八鋼公司廠區(qū)內聳立的歐冶爐外景。
“外表較新的高爐是實驗成功的富氫碳循環(huán)氧氣高爐，實現(xiàn)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成為工廠3A級景區(qū)的景點之一。”在位于新疆烏魯木齊市寶武集團八鋼公司(以下稱“八鋼”)廠區(qū)內，綠色低碳冶金首席專家田寶山指著一新一舊兩座430立方米高爐說。
隨著國家“雙碳”目標的推進，八鋼加快高質量發(fā)展轉型步伐，進一步優(yōu)化綠色產業(yè)結構和布局，推進穩(wěn)定高效的生產，探索綠色智慧發(fā)展新路。
實現(xiàn)碳循環(huán)
高爐煉鐵要實現(xiàn)真正意義的碳減排，就必須達到全氧冶煉，實現(xiàn)碳循環(huán)。聽起來簡單，但傳統(tǒng)高爐采用熱風爐生產，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)使用的價值，所以達到這個要求并不容易。
“解決這一問題，需要不斷提高含氧量，直至實現(xiàn)全氧冶煉、煤氣循環(huán)。”田寶山說。
2020年7月開始，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，開展綠色低碳冶金工業(yè)試驗，開展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)化生產試驗探索。
在試驗過程中，田寶山等人沒少碰壁。“試驗啟動后就出現(xiàn)‘爐涼’現(xiàn)象，工人們需要在高溫中清理渣鐵混合物，最長一次折騰了半個月。”田寶山說。
“正常生產中出現(xiàn)‘爐涼’是重大生產事故。我們要找到解決問題的方法。”在公司容錯機制的支撐下，田寶山等人堅持試驗，總結經驗教訓，最終取得項目成功。其中，“一種富氧高爐開爐方法”“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。這是綠色低碳技術的重大突破。
新工藝突破后，固體燃料消耗降幅實現(xiàn)超過30%的目標。“這不是終點，我們已開始向更高的目標穩(wěn)步推進，并為下一階段向2500立方米高爐推廣富氫碳循環(huán)氧氣高爐技術做準備。”田寶山說。
八鋼緊扣低碳、綠色發(fā)展主題，以創(chuàng)新為引領，不斷突破低碳冶金技術難題。每一項突破都是自主創(chuàng)新的有力見證，每個車間都有科技創(chuàng)新聯(lián)絡員。背靠寶武集團的技術支撐，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
行走在八鋼廠區(qū)內，記者看到世界最大非高爐煉鐵裝備——歐冶爐。走進中控操作室，電子大屏上運行參數(shù)一目了然。工作人員輕敲鍵盤，這座高達118米的“大家伙”就開始平穩(wěn)地送煤、煉鐵。
田寶山曾擔任過歐冶爐首任爐長。他介紹，八鋼低碳富氫碳循環(huán)氧氣高爐技術的突破，離不開這個“大家伙”。
歐冶爐原名叫COREX爐，是從國外引入熔融還原技術在上海建成。然而，由于國內外原燃料結構差異，建成投運的COREX爐在運行和經濟性上受到了挑戰(zhàn)，出現(xiàn)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。
“從上海來的這個大家伙‘挑食’嚴重，只吃全國最好的塊煤、高品質的‘球團’鐵礦，這導致其煉鐵成本比傳統(tǒng)高爐要高。”八鋼煉鐵廠廠長助理陳佰軍說。
“COREX爐能在新疆扎下根，產生效應嗎?”起初，面對“大家伙”，八鋼員工疑慮重重。
面對挑戰(zhàn)，八鋼員工迎難而上、敢闖敢試，憑借對傳統(tǒng)高爐技術的深厚積累，對COREX爐的原燃料結構進行了顛覆性的創(chuàng)新，將傳統(tǒng)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題……經過一次次工藝優(yōu)化創(chuàng)新，2018年，升級版的COREX爐更名為歐冶爐。
“現(xiàn)在的歐冶爐能吃得下普通高爐排斥的高鋅礦、低強度球團，實現(xiàn)了減碳降成本的目標。”陳佰軍興奮地說，歐冶爐每噸鐵的冶煉成本低于傳統(tǒng)高爐。
2019年實現(xiàn)工業(yè)應用的煤氣脫碳技術，打通了冶金煤氣循環(huán)利用工藝技術路線，每年減少二氧化碳排放20余萬噸，相當于再造森林近1萬畝。
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”時期以來，八鋼累計投入60多億元開展環(huán)境治理，建成圓形料倉、工業(yè)廢水處理廠、廠區(qū)防風墻、燒結焦化脫硫脫硝等一大批環(huán)保設施，實現(xiàn)了廢水零排放、廢氣達標排放和固廢不出廠。目前，八鋼環(huán)境質量持續(xù)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(qū)，13平方公里的景區(qū)內，工業(yè)、人文、自然特點突出。景區(qū)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(xù)發(fā)展理念。
增綠需“添智”
鋼鐵行業(yè)轉型，增“綠”更需添“智”。在工廠廠區(qū)，機器人正在現(xiàn)場巡檢。在生產車間，工人手拿遙控器，不需高溫考驗就能打開鐵口，用機械臂裝填炮泥……一項項新技術，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，要勇于擁抱先進的管理理念和管理手段。”八鋼公司黨委書記、董事長吳彬說，我們要緊跟寶武集團信息化發(fā)展步伐，堅定推進智慧制造，改變鋼鐵企業(yè)在人們心目中的傳統(tǒng)形象。
創(chuàng)新是引領發(fā)展的第一動力，智慧制造是提高企業(yè)競爭力、推進轉型升級發(fā)展的有效途徑。通過產線調整和技術改造，八鋼實現(xiàn)煉鐵智慧化。2020年開始，八鋼以管控中心、操控中心和員工服務中心為總體布局，建成投入智慧熱軋等重點項目。累計投資7.7億元，投入使用工業(yè)機器人64個，減少操作室40個。
歐冶爐煉鐵主任工程師賀敏敏說，在八鋼廠區(qū)，通過推進制造環(huán)節(jié)革新，達到操作室一律集中、操作崗位一律自動化、運維一律遠程、服務環(huán)節(jié)一律上線的目標，產線各環(huán)節(jié)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、智能運營于一體的智慧制造體系，實現(xiàn)數(shù)字監(jiān)控智慧管理，“一總部多基地”協(xié)同效益顯著。同年，八鋼發(fā)布了綠色低碳冶金技術創(chuàng)新路線圖，2022年實現(xiàn)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(xù)推進綠色與智慧發(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%工藝技術能力，2035年力爭減碳30%，2050年力爭實現(xiàn)碳中和。”吳彬說，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“雙碳”重點項目建成示范項目，打造行業(yè)碳達峰、碳中和技術創(chuàng)新引領標桿企業(yè)。(馬呈忠)
