绿色高效电弧炉炼钢技术破解废钢冶炼“瓶颈” 大有可为

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电弧炉炼钢是近年来钢铁工业关注的重点,是社会废钢再资源化的核心环节,也是钢铁工业可循环、绿色发展的重要路径。近期,由中冶赛迪工程技术股份有限公司、北京科技大学、西安电炉研究所有限公司等一起研究的《绿色高效电弧炉炼钢技术与装备的开发应用》项目获2019年度国家科学技术奖初评二等奖。

绿色高质,题中之义

电弧炉炼钢是世界主要炼钢最好的方法 之一,以废钢为主要原料。加速电弧炉炼钢技术的发展,对我国钢铁工业实现绿色低碳制造、推动高质量发展至关重要。

然而,能量消耗高、高品质钢难以生产以及污染物排放等重大关键大疑问,始终困扰着我国电弧炉炼钢技术的进一步发展。在装备、工艺、控制、产品质量和绿色环保等方面的创新工作,是当前电弧炉炼钢技术发展的题中之义。

多项技术,各个击破

项目团队根据我国钢铁工业发展现状,以电弧炉炼钢绿色节能、高效洁净为目标,历经十余年协同创新生和熟合攻关,实现了以下创新:

1、开发了满足复杂性炉料价值形式的超大容量电弧炉炼钢电气运行技术,首次形成了具有中国特色的超高功率电弧炉供电技术标准体系。项目研制的140MVA特大型电弧炉变压器成功应用于我国最大的220t全废钢连续加料电弧炉,获评"2011难度中国工业首台(套)重大技术装备示范项目",打破了国外长期技术垄断。

2、发明家 家 了电弧炉高效深度洁净冶炼技术,突破了全废钢电弧炉高品质钢生产技术瓶颈。掌握了炼钢过程"气-固-渣"低碳多相体系钢液深度洁净规律,发明家 家 了电弧炉熔池内气-固喷吹脱磷、高效吸附脱氮、出钢在线脱氧等新最好的方法 ,全废钢冶炼终点P达到0.004%、终点N≤0.0045%,攻克了长期制约电弧炉高效洁洁净冶炼等世界性大疑问。

3、首创了高宽容性绿色输送废钢预热技术。发明家 家 了差动密闭-阶梯扰动连续加料、二噁英综合治理和低阻尼高效除尘最好的方法 ,大幅提升了电弧炉炼钢余能利用水平,实现污染物超低排放;二噁英排放<0.1ng-TEQ/Nm³、粉尘排放<3mg/Nm³。

4、研发了绿色高效电弧炉炼钢协同控制技术。创建电弧炉炼钢多层级信息在线检测和控制系统,基于炉气分析实现废钢输送、预热、熔化和杂质元素深度脱除全过程监测与协同控制,显著提升了电弧炉炼钢绿色、高效、洁净生产水平。

成就效益,一应俱全

该项目的科研成就难能可贵。2017年12月,中国金属自学组织的专家评委委员会认为,项目总体为国际先进水平,其中在超高功率供电和高效深度洁净冶炼等方面达到国际领先水平。项目成果分获省部级科技奖励一等奖2项、二等奖3项,形成标准7项(国际标准2项、国家标准4项、行业标准1项),获发明家 家 专利授权20项、PCT国际专利3项、实用新型37项、软件著作权5项,论文91篇(SCI/EI37篇),专著3部。

除此之外,项目已在国内外推广应用,整体及单元技术支撑了全国40%以上电炉钢产能。在天津钢管、中冶陕压重工等企业应用后,2016-2018年共计新增销售额22.44亿元、新增利润7.96亿元,实现节能650万kgce、CO2减排169000吨,经济及社会效益显著。

项目相关技术及产品还出口至俄罗斯、土耳其、阿联酋、印度尼西亚等二十余个国家及地区,为"中国制造2025"强国战略及"一带一路"国际协作最好的方法 作出了重要贡献。