八鋼公司廠區(qū)內(nèi)聳立的歐冶爐外景。經(jīng)濟(jì)日報(bào)記者 馬呈忠攝
“外表較新的高爐是實(shí)驗(yàn)成功的富氫碳循環(huán)氧氣高爐，實(shí)現(xiàn)了固體燃料消耗降低達(dá)30%，碳減排超21%的階段性目標(biāo)。外表較舊的高爐已經(jīng)成為工廠3A級景區(qū)的景點(diǎn)之一。”在位于新疆烏魯木齊市寶武集團(tuán)八鋼公司（以下稱“八鋼”）廠區(qū)內(nèi)，綠色低碳冶金首席專家田寶山指著一新一舊兩座430立方米高爐說。
隨著國家“雙碳”目標(biāo)的推進(jìn)，八鋼加快高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)型步伐，進(jìn)一步優(yōu)化綠色產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和布局，推進(jìn)穩(wěn)定高效的生產(chǎn)，探索綠色智慧發(fā)展新路。
實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)
高爐煉鐵要實(shí)現(xiàn)真正意義的碳減排，就必須達(dá)到全氧冶煉，實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)。聽起來簡單，但傳統(tǒng)高爐采用熱風(fēng)爐生產(chǎn)，高爐煤氣因含有大量氮?dú)猓⒉痪邆涿撎迹ㄈコ趸迹┰傺h(huán)使用的價(jià)值，所以達(dá)到這個(gè)要求并不容易。
“解決這一問題，需要不斷提高含氧量，直至實(shí)現(xiàn)全氧冶煉、煤氣循環(huán)。”田寶山說。
2020年7月開始，寶武集團(tuán)投入10多億元研發(fā)費(fèi)用，在八鋼建立低碳冶金試驗(yàn)平臺，利用原有的2號430立方米高爐，開展綠色低碳冶金工業(yè)試驗(yàn)，開展35%富氧、50%超高富氧到100%全氧冶煉工況條件下，噴吹脫碳煤氣和富氫冶煉的工業(yè)化生產(chǎn)試驗(yàn)探索。
在試驗(yàn)過程中，田寶山等人沒少碰壁。“試驗(yàn)啟動(dòng)后就出現(xiàn)‘爐涼’現(xiàn)象，工人們需要在高溫中清理渣鐵混合物，最長一次折騰了半個(gè)月。”田寶山說。
“正常生產(chǎn)中出現(xiàn)‘爐涼’是重大生產(chǎn)事故。我們要找到解決問題的方法。”在公司容錯(cuò)機(jī)制的支撐下，田寶山等人堅(jiān)持試驗(yàn)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，最終取得項(xiàng)目成功。其中，“一種富氧高爐開爐方法”“一種富氫碳循環(huán)高爐的煉鐵方法”等4項(xiàng)成果獲得國際發(fā)明專利。
前不久，寶武集團(tuán)宣布建成首座400立方米級的低碳冶金高爐。這是綠色低碳技術(shù)的重大突破。
新工藝突破后，固體燃料消耗降幅實(shí)現(xiàn)超過30%的目標(biāo)。“這不是終點(diǎn)，我們已開始向更高的目標(biāo)穩(wěn)步推進(jìn)，并為下一階段向2500立方米高爐推廣富氫碳循環(huán)氧氣高爐技術(shù)做準(zhǔn)備。”田寶山說。
八鋼緊扣低碳、綠色發(fā)展主題，以創(chuàng)新為引領(lǐng)，不斷突破低碳冶金技術(shù)難題。每一項(xiàng)突破都是自主創(chuàng)新的有力見證，每個(gè)車間都有科技創(chuàng)新聯(lián)絡(luò)員。背靠寶武集團(tuán)的技術(shù)支撐，八鋼逐步完善出一整套創(chuàng)新項(xiàng)目攻堅(jiān)克難運(yùn)行體系，確保企業(yè)一直保持創(chuàng)新活力。
啃下硬骨頭
行走在八鋼廠區(qū)內(nèi)，記者看到世界最大非高爐煉鐵裝備——歐冶爐。走進(jìn)中控操作室，電子大屏上運(yùn)行參數(shù)一目了然。工作人員輕敲鍵盤，這座高達(dá)118米的“大家伙”就開始平穩(wěn)地送煤、煉鐵。
田寶山曾擔(dān)任過歐冶爐首任爐長。他介紹，八鋼低碳富氫碳循環(huán)氧氣高爐技術(shù)的突破，離不開這個(gè)“大家伙”。
歐冶爐原名叫COREX爐，是從國外引入熔融還原技術(shù)在上海建成。然而，由于國內(nèi)外原燃料結(jié)構(gòu)差異，建成投運(yùn)的COREX爐在運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)性上受到了挑戰(zhàn)，出現(xiàn)了水土不服。
為探索出一條適合國內(nèi)原燃料結(jié)構(gòu)的低碳冶煉道路，2012年，COREX爐從上海搬遷至八鋼，2015年6月18日投產(chǎn)。
“從上海來的這個(gè)大家伙‘挑食’嚴(yán)重，只吃全國最好的塊煤、高品質(zhì)的‘球團(tuán)’鐵礦，這導(dǎo)致其煉鐵成本比傳統(tǒng)高爐要高。”八鋼煉鐵廠廠長助理陳佰軍說。
“COREX爐能在新疆扎下根，產(chǎn)生效應(yīng)嗎？”起初，面對“大家伙”，八鋼員工疑慮重重。
面對挑戰(zhàn)，八鋼員工迎難而上、敢闖敢試，憑借對傳統(tǒng)高爐技術(shù)的深厚積累，對COREX爐的原燃料結(jié)構(gòu)進(jìn)行了顛覆性的創(chuàng)新，將傳統(tǒng)高爐布料流槽移植到歐冶爐上，解決了原有布料器故障率高的問題；借鑒高爐煤氣流分布工藝設(shè)計(jì)豎爐中心煤氣導(dǎo)入裝置，解決輸入黏接和精細(xì)化率低的問題……經(jīng)過一次次工藝優(yōu)化創(chuàng)新，2018年，升級版的COREX爐更名為歐冶爐。
“現(xiàn)在的歐冶爐能吃得下普通高爐排斥的高鋅礦、低強(qiáng)度球團(tuán)，實(shí)現(xiàn)了減碳降成本的目標(biāo)。”陳佰軍興奮地說，歐冶爐每噸鐵的冶煉成本低于傳統(tǒng)高爐。
2019年實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用的煤氣脫碳技術(shù)，打通了冶金煤氣循環(huán)利用工藝技術(shù)路線，每年減少二氧化碳排放20余萬噸，相當(dāng)于再造森林近1萬畝。
歐冶爐和富氫碳循環(huán)高爐是八鋼探索綠色低碳之路的縮影。“十三五”時(shí)期以來，八鋼累計(jì)投入60多億元開展環(huán)境治理，建成圓形料倉、工業(yè)廢水處理廠、廠區(qū)防風(fēng)墻、燒結(jié)焦化脫硫脫硝等一大批環(huán)保設(shè)施，實(shí)現(xiàn)了廢水零排放、廢氣達(dá)標(biāo)排放和固廢不出廠。目前，八鋼環(huán)境質(zhì)量持續(xù)向好，形成融入城市、反哺城市的發(fā)展格局。
前不久，八鋼被評為國家AAA級工業(yè)旅游景區(qū)，13平方公里的景區(qū)內(nèi)，工業(yè)、人文、自然特點(diǎn)突出。景區(qū)整體設(shè)計(jì)突出植筑平衡、功能混合的多元工業(yè)旅游形態(tài)，強(qiáng)調(diào)綠色智慧的可持續(xù)發(fā)展理念。
增綠需“添智”
鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型，增“綠”更需添“智”。在工廠廠區(qū)，機(jī)器人正在現(xiàn)場巡檢。在生產(chǎn)車間，工人手拿遙控器，不需高溫考驗(yàn)就能打開鐵口，用機(jī)械臂裝填炮泥……一項(xiàng)項(xiàng)新技術(shù)，更新了煉鐵工人的作業(yè)方式。“要讓老企業(yè)擁有新活力，改革創(chuàng)新必不可少，要勇于擁抱先進(jìn)的管理理念和管理手段。”八鋼公司黨委書記、董事長吳彬說，我們要緊跟寶武集團(tuán)信息化發(fā)展步伐，堅(jiān)定推進(jìn)智慧制造，改變鋼鐵企業(yè)在人們心目中的傳統(tǒng)形象。
創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力，智慧制造是提高企業(yè)競爭力、推進(jìn)轉(zhuǎn)型升級發(fā)展的有效途徑。通過產(chǎn)線調(diào)整和技術(shù)改造，八鋼實(shí)現(xiàn)煉鐵智慧化。2020年開始，八鋼以管控中心、操控中心和員工服務(wù)中心為總體布局，建成投入智慧熱軋等重點(diǎn)項(xiàng)目。累計(jì)投資7.7億元，投入使用工業(yè)機(jī)器人64個(gè)，減少操作室40個(gè)。
歐冶爐煉鐵主任工程師賀敏敏說，在八鋼廠區(qū)，通過推進(jìn)制造環(huán)節(jié)革新，達(dá)到操作室一律集中、操作崗位一律自動(dòng)化、運(yùn)維一律遠(yuǎn)程、服務(wù)環(huán)節(jié)一律上線的目標(biāo)，產(chǎn)線各環(huán)節(jié)基本都由機(jī)器人完成，爐溫控制、取樣化驗(yàn)、輔助材料添加等都靠電腦操控。
2021年，八鋼加快構(gòu)建集智能裝備、智能工廠、智能運(yùn)營于一體的智慧制造體系，實(shí)現(xiàn)數(shù)字監(jiān)控智慧管理，“一總部多基地”協(xié)同效益顯著。同年，八鋼發(fā)布了綠色低碳冶金技術(shù)創(chuàng)新路線圖，2022年實(shí)現(xiàn)了400立方米級富氫碳循環(huán)氧氣高爐碳減排超21%的重大突破。
八鋼將繼續(xù)推進(jìn)綠色與智慧發(fā)展。“2023年至2024年，八鋼要在大中型高爐推廣富氫碳循環(huán)氧氣冶煉工藝以及商業(yè)化裝置改造，2025年具備減碳30%工藝技術(shù)能力，2035年力爭減碳30%，2050年力爭實(shí)現(xiàn)碳中和。”吳彬說，綠色低碳是鋼鐵行業(yè)今后發(fā)展的必然趨勢。八鋼正在不遺余力推進(jìn)“雙碳”重點(diǎn)項(xiàng)目建成示范項(xiàng)目，打造行業(yè)碳達(dá)峰、碳中和技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)標(biāo)桿企業(yè)。