近年來(lái),中冶京誠(chéng)酸軋聯(lián)合機(jī)組技術(shù)取得了令人矚目的進(jìn)步,伴隨著新中國(guó)鋼鐵工業(yè)一同成長(zhǎng),在新世紀(jì)緊抓酸軋聯(lián)合機(jī)組發(fā)展機(jī)遇,發(fā)揮多專業(yè)技術(shù)協(xié)同優(yōu)勢(shì),歷經(jīng)眾多工程洗禮,與用戶一起成長(zhǎng),率先完成全流程酸軋聯(lián)合生產(chǎn)工藝裝備自主集成。日趨成熟的綠色鋼鐵解決方案云集多項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),環(huán)境友好型和運(yùn)維數(shù)智化的冷軋裝備和技術(shù),引領(lǐng)綠色智能發(fā)展。以流體系統(tǒng)裝備為重要支撐,深度融合專屬中冶京誠(chéng)的低碳綠色和數(shù)智化DNA,通過(guò)數(shù)智化和裝備創(chuàng)新,在碳減排、污染控制、能效提升、循環(huán)利用等諸多維度推動(dòng)酸軋聯(lián)合機(jī)組工藝技術(shù)變革再造。
01 洞悉生命線動(dòng)力源,以流體創(chuàng)新酸軋線
酸軋聯(lián)合機(jī)組的流體系統(tǒng)主要包含工藝?yán)鋮s潤(rùn)滑系統(tǒng)、酸循環(huán)系統(tǒng)、液壓潤(rùn)滑系統(tǒng)、水氣系統(tǒng)、污水排放系統(tǒng)和機(jī)組管線系統(tǒng)等,是機(jī)組運(yùn)行的生命線和動(dòng)力源(圖1、圖2)。
工藝?yán)鋮s潤(rùn)滑系統(tǒng)對(duì)軋制載荷的優(yōu)化、帶鋼表面質(zhì)量、新鋼種的開(kāi)發(fā)等起到關(guān)鍵作用;酸循環(huán)系統(tǒng)是軋制前去除帶鋼表面氧化鐵皮的重要工藝設(shè)備;液壓、氣動(dòng)和電力系統(tǒng)三大動(dòng)力能源,是實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)的重要推手;潤(rùn)滑系統(tǒng)保障傳動(dòng)和摩擦部位壽命、性能;排污系統(tǒng)保障全廠生產(chǎn)環(huán)境整潔;機(jī)組管線是工藝設(shè)備運(yùn)行的主動(dòng)脈和生命線。
流體系統(tǒng)中的介質(zhì)能耗(主要包括酸、液壓潤(rùn)滑油、軋制油、水氣等)是噸鋼成本的重要組成部分。
中冶京誠(chéng)洞悉酸軋聯(lián)合機(jī)組流體系統(tǒng),以其作為重要支撐,推動(dòng)酸軋聯(lián)合機(jī)組工藝技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)步。
圖1 酸軋聯(lián)合機(jī)組軋機(jī)區(qū)域流體系統(tǒng)鳥(niǎo)瞰模型圖
圖2 酸循環(huán)流體系統(tǒng)模型圖
02 開(kāi)發(fā)綠色流體系統(tǒng),傾心打造清潔酸軋
新時(shí)代,“綠水青山就是金山銀山”的環(huán)保理念深入人心,中冶京誠(chéng)攜手鋼鐵行業(yè)生態(tài)圈內(nèi)合作伙伴倡導(dǎo)并傾心打造酸軋聯(lián)合機(jī)組的清潔生產(chǎn)。
1) 國(guó)內(nèi)首創(chuàng)節(jié)能液壓系統(tǒng)
在國(guó)內(nèi)率先建立軋制與非軋制狀態(tài)下能量消耗預(yù)測(cè)模型,精準(zhǔn)定位生產(chǎn)周期內(nèi)能源消耗波峰和波谷時(shí)序圖,運(yùn)用“波谷時(shí)蓄能波峰時(shí)釋放”的設(shè)計(jì)理念,創(chuàng)新性地將液壓泵站設(shè)計(jì)為“主泵+輔助泵”(圖3),有效降低了液壓系統(tǒng)水電油等能源消耗。
國(guó)內(nèi)首創(chuàng)“單伺服+快速回路” 軋機(jī)液壓AGC系統(tǒng)(圖4),在實(shí)現(xiàn)節(jié)能的同時(shí)降低了固定投資和備件成本。
研發(fā)團(tuán)隊(duì)在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),率先在國(guó)內(nèi)研發(fā)與推廣大型酸軋液壓泵站伺服節(jié)能技術(shù),實(shí)現(xiàn)了液壓泵泵站與用戶點(diǎn)之間能源供需的高效精準(zhǔn)投放。
圖3 軋機(jī)AGC液壓泵站:主泵+輔助泵源
圖4 “單伺服+快速回路”數(shù)字化模型
2) 開(kāi)發(fā)低壓損高效率清潔型工藝?yán)鋮s潤(rùn)滑系統(tǒng)
酸軋聯(lián)合機(jī)組中生產(chǎn)環(huán)境惡劣的設(shè)備區(qū)域主要集中在軋機(jī)機(jī)架內(nèi)部和工藝?yán)鋮s潤(rùn)滑系統(tǒng),工藝?yán)鋮s潤(rùn)滑系統(tǒng)是酸軋聯(lián)合機(jī)組清潔生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量及成本控制的重要環(huán)節(jié)(圖5、圖6)。
圖5 軋機(jī)機(jī)架生產(chǎn)現(xiàn)狀
圖6 軋機(jī)清洗后的狀態(tài)
通過(guò)收集和分析近十年數(shù)十條業(yè)績(jī)機(jī)組相關(guān)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù),中冶京誠(chéng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了低壓損高效率清潔型的工藝?yán)鋮s潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)備和控制模型(圖7),可以根據(jù)原料狀態(tài)、軋制規(guī)格、軋制鋼種、軋制速度、軋制負(fù)荷進(jìn)行有針對(duì)性的系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)自動(dòng)調(diào)整,在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,大幅降低軋制油和公輔介質(zhì)耗量等生產(chǎn)成本。
同時(shí),針對(duì)冷軋企業(yè)的共同痛點(diǎn),即系統(tǒng)中油泥鐵粉濾紙等廢棄物的處理,中冶京誠(chéng)攻堅(jiān)克難,開(kāi)發(fā)出電磁過(guò)濾器和濾紙可循環(huán)利用的平床過(guò)濾器(圖8、圖9)。
圖7 工藝潤(rùn)滑系統(tǒng)噴射控制模型
圖8 循環(huán)利用式平床過(guò)濾器
圖9 智能型電磁過(guò)濾器及內(nèi)部永磁磁場(chǎng)方案
3)降低機(jī)組工藝設(shè)備公輔介質(zhì)耗量
通過(guò)分段控制,優(yōu)化軋機(jī)區(qū)域的帶鋼吹掃設(shè)計(jì),降低壓縮空氣耗量,同時(shí)采用消音處理措施,降低壓縮空氣排放的噪音,營(yíng)造良好的工作環(huán)境。隨著近年來(lái),京津冀地區(qū)“煤改氣”清潔能源政策的實(shí)施,中冶京誠(chéng)和用戶多措并舉,采用清潔能源耗量更少的加熱方式,提高熱介質(zhì)與流體介質(zhì)的傳導(dǎo)交換效率,并且設(shè)計(jì)配置了熱量回收及冷凝水可循環(huán)裝置。
4)打造節(jié)能減排低碳環(huán)保的酸循環(huán)系統(tǒng)
通過(guò)酸霧分級(jí)處理措施,將酸霧分級(jí)為高濃度酸霧與低濃度水霧。采用酸霧冷凝器(圖10)將酸洗系統(tǒng)揮發(fā)的高濃度酸霧冷凝回收,避免酸分子進(jìn)入大氣,減少酸耗。
將原來(lái)在水處理進(jìn)行的酸堿中和工藝提前到酸洗生產(chǎn)環(huán)節(jié),采用洗滌塔堿洗系統(tǒng)(圖11),利用生產(chǎn)產(chǎn)生的廢酸水進(jìn)行霧氣洗滌,達(dá)到減少新水消耗、提高洗滌效果的目的。
圖10 酸霧冷凝器
圖11 洗滌塔堿洗系統(tǒng)
03 數(shù)智化賦能酸軋線,助變革再造夢(mèng)工廠
我國(guó)正處在數(shù)字化轉(zhuǎn)型浪潮中,作為數(shù)字中國(guó)、數(shù)字鋼鐵的參與者、建設(shè)者,中冶京誠(chéng)通過(guò)打造數(shù)智化流體系統(tǒng),賦能酸軋聯(lián)合機(jī)組,踐行綠色低碳,實(shí)現(xiàn)降本增效,保障生產(chǎn)安全順行。
1)數(shù)字化設(shè)計(jì)交付
中冶京誠(chéng)冷軋機(jī)組流體系統(tǒng)采用全套三維數(shù)字化設(shè)計(jì)交付形式,為智能控制奠定數(shù)字化基礎(chǔ),打造數(shù)字孿生工廠,有效避免了設(shè)計(jì)失誤累加至后續(xù)的制造和安裝調(diào)試環(huán)節(jié),縮短了用戶的建設(shè)周期,降低了建設(shè)成本。尤其是針對(duì)復(fù)雜而原始設(shè)計(jì)資料缺失的改造工程,數(shù)字化設(shè)計(jì)為用戶仿真改造后的孿生工廠(圖12)。
圖12 國(guó)內(nèi)某國(guó)有大型企業(yè)酸軋聯(lián)合機(jī)組改造工程數(shù)字化設(shè)計(jì)
2)油水狀態(tài)智能化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)
液壓潤(rùn)滑系統(tǒng)油水混合后,輕則造成諸如軋制力波動(dòng)和軸承壽命減短,重則引起火災(zāi)等重大安全事故。中冶京誠(chéng)率先在支撐輥軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)和軋機(jī)液壓AGC系統(tǒng)等關(guān)鍵部位設(shè)計(jì)智能化油水監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)(圖13、圖14),可以避免出現(xiàn)重大設(shè)備和安全事故。該系統(tǒng)具有三大顯著功能: 設(shè)備的潤(rùn)滑磨損安全監(jiān)測(cè)與智能預(yù)警、設(shè)備在用油污染狀態(tài)監(jiān)測(cè)與調(diào)控、油水混合后智能診斷與智能預(yù)測(cè)。
圖13 在線潤(rùn)滑監(jiān)測(cè)與故障智能預(yù)警系統(tǒng)
圖14 在線液壓潤(rùn)滑系統(tǒng)監(jiān)測(cè)及預(yù)警故障點(diǎn)分布圖
3)介質(zhì)系統(tǒng)液位監(jiān)控及預(yù)警系統(tǒng)
預(yù)防酸軋聯(lián)合機(jī)組的液壓潤(rùn)滑、酸液、軋制油及水氣介質(zhì)的跑冒滴漏是降耗和清潔生產(chǎn)的基本前提,中冶京誠(chéng)通過(guò)對(duì)所有罐箱體在線液位全程監(jiān)控及現(xiàn)場(chǎng)視頻熱成像監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)了介質(zhì)箱罐體溢流或泄漏后的同步發(fā)現(xiàn)和及時(shí)干預(yù),同時(shí)通過(guò)設(shè)置同類介質(zhì)罐箱體管路的互聯(lián)互通以及變頻輸送調(diào)節(jié)裝置,保證液位處于安全狀態(tài)。
4)液壓潤(rùn)滑油及軋制油系統(tǒng)的自動(dòng)補(bǔ)給系統(tǒng)
中冶京誠(chéng)通過(guò)開(kāi)發(fā)該系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了工作介質(zhì)的精準(zhǔn)投送,并且可生成周月年介質(zhì)消耗報(bào)表。
04 支持關(guān)鍵元件國(guó)產(chǎn),推動(dòng)民族工業(yè)進(jìn)步
習(xí)近平總書(shū)記曾經(jīng)指出,關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來(lái)、買不來(lái)、討不來(lái)的。受國(guó)內(nèi)起步晚等因素影響,伺服閥、柱塞泵、位移和壓力傳感器等關(guān)鍵核心元件成為我國(guó)液壓潤(rùn)滑行業(yè)卡脖子的重要產(chǎn)品。中冶京誠(chéng)充分認(rèn)識(shí)到,核心技術(shù)和核心元件只能靠自主研發(fā)和制造,經(jīng)過(guò)與相關(guān)制造企業(yè)歷經(jīng)數(shù)年的試驗(yàn)和優(yōu)化完善,篳路藍(lán)縷,大力推進(jìn)液壓潤(rùn)滑核心產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化,逐步打破了國(guó)外技術(shù)產(chǎn)品封鎖。同時(shí),也推進(jìn)國(guó)產(chǎn)核心流體產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn)輸出,與“一帶一路”沿線國(guó)家共享中國(guó)式現(xiàn)代化發(fā)展成果,為相關(guān)領(lǐng)域中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)產(chǎn)品的國(guó)際化奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。中冶京誠(chéng)冷軋團(tuán)隊(duì)已經(jīng)發(fā)表論文數(shù)十篇,獲取專利近十項(xiàng),高效將技術(shù)成果工程化,服務(wù)廣大行業(yè)用戶,為我國(guó)實(shí)現(xiàn) “3060雙碳”目標(biāo),立身 “數(shù)智化”發(fā)展潮頭貢獻(xiàn)力量。