從廠區到車間猶如公園般干凈整潔、智能化創新技術應用無處不在、高產量低能耗口碑聲名遠播,吸引數十家鋼鐵企業參觀學習……這是山東鋼鐵集團永鋒臨港有限公司先進優特鋼產業基地一期項目閃亮登場又運營一年多來不斷書寫的傳奇故事。作為總體設計方,中冶華天承擔了該項目除燒結、球團外的全部工程設計,充分發揮冶金全產業鏈整合優勢,以“高效、循環、高端、環保、智慧”的理念和“運營一體化、生產高效化、功能多元化”的標準,設計了一座占地面積4600多畝的現代化工廠,并迅速成為行業標桿,在山東臨沂臨港經濟開發區一戰成名。
綠色印象,從整體到細節
走進永鋒臨港先進優特鋼產業基地一期項目所在的永鋒鋼鐵文化工業園,第一印象便是干凈整潔,它更像一座公園,而非一個廠區。無論是整體還是局部,都體現了中冶華天對鋼鐵企業綠色化發展的深刻把握和對環保的矢志追求。
永鋒臨港先進優特鋼產業基地一期項目采用一字型總體布置,置身其中,只見各區域按照鋼鐵生產的流程有序排布,工藝流程順暢合理,各工序分區明確;道路及能源介質管線順暢、錯落有致、設計美觀合理;灰白色的廠房構成了廠區的主色調,而在廠區與道路之間,種植著各類花草樹木,擺放了各色文化產品,給整個環境平添了不少自然與靈動,彰顯中冶華天設計師們的精心巧妙布置與永鋒的高端品味。
綠色是鋼鐵行業高質量發展的必然選擇,在永鋒臨港各廠、各生產區域的具體設計中,環保的匠心設計隨處可見。
總圖設計時,設計師充分研究了紅線范圍內的地形地勢和周邊的環境,合理布置了廠區大門與外圍道路的銜接,并以此為前提,合理布置廠區的主要物流、人流通道,使物流和能源介質管線盡可能地優化,以減少投資和運營成本。
在綜合原料場,原燃料從火車翻車機、汽車翻卸和自卸后,全部采用帶式輸送機轉運至各用戶,取消所有廠內汽車運輸;受卸區域、各堆場全部環保封閉;各產塵點、料棚內部采用抽風除塵或干霧抑塵,整個料場實現粉塵零排放。
在煉鐵區域,高爐在采用大量先進工藝技術的基礎上,應用大量環保裝備和技術,如:出鐵場除塵和礦槽除塵灰通過氣力輸送到料場集中處理;均壓放散煤氣實現全部回收;熱風爐廢氣進行脫硫處理;礦槽篩分采用環保篩、加蓋等密封措施,防止粉塵外泄;各種車間內的固體物料運輸均采用膠帶機;鐵水運輸采用“一罐到底”等,實現綠色環保。
在煉鋼區域,采用“一罐制”鐵水直供工藝,減少倒罐造成的鐵水溫降和煙塵污染,實現鋼廠清潔生產;轉爐煙氣凈化系統則采用新型干法除塵工藝,降罩操作,系統排放濃度≤10mg/m3;轉爐煤氣實施自動回收,噸鋼煤氣回收指標高達135m3;轉爐鋼渣一次處理采用新型“輥破+熱燜”方式,精煉渣及鑄余渣采用熱潑處理,整個處理過程采用濕電除塵工藝,實現鋼渣處理過程中的超低排放。
在鋼軋工序銜接上,巧妙利用鋼軋工序銜接的特點和廠區地勢的高低差,實現了鋼軋直連,既節省了大量的土建費用,又減少了運營成本。
2022年,該項目通過國家生態環境部環保A級績效企業評定,入選山東省工業旅游示范基地,為企業印上了“綠色鋼鐵”標簽。
智能骨骼,從料場到軋制
縱觀整個項目,除了一眼之下的綠色,智能是另一個顯著特征。響應國家加快推進傳統產業向高端化、智能化發展趨勢,中冶華天創新應用世界領先智能化冶煉工藝,為永鋒臨港項目邁向現代工廠鍛造從料場到軋制的智能鋼筋鐵骨。
在煉鐵和煉鋼環節設計上,智能化技術應用尤為突出。高爐設計中采用了多項具有中冶華天自主知識產權的專利技術,尤其是隱藏式軌道專利技術和抗漲防漏型高爐長壽專利技術:應用在礦槽振動篩上的隱藏式軌道專利技術,實現了設備在無軌道情況下的移動檢修,使得平臺面通行順暢,同時解決了平臺面開槽帶來的積灰問題;抗漲防漏型高爐長壽技術的應用,通過爐底爐缸采取固定銅片隔斷煤氣、磚襯斜砌和鎖砌、雙層底板構造等措施,有效緩解因盲板力和內襯膨脹造成的高爐上漲現象。此外,一鍵均勻噴吹濃相煤粉輸送噴煤技術、軟水密閉循環調控及檢漏技術也得到應用。
煉鋼設計對標高端,采用了一系列世界領先的智能化冶煉工藝和先進裝備,比如,采用廢鋼分類識別系統,通過天車物流跟蹤,物料定置存放,實現自動識別廢鋼種類,自動累計入爐廢鋼種類;采用轉爐iLance智慧控制系統,融合機器學習、數據挖掘、智能感知技術,減少轉爐噴濺和點吹,提高操作水平;采用LF爐智能過程控制,實現從鋼包進站到出站的全過程生產優化及自動控制,減少合金消耗,縮短精煉周期和降低精煉生產成本;采用先進的高拉速連鑄機,配合鑄軋一體智能控制系統,實現16米定尺鋼坯高效直軋工藝,直軋率大于95%,提高了金屬收得率,降低了能源消耗。
為順應鋼鐵行業智能化料場發展趨勢,在設計綜合原料場時,使料場實現流程智能選擇、堆取料機無人化操作、智能盤庫和智能混勻等功能,將生產鏈與智能化深度融合。
功夫不負有心人。2022年12月,作為行業內首個真正意義上從原材料到產成品的全流程智能工廠,永鋒臨港項目被工業和信息化部評為“國家級全流程智能制造示范工廠”。
亮眼表現,從產量到能耗
設計究竟如何,最終還得看投產表現。歷經11個月的施工建設,2021年7月,永鋒臨港項目全線建成投產,實現了投產即達產、達產即達效,技術指標業內領先,為臨沂臨港區域社會經濟發展,加速推進山東省新舊動能轉換、建設世界級先進制造業集群打下堅實的基礎,同時吸引眾多業內單位前去考察學習,取得了良好的經濟效益和社會效益。
現場,從整體到局部盡顯由精良設計帶來的效益最大化。降低鐵水、鋼水溫度損失,已成為各鋼鐵企業降低生產成本的一項重要措施。在永鋒臨港項目的設計中,中冶華天設計團隊合理布置生產流程,以島式布置減少高爐與煉鋼間的空間,縮短鐵水運輸距離,且打破常規將鐵水平行進入煉鋼加料跨改為垂直進入加料跨模式,顯著減少鐵水、鋼水溫度損失,直接節約成本。而該項目兩座1350m3高爐,創新采用了國內不多見的共用出鐵平臺,只需1個9人班組管理,人效提升明顯,而兩個高爐實現互通,生產效率大大提升。
項目投產后,全方位達到了產量高、成本低、質量優的生產要求,成為當之無愧的行業標桿。其中,高爐各項指標在國內同級別高爐中處于領先位置,利用系數、產量均排在絕對前列,能耗優勢明顯;轉爐鋼包周轉率同樣處于行業領先位置,生產效率突出;軋鋼加熱爐煤氣消耗比傳統生產線節省約70%、噸鋼電耗比傳統生產線節省約13%。
通過該項目,中冶華天同樣載譽滿滿:軋鋼技術核心支撐發明專利《二段控軋及軋后控冷生產螺紋鋼的工藝》獲第七屆安徽省專利獎銀獎,發明專利《基于軋件頭尾溫差的水箱參數在線調整系統及方法》獲第九屆安徽省專利獎優秀獎;配套煤氣發電工程新建1套100MW超高溫亞臨界煤氣發電設施,發電單耗為2.62Nm3高爐煤氣/千瓦時,達到同等機型全國最低高爐煤氣單耗水平;煤氣發電工程采用BIM技術協同設計,獲2021年度中冶集團BIM設計大賽一等獎、江蘇省勘察設計行業BIM應用大賽二等獎。
作為鋼鐵冶金建設與運營服務國家隊,中冶華天擁有國家最高等級的工程設計綜合資質(甲級)等類別齊全、專業多樣的31項資質,先后為寶武馬鋼、杭州鋼鐵、冀南文豐鋼鐵等國內主要企業建設總體規劃,積累了強大的技術優勢和豐富的工程經驗。趁著在永鋒臨港項目上一炮而響、再樹行業標桿的東風,中冶華天將再接再厲,不斷提升科技含量、智能化水平與綠色意識,進一步增強“冶金建設國家隊”綜合技術實力,聚力打造更多亮點工程、標桿工程,持續擦亮“中冶華天,綠色明天”品牌。