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勇開先河踏浪行
——中外專家談國內(nèi)特大型高爐頂燃式熱風(fēng)爐首次改造

2024-01-29 17:06:00

  記者 夏杰生

  在國內(nèi)鋼鐵企業(yè),對(duì)特大型高爐頂燃式熱風(fēng)爐的改造是個(gè)新生事物,未曾有過先例。河南鋼鐵集團(tuán)安鋼煉鐵廠(下文簡稱安鋼)4747m3特大型高爐,配置的4座小帽子頂燃式熱風(fēng)爐中的1#熱風(fēng)爐的改造,就開了大型頂燃式熱風(fēng)爐改造的先河,引起了國內(nèi)外同行的極大關(guān)注!

  

  2024年1月17日,西門子奧鋼聯(lián)公司馬丁和馬克二位熱風(fēng)爐專家不遠(yuǎn)萬里來到中國,親赴安鋼高爐現(xiàn)場(chǎng),與安鋼煉鐵廠高爐技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)交流,并現(xiàn)場(chǎng)參觀考察了2023年12月24日大修改造完成的安鋼4747m3特大型高爐1#熱風(fēng)爐。

  技術(shù)交流會(huì)剛結(jié)束?!吨袊苯饒?bào)》記者先后采訪了安鋼煉鐵廠黨委副書記兼廠長馬輝、副廠長萬雷,以及西門子奧鋼聯(lián)熱風(fēng)爐專家馬丁和馬克,河南鋼鐵豫興冶金節(jié)能公司董事長李松、興公司董事長劉世聚。

  圖為馬?。ㄗ螅﹦⑹谰郏ㄖ校R克(右)在安鋼4747立方米高爐熱風(fēng)爐前合影。

  右側(cè)這座就是用興公司懸鏈線頂燃式熱風(fēng)爐技術(shù),并于2023年12月24日改造完工的1#熱風(fēng)爐。

  專家各抒己見 英雄所見略同

  記者:馬廠長,據(jù)了解安鋼這座設(shè)計(jì)爐齡在25年的4747m3特大型高爐熱風(fēng)爐,僅生產(chǎn)了約10年,為什么要提前改造呢?

  

  馬輝廠長:安鋼引進(jìn)的這組熱風(fēng)爐于2013年投產(chǎn),2017年之后,4座熱風(fēng)爐都在高溫段陸續(xù)出現(xiàn)爐殼多處開裂,而且開裂部位就是焊縫區(qū)域。當(dāng)時(shí)也沒啥好的處理方法,只能靠在其鋼焊縫位置上下左右各10厘米,綜合約20厘米寬的地方,一代一代挖補(bǔ)更換。但這樣做是治標(biāo)不治本。于是我廠就多方交流探索考察,尋覓用誰的技術(shù)才能解決困擾我廠多年的爐殼開裂難題,最終選擇了采用豫興懸鏈線頂燃式熱風(fēng)爐專利技術(shù)。

  通過近一年交流、簽約、合作,2023年底,終于把1#熱風(fēng)爐改造完成,現(xiàn)已運(yùn)行一個(gè)多月。計(jì)劃在2月底開始再施工改造第二座,到2024年底要將剩余3座全部改造完畢。

  記者:這組熱風(fēng)爐改造后,要達(dá)到什么目的?

  馬輝廠長:首先,消除安全隱患。因?yàn)樗惋L(fēng)情況下,爐內(nèi)最大壓力是0.47MPa,高風(fēng)溫要達(dá)到1200℃以上(不送風(fēng)情況下爐內(nèi)壓為零或者負(fù)壓),一旦焊縫漏風(fēng),熱風(fēng)爐很可能被燒穿!就會(huì)發(fā)生惡性事故;第二,為了節(jié)能降耗。改造前噸鐵需要600立方米煤氣,通過改造后,噸鐵煤氣需求量期望能降到500立方米以內(nèi);第三,追求環(huán)境友好。改造前熱風(fēng)爐是國外技術(shù),用國內(nèi)技術(shù)改造后將會(huì)使燃燒過程更充分,煤氣和空氣混合燃燒更完全;第四,減少氮氧化物排放,減少其對(duì)環(huán)境的污染。

  記者:為什么選擇興公司及其技術(shù)對(duì)此熱風(fēng)爐進(jìn)行改造?

  馬輝廠長:國外一些著名熱風(fēng)爐技術(shù)公司沒有頂燃式熱風(fēng)爐技術(shù),無法承擔(dān)頂燃式熱風(fēng)爐改造這一艱巨的任務(wù)。國內(nèi)本土只有興一家具有二十多年豐富經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)頂燃式熱風(fēng)爐技術(shù)公司,其他企業(yè)或設(shè)計(jì)院所擁有的技術(shù)和原爐型一樣。改造之前,安鋼技術(shù)人員都詳細(xì)考察調(diào)研了國內(nèi)多家采用豫興技術(shù)建設(shè)或改造成功的大型高爐熱風(fēng)爐案例,聽到的都是對(duì)豫興技術(shù)的認(rèn)可和好評(píng)。我廠也終于下決心選擇了興公司及其技術(shù)。

  萬雷副廠長緊接馬輝廠長的話語,繼續(xù)回答說:針對(duì)本廠這座高爐熱風(fēng)爐爐殼開裂情況。當(dāng)時(shí)采取的措施就是開裂補(bǔ)哪。但是,即使不斷補(bǔ)焊遏制不住開裂發(fā)生,越補(bǔ)越開裂裂紋越多,存在很大安全風(fēng)險(xiǎn)。國內(nèi)其他鋼廠類似容的高爐熱風(fēng)爐高溫區(qū)還因此出現(xiàn)過燒穿事故,拱頂被燒出一個(gè)大窟窿。如果本廠熱風(fēng)爐也出現(xiàn)這種情況,甚至延續(xù)到4座熱風(fēng)爐,將對(duì)本廠高爐正常生產(chǎn)造成嚴(yán)重的安全威脅;生產(chǎn)指標(biāo)也會(huì)造成很大影響!因此,安鋼公司決定徹底更換掉爐殼。但在頂燃式熱風(fēng)爐技術(shù)領(lǐng)域非常專業(yè)的僅有興公司和一家外國公司。后者提出的遏制爐殼開裂的技術(shù)方案,是保留現(xiàn)有開裂爐殼,在原爐殼的外部再采用外敷一層鋼。即,在舊的熱風(fēng)爐爐殼表面再焊接一層殼板,把舊板包裹?。p爐殼技術(shù))。這個(gè)方案雖然造價(jià)低,但在國內(nèi)還沒有依據(jù)可尋,不是太可靠,本廠不敢貿(mào)然實(shí)施。

  改造后的本廠1#熱風(fēng)爐,是興公司具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國家專利技術(shù)——懸鏈線頂燃式。其具有近20年的穩(wěn)定使用歷史,業(yè)績也很多。其獨(dú)具特色的優(yōu)勢(shì)是采用懸鏈線把不合理的應(yīng)力結(jié)構(gòu)消除掉,也就是消除了結(jié)構(gòu)應(yīng)力,從而可保證熱風(fēng)爐爐殼的安全穩(wěn)定。很多用戶采用這一技術(shù)的生產(chǎn)實(shí)踐都已證明:這種方案是可行的!其好處剛才馬輝廠長已經(jīng)說過了。

  預(yù)計(jì)本廠4座熱風(fēng)爐都改造完畢后,其風(fēng)溫應(yīng)該比現(xiàn)在提升至少30℃,將確保今后熱風(fēng)爐安全穩(wěn)定運(yùn)行。

  在2022年上半年,本廠熱風(fēng)爐煙氣的排放值不達(dá)標(biāo),造成安鋼生產(chǎn)很被動(dòng)!當(dāng)時(shí)國家環(huán)保部門, 以及安陽市政府都盯著鋼的排放指標(biāo),給全廠造成很大損失,生產(chǎn)幾乎沒有穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)。加之爐殼開裂綜合影響100-200℃風(fēng)溫,導(dǎo)致高爐產(chǎn)量每天減少1000噸。高爐沒有一個(gè)正常的生產(chǎn)狀態(tài),就談不上降成本。即成本消耗都很高,去年企業(yè)出現(xiàn)嚴(yán)重虧損,與熱風(fēng)爐沒有正常運(yùn)行有很大關(guān)系。

  2023年5月,本廠熱風(fēng)爐煙氣排放配置了脫硫脫硝處理技術(shù)與裝備后,爐況逐漸恢復(fù)到正常狀態(tài)。事實(shí)證明,熱風(fēng)爐正常運(yùn)行,包括排放值達(dá)標(biāo),對(duì)現(xiàn)代高爐生產(chǎn)是非常重要的。

  這次改造工程全部完工后,其安全隱患將會(huì)徹底消除,氮氧化物也能降低,排放值會(huì)更好。今后高爐環(huán)保方面的壓力也會(huì)降低,而且也有利于降低空燃比,以及煤氣的使用量,這樣對(duì)降低成本很有利,所以說,改造好處很多。

  以上所述是安鋼決定和興公司合作的主要?jiǎng)右?。目前,第一座熱風(fēng)爐改造完成后,后續(xù)施工也正順利開展,目前使用效果保證了煉鐵工序正常運(yùn)行。

  下一步,隨著時(shí)間推移,生產(chǎn)指標(biāo)會(huì)越來越好,我們對(duì)今后熱風(fēng)爐改造達(dá)到好的狀態(tài)運(yùn)行充滿信心。

  中國先進(jìn)熱風(fēng)爐技術(shù),各國踏破鐵鞋無覓處

  隨后,記者接著采訪了外國專家馬丁。

  記者:西門子奧鋼聯(lián)公司與興公司的合作是不是雙方高端層面的戰(zhàn)略合作?

  馬?。何覀冸p方這種特殊關(guān)系,首先是戰(zhàn)略性的合作,且都已簽署了許可協(xié)議,而且合作是和諧和愉快的!

  記者:貴公司對(duì)豫興熱風(fēng)爐品牌在國際上怎么定位的?

  馬?。何覀冋J(rèn)為興公司在中國是一個(gè)非常知名的品牌,相信在不久的將來,也會(huì)在國際上成為知名品牌;相信興的這種熱風(fēng)爐改造方式在國外市場(chǎng)也會(huì)越來越多。因?yàn)?,現(xiàn)在各國對(duì)碳排放的要求越來越高,尤其是各國都在追求綠色鋼鐵發(fā)展,興公司的這種改造也會(huì)幫助本公司贏得更多市場(chǎng)。因此,我方愿與興公司開展更多的合作。

  記者:興公司在中國國內(nèi)改造和推出的傳統(tǒng)頂燃式熱風(fēng)爐改進(jìn)型的四段式熱風(fēng)爐,解決了因熱風(fēng)出口應(yīng)力集中而損壞熱風(fēng)出口弊端的技術(shù)難題,其業(yè)績已達(dá)60多座。對(duì)此四段式技術(shù)貴公司有何評(píng)價(jià)?

  馬丁:興公司這種熱風(fēng)爐技術(shù),也正是各國所需要的技術(shù),也是本公司正在尋找的技術(shù)。我們也期待興公司能在更多的國外市場(chǎng)上用這種技術(shù)解決現(xiàn)有高爐生產(chǎn)中的難題,因?yàn)檫@些技術(shù)都是比較符合各國對(duì)未來的碳排放的期望指標(biāo),以及符合世界鋼鐵發(fā)展趨勢(shì)的技術(shù)。

  記者:對(duì)豫興熱風(fēng)爐能產(chǎn)生如此高的風(fēng)溫,貴公司作何評(píng)價(jià)?

  馬?。簩?duì)在同等條件下,豫興熱風(fēng)爐比其他熱風(fēng)爐風(fēng)溫高,而且氮化物的排放量又很低,我對(duì)這兩點(diǎn)印象非常深刻。今后本公司也會(huì)考慮學(xué)習(xí)興公司怎么用高風(fēng)溫來實(shí)現(xiàn)碳排放的降低。

  記者:貴公司與豫興合作的前景如何?

  馬?。何覀冇泻芏嗟臋C(jī)會(huì)進(jìn)行合作,我們會(huì)借鑒雙方各自的優(yōu)點(diǎn)在各自的市場(chǎng)領(lǐng)域進(jìn)行合作。比如,興公司已經(jīng)授權(quán)西門子奧鋼聯(lián)在國外市場(chǎng)實(shí)施豫興熱風(fēng)爐技術(shù)的推廣應(yīng)用,當(dāng)然我們也會(huì)把更新的技術(shù)通過興公司融入到中國。

  成立混合所有制公司 優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)創(chuàng)新謀發(fā)展

  記者隨后采訪了該熱風(fēng)爐改造工程實(shí)施單位——河南鋼鐵豫興冶金節(jié)能有限公司董事長李松。

  記者:為何要成立一個(gè)全新的企業(yè),承攬安鋼這座巨型高爐熱風(fēng)爐的改造任務(wù)?

  李松:興公司創(chuàng)新研發(fā)的懸鏈線頂燃式熱風(fēng)爐成套技術(shù),在國際國內(nèi)市場(chǎng)影響很大,知名度高,業(yè)績也非常多。安鋼欲利用其對(duì)4747m3巨型高爐熱風(fēng)爐進(jìn)行改造,就必須從企業(yè)利益和節(jié)能增效發(fā)展角度通盤考慮。首先,要以興公司20年來已建成400多座懸鏈線頂燃式熱風(fēng)爐的成就和成熟技術(shù)為根基;以山西建邦集團(tuán)通才公司1860m3高爐懸鏈線頂燃式熱風(fēng)爐實(shí)現(xiàn)高風(fēng)溫,穩(wěn)定運(yùn)行12年沒有出現(xiàn)爐殼爐體損壞的這種穩(wěn)定長壽技術(shù)為典范,延伸拓展國內(nèi)市場(chǎng),發(fā)展對(duì)外合作。剛好安鋼大高爐出現(xiàn)了爐殼開裂頻繁無法根除這一難題,與豫興這方面取得的技術(shù)研究成果高度吻合。成立一個(gè)新公司,雙方共享業(yè)績,并以此改造業(yè)績?yōu)橐劳?,走向國際市場(chǎng),力爭承攬國內(nèi)外更多市場(chǎng)潛力巨大的一系列巨型高爐熱風(fēng)爐改造工程。豈不兩全其美!興公司也認(rèn)為這一發(fā)展思路正確合理,雙方志同道合,一錘定音,一家全新的混合所有制公司就水到渠成,順利誕生了。

  另外,爐殼的拆除安裝和爐體砌筑施工工作,也必須遵循公開透明招標(biāo)程序公開招標(biāo),否則不符合國企投標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)。因此,成立一家混合所有制企業(yè),可利用安鋼巨型高爐熱風(fēng)爐改造的契機(jī)和影響力走向國際。

  記者:成立混合所有制企業(yè)承攬這一改造工程有何優(yōu)勢(shì)?

  李松:首先,河南鋼鐵豫興冶金節(jié)能公司集國有企業(yè)與民營企業(yè)之所長,可通過有效控制,改革的紅利可釋放出企業(yè)發(fā)展的新動(dòng)力。第二,可將國有企業(yè)豐富的政府資源、規(guī)范的管理、雄厚的資金優(yōu)勢(shì)與民營企業(yè)精簡高效靈活的機(jī)制、面對(duì)市場(chǎng)的快速反應(yīng)能力相結(jié)合,優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)覆蓋到生產(chǎn)經(jīng)營的各個(gè)方面,形成最有效的法人治理結(jié)構(gòu),創(chuàng)造出高效率、低成本的運(yùn)營模式。

  記者:貴公司攬下這座改造工程的底氣何在?

  李松:有此前采用具有節(jié)能、長壽、高風(fēng)溫優(yōu)勢(shì)的豫興懸鏈線頂燃式熱風(fēng)爐技術(shù)和國際國內(nèi)改造的400多座傳統(tǒng)頂燃式、內(nèi)燃式熱風(fēng)爐的成功經(jīng)驗(yàn)墊底,有北京科技大學(xué)冶金學(xué)院程樹森博士生導(dǎo)師的理論指導(dǎo),為慎重起見,又對(duì)針對(duì)安鋼特大高爐熱風(fēng)爐改造前后重建數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算的理論支持,才使我們有底氣成立合資公司,才敢于攬下這件“瓷器”活。

  有了金鋼鉆 敢攬瓷器活

  緊接著,記者又采訪了河南鋼鐵豫興冶金節(jié)能公司入股單位——興公司董事長劉世聚。

  記者:該熱風(fēng)爐的具體改造方案有哪些?

  劉世聚:熱風(fēng)爐運(yùn)行過程中存在爐殼安全隱患的問題,是超大型高爐存在的共性問題,這是牽涉企業(yè)的職工安全和生產(chǎn)安全的大事,將此小帽子頂燃式熱風(fēng)爐改造為豫興懸鏈線頂燃式熱風(fēng)爐,利用積累的經(jīng)驗(yàn)和豐富的爐殼開裂技術(shù)研究和實(shí)踐驗(yàn)證技術(shù)旨在徹底解決威脅安全生產(chǎn)的爐殼開裂問題和燃燒技術(shù)問題,是這次改造的頭等大事。其主要改造方案為:

  一是信心十足地將興公司承建的山西建邦集團(tuán)通才公司1860m3高爐懸鏈線頂燃式熱風(fēng)爐,實(shí)現(xiàn)過至今未被超越的1314.7℃月均高風(fēng)溫,其應(yīng)用12年沒有出現(xiàn)過絲毫爐殼開裂的優(yōu)秀技術(shù)案例,復(fù)制在生產(chǎn)工況類似的安鋼熱風(fēng)爐改造工程中;二是采用由安鋼鋼研所針對(duì)性開發(fā)研究的熱風(fēng)爐爐殼專用抗應(yīng)力腐蝕開裂技術(shù)——AG490LK低合金鋼板材質(zhì)。該材質(zhì)可以避免爐殼焊縫及熱影響區(qū)爐殼結(jié)構(gòu)晶粒變化,避免爐殼開裂;三是采用獨(dú)特的焊縫及熱影響區(qū)域防腐蝕專利技術(shù)(申請(qǐng)?zhí)枺?023114102160);四是采用獨(dú)特的防爐殼開裂無應(yīng)力抱箍專利技術(shù)(申請(qǐng)?zhí)枺?023231375272);五是結(jié)合熱風(fēng)爐送風(fēng)壓力、焊縫系數(shù)、腐蝕系數(shù)、夾角系數(shù)、爆炸負(fù)荷、風(fēng)溫采用科學(xué)的計(jì)算公式計(jì)算確定高壓高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐爐殼厚度;六是采用受力合理、高效節(jié)能的懸鏈線頂燃式熱風(fēng)爐專利技術(shù)(專利號(hào):ZL2008100495653);七是全部格子磚舊的條件下局部采用均壓均流格子磚專利技術(shù)(專利號(hào):ZL2011103520837)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

  上述一系列創(chuàng)新技術(shù)成果,就是河南鋼鐵豫興冶金節(jié)能公司敢于承攬安鋼巨型高爐熱風(fēng)爐改造這一“瓷器活兒”的“金鋼”!這個(gè)“金鋼”在改造安鋼大高爐全部熱風(fēng)爐工程中,不僅可為其改造成功保駕護(hù)航,而且必將譜寫出國內(nèi)巨型熱風(fēng)爐改造的絢麗篇章!

  圖為安鋼煉鐵廠黨委書記李愛鋒,在安鋼特大型高爐熱風(fēng)爐改造開工儀式上致辭。

  后排(右2和右3)分別為李松董事長和劉世聚董事長。

  圖為河南鋼鐵豫興節(jié)能公司董事長李松,在安鋼特大型高爐1#熱風(fēng)爐改造完工慶祝儀式上致辭。

 

 

來源:中國冶金報(bào)-中國鋼鐵新聞網(wǎng)

編輯:溫曉霞

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