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    2015年世界鋼鐵工業十大技術要聞

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    綠色化薄帶連鑄電工鋼生產技術(E2Strip)成功開發
    概述:東北大學軋制技術及連軋自動化國家重點實驗室(RAL)開發出性能優異的無取向硅鋼、取向硅鋼和高硅鋼,這一系列創新技術被命名為綠色化薄帶連鑄電工鋼技術(E2Strip)。

    這一短流程技術為生產高磁感無取向硅鋼提供了新途徑,可省去傳統的常化處理、兩階段冷軋及中間退火工序。另外,鑄帶的初始厚度、熱軋壓下率、熱軋溫度以及冷軋壓下率等參數均可靈活調控,有助于基于一種化學成分柔性化生產不同牌號的無取向硅鋼產品。而且,RAL通過精確控制組織、織構和抑制劑,基于薄帶連鑄技術成功地制備出0.23mm厚的高磁感取向硅鋼(B8=1.94T)。更重要的是,在超低碳(﹤0.003%)成分設計及薄帶連鑄亞快速凝固條件下,仍可通過調整常化工藝參數獲得大量細小、彌散的抑制劑粒子。新流程省去了傳統流程中的高溫加熱或滲氮處理,以及脫碳工序。RAL還創造性地提出了一種包含薄帶連鑄、溫軋、冷軋、初次再結晶退火和二次再結晶退火的新流程,用來生產0.18-0.23mm厚的超低碳高硅取向硅鋼。目前,RAL正在為武鋼建設一條6.5%Si高硅鋼薄帶連鑄中試線;還完成了薄帶連鑄電工鋼工業化生產線的系統設計,并正在與企業一起探索工業化途徑。

    點 評:東北大學RAL成功開發的綠色化薄帶連鑄電工鋼技術徹底改變了傳統電工鋼的生產工藝和成分設計,可以更低的成本、更簡潔的工藝、更高的質量、更少的投資生產不同硅含量、不同厚度、性能優異的無取向硅鋼、取向硅鋼和高硅鋼,為高品質電工鋼的產業化開辟了一條新路。這一系列創新技術表明,薄帶連鑄技術具有廣闊的應用前景。

     

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    世界首套焦爐煙氣脫硫脫硝裝置正式投運
    概述:2015年11月6日,中冶焦耐工程技術有限公司設計/供貨(EP)的寶鋼湛江鋼鐵焦化項目焦爐煙氣凈化設施正式投運,標志著世界首套焦爐煙氣低溫脫硫脫硝工業化示范裝置正式誕生。

    焦爐煙氣低溫脫硫脫硝是世界公認的技術難題。中冶焦耐開發的“干/半干法脫硫+低溫脫硝除塵熱解析一體化技術與工藝”,有針對性地解決了焦爐煙道廢氣脫硫脫硝的技術難點,先進行煙氣脫硫后除塵,然后低溫SCR脫硝,實現污染物達標排放。該項目脫硝除塵熱解一體化裝置作為核心設備兼具低溫脫硝、脫硫除塵、催化劑原位再生功能,應用了半干法脫硫與脫硝除塵聯合技術、脫硝反應器內氣流均布技術、氨氣/煙氣混合技術、脫硝催化劑單倉原位再生技術、焦爐煙道氣負壓控制技術、潔凈煙氣回配余熱利用技術等多項節能環保新技術。整套工藝流程無廢水產生,脫硫副產物可由相關化工廠家回收或直接排放,符合當前環保要求和煙氣治理的技術發展趨勢。目前,裝置各系統運行正常。裝置達產后,二氧化硫、氮氧化物排放量分別小于30mg/Nm3、150mg/Nm3,各項指標滿足國家《煉焦化學工業污染物排放標準》規定的特殊限制地區環保排放限值。

    點 評:從2015年起,新的焦化排放限值開始實施,治理焦爐煙氣成為焦化行業重點環保項目。目前,針對焦爐煙氣脫硫脫硝技術方法很多,但尚沒有穩定運行的實績。作為世界上首個對鋼鐵企業焦爐煙道廢氣脫硫脫硝的工程應用實例,此次焦爐煙氣凈化裝置的正式投運,對于加快中國鋼鐵工業節能環保技術創新步伐有著積極的推動作用。

     

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    COURSE50試驗高爐在新日鐵住金開始熱試
    概述:日本鋼鐵業繼續推進環境和諧型煉鐵工藝技術開發項目COURSE50。該項目主要目標是在高爐煉鐵過程中,使用H2作還原劑實現快速還原。為進行氫還原試驗,日本鋼鐵業在2014年4月完成試驗高爐的設計,并于當年10月在新日鐵住金君津廠開工建設,2015年10月開始進入熱試階段。

    試驗高爐高約6m,爐內容積為12m3,日產鐵水35t。該試驗高爐在爐上部安裝有風口,之所以這樣設置,是因為研究人員認為這是噴吹氫氣的最佳位置。現在的熱試項目還包括試驗高爐專用的熱風爐等相關設備,以確認各設備的性能。

    研究人員計劃于2016年4月進行第一次試驗操作,將利用試驗高爐,在原料裝入和送風操作兩方面確立使氫還原效果最大化的操作技術,并對COURSE50項目第一階段(2008-2012財年)獲得的各技術要素的有效性進行驗證。

    此試驗高爐與日本國內上一個試驗高爐建設已相隔25年。試驗高爐是模擬高爐的試驗設備,盡管容積僅為實際高爐的幾百分之一,但原料裝入和出鐵等結構基本相同。與必須連續生產10-20年的實際高爐不同,試驗高爐可短期暫停,對類似黑匣子的高爐內部進行解體調查。

    點 評:COURSE50是日本5家大型鋼鐵公司共同開展的“環境和諧型煉鐵技術開發”項目,該項目于2008年立項,目標是通過開發氫還原和分離回收高爐煤氣CO2技術,實現鋼鐵工業整體減排CO2達30%的目標。計劃2030年前后,在1號機進行實際運行。試驗高爐的熱試標志著項目進入了新的研究階段。

     

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    JFE開發新鐵水預處理工藝 提升高級鋼生產效率
    概述:2015年6月,日本JFE鋼鐵公司成功開發出鐵水預處理脫硫新工藝,并在全公司所有煉鋼廠投入應用。新工藝可大幅提高脫硫效率,利于環保。該工藝不僅可減少一半脫硫劑用量,還可在鐵水預處理工序減少30%脫硫渣的生成。

    該工藝包括兩部分,即“脫硫劑投射法”和對脫硫處理后的鋼渣進行再利用的“鋼渣熱循環法”。本次開發的“脫硫劑投射法”,新安裝了投射用的噴槍(噴嘴),使脫硫劑與高速輸送氣體一起吹入到鐵水中。采用此方法,可實現直徑1mm以下的脫硫劑添加到鐵水以后,仍保持原有狀態,抑制其凝結長大,從而解決了脫硫劑內部無法發生化學反應的問題。促進了脫硫劑與鐵水的化學反應,脫硫效率提高了30%。

    “鋼渣熱循環法”是在進行下一爐鐵水預處理時,將上爐脫硫精煉后排出的鋼渣(脫硫渣)在高溫狀態下直接再應用的方法。剛剛處理后的脫硫渣為凝結粒的狀態,但其后溫度下降使凝結粒崩散,形成新的未反應面。

    反復使用脫硫渣,有效利用未反應面,可最大限度地發揮渣的脫硫能力。同時,由于是對高溫狀態下的渣進行再利用,還可回收排渣時釋放的熱量,有利于節約資源,降低環境負荷。

    點評:殘留的硫等雜質會影響鋼材的品質,特別是高強鋼等高級鋼更需要徹底去除這些雜質。雖然以JFE鋼鐵公司為首的日本各大鋼企已經實現了徹底去除鋼中雜質,但隨著高級鋼產量的增加,需要進一步提高脫硫工藝的效率。通過采用新的鐵水預處理工藝,將有利于鋼鐵企業提高高級鋼的生產效率。

     

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    我國電弧爐煉鋼復合吹煉技術取得實質進展
    概述:電弧爐煉鋼復合吹煉技術是以多元爐料結構為基礎,以節能和降低成本為目標,通過強化熔池攪拌,將供電、供氧和底吹攪拌等單元操作進行多尺度集成,最大限度地降低金屬料及輔助材料消耗、提高氧氣利用率。主要技術進展如下:

    1)將操作單元進行系統優化。該技術主要包括底吹長壽技術、底吹控制技術、底吹與供氧的控制模型,目前,已經在我國6座電弧爐上使用,取得了顯著的經濟效益。

    2)電爐煉鋼復合吹煉技術集成。綜合考慮各單元的操作參數,實現總能量和各個時段能量的供需,達到煉鋼生產高效、節能的目的。

    3)研究復合吹煉下的能源回收。電弧爐冶煉過程中,高溫煙氣帶走的熱量約占輸入熱量的8%-20%,因此,研究高鐵水比冶煉的能量及煤氣回收利用具有重要意義。

    點評:隨著廢鋼積累量增加、廢鋼與鐵水價格逆轉以及環保需求的日益嚴格,電爐煉鋼持續采用多元爐料結構優化配料是大勢所趨。特別是在高鐵水比冶煉條件下,采用復合吹煉的方法可以實現電爐的高效生產和原料的節約。

     

    6
    我國鐵路機車用整體車輪關鍵制造技術實現國產化
    概述:馬鋼瞄準我國鐵路發展需要和國外需求,歷經14年,開發出整體機車輪生產制造技術,填補了國內空白。

    機車輪服役條件復雜,制造材料必須兼顧抗機械損傷和抗熱損傷性能,既要保證車輪熱處理后穩定獲得較高強度,又要提高車輪韌性水平以提高車輪的抗裂性,同時還需降低車輪發生熱損傷的傾向。

    該項目從車輪鋼材料特性研究入手,開發了高韌抗傷損車輪材料合金設計、高潔凈度-致密度冶煉連鑄工藝設計、計算機仿真大尺寸車輪壓軋工藝設計、高強韌匹配熱處理工藝設計、高精度機加工與檢測技術控制等5項關鍵制造技術,在塑性夾雜物改性技術、大尺寸車輪組織-性能穩定控制技術、零缺陷車輪無損檢測技術等方面取得多項突破。

    目前,整體機車輪用量已達90%以上,占鐵路車輪總需求量近10%,市場價值卻占到鐵路車輪總市場價值30%左右,是高標準、高附加值產品。

    “十三五”期間,我國鐵路機車新造、維修需車輪將達10萬片以上,市場容量十分巨大。不僅會對企業產品結構調整、效益提升產生重要推動作用,也會為鋼鐵行業轉型升級提供示范效應,并顯著增強“中國制造”鐵路產品的影響力。

    點評:該項目開發成功的一整套具有自主知識產權的高品質整體機車輪生產制造技術填補了國內空白,研究成果不僅成功替代了進口產品,還廣泛出口到北美等國家和地區,提升了我國高品質機車輪市場影響力和競爭力,為我國鐵路穩步健康持續發展提供必要的關鍵材料支持,為我國鐵路行業關鍵高性能結構材料全面國產化提供示范效應。

     

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    寶鋼焦爐上升管荒煤氣顯熱回收中試工程成功運行
    概述:2015年8月5日,寶鋼承擔的“焦爐荒煤氣顯熱利用技術研究與開發”課題,通過了由中國煉焦行業協會組織的專家組鑒定。

    針對焦爐荒煤氣顯熱回收難題,寶鋼通過系統全面的分析,提出將上升管與換熱器功能合二為一的上升管高效換熱器裝置,并結合現場建成包括上升管高效換熱器在內的荒煤氣顯熱回收中試工程。

    該工程建設在寶鋼股份二期3B焦爐上,選擇5個上升管改造為上升管換熱器,并新建配套輔助設備。中試裝置于2015年初投入運行,至今已穩定運行多月。

    中試工程運行結果表明:

    1)單根上升管換熱器回收蒸汽最高可達102kg/h,平均每根回收蒸汽60-80kg/h;此系統可回收熱量200-277MJ/t焦,煉焦工序能耗可下降6-9kgce/t焦,并可改善爐頂作業環境,節能減排指標達到國際先進水平。

    2)對2座50孔6m頂裝焦爐(年產焦炭約90萬噸)而言,需要安裝100根上升管換熱器,小時平均回收蒸汽按7t/h計算,考慮維修等因素影響取系數0.9,則年回收蒸汽55188t,折合標煤5833t,約減少1.5萬噸CO2排放量;

    3)蒸汽按成本價148元/t計算,則年產經濟效益約817萬元,具有良好的經濟效益和社會效益。

    點評:焦爐上升管荒煤氣具有很高的顯熱回收利用價值和潛力。但由于上升管受熱面積狹小及荒煤氣所含焦油蒸汽結焦等問題,焦爐上升管荒煤氣顯熱的高效、穩定回收至今仍是世界性難題。寶鋼對此難題的解決進行了有益探索,其中試工程的成功運行,為焦爐上升管荒煤氣顯熱回收技術進步奠定了良好基礎,有助于推動煉焦行業節能減排。

     

    8
    我國多項自主創新技術應用于湛江鋼鐵工程
    概述:2015年9月25日,寶鋼湛江鋼鐵一號高爐點火成功,標志著湛江鋼鐵正式進入生產階段。寶鋼湛江鋼鐵基地是中國鋼鐵工業結構調整、節能環保、轉型升級的典范工程。中冶賽迪承擔了工程前期規劃、總體設計和工藝單元設計、項目的成套或總承包建設任務,并將一大批先進的核心裝備和具有自主知識產權的技術成果成功應用于湛江鋼鐵。

    在湛江高爐項目中,中冶賽迪憑借自主設計和研發實現了5000m3大型高爐裝備的全自主集成,并且主要技術指標均達到國際一流水平;并與其他單位聯合開發出具有國內自主知識產權和核心競爭力的高爐無料鐘爐頂設備。

    在節能環保方面,打造全封閉式環保料場;建造世界首個綜合固廢處置中心,并采用自主開發的轉底爐系統技術,實現固廢“零排放”。

    在連鑄項目中,中冶賽迪與寶鋼聯合研制出世界最大鋼水罐回轉臺;在國內設計中首次采用在線機械火焰機械清理裝置;大容量中間罐首次采用壓延式圓弧罐底設計。此外,項目還采用了中冶賽迪自主知識產權的動態輕壓下、動態二冷模型、結晶器液壓在線冷熱調寬、結晶器液壓振動等核心工藝技術。

    點評:寶鋼湛江鋼鐵基地代表世界鋼鐵工業發展的最高水平。中冶賽迪憑借豐富的工程技術經驗和強大的創新能力,在鋼鐵各流程單元形成了一批具有自主知識產權、達到國際一流水平的技術成果,并成功站在湛江鋼鐵核心技術和裝備集成供應商的前列,為打造全球最具競爭力的碳鋼板材精品基地做出了突出貢獻。

     

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    寶鋼推出超輕型白車身樣車
    概述:2015年11月12日,在“第三屆寶鋼汽車板EVI論壇”上,寶鋼推出了其研發的超輕型白車身BCB(Baosteel Car Body)樣車。

    超輕型白車身是寶鋼自主研發的安全性、舒適性和輕量化達到國際先進水平的超輕型白車身。BCB長4949mm,寬1860mm,軸距2797mm,高1484mm,重量298kg,零件數309個。BCB白車身用材涵蓋寶鋼第一代、第二代和第三代汽車用鋼,包括最新開發的1180QP、1500MS、950TWIP等新材料。BCB白車身大量應用高強度材料,高強鋼應用比例達77.5%,鍍鋅板應用比例達75%。在成形工藝方面,寶鋼BCB應用了熱沖壓成形、液壓成形、輥壓成形、VRB板成形和激光拼焊板成形等先進成形技術,通過高強減薄,實現整車性能不下降、車身輕量化的目標。實車重量284.1kg,實車輕量化系數2.7。BCB整車正碰滿足C-NCAP五星要求;BCB整車40%偏置碰、側碰、柱碰滿足E-NCAP五星要求;BCB車體結構性能滿足FMVSS216A法規要求。行人保護滿足E-NCAP五星要求。

    作為第一代寶鋼BCB,在結構設計方面仍存在一些需要改進的地方,部分材料的選用還需要仔細斟酌,也未進行全流程計算成本。未來寶鋼將在BCB一代的基礎上,進一步完善提升整車性能、降低綜合成本;而且還要開發BCB電動車平臺。

    點評:寶鋼超輕型白車身BCB項目是國內鋼廠首次自行正向設計,整合新材料、新工藝和新結構優化技術而完成的白車身,是國內鋼廠在汽車材料研發與應用領域的新里程碑。促進了汽車工業更為合理地使用高強鋼和先進成形技術。在有效增強寶鋼汽車板用戶服務和EVI能力的同時,為其他鋼鐵企業如何提高用戶服務能力具有借鑒意義。

     

    10
    浦項開發隔音高錳鋼 WP/WF產品再發力
    概述:2015年6月,韓國浦項鋼鐵公司成功開發出樓層地板專用的高錳鋼,可以有效減少樓層間的噪音污染。此次開發的高錳鋼產品屬WF鋼種,比普通鋼材防震性能高10倍以上。

    韓國實驗室認證機構(KOLAS)對浦項開發的高錳鋼在地板上的應用情況進行了測試。結果證實,與厚度120mm以下的混凝土地板相比,樓層噪音可減少13分貝以上,地板厚度可減少15mm以上,這不僅為后期的管道鋪設提供了便利,而且可以省略現有的濕法噴射混凝土施工的支模工序,而采用半干法施工,可以減少5天的工期。

    2015年9月,浦項宣布計劃將自主研發的PosSD STS(WP產品)盡快替代現有的STS 304不銹鋼產品。PosSD STS是Lean Duplex(節約型雙相不銹鋼系列)的一款新產品,采用浦項的新工藝不銹鋼薄板連鑄軋技術,省略了連鑄和熱軋工序,產品一旦生產完畢,就能達到STS 304不銹鋼的成形性和耐腐蝕性,而且鎳含量為0.5%-1.5%,比STS 304不銹鋼更具有經濟性。PosSD STS產品可用于建筑裝飾、西餐具、配管用鋼管、家用電器、鐵道車輛部件等。如用于鐵道車輛,因該材料的屈服強度和抗拉強度指標優秀,可將車身重量減輕7%左右。

    浦項鋼鐵公司多年來以技術領跑的優勢,持續開發出WP(World Premium,高附加值)/WF( World First,世界首創)產品,保持其在世界鋼鐵工業的競爭力。

    點評:浦項鋼鐵公司多年來以技術領跑的優勢,持續開發出WP/WF產品,保持其競爭力。浦項從2009年開始戰略產品的銷售及世界首創領先產品的開發,已經實現了從“跟進”到“領先”。在當前低迷的市場形勢下,“自主研發”、“技術創新”不僅是鋼鐵企業技術水平的體現,更是企業提高競爭力、在未來發展道路上立于不敗之地的制勝砝碼。

     

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    來源:世界金屬導報

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