中國二十冶:深耕冶金固廢資源化再利用,繪就綠色鋼鐵新畫卷
鋼鐵企業正通過生態環境保護來推進供給側結構性改革,打造綠色鋼廠并實現超低排放,以促進產城融合的可持續發展。中國二十冶緊密跟隨鋼鐵企業的綠色建設步伐,深化其綠色發展理念,在轉底爐技術領域取得顯著突破,有效解決了投產過程中的難題。承建的湛江轉底爐快速達標穩定生產,后續又承建多項工程。目前,中國二十冶處理含金屬塵泥固廢超過200萬噸/年,是轉底爐工程業績最多、經驗最豐富的單位,對冶金固廢資源化利用和綠色城市鋼廠建設有重要貢獻。與鋼鐵企業相伴相生的二十冶把助力推動綠色城市鋼廠建設作為踐行“綠水青山就是金山銀山”理念的著力點,走出了一條冶金含金屬固廢資源化利用建設之路。
勇于嘗試 業界翹楚
鋼鐵生產產生大量含金屬塵泥,占鋼產量10%,2019年國內近1億噸。堆存需大量場地,易致水體和土壤污染。直接循環使用易損高爐。轉底爐技術是先進冶金塵泥潔凈處理法,實現有效循環利用,具有環境和社會效益。二十冶轉底爐項目使鋼廠固廢自循環,解決污染問題。
雖然轉底爐技術先進,但國內轉底爐工程的推進卻不是一帆風順。國內轉底爐工程啟動比較晚,由于轉底爐系統工藝復雜,轉底爐工程建造周期長、成本高,核心裝備均為新研制產品,需要改進完善的地方還有很多,且缺少施工技術規程和驗收標準,轉底爐投運后問題較多。因此,國內最初建設投運的轉底爐難以達產達標。
轉底爐工程在國內“水土不服”的困境,直到2016年中國二十冶承建的湛江鋼鐵含鐵固廢處置中心工程(20萬噸/年轉底爐)建成后,才得以改變。
湛江項目建設之初,就提出了“湛江鋼鐵將成為引領中國鋼鐵智慧制造、清潔生產、循環經濟的示范基地,使湛江鋼鐵成為最具國際競爭力的碳鋼板材制造基地”的目標,而轉底爐的順利達產達標就成了擺在中國二十冶人面前的一道難題。
“既然轉底爐的技術優勢這么明顯,為什么國內之前投入的轉底爐沒法順利達產呢?”這個問題困擾著項目部的每一個人。為此,二十冶湛江轉底爐項目部投入了大量的精力,查閱資料,實地考察調研,反復對比方案,結合以往轉底爐技改和檢修工程中的經驗,項目部一致認為核心部件之一——托輥的安裝精度驗收標準偏低,是影響轉底爐運行施工方面的主要問題之一。于是,經過多次的試驗,項目部創新研發了托輥的免平臺測量調整和逆向調整技術,通過在轉底爐環形基礎外的快速測量,利用研制的倒梯形活動線架,解決了常規線架固定位置影響設備地腳螺栓緊固、調整托輥步驟繁瑣、周期長的難題,不僅大幅提高了托輥的調整效率,并將60組外托輥的頂面標高偏差控制到±0.2毫米、托輥中心到圓心距離偏差控制到±0.4毫米、托輥軸中心與所在半徑的角度偏差控制到0.1°,安裝精度偏差僅為設計標準的20-40%,從而保證投運后轉底爐的平穩運行。
湛江鋼鐵、寶武環科、中冶賽迪和中國二十冶聯手,經過十幾個月的鏖戰,成功打造了世界首個含鐵綜合固廢處置中心,也是國內首個快速達產達標和穩定生產的轉底爐。湛江轉底爐年生產金屬化球團13.73萬噸,鋅粉約0.5萬噸,產生蒸汽11.48萬噸,每年產品收益約1億元,還大幅降低高爐鋅負荷,保證高爐壽命和運行穩定。投產后湛江鋼鐵90%以上的廢渣可以返回高爐作為煉鐵原料,也讓湛江鋼鐵成為國內首家實現含鐵塵泥100%廠內循環使用的鋼鐵企業。
2019年,湛江轉底爐工程與寶鋼湛江鋼鐵基地的其他主要項目一起,榮獲國家優質工程金獎。
持續發力 搶灘市場
湛江轉底爐的建設,有力推動了國內冶金含金屬塵泥固廢處置工程的發展。很快,寶鋼、武鋼、沙鋼、山鋼等陸續規劃建設轉底爐工程。中國二十冶憑借在湛江轉底爐工程中的品牌效應,以及在沙鋼1號轉底爐、日鋼2×20萬噸/年轉底爐項目后續的技改檢修中的技術優勢,自2018年9月以來,先后中標了寶鋼新增含鐵塵泥資源化再生裝置、聯峰鋼鐵年處理25萬噸含鐵鋅塵泥綜合利用項目、武鋼新增含鐵塵泥資源化再生裝置、沙鋼2號轉底爐等工程。
寶鋼1號轉底爐,二十冶人總結湛江鋼鐵轉底爐的施工經驗,快速推進施工,寶鋼1號、2號轉底爐工程2018年12月7日開始打樁,2020年1月13日1號轉底爐投料生產,2020年5月27日2號轉底爐投料生產,項目施工歷時538天。原來雜草叢生的一片荒地變成了一個“循環利用、吞廢吐寶”的現代化工廠,建成投產后,每年可處理50萬噸的含金屬塵泥,不僅實現了寶鋼寶山基地內含金屬塵泥固廢的自循環,每年還可生產約31萬噸金屬化球團、2.1萬噸鋅粉,“固廢不出廠、變廢為寶”,實現了企業可持續發展與上海市環境質量改善“雙贏”,為上海的藍天白云做出了積極的貢獻。
自主創新 優化施工
中國二十冶憑借技術實力,打造了眾多轉底爐精品工程和環保品牌。在湛江轉底爐工程中,面對技術空白,中國二十冶堅持自主創新,成功攻克施工難題。通過BIM技術優化預埋件設計,實現零干涉,解決了常規施工中的問題,確保了轉底爐工程的高質量、性能穩定。
轉底爐內耐材數量近百種,重約3000噸,爐內空間狹小,采用常規模板支撐系統進行爐頂耐材施工時,安全隱患多、施工質量難以保證;項目部根據轉底爐爐頂結構形式,設計了受限部位爐頂爐殼和耐材的離線預制、集成的施工方法,實現了爐頂耐材的零支撐系統施工,不僅大幅降低施工成本,施工效率也提高了60%以上,并保證了耐材的施工質量。
目前,中國二十冶已針對轉底爐異形設備基礎、核心設備安裝、耐材施工、系統調試形成了20余件核心專利技術。同時,為積極響應中冶集團“打造冶金建設國家隊升級版”的要求,中國二十冶在集團公司內部立項了新型轉底爐工程施工技術創新課題,并獲上海市青年科技啟明星計劃資助,同時獲批為寶山區工程技術研究中心。
除了技術創新,中國二十冶在轉底爐工程的建設過程中,積極與設計院、設備制造商一起,不斷優化和改進工藝及裝備。如在永鋼轉底爐項目試車過程中,由于原廠設備尺寸與現場實際尺寸不符,擺式布料器與下方的振動篩高度過高會將成品球摔碎,高度過低擺動幅度又達不到。項目部技術人員通過計算機精密計算與現場測量,提出了切割弧形梁、將設備下方連接桿加長和圓形法蘭改為方形法蘭的方法來降低擺式布料器的垂直高度,受到業主、設計院、設備廠家的高度贊揚。
凡是過往,皆為序章。中國二十冶將在打造“冶金建設國家隊”2.0版的進程中,以科技創新為原動力,以技術和施工優勢促進環保新項目的實施,在環保工程建設中繼續走在國內企業的前列,持續為生態環境的改善、人與自然和諧發展貢獻央企的力量。
上海二十冶 李俊峰
永鋼轉底爐投產
寶鋼轉底爐全景
武鋼新增含鐵塵泥資源化再生裝置
湛江轉底爐