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炼钢连铸技术装备国产化现状及展望

苏加泉

天津通达日上金属制品有限公司,301721

摘要: “十一五”以来,我国炼钢、连铸大型技术装备国产化、自主创新和集成创新工作成绩斐然,为我国钢铁工业的节能减排和科学发展提供了有力支撑。基于此,本文主要对炼钢连铸技术装备国产化现状及展望进行分析探讨。
关键词: 炼钢连铸技术装备;国产化现状;展望
DOI:10.12721/ccn.2022.157005
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1、国产化转炉负能炼钢技术装备趋向大容量发展

转炉实现负能炼钢是衡量一个现代化炼钢厂实际生产技术水平的重要标志,它意味着转炉炼钢工序消耗的总能量小于回收的总能量。同时“负能炼钢技术”也是一个工程概念,它体现了烟气节能、环保综合利用技术装备的研发和集成应用水平。目前,我国国产化的转炉负能炼钢装备技术也取得了重要突破并日益成熟。

(1)一包(罐)到底铁水直运技术

这项技术相对传统的铁水运输方式省去了倒罐的过程,不但减少了铁水罐数量,节省了投资,还减少了对环境的污染和铁水温降及运行成本,具有明显的节能减排优势。标准轨距铁路运输异型大容量铁水包车自2009年投产以来运行状态良好,充分体现了“一包到底’’技术的低碳环保效果,减少4700吨烟尘排放,年可节约16.85万吨标准煤。这一技术在一定程度上代表了国际冶金领域高炉——转炉界面流程技术的发展趋势。

(2)转炉煤气干法(LT法)净化回收技术

转炉煤气干法(LT法)净化回收技术与传统转炉煤气湿法(OG法)相比更节能更环保的优点越来越广泛地被行业认可和重视,成为了今后转炉煤气净化技术发展的方向。“十一五”以前,此项技术还主要依靠国外引进,高昂的成本成为了此项技术在国内推广的主要“瓶颈”。2000年前,除国内宝钢二炼钢厂转炉煤气净化技术采用引进的LT技术外,我国新建、改建转炉炼钢工程中煤气净化回收技术基本上是以湿法系统占主导地位。

“十一五’期间,有关单位在引进、消化、吸收推广和完善国外先进工艺和装备技术的基础上,不断加大研发力度、先后成功地设计或总包建设了一大批技术经济指标达到国际先进水平的煤气干法净化回收系统工程,开发出国内自主知识产权、自行制造的转炉煤气干法净化除尘技术装备系统,并成功应用于宝钢、江阴兴澄、东北特钢、包钢、莱钢等企业,加速了转炉煤气干法(LT法)净化回收成套技术装备的国产化进程,并产生了巨大的经济社会效益。

3)转炉回收蒸汽再利用技术

目前转炉回收蒸汽再利用的途径主要包括蒸汽供应真空精炼的蒸汽真空泵和并网发电两个途径。将转炉烟气余热产生的蒸汽用于供应KH、VOD、VD等真空精炼装置,一直是钢铁行业攻关的一项重要的节能减排循环经济技术。由于具有不连续性和波动性,转炉汽化冷却系统产生低压饱和蒸汽,要满足真空精炼装置的使用要求,须对饱和蒸汽进行过热处理。中冶京诚与南钢联合研发关键技术一低压蒸汽燃气式过热装置,使转炉汽化冷却系统饱和蒸汽向真空精炼供汽的目标得以实现。同时,余热蒸汽并网发电技术也在钢企得到了较广泛的应用。

2、大容量超高功率电弧炉炼钢技术装备的国产化

随着钢铁产能的迅速扩大,国内的废钢量势必大幅增加,充分利用废钢资源是发展资源节约经济的必然措施。而长期以来,我国大吨位的电炉设备依赖于进VI,这对于电炉钢比例偏低的我国来说,非常不利。

造成电炉长期引进的现状除了由于我国的电炉机械设备设计制造能力偏低以外,很大方面是由于大功率的变压器、电抗器、真空断路器、电极调节器等机电接合的设备水平限制。这一状况随着国内有关设计单位电炉炼钢车间采用全国产变压器、电抗器、电极调节器的大吨位超高功率电炉的建成投产,标志着我国电炉制造业进入了一个新时期。该项目120t超高功率电弧炉是我国自行研发、设计、制造并成套集成的国产化大容量超高功率电弧炉,填补了国内空白,并成功集成应用了电炉烟气余热锅炉技术装备。

但从总体看来,我国电炉技术装备仍有很大的发展空间,今后应着重推进以下工作:

(1)继续推进大型化电炉机械和电气装备技术的国产化;

(2)继续加强高效节能新型电炉技术装备的开发;

(3)电炉余热利用技术装备的开发;

(4)升级完善电炉电控系统,优化生产工艺,提高生产效率,降低生产成本;

(5)结合炉外精炼装备开发,优化电弧炉炼钢流程。

3、国产化铁水预处理、炉外精炼技术装备助力洁净钢生产

十一五期间,随着钢铁产业“提高产品质量、优化品种结构”的步伐的不断加快,铁水预处理和炉外精炼技术装备的国产化成果显著。作为实现洁净钢生产的首要关键技术,铁水预处理脱[S]近几年来已成为转炉长流程炼钢的必备工艺。复合喷吹和KR铁水脱硫技术是国际上先进的铁水预处理脱硫技术,但是我国长期以来都基本依赖进口技术,截至2008年低全国引进此项技术达60余套。我们在引进消化吸收的基础上,自主研发了复合喷吹和KR铁水三脱系统,技术装备水平和实际应用效果达到国际先进水平。首钢京唐钢铁公司曹妃甸基地的投产,标志着国产化最大容量脱磷转炉装备技术的成功应用,铁水全量脱磷、双联生产工艺在我国进入了一个新的发展阶段。

炉外精炼技术,已成为钢铁生产流程中特别是洁净钢生产中不可缺少的工艺平台,是钢铁企业实现生产的高效化、紧凑化,实现产品质量升级与产品结构优化的重要手段。“十一五”期间,我国国产化炉外精炼装备技术的发展已经达到一定规模和水平,掌握了许多关键技术,基本实现了全国产化。炉外精炼设备种类繁多,其中有国内已经非常成熟的LF系统、VD/VOD系统、LATS系统、VC真空浇注系统等,也包括近年来取得长足进步的RH精炼系统,以及尚处于发展中的AOD系统等。由于装备的复杂性和较高的冶金效果,其中RH炉外精炼装备技术的国产化尤其引人瞩目。随着京唐曹妃甸基地的投产,标志着国产化大吨位RH系统已经达到了国际水平,而且国内的设备成套商还取得了韩国现代集团的大吨位RH系统的采购合同,更加说明国内RH装备制造水平已具备了国际竞争力。同时作为真空精炼重要系统,真空泵系统也在由传统的蒸汽真空泵技术向更节能、更环保、生产成本更低的机械真空泵技术过渡。目前,机械真空泵的集成技术已实现国产化,但部分机械泵仍需引进。今后,我国精炼技术装备应加强以下方面的工作:

(1)研发具有更高冶金效果的炉外精炼技术装备。

(2)通过冶金工艺模型智能化控制,提高耐材寿命等技术,提高炉外精炼的效率,使其适应冶炼炉和连铸高效发展的要求。

(3)炉外精炼设备的功能强化。功能强化可分为功能单一化和多功能化两个方面。在钢水精炼设备中将渣洗、精炼、真空冶金、搅拌工艺以及加热控温功能全部组合起来,实现精炼技术的多功能化。

(4)结合设备创新,开发自主知识产权的节能环保型的新型炉外精炼技术装备。

4、集成创新任重道远

我国的钢铁工业要想取得更大的成绩,就要更加重视并切实践行集成创新,主要在以下几方面下功夫:

(1)技术装备国产化工作,不要为了国产化而国产化,要通过自主创新,形成自己的关键技术、核心技术,要进一步提升国产化装备水平和系统控制技术。

(2)抓大集成,注重装备、生产技术和软件模型整体的开发,形成国产的“软硬兼备”的先进技术装备。

(3)通过集成带动单体设备的开发。

(4)努力突破国内在有关高端和特殊品种钢生产模型开发方面还是空白的局限。

(5)注重发挥有关设计单位在自主创新方面的引领和服务作用,将生产技术作为一个工程产品推出去。

(6)消除产业壁垒,整合资源,建立起跨行业的的工程技术公司,集钢铁生产、装备制造、电气控制于一体。这些公司要具备相当的装备设计能力,能担当起联接钢铁生产者和装备制造者之间的桥梁,最终达到制造和创新并举的良好发展态势。

参考文献:

[1]赵振华,陈伟庆,李永东,等.冶炼含硼低碳钢时钢中成分对硼收得率的影响J].冶金研究,2014:154—158.

[2]李法兴,孙永喜,张君平,等.电炉流程冶炼含硼钢硼含量精确控制理论技术探讨[J].莱钢科技,2010(5):45—48.