘,相關(guān)電弧爐煉鋼關(guān)鍵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)已達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。該項(xiàng)目還采用中冶賽迪具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電爐煙氣余熱發(fā)電技術(shù),電爐噸鋼產(chǎn)汽量約130kg,年發(fā)電量約2556×104kWh,年供電收益約1151萬(wàn)元,年發(fā)電凈利潤(rùn)約1000萬(wàn)元,經(jīng)濟(jì)效益顯著。
  《中國(guó)冶金報(bào)》(2023年05月09日 05版五版)

  

來(lái)源:中國(guó)冶金報(bào)-中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng)

編輯:宋玉錚

版權(quán)說(shuō)明

【1】 凡本網(wǎng)注明"來(lái)源:中國(guó)冶金報(bào)—中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng)"的所有作品,版權(quán)均屬于中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng)。媒體轉(zhuǎn)載、摘編本網(wǎng)所刊 作品時(shí),需經(jīng)書面授權(quán)。轉(zhuǎn)載時(shí)需注明來(lái)源于《中國(guó)冶金報(bào)—中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng)》及作者姓名。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
【2】 凡本網(wǎng)注明"來(lái)源:XXX(非中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng))"的作品,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng) 贊同其觀點(diǎn),不構(gòu)成投資建議。
【3】 如果您對(duì)新聞發(fā)表評(píng)論,請(qǐng)遵守國(guó)家相關(guān)法律、法規(guī),尊重網(wǎng)上道德,并承擔(dān)一切因您的行為而直接或間接引起的法律 責(zé)任。
【4】 如因作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的。電話:010—010-64411649
品牌聯(lián)盟
  • 燃燒裝置2.gif
  • 湖南華菱集團(tuán).jpg
  • 山東鋼鐵集團(tuán).jpg
  • 1_看圖王.png
  • W020190430461031429831.jpg
  • 首鋼.jpg
  • 冶金工業(yè)規(guī)劃研究院logo1.jpg
  • W020130618825601874406.jpg
  • W020130618825602778336.jpg
  • W020130618825603702632.jpg
  • W020130618825617201098.jpg
  • W020130618825606679805.jpg
  • W020130618825607505186.jpg
  • brand04.png
  • brand06.png
  • brand05.png
  • brand03.png
  • brand02.png
  • brand01.png
    read_image.gif

    地址:北京市朝陽(yáng)區(qū)安貞里三區(qū)26樓 郵編:100029 電話:(010)64442120/(010)64442123 傳真:(010)64411645 電子郵箱:csteelnews@126.com

    中國(guó)冶金報(bào)/中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng)法律顧問:大成律師事務(wù)所 楊貴生律師 電話:010-58137252 13501065895 Email:guisheng.yang@dentons.cn

    中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng)版權(quán)所有,未經(jīng)書面授權(quán)禁止使用 京ICP備07016269號(hào) 京公網(wǎng)安備11010502033228