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绿色高效电弧炉炼钢技术破解废钢冶炼“瓶颈” 大有可为

时间:2019-08-23 14:16来源:矿业园 作者:matlink 点击:

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共同研究的《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。

 

绿色高效电弧炉炼钢技术破解废钢冶炼“瓶颈”  大有可为

 

绿色高质,题中之义

 

电弧炉炼钢是世界主要炼钢方法之一,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问题,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和联合攻关,实现了以下创新:

 

1、开发了满足复杂炉料结构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净化规律,发明了电弧炉熔池内气-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净化冶炼等世界性难题。

 

3、首创了高宽容性绿色输送废钢预热技术。发明了差动密闭-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。

 

绿色高效电弧炉炼钢技术破解废钢冶炼“瓶颈”  大有可为

 

成就效益,一应俱全

 

该项目的科研成就不言而喻。2017年12月,中国金属学会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6800万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"国际合作作出了重要贡献。

(责任编辑:zhangfei@emat.com.cn)
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