10月18日零點(diǎn)，一直沒(méi)睡的鞍山鋼鐵首席專(zhuān)家周明順打開(kāi)家中電腦，登錄世界鋼鐵協(xié)會(huì )網(wǎng)站。讓周明順翹首以盼的是世界鋼鐵協(xié)會(huì )即將公布的第十三屆“Steelie”獎獲獎名單?！癝teelie”獎是世界公認的鋼鐵行業(yè)最高獎項，旨在表彰過(guò)去一年對世界鋼鐵業(yè)作出突出貢獻及對行業(yè)產(chǎn)生影響力的會(huì )員公司，共設6個(gè)獎項。在鞍鋼集團的大力支持下，由周明順帶領(lǐng)課題組研發(fā)的“基于低堿度高硅球團的低碳排放高爐爐料解決方案及其應用”成功入圍“Steelie”獎今年首次設立的“低碳生產(chǎn)卓越成就獎”的評選。
這一天，周明順和課題組成員都異常激動(dòng)。這項技術(shù)成果能否為鞍鋼集團爭光，為中國鋼鐵行業(yè)爭光，為中國爭光！就在此時(shí)。
▲周明順（中）與課題組成員分析實(shí)驗數據。
“比利時(shí)布魯塞爾和中國的時(shí)差是6個(gè)小時(shí)，獲獎名單應該出來(lái)了?！贝藭r(shí)，電腦屏幕赫然出現了世界鋼鐵協(xié)會(huì )的新聞發(fā)布：“低碳生產(chǎn)卓越成就獎”獲獎?wù)摺颁摷瘓F有限公司“基于低堿度高硅球團的低碳排放高爐爐料解決方案及其應用”。
花落鞍鋼！近10年來(lái)，中國僅有三家先進(jìn)鋼鐵企業(yè)，合計僅4次艱難摘得此殊榮。
“低碳生產(chǎn)卓越成就獎”是世界鋼鐵協(xié)會(huì )首次設立的獎項，鞍鋼集團即拔得頭籌。為了這一刻，周明順和他的課題組整整努力了10年。
過(guò)去，鞍鋼集團高爐生產(chǎn)采用酸性球團礦，因含硅比例較高，導致熱態(tài)冶金性能比較差，軟化溫度也比較低，易出現還原遲滯現象，利用率始終不高，還要使用大量的燒結礦，造成減排效果不明顯。
此時(shí)，“低碳冶金技術(shù)”開(kāi)始進(jìn)入世界鋼鐵企業(yè)視野。
一次在與國外專(zhuān)家團隊交流中，周明順就高二氧化硅含量球團的焙燒工藝與他們進(jìn)行探討，國外專(zhuān)家對高二氧化硅含量球團的了解也是空白，無(wú)經(jīng)驗可借鑒。周明順?lè )喠舜罅康南嚓P(guān)書(shū)籍和國內外資料，發(fā)現如果能夠提高球團的使用比例，改變以燒結礦為主導的高爐爐料結構，將大幅度降低高爐原料生產(chǎn)過(guò)程帶來(lái)的硫化物、碳氧化物、氮氧化物排放等問(wèn)題，還能降低生產(chǎn)成本。從這時(shí)起，開(kāi)展“低堿高硅球團礦替代燒結礦”技術(shù)研發(fā)的思路在周明順的腦海中逐漸形成。
“我們選擇的方向是堿性高硅球團礦研究的禁區?！?0年前，學(xué)界的共識是：當鐵精礦含二氧化硅大于5%時(shí)，會(huì )與堿性添加劑中的氧化鈣發(fā)生化學(xué)反應，形成的低熔點(diǎn)物將導致球團礦黏結成塊，生產(chǎn)不出合格的球團礦。
“為了推動(dòng)鞍鋼集團綠色低碳發(fā)展，再難的禁區也要闖一闖?！?012年4月，周明順和課題組成員走進(jìn)了鞍鋼集團鋼鐵研究院設置在齊大山櫻桃園的實(shí)驗室，開(kāi)始了首次實(shí)驗。
實(shí)驗前，周明順利用數理統計學(xué)、數學(xué)算法等對實(shí)驗進(jìn)行優(yōu)化設計，并通過(guò)對球團礦化學(xué)成分的反復調試確定了各種物料配比。
用來(lái)實(shí)驗的物料經(jīng)過(guò)稱(chēng)重被放入球團礦實(shí)驗設備，焙燒正式開(kāi)始。10分鐘、20分鐘……時(shí)間一分一秒地過(guò)去。當人們打開(kāi)焙燒加熱爐的爐門(mén)，糟糕的一幕還是出現了——爐膛內的球團礦整塊凝固在一起，焙燒加熱爐的爐管爐壁全部被燒壞。
那一刻，周明順和課題組成員的內心五味雜陳……不過(guò)，失望的情緒并沒(méi)有停留太久，大家利用現場(chǎng)備件緊急修復了設備，又開(kāi)啟了新一輪的實(shí)驗。
“對于球團礦堿度來(lái)說(shuō)，即使0.05的數值誤差都可能導致實(shí)驗失敗，所以我們每一步都必須非常嚴謹?！闭n題組成員、鞍鋼集團鋼鐵研究院煉鐵技術(shù)研究所副研究員徐禮兵回想起那段時(shí)光仍感慨萬(wàn)千，“為了保證實(shí)驗數據的準確性，每組實(shí)驗都要重復若干次。每天從實(shí)驗室出來(lái)，我們全身上下都是礦粉?！睙o(wú)方法可尋覓，可周明順和課題組成員依然不懈探索，“摸著(zhù)石頭過(guò)河”，不停地實(shí)驗總結、總結實(shí)驗，經(jīng)過(guò)3年的摸爬滾打，終于在無(wú)數次的失敗中漸漸找出了其中的規律。
▲周明順正在檢查球團礦質(zhì)量。
2016年的一天，一臺小型加熱爐出現在實(shí)驗室，這是周明順自己設計的專(zhuān)用實(shí)驗設備，能夠精準模擬現場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)。新設備的到來(lái)，加快了研發(fā)工作速度。一個(gè)月后，低堿度高硅球團礦實(shí)驗獲得初步成功，球團礦焙燒時(shí)沒(méi)有發(fā)生黏結情況，其熱態(tài)強度與冶金性能均優(yōu)于普通酸性球團礦。周明順和課題組成員經(jīng)過(guò)4年的不懈努力，最終沖出了高硅鐵精礦不能生產(chǎn)堿性球團礦的禁區。
此后，課題組在實(shí)驗室開(kāi)展了大量球團焙燒實(shí)驗，焙燒出的球團礦質(zhì)量完全滿(mǎn)足現場(chǎng)批量生產(chǎn)要求?？粗?zhù)手中表面光滑、沒(méi)有裂紋的球團礦，大家興奮不已：“低堿度高硅球團礦如果在高爐上使用，會(huì )給高爐爐料帶來(lái)顛覆性改變！”
2019年，“堿性球團礦項目”經(jīng)過(guò)論證，被正式列入鞍山鋼鐵領(lǐng)軍項目。
“這就像射箭，前期能射到箭靶上就是成功，現在我們要不停地瞄準靶心，爭取拿到更多的10環(huán)?！敝苊黜樥f(shuō)。
按照計劃，鞍鋼礦業(yè)東鞍山燒結廠(chǎng)360平方米燒結機將拆除，周明順便與鞍鋼礦業(yè)東鞍山燒結廠(chǎng)廠(chǎng)長(cháng)侯恩儉超前籌劃，提出“在原址新建年產(chǎn)400萬(wàn)噸帶式機熔劑性球團產(chǎn)線(xiàn)，生產(chǎn)堿性球團礦”的建議并提供技術(shù)方案，鞍鋼礦業(yè)公司立即組織專(zhuān)家進(jìn)行充分論證，該建議和技術(shù)方案得到采納。
今年1月5日，低堿度高硅球團礦項目正式投產(chǎn)。5日凌晨2點(diǎn)，頭天已經(jīng)在現場(chǎng)忙活一天的周明順穿好衣服又要趕往現場(chǎng)，妻子心疼地說(shuō)：“你沒(méi)睡幾個(gè)小時(shí)，就別去了?！薄安恍邪?！項目正式投產(chǎn)，太重要了，我得去現場(chǎng)盯著(zhù)，要不睡不踏實(shí)！”周明順急匆匆地出了門(mén)。
到達煉鐵總廠(chǎng)球團作業(yè)區生產(chǎn)現場(chǎng)時(shí)，工段長(cháng)龔俊贏(yíng)正守在料斗旁，“我們從來(lái)沒(méi)有生產(chǎn)過(guò)這樣的球團礦，心里沒(méi)底啊?！敝苊黜樀牡絹?lái)，讓龔俊贏(yíng)和工友們吃下了“定心丸”?！爱a(chǎn)品質(zhì)量完全滿(mǎn)足高爐冶煉要求?！背晒Φ南矏傃笠缭谌藗兊哪樕?。
項目效果很快顯現出來(lái)。煉鐵總廠(chǎng)10號高爐主管工程師姜凱晨說(shuō)：“自新型球團礦使用以來(lái)，高爐運行狀況良好。且新型球團礦的生產(chǎn)溫度更低，能源消耗也隨之下降。目前，10號高爐已節省能耗成本30多萬(wàn)元?！?/div>
該項目的成功不僅僅降低了生產(chǎn)成本，更重要的是有力助推了鞍鋼集團綠色低碳發(fā)展。據統計，僅1月5日至9月30日，該項目就使鞍鋼集團高爐生產(chǎn)過(guò)程中的硫化物、碳氧化物、氮氧化物排放量同比分別減少1622噸、476噸、210169噸。
十年磨劍終成鋒，一朝破竹勢如虹。10月18日早，帶著(zhù)獲得“低碳生產(chǎn)卓越成就獎”的喜悅，周明順和課題組成員在辦公室擁抱在一起。10年來(lái)的研發(fā)往事猶如潮水般涌入他們的腦海，升騰出萬(wàn)千感慨。周明順說(shuō)：“十年磨一劍！正是由于我們課題組率先起跑、堅持不懈，才搶占了低堿度高硅球團礦研發(fā)、生產(chǎn)先機，填補了國內外空白，為降低鋼鐵企業(yè)碳排放開(kāi)辟了新的路徑?！?/div>
世界鋼鐵協(xié)會(huì )在發(fā)給鞍鋼集團的賀信中這樣表示，近年來(lái)，鞍鋼集團堅定不移走綠色低碳發(fā)展之路，發(fā)布了碳中和宣言和低碳冶金路線(xiàn)圖，提出了低碳發(fā)展愿景、“三個(gè)使命”和“五大路徑”，在布局前沿引領(lǐng)技術(shù)和改善生態(tài)環(huán)境方面積極作為。此次獲獎表明，鞍鋼集團在綠色低碳轉型發(fā)展領(lǐng)域已經(jīng)邁出堅定步伐，正在用實(shí)際行動(dòng)推動(dòng)和引領(lǐng)全球鋼鐵行業(yè)的綠色低碳發(fā)展。
中國工程院院士、中南大學(xué)教授姜濤評價(jià)此項技術(shù)成果：鞍鋼集團經(jīng)過(guò)多年攻關(guān)，突破高硅鐵精礦制備含堿性熔劑球團的技術(shù)難題，成功實(shí)現自產(chǎn)鐵精礦生產(chǎn)低堿度球團料，降低了人造富礦的氮氧化物和碳氧化物排放。這一技術(shù)對解決我國普遍存在的鐵精礦含硅高、生產(chǎn)堿性或熔劑性球團難的問(wèn)題具有重要參考借鑒意義。
東北大學(xué)著(zhù)名教授沈峰滿(mǎn)評價(jià)此項技術(shù)成果：減少高爐煉鐵工序二氧化碳排放量對于實(shí)現“雙碳”戰略目標至關(guān)重要。該新技術(shù)在鞍鋼集團本部鞍山區域全面推廣實(shí)施后，可使鞍鋼集團人造富礦生產(chǎn)工序大幅度減少二氧化碳和硫化物、氮氧化物排放量，為有效降低鋼鐵企業(yè)二氧化碳排放開(kāi)辟了新的途徑。
“科研工作沒(méi)有完成時(shí)，只有進(jìn)行時(shí)?！闭勂皤@獎感受，周明順只說(shuō)出了這句話(huà)。
近日，周明順又完成了《鞍鋼鐵前系統2025年前實(shí)現碳排放總量達峰發(fā)展戰略研究》的最終修訂。未來(lái)，他和他的團隊將繼續在打造“綠色鞍鋼”的道路上高歌猛進(jìn)，為鞍鋼集團實(shí)現“雙碳”目標貢獻智慧和力量。
來(lái)源：鞍鋼集團
編輯：張雨恬
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