2019年世界鋼鐵工業(yè)十大技術(shù)要聞

1、2010年世界鋼鐵工業(yè)十大技術(shù)要聞地域：國外信息類別：行業(yè)動態(tài)行業(yè)類別：鋼鐵作者：發(fā)布人：鋼鐵行業(yè)管理審核發(fā)布時間：2011-01-11 11:33:49.0一、世界最大CDC在首鋼京唐鋼鐵廠成功應(yīng)用首鋼京唐鋼鐵廠采用配合大型焦?fàn)t的 260t/h大型干熄焦（CDQ設(shè)備。1號干熄焦裝置在2009年5月19日順利投 產(chǎn)，并于2009年8月5日進行了最大處理量測試，各項參數(shù)均達(dá)到設(shè)計指標(biāo)；2010年1月21日2號干熄焦裝置順利投產(chǎn)。目前兩套干熄焦裝置運行平穩(wěn)。首鋼京唐鋼鐵廠的這套干熄焦設(shè)備是目前國際上最大的干熄焦裝置，創(chuàng)紀(jì)錄地達(dá)到260t/h。建成后每年可生產(chǎn)蒸汽約110萬t;如上述蒸汽全部用于發(fā)電

2、，每年可發(fā)電約3億kWh;每年可減排CO2約24萬t。隨著國家環(huán)保法律法規(guī)的進一步完善，對鋼鐵企業(yè)發(fā)展提岀了更高的要求，具有節(jié)能、環(huán)保突岀功效的干熄焦技術(shù) 成為鋼鐵企業(yè)加大節(jié)能的重要選擇。干熄焦是使用惰性氣體循環(huán)來回收熱焦炭顯熱的設(shè)施，回收了熱焦炭顯熱的循 環(huán)氣體通過余熱鍋爐產(chǎn)生高溫高壓（或中溫中壓）蒸汽，用該蒸汽可以發(fā)電或者作為鋼鐵廠的蒸汽熱源使用，它是 一種經(jīng)濟性很高的節(jié)能系統(tǒng)。而且回收顯熱使用的惰性氣體在冷卻焦炭的“干熄槽”和“生產(chǎn)蒸汽的余熱鍋爐”之 間是以密閉狀態(tài)進行循環(huán)的，不會向外排放造成大氣污染的物質(zhì)。因此，干熄焦技術(shù)徹底改變了傳統(tǒng)的濕法熄焦中 余熱資源浪費以及含有粉塵和有毒、有害

3、物質(zhì)霧氣對大氣環(huán)境嚴(yán)重污染的狀況，是焦化領(lǐng)域中的一次重大變革。除 此之外，還可提高焦炭的內(nèi)在質(zhì)量，降低高爐入爐焦比2%-2.5%，提高生鐵產(chǎn)量1%干熄焦也因此成為國家鼓勵和推廣的項目。二、歐洲超低 CO2煉鋼技術(shù)ULCOS取得進展2004年歐洲鋼鐵技術(shù)平臺指導(dǎo)委員會決定實施超低二氧化碳煉鋼技術(shù)研發(fā)項目一一ULCOS Ultra Low CO2Steelmaking。它是歐盟鋼鐵業(yè)為大幅減少二氧化碳排放而正在研發(fā)的突破性煉鋼技術(shù)。該項目的目標(biāo)是研發(fā)比目前最先進生產(chǎn)工藝的噸鋼 CO2排放減少50%勺科技。該項目得到15個歐盟國家和48家歐盟企業(yè)及相關(guān)機構(gòu)的支持， 共同參與合作研究和開發(fā)。這個項目分

4、三個階段實施：第一階段是研究試驗階段，從2004年到2009年。這一階段的主要任務(wù)是分別測試以煤炭、天然氣、電以及生物質(zhì)能為基礎(chǔ)的鋼鐵生產(chǎn)路線，判斷是否有潛力滿足鋼鐵業(yè)未來減排二氧化碳的需求；第二 階段是示范階段，從 2010年開始。這一階段則是在第一階段測試成果的基礎(chǔ)上，在現(xiàn)有工廠進行兩個工業(yè)化試驗， 至少運行一年，以檢驗工藝中可能岀現(xiàn)的問題，便于進行修正以及估算投資和運營費用；第三階段是應(yīng)用階段，在 對第二階段工業(yè)化試驗成果進行經(jīng)濟和技術(shù)分析的基礎(chǔ)上，建設(shè)第一條工業(yè)生產(chǎn)線，它將成為真正的工業(yè)實踐。在研究初期，ULCOS®目組收集了當(dāng)前世界上近 80種鋼鐵生產(chǎn)前沿技術(shù)，對其應(yīng)用模型

5、、試驗等方法進行了二氧化 碳排放、能源消耗、煉鋼成本以及可持續(xù)性等方面的評估。從中選擇了4種具有發(fā)展前景的突破性技術(shù)進行深入研究：即高爐爐頂煤氣循環(huán)（TGRBF、先進的直接還原工藝（ULCORED、新的熔融還原工藝（Hlsarna八電解鐵礦 石（ULCOWIN ULCOLYSIS。CCS技術(shù)主要用于配合以碳為還原劑的鋼鐵生產(chǎn)工藝路線，是大幅減排二氧化碳技術(shù)中最具發(fā)展前景的選擇之一。 這項技術(shù)是從工藝廢氣中捕集 CO2并通過地質(zhì)儲藏將其封存，從而阻止CO2排入大氣。ULCOS®目組還研究了利用生物質(zhì)制造的材料（部分）代替鋼鐵工業(yè)所用化石類還原劑煉鋼的技術(shù)。目前，TGRB技術(shù)的中試和示范

6、廠的建設(shè)已于2010年啟動，ULCORE工藝啟動的時間緊隨其后。三、中冶京誠370mm厚板坯連鑄機創(chuàng)國產(chǎn)新紀(jì)錄2010年10月1日，由中冶京誠工程技術(shù)有限公司自主研發(fā)、自主設(shè)計斷面370mrW2600mm寬厚板坯連鑄機在江陰興澄特鋼鋼鐵有限公司成功完成370mn厚鑄坯首次熱試，熱試鑄坯斷面為370mrW 1800mm鋼種為HSLA連澆三爐，達(dá)到了預(yù)期要求。取樣分析結(jié)果表明，鑄坯表面質(zhì)量無缺陷，中心偏析全部小于C1.0級，中心疏松全部小于 1.0級，完全滿足客戶要求。該連鑄機于2008年開始設(shè)計，2009年6月投產(chǎn)，研制周期比國際上通常做法縮短了近三分之一，投資比進口同類 裝備節(jié)省三分之二，所采

7、用的工藝設(shè)備、 三電控制系統(tǒng)及二級模型等由中冶京誠工程技術(shù)有限公司自主研發(fā)、設(shè)計,具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。該連鑄機采用了結(jié)晶器液壓振動系統(tǒng)、結(jié)晶器專家系統(tǒng)、動態(tài)二冷（自適應(yīng)的二次冷鍛） 及動態(tài)輕壓下系統(tǒng)等先進技術(shù)，達(dá)到國際先進水平，實現(xiàn)了投資少、見效快的目的。中冶京誠充分考慮客戶對于更寬、更厚鑄坯的需求，以及在投資方面的限制，經(jīng)過精心設(shè)計、制造、調(diào)試和工業(yè)化 生產(chǎn)檢驗，使得該連鑄機不僅在類似規(guī)格、相同產(chǎn)量的板坯連鑄機中投資最省，而且在產(chǎn)品質(zhì)量、鑄機作業(yè)率、設(shè) 備壽命、降低運行費用方面都超過了許多引進的連鑄機。同時創(chuàng)造了多項紀(jì)錄：370mrW 2600mm 在目前世界上已投產(chǎn)的板坯連鑄機中鑄坯斷面

8、最大，而且全部國產(chǎn)化；370mm厚鑄坯是目前國產(chǎn)板坯連鑄機能夠生產(chǎn)的最大厚度。該連鑄機可生產(chǎn)的鋼種包括碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、船板鋼、管線鋼、海洋結(jié)構(gòu)鋼、機械工程用鋼、模具鋼、 高合金容器鋼、鍋爐鋼等，供給4300mm寬厚板軋機。隨著我國核電、海洋鉆井平臺、造船、超高層建筑、重型機械制造等行業(yè)中的快速發(fā)展，高強度、高韌性和良好焊 接性能的超寬、超厚鋼板的需求越來越迫切和明確。2000年以來，中冶京誠工程技術(shù)有限公司自主設(shè)計和總承包的寬度在2000mm以上的寬板坯連鑄機累計達(dá)11臺。370mm厚板坯的生產(chǎn)，為滿足客戶高性能厚鋼板需求打下了堅實的基礎(chǔ)。四、太陽能光伏非碳冶金技術(shù)實驗取得新進展“非

9、碳冶金”的含義是指在冶金過程中不使用含碳介質(zhì)為燃料和還原劑，而采用清潔能源煉鋼，如太陽能冶金、風(fēng) 能冶金、氫冶金、核能冶金等。北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院將“非碳冶金”的理念與太陽能光伏發(fā)電技術(shù)集 成，提岀“太陽能光伏非碳冶金”概念，并就此進行了實驗研究?！疤柲芄夥翘家苯稹笔且噪娮訛榻橘|(zhì)的“非碳冶金”過程，具有很小、極快速的時空尺度，其生產(chǎn)過程中需要 的全部能量不涉及化石能源，不使用含碳介質(zhì)為還原劑，而是利用電流、電弧或氫氣還原，這樣有望將冶金過程的 碳消耗和CO2排放量降至最低。太陽能光伏非碳冶金技術(shù)實驗研究包括：1）太陽能光伏高溫冶金研究，包括直流電弧爐熔煉研究；直流電渣爐熔煉研究；

10、2）太陽能光伏非碳還原研究，包括水溶液電解還原金屬研究；電解制氫還原鐵礦石研究；3）太陽能光伏非碳還原一熔融研究。無論采用非碳還原何種方案所得到的鐵元素，可使用太陽能光伏 非碳高溫熔煉技術(shù)進一步在熔融狀態(tài)下進行分離、精煉。通過多次實驗，已經(jīng)證明了太陽能光伏非碳冶金在技術(shù)上 是可行的，并摸索岀系統(tǒng)正常運行的相關(guān)參數(shù)及冶煉數(shù)據(jù)，為進一步工業(yè)化推廣奠定了基礎(chǔ)。非碳冶金不再消耗傳統(tǒng)化石能源而由清潔、無碳排放的太陽能光伏產(chǎn)生電力。正是由于太陽能光伏發(fā)電在能源、資 源及環(huán)境保護等方面的優(yōu)勢，國家相繼岀臺政策鼓勵扶植光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在碳排量越來越受到關(guān)注的時代，非碳 冶金的優(yōu)勢會愈加明顯，必然會引領(lǐng)鋼鐵工業(yè)

11、向“生態(tài)鋼鐵冶金”的方向發(fā)展。五、世界上第一臺異形坯/板坯組合連鑄機投產(chǎn)2010年2月，由西馬克公司（SMS Siemag改造的德國派納 H型鋼有限責(zé)任公司（Peiner Tr ger ）異型坯/板坯組 合連鑄機成功投產(chǎn)。位于德國薩爾茨吉特集團旗下的派納公司是世界著名的異型坯和型材（如鋼梁、鋼樁和其它特 殊型材）的生產(chǎn)基地。在派納公司系列擴產(chǎn)改造項目中，西馬克康卡斯特公司于 2005年對該廠大方坯連鑄機進行了成功改造。為滿足派納公司多規(guī)格產(chǎn)品需要，西馬克公司于2009年又負(fù)責(zé)將原2號異型坯連鑄機改造為 X-Cast?異型坯/板坯組合連鑄機。西馬克公司改造后的 X-Cast雙流組合連鑄機能夠澆鑄

12、 250mmi厚、500mm- 1100mn寬的板坯以及1150mrK490mrW 130mm的異形坯。派納公司的 2號連鑄機現(xiàn)在不僅能夠生產(chǎn)世界最寬的H型鋼異形坯，而且成為世界上第一臺澆鑄異形坯和板坯的組合連鑄機。西馬克公司在本臺組合連鑄機改造項目中提供了澆鑄板坯的所有鑄坯導(dǎo)向裝置、結(jié)晶器以及包括工藝過程模型在內(nèi) 的X-Pac?電氣和自動化系統(tǒng)。第 3和第4夾送輥（第8和第9傳動扇形段）可用于澆鑄板坯和異型坯的所有規(guī)格， 更換斷面時均不需要更換，因此可縮減投資成本、減少更換時間和提高產(chǎn)量。西馬克公司也提供了澆鑄異形坯的扇 形段，并在設(shè)計上作了進一步的創(chuàng)新，可用吹掃和邊部加熱裝置替換扇形段35

13、。在該鑄機項目中，西馬克公司共提供了 40個扇形段。該設(shè)備經(jīng)改造后于2010年2月澆注了第一批板坯，隨后又成功澆注出異型坯。六、西門子開發(fā)基于攝像機的焦?fàn)t在線視覺監(jiān)控系統(tǒng)西門子奧鋼聯(lián)開發(fā)了一項創(chuàng)新性解決方案一基于攝像機的焦?fàn)t在線視覺監(jiān)控系統(tǒng)Pumas （推焦管理系統(tǒng)），將焦?fàn)t監(jiān)控系統(tǒng)和優(yōu)化的焦?fàn)t組機械定位系統(tǒng)結(jié)合在一起，提高了煉焦的安全性和生產(chǎn)效率。該系統(tǒng)允許在焦?fàn)t門打開時（在推焦過程中）對各種焦?fàn)t標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)進行檢查、測量并記錄。該解決方案還具有西 門子現(xiàn)有2級Radiposi （射頻數(shù)字定位）系統(tǒng)的全部功能，從而可實現(xiàn)對移動式焦?fàn)t組設(shè)備的精確控制、定位和互 鎖。因此，煉焦廠可以更好地制定焦?fàn)t

14、維護活動的計劃，操作更安全，進而提高煉焦生產(chǎn)率。由于煉焦過程在多個燃?xì)饨範(fàn)t組中進行，焦?fàn)t暴露于高溫環(huán)境下并且機械磨損強度很大，因此需要對其進行定期監(jiān) 測維護。目前為止，爐內(nèi)狀況通常由操作員在推焦過程中進行目測檢查。但是這種檢查并不定期進行，并且受工作 環(huán)境、操作員經(jīng)驗和判斷能力的限制。開發(fā)Pumas系統(tǒng)的目的是解決這些問題并提高焦?fàn)t監(jiān)控的準(zhǔn)確性和可靠性。該裝置安裝在攔焦機上，在推焦工序過 程中使用攝像機對焦?fàn)t狀況進行監(jiān)控。此外，該系統(tǒng)還會對焦炭溫度進行連續(xù)測量，以監(jiān)測爐墻加熱和焦炭熱傳導(dǎo) 以及其它。大數(shù)據(jù)容量以及快速將數(shù)據(jù)無線傳輸至LAN服務(wù)器的特點，使操作員在控制室內(nèi)可對焦?fàn)t狀況進行安全快捷

15、的在線評估。通過Pumas可以及時發(fā)現(xiàn)和修復(fù)嚴(yán)重的焦?fàn)t底面磨損，從而避免可能發(fā)生的后續(xù)損害，還可以檢查爐料填充的效 率。通過測定各個焦?fàn)t的石墨化程度（即爐壁上的碳塊），從而調(diào)整不合適的焦?fàn)t狀況，提高向煉焦煤傳導(dǎo)熱量的 效率，從而可以節(jié)省能源、減少推焦所需的電能、提高焦?fàn)t生產(chǎn)率并延長整個焦?fàn)t組的使用壽命。七、中冶南方自主集成的熱鍍鋅機組順利投產(chǎn)2010年6月25日，由中冶南方工程技術(shù)有限公司總負(fù)責(zé)、設(shè)備成套的汽車板及高級家電板熱鍍鋅機組一武鋼三冷 軋連續(xù)熱鍍鋅機組熱負(fù)荷試車一次性成功。如此高端鍍鋅機組由國內(nèi)工程公司自主集成目前尚屬首次。機組關(guān)鍵技術(shù)及裝備水平包括：全自動窄搭接焊機、多級強化清洗清

16、洗段、大型立式退火爐、雙鋅鍋、雙穩(wěn)定鍍輥、 新型氣刀、冷態(tài)鋅層測厚儀、大功率高頻感應(yīng)加熱的合金化爐、四輥光整機、二彎二矯式配置的高性能濕拉伸拉矯 機、兩輥立式輥涂機、帶有自動設(shè)定控制的雙頭式切邊剪、在線自動檢測、靜電涂油機涂油。機組于2010年6月25日開始熱負(fù)荷試車，同年 11月實現(xiàn)了月達(dá)產(chǎn)，至11月底已生產(chǎn)合格鍍鋅卷 3.5萬t。產(chǎn)品 用于汽（轎）車和高級家電的鍍鋅板由于力學(xué)性能好、表面質(zhì)量高，而成為鍍鋅板中的佼佼者。該機組注重在消化 吸收引進技術(shù)的基礎(chǔ)上獨立自主地進行科技創(chuàng)新，大量地使用了國內(nèi)自主設(shè)計和制造的機、電、液設(shè)備；以國內(nèi)自 主集成方式，研制成與國外先進技術(shù)水平一致的鍍鋅機組，為

17、今后國內(nèi)鋼鐵企業(yè)再建類似機組提供了一個寶貴的建 設(shè)模式。熱鍍鋅機組的工藝、設(shè)備、控制均較復(fù)雜、能夠把鍍鋅機組集成成功，實踐證明冷軋深加工的所有生產(chǎn)機組都可以 按照自主集成的方式進行。這種自主集成方式的應(yīng)用推廣可以提高公司在冷軋深加工領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新能力和國際市場的競爭力。而大量關(guān)鍵設(shè) 備的本土化設(shè)計和制造會帶動相關(guān)設(shè)計和制造業(yè)的創(chuàng)新實踐和進步，進一步降低工程項目的一次性投資。這些對提 升產(chǎn)品的市場競爭力將發(fā)揮巨大的作用。八、日本環(huán)境友好型鋼材研發(fā)取得新成果在資源環(huán)境壓力與日俱增的形勢下，鋼鐵行業(yè)作為資源、能源消耗大戶，除采用節(jié)能減排新技術(shù)外，應(yīng)重點投資研 發(fā)安全、耐用以及環(huán)境友好型鋼鐵產(chǎn)品。日本

18、鋼鐵企業(yè)在環(huán)境友好型鋼鐵產(chǎn)品的研發(fā)方面值得我們借鑒，主要包括 以下幾個方面：1）省略熱處理鋼。神戶制鋼采用向鋼中加鉻以減少固溶碳，向鋼中加硼以減少固溶氮，并對線材實施控軋控冷等措施開發(fā)出省略了軟化熱處理工序的KTCH系列鋼。而且，該公司通過降低 Si含量（降低加工硬化系數(shù)）、降低N含量，增加Al含量以及優(yōu)化拉絲加工率等措施開發(fā)出非調(diào)質(zhì)螺栓用線材KNCH系列鋼。為降低制造成本，大同特鋼利用Nb的碳氮化物，省略冷鍛后的正火工序，直接進行高溫滲碳，開發(fā)出防止晶粒粗大化的ATOMIC;該公司為省略冷鍛前的軟化退火，通過降低 Si、Mn含量，提高冷鍛性，用硼彌補淬透性等措施開發(fā)岀冷鍛硼滲碳鋼（ALFA鋼

19、）。而且，該公司還開發(fā)出省略冷鍛前后2道熱處理工序的防止晶粒粗大化的硼鋼（超ALFA鋼）。2） 無Ni、Mo高強度表面滲碳處理鋼。 表面滲碳處理鋼高強度化的主要方法是提高Ni、Mo合金元素的添加量，然而, 提高Ni、Mo含量，除增加成本之外，還要考慮資源枯竭和中長期穩(wěn)定供應(yīng)等問題。為此，山陽特鋼通過有效利用Si、Cr、Mn等合金元素，開發(fā)出強度高且加工性優(yōu)良的無Ni、Mo表面滲碳處理鋼ECOMAX主要用于汽車驅(qū)動系統(tǒng)部件如傳動齒輪、差動齒輪、等速連軸節(jié)等。3） 無Pb易切削鋼。JFE條鋼公司通過提高硫含量（高達(dá) 0.4%），并通過硫化物大型化改善切削性能，開發(fā)出可替代AISI 12L14鋼的無

20、Pb易切鋼。而且，新日鐵利用比原來細(xì)得多且均勻得多的彌散MnS代替Pb作用，開發(fā)出低碳無Pb易切鋼，其可很好地抑制刀瘤的生長，獲得預(yù)期的切削加工表面光潔度和尺寸精度。九、達(dá)涅利回收電爐渣解決廢渣處理難題電弧爐熔煉廢鋼的過程中產(chǎn)生的冶金爐渣總量約占鋼水產(chǎn)量的12%因此爐渣產(chǎn)量相當(dāng)可觀，而傳統(tǒng)爐渣采用就地堆積處理方式。為此，達(dá)涅利與意大利ABS鋼廠為解決電爐爐渣處理問題開展合作研發(fā)。在ABS鋼廠年產(chǎn)100萬t的電爐煉鋼車間，調(diào)整冶煉工藝生產(chǎn)可100%回收處理利用的電爐爐渣。ECOGRAVE是達(dá)涅利爐渣回收系統(tǒng)主要產(chǎn)品的商標(biāo)名稱。該爐渣回收系統(tǒng)通過爐渣粉碎和篩分工藝，生產(chǎn)各種不同 粒度的混合料，其力

21、學(xué)性能要優(yōu)于天然混合料（礫石）。該系統(tǒng)可通過磁選法將黑色金屬材料從電爐渣中分離岀來。 設(shè)備采用全自動生產(chǎn)工藝，僅需要配備操作人員為這條加工作業(yè)線上料，并運出最終產(chǎn)品即可。ECOGRAVEL是道路建設(shè)中鋪筑耐磨層的一種理想產(chǎn)品。其主要原因是，可使道路路面具有良好的附著性能。特別適用于鋪筑具有較高的硬度和耐磨性能要求的頂層路面，其性能優(yōu)于天然混合料（砂礫層）。ECOGRAVE混?凝土主要用于道路和大型通行區(qū)、停車區(qū)或存放區(qū)承載層鋪筑。由于這些路面或表面層要求具有良好 力學(xué)性能，其中包括承載能力和耐久性。而ECOGRAVEL?在這種使用條件下，表現(xiàn)岀卓越的性能，作為混凝土工業(yè)混合料，獲得良好的使用效果。2007年12月，該套設(shè)備在意大利烏迪內(nèi)的ABS電爐鋼廠投入生產(chǎn)。截止目前，共回收利用了 30多萬t電爐渣，并成功地打入應(yīng)用領(lǐng)域市場，用于瀝青筑路材料和用于生產(chǎn)混凝土產(chǎn)品。在ABS鋼廠，回收利用的爐渣廢金屬材料占總爐料的3%左右，已全部返回電爐作為金屬料使用，并且整個設(shè)備投資可在一