重鋼干式RH精煉技術(shù)市場化創(chuàng)新之路
2013-08-27 11:02:49
截至今年6月份，重鋼RH機(jī)械真空裝置已運(yùn)行36個月，累計處理鋼水434萬噸，節(jié)約運(yùn)行成本3359多萬元，余熱發(fā)電效益達(dá)到8039.9萬元，并在真空泵組組合方式、高溫高CO和含O2的煙氣過濾器、真空泵運(yùn)行安全性、管道布置方式、泵組操控與真空冶金模型匹配控制以及相關(guān)配套設(shè)施等方面形成了獨(dú)有技術(shù)。
在重鋼集團(tuán)副總經(jīng)理董榮華看來，這一成就代表著重鋼人將自主創(chuàng)新的實(shí)用專利轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，努力實(shí)現(xiàn)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的夢想正在一步步成為現(xiàn)實(shí)。
“創(chuàng)新，就是一定程度的冒險”
6年來，為了這個技術(shù)產(chǎn)業(yè)夢，董榮華經(jīng)歷了挑戰(zhàn)傳統(tǒng)、從無到有、創(chuàng)新應(yīng)用的艱難開拓。
在世界鋼鐵冶煉技術(shù)中，RH作為鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)高潔凈度鋼水的必備精煉裝置，其應(yīng)用可直接影響產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和鋼材品質(zhì)的優(yōu)化提升。在全球RH精煉工藝100多年的發(fā)展應(yīng)用中，無一不采用以蒸汽為動力的濕法抽真空（即蒸汽噴射泵）技術(shù)。但在600萬噸鋼系統(tǒng)規(guī)模的新重鋼生產(chǎn)工藝規(guī)劃中，已經(jīng)取消了蒸汽管網(wǎng)的設(shè)計。以傳統(tǒng)的概念來說，沒有蒸汽動力支撐，要實(shí)現(xiàn)RH精練，根本無從談起。
“難道為了RH精煉，要放棄之前的節(jié)能環(huán)保設(shè)計，重新花費(fèi)巨資建立蒸汽管網(wǎng)？”6年前的董榮華苦苦思索著。一次偶然的機(jī)會，董榮華聽別人談起國外某些鋼鐵廠在小噸位VD應(yīng)用中有放棄蒸汽動力，采用干式真空泵作為獲得動力裝置的理論，這位熟悉煉鋼工藝的正高級工程師像孩子發(fā)現(xiàn)了謎宮出路一樣興奮。他立即著手收集相關(guān)資料進(jìn)行研究，提出了嘗試將干式真空系統(tǒng)應(yīng)用于RH鋼水精煉的大膽設(shè)想。
業(yè)內(nèi)都知道，煉鋼生產(chǎn)本身就是鋼鐵流程中最為復(fù)雜的工序之一，其中精煉又是煉鋼工序中技術(shù)最密集的環(huán)節(jié)，創(chuàng)建RH干式真空精煉裝置，從工藝到技術(shù)結(jié)構(gòu)上都面臨巨大的挑戰(zhàn)，應(yīng)用的障礙和風(fēng)險更是充滿未知。
“創(chuàng)新，就是一定程度的冒險，任何事情都瞻前顧后、畏手畏腳，那永遠(yuǎn)只能原地踏步。我對我們的技術(shù)隊伍充滿信心！”董榮華說。干式（機(jī)械）真空泵與蒸汽噴射泵的最大區(qū)別在于驅(qū)動能源，前者采用電能，而后者則采用蒸汽；由于VD爐與RH爐產(chǎn)生氣體的差異性，干式真空泵的安全性成了實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的技術(shù)瓶頸。為了創(chuàng)建RH干式真空精煉裝置，董榮華頂著壓力，帶領(lǐng)重鋼多位煉鋼專家一頭扎進(jìn)RH機(jī)械真空技術(shù)項(xiàng)目的理論驗(yàn)證。
從“零”開始的探索
在鋼鐵行業(yè)的RH精煉系統(tǒng)，全世界都沒有一臺可以參考的真空泵模型資料，一切都要從“零”開始。
2008年4月份，董榮華親自掛帥，成立了包括機(jī)械、電氣、儀表、計算機(jī)、除塵、熱能、工藝等多個專業(yè)參與的重鋼RH干式真空精煉裝置技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊。從整體框架到工藝結(jié)構(gòu)，從關(guān)鍵技術(shù)論證到設(shè)計思路的提出與優(yōu)化，從方案審查到設(shè)備選型等等，技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊把每一項(xiàng)工作都抓得細(xì)致入微。
由于VD爐與RH爐產(chǎn)生氣體的差異性，論證初期，困擾的焦點(diǎn)集中在干式真空泵在高氧、高CO氣氛下的安全運(yùn)行問題——真空泵的安全性，成了實(shí)現(xiàn)RH干式機(jī)械真空應(yīng)用的技術(shù)“瓶頸”。為打破這一“瓶頸”，董榮華先后多次邀請英國干式真空泵廠家的技術(shù)專家和羅馬尼亞具有干式真空VD設(shè)計經(jīng)驗(yàn)的工程師到重鋼進(jìn)行交流，并且反復(fù)進(jìn)行探討剖析，尋找有效的解決辦法。
為了確保萬無一失，他又帶領(lǐng)各專業(yè)領(lǐng)域帶頭人到國內(nèi)應(yīng)用干式泵的化工廠、實(shí)驗(yàn)室等地考察。在經(jīng)歷了6個月左右數(shù)百次的咨詢論證后，終于解決了機(jī)械真空系統(tǒng)在RH煙氣環(huán)境下運(yùn)行的安全問題，使項(xiàng)目得以推進(jìn)。
2010年6月25日上午，重鋼新區(qū)一爐210噸的熾熱鋼水，緩緩倒進(jìn)了RH真空精煉爐，重鋼人自行研發(fā)的真空泵裝置，由72臺機(jī)械泵組成的18個真空模塊穩(wěn)健地轉(zhuǎn)動著，實(shí)現(xiàn)了用機(jī)械力抽真空……35分鐘以后，成功應(yīng)用機(jī)械泵抽真空的重鋼210噸RH爐精煉出了第一爐優(yōu)質(zhì)的鋼水。
“走向全行業(yè)應(yīng)用，才算成功”
雖然項(xiàng)目取得了階段性的勝利，董榮華卻將其看作又一個新起點(diǎn)的開始，他的目標(biāo)直指將自主創(chuàng)新的RH干式真空系統(tǒng)裝置實(shí)現(xiàn)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。他表示：“新設(shè)備能夠運(yùn)行，還不能代表這項(xiàng)技術(shù)的可靠性，必須要經(jīng)過長時間、不同條件下的生產(chǎn)檢驗(yàn)，真正走向全行業(yè)應(yīng)用，才算取得成功。”
實(shí)際運(yùn)行后，該系統(tǒng)確實(shí)遇到了一個很大的難題——能源介質(zhì)檢測報警頻繁，導(dǎo)致真空泵頻繁停車，作業(yè)率極低。董榮華親自帶領(lǐng)相關(guān)人員在現(xiàn)場進(jìn)行專題討論，沿著能源介質(zhì)管路進(jìn)行梳理，確定最佳的優(yōu)化方案，在一周內(nèi)將問題完全解決。半年后，新系統(tǒng)運(yùn)行又出現(xiàn)過過濾器內(nèi)布袋燒損，致使部分真空泵損壞的故障。在事故發(fā)生當(dāng)天，董榮華就組織工藝、設(shè)備人員進(jìn)行問題分析，對各種可能性進(jìn)行探討與論證，形成了可行的處置辦法，很快使系統(tǒng)投入了正常生產(chǎn)。
通過在實(shí)際運(yùn)用中不斷優(yōu)化與完善，重鋼210噸RH干式真空系統(tǒng)各項(xiàng)功能逐步完善，與濕法蒸汽噴射泵相比，機(jī)械真空泵的能耗、水耗和運(yùn)行成本大大降低；操作更簡便，生產(chǎn)更穩(wěn)定，而且維護(hù)更容易，其冶金效果已經(jīng)達(dá)到并優(yōu)于相同規(guī)格的蒸汽噴射泵系統(tǒng)的工藝指標(biāo)，脫氫率達(dá)到63.5%、極限脫碳能力為10ppm、運(yùn)行成本（包括電能、氮?dú)夂脱a(bǔ)償冷卻水）比蒸汽噴射泵系統(tǒng)低7.74元/噸鋼。
與傳統(tǒng)蒸汽噴射泵工藝相比，重鋼RH真空精煉裝置綜合能耗僅為傳統(tǒng)工藝的1/7左右，運(yùn)行成本僅為1/4，為全球鋼鐵企業(yè)的RH及其他相關(guān)真空精煉設(shè)備的選型和優(yōu)化發(fā)起到了良好的示范作用。目前，重鋼RH干式真空技術(shù)已開始向國內(nèi)大中型鋼鐵企業(yè)進(jìn)行技術(shù)輸出和市場推廣，成功將一項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)品變成一項(xiàng)供應(yīng)市場的商品。
收稿時間：2013年8月
來源：重鋼
