□张志发 金 强 杨建华 方 刚

 

作为国资委直管的上市央企、世界500强中国中冶的控股子公司,中冶宝钢技术服务有限公司(简称中冶宝钢技术)是目前国内规模大、行业领先、综合实力强的现代钢铁技术服务企业。该公司为宝钢服务近30年来,做强做优设备检修、生产协力、冶金特种装备制造以及钢渣综合利用等核心主业,积累了一整套现代化的钢铁服务企业管理经验,拥有300多项具有自主知识产权的国内领先、国际先进水平的专有核心技术,综合实力在同行业中始终处于领先地位。

近年来,面对国内经济压力和钢铁行业微利的严峻形势,该公司积极践行科学发展观,着力破解经营难题,突破发展“瓶颈”,立足创新提升,加快转型发展,围绕“美好钢铁、绿色科技”主题,努力探索绿色产业、绿色科技的低碳环保型、资源节约型企业发展新路,通过打造绿色冶金渣处理技术升级版、绿色冶金大物流渣处理装备升级版、绿色冶金钢渣循环经济利用升级版,一座集钢渣加工处理、装备制造、产品研发技术集成化、产业一体化的绿色钢渣循环经济工业园在北上海经济开发区落地,规模效应日趋凸显。

打造绿色冶金渣处理技术升级版

经营发展是企业的永恒主题,而技术创新是企业的发展之道、力量之源。作为国内最早专注于冶金渣处理与综合利用的中冶宝钢技术,从宝钢投产开始,历经多次变革,经过20多年来的不懈努力、持续探索,逐渐摸索出了一套行之有效的独特生产工艺。冶金渣处理技术不断创新,工艺水平不断提高,综合利用技术日趋成熟,其核心工艺技术已经达到国际先进水平。

中冶宝钢技术历经几届班子的探索努力,开发出了铁水渣浸泡生产工艺、格栅处理工艺、渣罐喷涂工艺、冶金用高纯度渣钢铁加工工艺、石钢锤加工渣钢铁工艺、铸余渣综合利用工艺等;与宝钢携手首次在国内实现了滚筒渣处理工艺的生产实践,随着工艺的不断磨合,又形成了众多具有自主知识产权的专利技术;站在行业发展的最前沿,打造出了年产80万吨冶金渣的综合利用清洁生产示范线,实现了绿色冶金渣处理及利用技术升级版。

中冶宝钢技术目前的冶金渣处理技术是众多先进工艺的集成,是在冶金渣处理的降温、破碎、分选、提纯、深加工等众多工序中,针对不同渣型,围绕节能环保、降低成本进行技术攻关、技术研发的工艺总和。他们在研发过程中采用小步走、不停步的策略,解决工艺链中的一个又一个难题,逐渐减少冶金渣处理过程中的污染与浪费。新千年之后开发出的铁水渣浸泡生产工艺,是首次在冶金渣处理工艺中的重大突破,在铁水罐中通过合理洒水实现了热态冶金渣的降温、粉化过程。他们在传统的冶金渣热泼、闷罐处理工艺外实现了一种全新的工艺:避免红渣直接翻倒,从根本上避免了高温红渣飞溅伤人的事故,降低了翻渣场地的作业温度,改善了作业环境;从根本上杜绝了由于风向不好造成的轮胎烧毁、油缸爆裂等事故,保证了驾驶人员和工程车辆的作业安全;翻倒在场地上的铁水渣无须撒水冷却,场地上不会产生积水,杜绝了因响爆而带来的人身伤害和机械伤害等事故的可能;在翻倒、转场、装车等各个作业环节中不产生石墨粉和金属粉尘,极大地改善了作业环境和周边的大气环境。

冶金用高纯度渣钢、渣铁的加工工艺,是利用格栅工艺产生的渣钢铁为原料,经过破碎、洒水、浸泡、打浮渣、二次洒水等工序,将渣钢铁加工处理成符合冶炼要求的废钢原料,返回转炉回收再利用。该工艺处理的高纯渣钢铁纯度一般在98%以上,解决了含有磷、硫等冶炼有害杂质的问题,既降低了炼钢生产成本,又减少了对铁矿石、能源的大量消耗,还解决了大量有用渣钢、渣铁资源不能有效利用而带来的占地、浪费问题,保护了环境,节约了资源。该工艺是循环经济、绿色经济的关键工艺。中国现在的钢产量已经超过7亿吨,每年新产生的渣钢铁达到上千万吨,累计堆存量几亿吨。充分利用这些资源,可以减轻钢铁工业造成的环境负荷,有利于整个国家的可持续发展,同时也可以带来可观的经济效益。经估算,采用该工艺进行处理,每吨钢渣可以带来近百元的收益。

滚筒渣处理工艺是短流程处理转炉冶金渣的环保型工艺。多年来,中冶宝钢技术实施“服务宝钢、紧跟宝钢”的发展战略,伴随着宝钢共同成长。在宝钢从俄罗斯引进没有生产实践基础的滚筒渣处理技术的同时,中冶宝钢技术积极跟进,承担着宝钢所有渣处理滚筒的生产、维护和改进。滚筒渣处理装置历经第一代A-I型、第二代A-II型、第三代A-III型,至今已经改型研制到了第四代,形成可处理不同渣型、不同渣温的一体化滚筒设备,形成了一套集安全、环保、资源化于一体的滚筒渣处理技术,冶金钢渣连续化处理能力得到持续提升。与传统的渣处理技术相比较,该技术具有流程短、占地少、生产环保、处理后钢渣颗粒均匀、游离氧化钙低、便于开发综合利用等诸多优点。同时,滚筒渣处理技术也最大限度地减少了在钢渣处理过程中对大气和水资源环境的污染,符合国家提出的大力发展循环经济的号召,是推动资源综合利用的成功技术。在国际上,宝钢首次将滚筒渣处理技术成功应用于生产实践中。该工艺达到国际先进水平,已成功在马钢、邯钢、酒钢、我国台湾“中龙钢铁”、韩国浦项制铁、印度JSW等国内外知名钢企应用,产生了良好的环境效益,赢得了社会各界的高度认可。

打造绿色冶金大物流渣处理装备升级版

金秋十月传喜讯。中冶宝钢技术的冶金渣余热回收装置、断开轨道间运输货物的装置、铰接式U形抱罐车等新技术获得国家专利授权。U形抱罐车作为中冶宝钢技术渣处理装备中的一员,与A型、 B型系列抱罐车相比,造价低,节能减排,更具绿色环保概念。“中冶重机”产品是中冶宝钢技术冶金大物流渣处理装备制造产业在转型升级发展路上的一朵奇葩。

历经28年的发展,中冶宝钢技术从无到有、从有到专,在渣处理工艺中“淘金”。通过对装备的升级改造、渣处理工艺更新,呈现于眼前的不再是设备简陋、工艺落后、渣尘飞扬的渣处理作业,而是一条绿色环保、熠熠生辉的冶金渣处理物流产业链。它不但将钢渣变废为宝,而且渣处理装备也随着绿色科技的发展逐步升级,配套产品延伸至渣处理工艺的每一道环节,成为钢铁服务领域一串璀璨的明珠。

中冶宝钢技术励精图治,在冶金渣处理系列装备领域形成独有的特色制造技术成果和“中冶重机”钢渣装备制造品牌,主要包括用于无轨化热态渣搬运的系列抱罐车装备技术和大吨位平板车技术,用于液态渣缓冷工艺的焊接渣包技术,用于厂内高效物流运输的吊斗车、废钢车、拉臂车等装备技术,用于热态渣短流程处理的滚筒制造等先进技术,获得国家专利60余项。其中,抱罐车、高温液态金属搬运车等代表产品获得国家工程机械生产制造许可证。在上海市优秀发明选拔赛中,100吨抱罐车获第22届金奖,PBC-180吨铁水包运输车获第24届银奖,技术指标处于国内领先水平。

随着土地资源稀缺性日益显现和钢厂的新建扩建,特别是矿区建厂,传统的轨道运输因占地面积大、前瞻性规划强、基础建设和后期管理成本高,冶金大物流无轨化搬运技术越来越受到市场青睐。“中冶重机”品牌BGC系列抱罐车和PBC系列大吨位搬运车产品是专为冶金大物流无轨化运输工艺而配套开发的特种机械,与目前国内冶金企业普遍采用的有轨运输方式相比,具有机动灵活和节约土地资源的显著优势,广泛应用于黑色金属、有色金属等冶炼熔渣转驳处理工艺中。该系列产品集装罐、放罐、运罐、翻罐、倒渣作业为一体,采用PLC电控系统配液,可实现对整车控制、故障监测,多种连锁控制设计可防误操作。产品已先后获得20余项国家专利,广泛应用于国内各大钢厂,近年来在有色金属领域崭露头角。2013年1月份,两辆亚洲载重吨位最大的BGC-110型抱罐车,已交付福建福欣特殊钢有限公司使用。该车额定载重110吨,最大载重120吨,驾驶室防护等级达到IP65(防尘封闭、防护射水),具有180度翻罐、应急动力转向等优势,采用了双管路防爆技术和起放罐缓冲技术等,安全性和稳定性均达到国际领先水平。2013年9月份, 6辆PBC-200型铁水包运输车发往联峰钢铁(张家港)有限公司投入使用。该车最大载重达到200吨,车架采用液压悬挂,能实现双向驾驶和8个短桥车轮全轮转向,具有车轴转角实时监控、双管路防爆管、应急转向、超载报警和手动举升系统等安全保护功能。

传统渣处理经历弃渣法、热泼法、浅盘法、箱泼法、风淬法、水淬法、闷渣法等工艺逐步转型升级,向着综合利用价值高、绿色环保、降本增值的方向发展。在长期实践过程中,滚筒工艺逐渐出现在冶炼领域。该工艺直接将液态渣倒入滚筒,再经筒内洒水急速冷却粹化和旋转的钢球击打破碎,将液态渣处理成粒度均匀的滚筒渣。该工艺克服了传统工艺的缺点,具有自动化程度高、生产成本低、简化工艺流程、缩短处理周期、产能大、渣粒均匀、品质稳定等优点。游离氧化钙小于4%,渣、钢分离经磁选金属100%有效回收;渣处理在容器内进行,蒸汽经余热回收装置排出厂房,余热可得到70%以上有效利用,含尘量小于100mg/m3,经济环保;设备小型化、安全可靠、操作简单、维修方便,占地少,约70m2。宝钢应用该工艺后被誉为“绿色钢厂”。

自2006年起,中冶宝钢技术与宝钢BSEE开始长期战略合作,结合业主特点生产的个性滚筒遍布宝钢、浦钢等钢厂,还出口到我国台湾和韩国、印度等市场,在单筒和双筒的滚筒制作领域取得骄人业绩。滚筒技术经过三代研发升级,有效解决了冶金钢渣处理的扬尘和金属回收问题。2010年1月份,世界首套第四代滚筒渣处理装置成功在宝钢应用,在节能减排、运行能力、除尘效果等方面持续优化升级,取得良好效果。

随着国家环保政策的推行和国民环保意识的增强,滚筒工艺越来越受到市场的亲睐。2013年7月份,中冶宝钢技术对宝钢不锈钢公司渣处理设备的成功改造,标志着滚筒制造、改造技术在有色渣处理领域取得新突破。循环经济蕴藏着巨大的增值服务,中冶宝钢技术聚焦主业,根据现有资源及市场,着眼中远期规划,按照重策划、调结构的总体思路,筹划产业转型升级版,着力打造一条绿色、环保、高效的冶金物流生态产业链。

打造绿色冶金渣循环经济利用升级版

钢渣处理与利用是冶金工业发展中的世界性难题,资源100%综合利用,是国家“十二五”规划和钢铁业节能减排与资源综合利用、可持续发展的重要任务,是资源利用与环境保护的必然要求。在当前国家大力提倡实践科学发展观,走可持续发展道路的大背景下,宝钢提出了“环境经营”的理念,向世界宣布正式实施钢铁企业的生态化、低碳化环境经营战略,着重创建绿色宝钢的环境经营体系;走绿色生产、低碳经济的差异化道路,生产绿色、环保产品;以节能减排、低碳经济和资源综合利用等促进宝钢节能减排装备技术、资源综合利用技术的产业化工作。多年来,中冶宝钢技术发挥钢渣处理与利用的专业优势,聚焦钢渣“循环化利用、产品化利用、产业化利用”的主题,理论联系实际,不断创新实践,积极探索出一条适应宝钢环境经营战略要求的技术领先、效益最大化的钢渣循环利用发展之路。

随着曹妃甸、鲅鱼圈等一大批新建的大型钢铁精品项目的陆续投产和达产,国内钢铁产能进一步扩大。2012年底,我国钢铁产能已经突破9亿吨,按目前工艺钢产量12%的钢渣排放量测算,每年将产生上亿吨钢渣。从目前行业的发展情况来看,钢渣处理工艺技术发展较快,而尾渣综合利用技术难度和局限性较大,发展相对较慢。大量的积存钢渣不仅对钢铁企业的生产与发展造成压力,还成为环境污染的主要因素,如果处置不当会给土壤、水体、大气等都带来严重的污染,甚至对人们的健康环境构成威胁。因此,中冶宝钢技术针对钢渣利用这一世界性难题,聚焦钢渣循环化、产品化、产业化利用,坚持“源头治理、化害为利、吃干榨尽、变废为宝”的科学化利用原则,多领域、全面系统地探索钢渣综合利用新途径。

在源头治理方面,围绕返生产利用(减量化)的工作目标,持续改进渣处理工艺、技术。一是充分利用炼钢区域的生产加工设施,进一步完善了钢渣在源头处置的设备功能,通过管理和技术创新,最大化推进宝钢内部循环利用,2010年创下了钢渣返烧结35万吨、冶金渣返炼钢12万吨的历史新高;二是瞄准全球渣处理样板工程目标,在二炼钢渣处理间,大力创新钢渣处理(“滚筒+磁选+料仓”)的渣不落地清洁生产线完全达到设计产能要求,为宝钢渣处理滚筒化与渣不落地模式积累了宝贵的实践经验;三是围绕冶金用渣罐格栅制品化应用推进工厂化生产,稳步提高了渣钢渣铁的利用率。

在“化害为利、吃干榨尽、变废为宝”科学化利用方面,围绕钢渣产品化、产业化利用工作目标,中冶宝钢技术加大科研投入,加快技术创新,不断开发综合利用新产品,有效拓展了综合利用的新途径,积极培育开发了钢渣微粉产品应用市场、钢渣型砂产品利用市场、钢渣特种混凝土工程化绿色利用市场。其中,该公司研发的生态型高强、高透水钢渣混凝土,继2009年进驻松江特奥会训练中心、水木年华生活社区以后,又于2010年在上海世博A13广场、世博主题馆、世博公园等多个永久性路面景观设施重大工程中示范应用,并占据全部世博透水景观工程量的60%以上,钢渣产品工程技术质量达到绿色建筑最新、最高版本的美国LEED标准要求。

中冶宝钢技术作为中国中冶的冶金渣综合利用基地,在钢渣处理与综合利用领域拥有较强的专业技术实力,主导或参与编制的国家、上海和行业标准2项,拥有近80多项国家专利和自主知识产权,在冶金钢渣的全流程处理、返生产利用和钢渣新型建材产品、非金属磨料等市场领域形成了综合而系统的技术优势。同时,渣研中心与建科院、市政院、船泊院、同济大学、上海大学、西安建科等众多科研院所建立了长期战略合作关系,为产品研发提供强有力的技术支撑。

多年来,中冶宝钢技术一直致力于宝钢钢渣的综合处理与利用。通过多年的研发与实践,中冶宝钢技术逐步形成了以钢渣产品为利用基础、以钢渣处理为源头保障的全流程、综合性钢渣利用产业链,实现了钢渣产品化、市场化、产业化循环经济利用的科学发展之路。在绿色经营上,该公司瞄准世界一流,提升核心能力,做大钢渣微粉、钢渣型砂、透水混凝土、钢渣重混凝土等四大核心利用业务,做优短流程渣处理资源化、专业化运行管理生产服务,做精冶金渣环保装备工程专业化“中冶环工、中冶重机”双品牌。中冶宝钢技术通过推进不同层面、不同形式的综合利用战略合作,搭建产销研、产学研“双平台”,大力推进系列化钢渣环保产品和多途径、工程化、绿色化利用产业发展,延伸钢渣产业链,努力打造具有环保示范能力的、国内行业领先的绿色利用、绿色处理、绿色制造的钢渣循环经济工业园。 ②