重鋼干式RH精煉技術市場化創(chuàng)新之路
2013-08-27 11:02:49
截至今年6月份，重鋼RH機械真空裝置已運行36個月，累計處理鋼水434萬噸，節(jié)約運行成本3359多萬元，余熱發(fā)電效益達到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配套設施等方面形成了獨有技術。
在重鋼集團副總經(jīng)理董榮華看來，這一成就代表著重鋼人將自主創(chuàng)新的實用專利轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，努力實現(xiàn)技術產(chǎn)業(yè)化的夢想正在一步步成為現(xiàn)實。
“創(chuàng)新，就是一定程度的冒險”
6年來，為了這個技術產(chǎn)業(yè)夢，董榮華經(jīng)歷了挑戰(zhàn)傳統(tǒng)、從無到有、創(chuàng)新應用的艱難開拓。
在世界鋼鐵冶煉技術中，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。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)的設計。以傳統(tǒng)的概念來說，沒有蒸汽動力支撐，要實現(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)保設計，重新花費巨資建立蒸汽管網(wǎng)？”6年前的董榮華苦苦思索著。一次偶然的機會，董榮華聽別人談起國外某些鋼鐵廠在小噸位VD應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資料進行研究，提出了嘗試將干式真空系統(tǒng)應用于RH鋼水精煉的大膽設想。
業(yè)內(nèi)都知道，煉鋼生產(chǎn)本身就是鋼鐵流程中最為復雜的工序之一，其中精煉又是煉鋼工序中技術最密集的環(huán)節(jié)，創(chuàng)建RH干式真空精煉裝置，從工藝到技術結(jié)構(gòu)上都面臨巨大的挑戰(zhàn)，應用的障礙和風險更是充滿未知。
“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，那永遠只能原地踏步。我對我們的技術隊伍充滿信心！”董榮華說。干式（機械）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現(xiàn)創(chuàng)新的技術瓶頸。為了創(chuàng)建RH干式真空精煉裝置，董榮華頂著壓力，帶領重鋼多位煉鋼專家一頭扎進RH機械真空技術項目的理論驗證。
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，成立了包括機械、電氣、儀表、計算機、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攻關團隊。從整體框架到工藝結(jié)構(gòu)，從關鍵技術論證到設計思路的提出與優(yōu)化，從方案審查到設備選型等等，技術攻關團隊把每一項工作都抓得細致入微。
由于VD爐與RH爐產(chǎn)生氣體的差異性，論證初期，困擾的焦點集中在干式真空泵在高氧、高CO氣氛下的安全運行問題——真空泵的安全性，成了實現(xiàn)RH干式機械真空應用的技術“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專家和羅馬尼亞具有干式真空VD設計經(jīng)驗的工程師到重鋼進行交流，并且反復進行探討剖析，尋找有效的解決辦法。
為了確保萬無一失，他又帶領各專業(yè)領域帶頭人到國內(nèi)應用干式泵的化工廠、實驗室等地考察。在經(jīng)歷了6個月左右數(shù)百次的咨詢論證后，終于解決了機械真空系統(tǒng)在RH煙氣環(huán)境下運行的安全問題，使項目得以推進。
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臺機械泵組成的18個真空模塊穩(wěn)健地轉(zhuǎn)動著，實現(xiàn)了用機械力抽真空……35分鐘以后，成功應用機械泵抽真空的重鋼210噸RH爐精煉出了第一爐優(yōu)質(zhì)的鋼水。
“走向全行業(yè)應用，才算成功”
雖然項目取得了階段性的勝利，董榮華卻將其看作又一個新起點的開始，他的目標直指將自主創(chuàng)新的RH干式真空系統(tǒng)裝置實現(xiàn)技術產(chǎn)業(yè)化。他表示：“新設備能夠運行，還不能代表這項技術的可靠性，必須要經(jīng)過長時間、不同條件下的生產(chǎn)檢驗，真正走向全行業(yè)應用，才算取得成功。”
實際運行后，該系統(tǒng)確實遇到了一個很大的難題——能源介質(zhì)檢測報警頻繁，導致真空泵頻繁停車，作業(yè)率極低。董榮華親自帶領相關人員在現(xiàn)場進行專題討論，沿著能源介質(zhì)管路進行梳理，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)生當天，董榮華就組織工藝、設備人員進行問題分析，對各種可能性進行探討與論證，形成了可行的處置辦法，很快使系統(tǒng)投入了正常生產(chǎn)。
通過在實際運用中不斷優(yōu)化與完善，重鋼210噸RH干式真空系統(tǒng)各項功能逐步完善，與濕法蒸汽噴射泵相比，機械真空泵的能耗、水耗和運行成本大大降低；操作更簡便，生產(chǎn)更穩(wěn)定，而且維護更容易，其冶金效果已經(jīng)達到并優(yōu)于相同規(guī)格的蒸汽噴射泵系統(tǒng)的工藝指標，脫氫率達到63.5%、極限脫碳能力為10ppm、運行成本（包括電能、氮氣和補償冷卻水）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，運行成本僅為1/4，為全球鋼鐵企業(yè)的RH及其他相關真空精煉設備的選型和優(yōu)化發(fā)起到了良好的示范作用。目前，重鋼RH干式真空技術已開始向國內(nèi)大中型鋼鐵企業(yè)進行技術輸出和市場推廣，成功將一項技術創(chuàng)新產(chǎn)品變成一項供應市場的商品。
收稿時間：2013年8月
來源：重鋼
