本報記者 陶海銀 通訊員 張豫川
1月10日，中共中央、國務(wù)院在北京隆重舉行國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會(huì )，正式揭曉2019年度國家科學(xué)技術(shù)獎。其中，由中冶集團提名、中冶賽迪牽頭申報的“綠色高效電弧爐煉鋼技術(shù)與裝備的開(kāi)發(fā)應用”項目喜獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎二等獎，受到隆重表彰。這是中冶賽迪繼2016年牽頭申報“高效低耗特大型高爐關(guān)鍵技術(shù)及應用”項目獲得國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎二等獎之后，再次牽頭獲得國家級科技獎勵，中冶集團對國家支柱性產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展發(fā)揮的引領(lǐng)作用在國家層面得到了高度認可和褒獎。
著(zhù)眼未來(lái)
以短流程煉鋼推動(dòng)鋼鐵工業(yè)流程再造
習近平總書(shū)記強調，綠水青山就是金山銀山。生態(tài)效率的提升已成為世界工業(yè)可持續發(fā)展的關(guān)鍵，而鋼鐵占據全球二氧化碳排放的 20%，是生態(tài)效率提升的關(guān)鍵。
電弧爐煉鋼是社會(huì )廢鋼再資源化的核心環(huán)節，能耗和碳排放均只有高爐-轉爐長(cháng)流程的1/3，是鋼鐵工業(yè)可循環(huán)、綠色化發(fā)展的重要方向。加速電弧爐煉鋼技術(shù)發(fā)展，是《國家中長(cháng)期科技發(fā)展規劃綱要（2006-2020）》“可循環(huán)鋼鐵流程工藝與裝備”的優(yōu)先主題，是實(shí)現“中國鋼鐵工業(yè)工藝流程再造”的重要內容。推動(dòng)新一代綠色高效電弧爐煉鋼技術(shù)及裝備的研究應用，對鋼鐵工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重大戰略意義。
為推動(dòng)鋼鐵行業(yè)綠色發(fā)展，2005年，中冶賽迪聯(lián)合北京科技大學(xué)、西安電爐研究所等單位組成項目團隊，堅持“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同創(chuàng )新，開(kāi)始了提高綠色電弧爐國產(chǎn)化水平的研究工作。2007年，中冶集團立足中國鋼鐵行業(yè)未來(lái)發(fā)展的高度，兼并重組西安電爐研究所，并劃撥給中冶賽迪，推動(dòng)冶金建設“國家隊”領(lǐng)跑者和電爐行業(yè)專(zhuān)業(yè)研究單位進(jìn)行強強聯(lián)合，以企業(yè)、國家未來(lái)發(fā)展為己任，謀劃短流程電爐煉鋼關(guān)鍵技術(shù)及裝備的研發(fā)和創(chuàng )新，打造具有自主知識產(chǎn)權的綠色、高效、潔凈電弧爐裝備。
堅持市場(chǎng)導向
解決高效低耗治污重大難題
推動(dòng)“長(cháng)流程”煉鋼向“短流程”轉換，是鋼鐵行業(yè)綠色發(fā)展的大勢所趨。然而，由于廢鋼資源積累不足、生產(chǎn)成本高起，我國短流程電爐煉鋼發(fā)展并不理想，國產(chǎn)電弧爐裝備技術(shù)水平與國外相比，在綠色節能、自動(dòng)化、智能化、生產(chǎn)服務(wù)以及配套檢測、機器人技術(shù)等方面差距很大，先進(jìn)大型電弧爐基本依賴(lài)進(jìn)口。目前，國內僅有10%的電爐鋼，與發(fā)達國家20%~30%的電爐鋼相比差距明顯。
2005年以來(lái)，面對長(cháng)期困擾電弧爐生產(chǎn)的冶煉周期長(cháng)、能量利用率低、質(zhì)量不穩定及生產(chǎn)成本高等重大技術(shù)難題，中冶賽迪研發(fā)團隊制訂了可行的電弧爐自主研發(fā)的技術(shù)路線(xiàn)圖，不斷改進(jìn)和優(yōu)化方案，申請大批專(zhuān)利，并于2015年推出了綠色節能環(huán)保電弧爐的核心裝備——第一代基于A(yíng)utoARC連續加料技術(shù)為基礎的廢鋼預熱系統，受到鋼鐵企業(yè)高度關(guān)注。
隨著(zhù)國家產(chǎn)業(yè)結構調整，鋼鐵企業(yè)新建工程大幅減少，AutoARC連續加料系統的項目投資較高、占地面積較大、不利于既有電爐設備改造等問(wèn)題開(kāi)始顯現，并且國家環(huán)保政策對二噁英控制標準進(jìn)行了提高。為此，中冶賽迪正視問(wèn)題自我突破，轉而針對電弧爐冷區改善、二噁英智能抑制和節能問(wèn)題進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，并在中冶陜壓熱加工中心建設了綠色電弧爐關(guān)鍵技術(shù)和裝備的鋼鐵短流程試驗平臺。歷經(jīng)多年研發(fā)，該項目團隊終于取得了一系列重大突破。
針對長(cháng)期困擾國內外全廢鋼電弧爐煉鋼生產(chǎn)的能量消耗高、質(zhì)量不穩定、二噁英污染等重大關(guān)鍵問(wèn)題，中冶賽迪以電弧爐煉鋼綠色節能、高效潔凈為目標，與相關(guān)機構聯(lián)合完成了超高功率智能供電、高效深度潔凈冶煉、綠色輸送廢鋼預熱和跨尺度高效協(xié)同控制集成，即“三個(gè)單元、一項集成”的創(chuàng )新性研究，并成功實(shí)現工業(yè)化應用。
其具體研發(fā)成果包括：研發(fā)出國際領(lǐng)先的超高功率電弧爐變壓器和電極自動(dòng)調節技術(shù)，首次形成了超高功率電弧爐供電技術(shù)標準，打破了國外長(cháng)期技術(shù)壟斷，強力支撐“中國制造”；發(fā)明了熔池內氣-固噴吹、CO2-Ar動(dòng)態(tài)底吹、出鋼過(guò)程在線(xiàn)噴粉脫氧等新方法，實(shí)現了低成本快速深脫磷、脫氮和鋼液氧含量控制，解決了長(cháng)期制約電弧爐潔凈化冶煉的世界性難題；開(kāi)發(fā)了適應多元爐料結構的全余熱回收、低阻尼除塵、高效急冷二噁英治理、階梯擾動(dòng)函道廢鋼預熱等新技術(shù)，系統解決了連續加料、廢鋼預熱、余熱利用及廢氣治理等關(guān)鍵問(wèn)題，顯著(zhù)提高了電弧爐煉鋼節能環(huán)保水平；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)同運行新思路，開(kāi)發(fā)了非接觸鋼液連續測溫、爐氣成分在線(xiàn)分析、終點(diǎn)預報和成本質(zhì)量控制軟件等，實(shí)現了電弧爐煉鋼綠色-潔凈技術(shù)集成，進(jìn)一步提升了電弧爐煉鋼運行效率和產(chǎn)品質(zhì)量，顯著(zhù)降低了生產(chǎn)成本。
基于綠色高效電弧爐煉鋼技術(shù)與裝備的先進(jìn)性和引領(lǐng)性，該項目獲得授權發(fā)明專(zhuān)利20項、實(shí)用新型專(zhuān)利37項、軟件著(zhù)作權5項，申請PCT國際專(zhuān)利3項（授權1項），形成標準8項（國際2項、國家4項、行業(yè)2項），發(fā)表論文91篇（SCI/EI 34篇），專(zhuān)著(zhù)3部。該項目曾獲省部級科技獎勵一等獎2項，在2017年中國金屬學(xué)會(huì )組織的項目成果評價(jià)會(huì )上，以中國工程院院士殷瑞鈺為組長(cháng)的評價(jià)委員會(huì )一致評價(jià)該項目總體達到國際先進(jìn)水平。
目前，綠色潔凈電弧爐煉鋼關(guān)鍵技術(shù)及裝備已在國內外廣泛推廣應用，出口至俄羅斯、意大利、土耳其、印度尼西亞等20余個(gè)國家；整體及單元技術(shù)支撐了全國50%以上電爐鋼產(chǎn)能，經(jīng)濟及社會(huì )效益顯著(zhù)。
《中國冶金報》（2020年01月23日 04版四版）
