一直坚持走自主知识产权道路,致力于冶金及相关技术研发,为山冶设计实施特色强院、工程总包、国际化经营、转型升级战略提供了强劲的支撑。被山东省认定为高新技术企业,成为了专业全、先进技术多、全流程技术服务的一流工程技术公司,走出了一条创新驱动发展的特色之路。

截止目前,山冶设计共获得授权专利107项,其中发明专利47项;在国外申请专利27项,获得授权23项。获得科技进步奖18项,其中,获得省部级科技进步奖10项。

近几年通过省级科技成果鉴定项目9项,其中,达到国际先进水平3项,国内领先水平6项。

近年来取得的主要技术创新成果:

一、焦化技术

焦化煤调湿技术是一种减少炼焦煤入炉含水量的预处理技术,该技术可以减少废水的产生及煤气消耗,减少蒸汽用量,提高焦炭强度,达到节能减排的目的。在最新的《钢铁产业调整和振兴规划》中,焦炉煤调湿技术作为清洁生产和循环经济工艺技术列入钢铁产业技术进步与技术改造专项表中。

根据炼焦煤入炉前既需破碎又需调湿的要求,自主研发了一种利用焦化废气并与破碎后比表面积增大的炼焦煤换热的炼焦煤调湿技术,实现炼焦煤的破碎与干燥一体化,可以满足不同炼焦工况对入炉煤水分的调控要求,并研发了具有自主知识产权的220t/h锤式破碎干燥一体机。申请了“从炼焦煤中去除水分的工艺”及“炼焦煤调湿的方法以及实现该方法的锤式破碎机”两项发明专利技术。

该技术在莱钢7#、8#焦炉上推广应用,实现了炼焦煤水分由10.6%降低至6%,炼焦时间缩短0.8~1小时,减少CO2排放量49.23×106Nm3/a,吨焦能耗降低折合标煤11Kg。对于2x60孔6m焦炉,增加焦炭产量53735吨/年,增产5%。 该技术工艺稳定可靠,减少环境污染,经济和社会效益显著。

二、烧结技术

“烧结台车在线快速自动更换装置”,是山冶设计近年来在钢铁行业研究高效烧结工艺技术,研制出的提高烧结生产效率的科技成果。

在传统的钢铁企业烧结中,烧结机的台车损坏,需要更换时,要停止烧结机运转,人工用吊车进行吊装更换。这样既浪费时间又不安全。为降低由于烧结机换台车造成的停机时间,减少烧结矿生产工况波动,稳定生产,提高烧结矿产量和质量,立项研究在线台车自动更换装置。

该技术是,首先对需要更换的台车进行识别,在需要更换的台车移动到烧结机机头时,自动更换装置,该装置可实现烧结机在线快速自动更换台车,不需要额外的台车更换时间,不需要执行减风或停风操作,台车更换效率提高80%,每台烧结机每年减少停机约200余次,减少停车时间6000分钟,减少生产工况波动,提高烧结矿产量和质量。

该装置的样机,已于2014年委托北方重工集团矿山冶金设备公司,目前样机制造组装完毕,并进行了工业化试验,2017年5月装置样机调试成功,实现了在线自动更换,此项目具有较高的推广应用价值。已申请了“台车更换装置”等4项专利。

三、炼铁技术

该成果是针对传统热风炉改造工程,通过对比分析梅花形炉箅子与多孔格子砖的结构形式,研制出一种过渡装置,使高效多孔格子砖与梅花形炉箅子配套使用,在传统热风炉改造过程中利用原有炉箅子而更换高效多孔格子砖,达到增大热风炉加热面积提高风温的目的。

该技术成果在沙钢华盛炼铁厂3#、4#高炉的六座热风炉改造中应用,节省炉箅子144吨,节省投资172.8万元。投资明显减少,工期缩短,改造后节能效果显著,经济和社会效益显著。

该技术实现的热风炉全自动控制,降低了操作强度,并在一定程度上起到了节能减排的作用。采用模块化编程,各控制模型可以独立运行,可以通过导入模块的方式对现有热风炉程序进行改造,在新旧热风炉的控制系统中有较好的应用前景和市场价值。

该技术采用安全吹扫消除安全隐患,采用快速燃烧节约燃烧时间,采用改变空气过剩系数以节能并快速蓄热,最终达到安全、节能和环保的目的,在最短时间内为高炉操作提供合格的热源。

目前,国内应用的高炉冷却壁在线监测系统大多采用冷却壁水温差、水流量计算热流强度,但是这种传统的方式并没有考虑炉气温度、炉渣厚度、水垢厚度及气隙厚度对高炉冷却壁传热过程的影响。针对以上不足山冶设计研究建立了智能仿真模型,对模型进行软件开发并投入实际应用。

高炉冷却壁数字化智能热态监控分析系统,与传统的水温差系统相比,能够更加直观、精确地反映高炉内的温度分布,实现对高炉冷却壁烧穿事故进行预警;监控分析系统具有不断自我学习和完善的功能,能够利用数据库对现场数据进行长期记录分析。

“高炉冷却系统分段可自行调节冷却技术”是山冶设计近几年来研究炼铁领域高炉技术取得的技术诀窍,高炉冷却系统分段可自行调节冷却技术属于冶金行业炼铁领域节能技术,是根据高炉在不同部位热负荷大小不同,将原来一串到顶的恒流量冷却方式分为三段:炉缸段、炉腹炉腰及炉身下部段、炉身中上部段,三个分段串联但又相对独立,供排水互不干扰,在相邻两段之间设有过渡环管,在炉体供、回水环管与过渡环管之间分别设有旁通管,旁通管上装设电动调节阀;同时,在每一段冷却进、出口水管上都设有温度检测装置,根据检测温差判断该段冷却水需求量的变化,进一步控制供回水及旁通管道阀门,达到调节水量的目的。该技术使用不仅可以降低炉墙结厚、结瘤或者渣皮脱落导致的炉况波动,同时,降低冷却设备的损坏频率,使高炉内型保持完好,有利于高炉稳定运行。

四、轧钢技术

特种合金异型型材在轧制过程中,要求加热炉温度控制精度比普通加热炉高,为实现高精度温度控制,山冶设计研制出“一种燃气加热炉的加热装置”专利技术,该技术大大提高了加热炉控温精度,加热炉额定工作温度范围在:650-1200℃,炉温均匀性:≤±10℃;炉温控温精度:≤±2℃:炉温过冲:≤10℃。炉体测温满足AMS2750E标准要求。

在特种合金异型型材轧制方面,研究高温合金和钛合金轧制温度区间、轧制孔型、轧制过程中变形特点、轧制缺陷、轧制变形量和轧制环境对高温合金和钛合金性能变化等的影响。

通过Fuzzy-PID高精度智能化复合温度控制系统;斜轧孔型单机架二辊可逆轧制系统,玻璃润滑剂控制钛合金轧制裂纹,不同的道次压下量控制高温合金晶粒度,轧制温度区间、不同变形量对于消除特种合金轧制裂纹的研究等多项先进技术,实现特种合金异型型材的高精度温控及轧制。技术工艺稳定可靠、环保,在特种合金生产企业的生产中实施应用效果良好,经济和社会效益显著取得良好的效果。

五、仪表检测技术

山冶设计近年来,在热风炉燃烧检测、脱硫系统检测、矿槽料位检测等方面取得多项技术成果并申请专利。

冶金工业炉特种检测装置,针对冶金热风炉的燃烧工况研发了特殊测温装置,该装置结构牢固,不破坏炉墙结构,测量接近热源点,该装置检测准确度高;针对冶金热风炉和锅炉的燃烧工况研发的火焰取源装置,阻隔高温烟气,有效保护了传感器,检测精度高,使用寿命显著提高,大幅降低氮气消耗和氮氧化物的排放。用户使用表明,研发的装置使用方便,维护成本低,具有广阔的推广价值,经济和社会效益较大。该成果于2014年4月通过山东省冶金工业总公司组织的省级科技成果鉴定(鲁冶科鉴字[2014]第8号),简单结论:检测装置达到国内领先水平。

冶金行业脱硫系统防腐耐震仪表 ,针对脱硫系统仪表服役工况,研发了防腐保温一体化液位计和防腐耐震仪表,仪表结构合理,能满足烧结烟气腐蚀震动环境的温度及液位检测要求。用户使用表明,该仪表检测效果良好,寿命提高了3-5倍,人工维护成本低,具有推广应用价值,经济和社会效益较大。

料仓给料排料系统,是山冶设计多年来对钢铁、水泥行业等需要进行配料生产的料仓的给料排料系统进行深入研究的成果。

料仓给排料系统现有技术存在的问题:1、因环境恶劣灰尘严重,使料仓的料位计不准确,甚至大部分企业的料仓不设料位计,而是不定期派人到现场进行观察、控制定位、卸料、观察料位等操作;2、称量斗在检修期间要派人到现场用砝码或液压设施来校验称量斗上的称重传感器准确性,耗费人力物力,校验时间长,耽误生产;3、工人需要穿戴防尘面具到现场进行检查、操作,工作效率低并影响工人的身体健康。针对以上问题山冶设计研发了料仓给料排料控制系统,并申请了“一种料仓给料排料系统”专利。 ( 杜 蕙 李俊玲 刘 勇)