中国二十冶:深耕冶金固废资源化再利用,绘就绿色钢铁新画卷
钢铁企业正通过生态环境保护来推进供给侧结构性改革,打造绿色钢厂并实现超低排放,以促进产城融合的可持续发展。中国二十冶紧密跟随钢铁企业的绿色建设步伐,深化其绿色发展理念,在转底炉技术领域取得显著突破,有效解决了投产过程中的难题。承建的湛江转底炉快速达标稳定生产,后续又承建多项工程。目前,中国二十冶处理含金属尘泥固废超过200万吨/年,是转底炉工程业绩最多、经验最丰富的单位,对冶金固废资源化利用和绿色城市钢厂建设有重要贡献。与钢铁企业相伴相生的二十冶把助力推动绿色城市钢厂建设作为践行“绿水青山就是金山银山”理念的着力点,走出了一条冶金含金属固废资源化利用建设之路。
勇于尝试 业界翘楚
钢铁生产产生大量含金属尘泥,占钢产量10%,2019年国内近1亿吨。堆存需大量场地,易致水体和土壤污染。直接循环使用易损高炉。转底炉技术是先进冶金尘泥洁净处理法,实现有效循环利用,具有环境和社会效益。二十冶转底炉项目使钢厂固废自循环,解决污染问题。
虽然转底炉技术先进,但国内转底炉工程的推进却不是一帆风顺。国内转底炉工程启动比较晚,由于转底炉系统工艺复杂,转底炉工程建造周期长、成本高,核心装备均为新研制产品,需要改进完善的地方还有很多,且缺少施工技术规程和验收标准,转底炉投运后问题较多。因此,国内最初建设投运的转底炉难以达产达标。
转底炉工程在国内“水土不服”的困境,直到2016年中国二十冶承建的湛江钢铁含铁固废处置中心工程(20万吨/年转底炉)建成后,才得以改变。
湛江项目建设之初,就提出了“湛江钢铁将成为引领中国钢铁智慧制造、清洁生产、循环经济的示范基地,使湛江钢铁成为最具国际竞争力的碳钢板材制造基地”的目标,而转底炉的顺利达产达标就成了摆在中国二十冶人面前的一道难题。
“既然转底炉的技术优势这么明显,为什么国内之前投入的转底炉没法顺利达产呢?”这个问题困扰着项目部的每一个人。为此,二十冶湛江转底炉项目部投入了大量的精力,查阅资料,实地考察调研,反复对比方案,结合以往转底炉技改和检修工程中的经验,项目部一致认为核心部件之一——托辊的安装精度验收标准偏低,是影响转底炉运行施工方面的主要问题之一。于是,经过多次的试验,项目部创新研发了托辊的免平台测量调整和逆向调整技术,通过在转底炉环形基础外的快速测量,利用研制的倒梯形活动线架,解决了常规线架固定位置影响设备地脚螺栓紧固、调整托辊步骤繁琐、周期长的难题,不仅大幅提高了托辊的调整效率,并将60组外托辊的顶面标高偏差控制到±0.2毫米、托辊中心到圆心距离偏差控制到±0.4毫米、托辊轴中心与所在半径的角度偏差控制到0.1°,安装精度偏差仅为设计标准的20-40%,从而保证投运后转底炉的平稳运行。
湛江钢铁、宝武环科、中冶赛迪和中国二十冶联手,经过十几个月的鏖战,成功打造了世界首个含铁综合固废处置中心,也是国内首个快速达产达标和稳定生产的转底炉。湛江转底炉年生产金属化球团13.73万吨,锌粉约0.5万吨,产生蒸汽11.48万吨,每年产品收益约1亿元,还大幅降低高炉锌负荷,保证高炉寿命和运行稳定。投产后湛江钢铁90%以上的废渣可以返回高炉作为炼铁原料,也让湛江钢铁成为国内首家实现含铁尘泥100%厂内循环使用的钢铁企业。
2019年,湛江转底炉工程与宝钢湛江钢铁基地的其他主要项目一起,荣获国家优质工程金奖。
持续发力 抢滩市场
湛江转底炉的建设,有力推动了国内冶金含金属尘泥固废处置工程的发展。很快,宝钢、武钢、沙钢、山钢等陆续规划建设转底炉工程。中国二十冶凭借在湛江转底炉工程中的品牌效应,以及在沙钢1号转底炉、日钢2×20万吨/年转底炉项目后续的技改检修中的技术优势,自2018年9月以来,先后中标了宝钢新增含铁尘泥资源化再生装置、联峰钢铁年处理25万吨含铁锌尘泥综合利用项目、武钢新增含铁尘泥资源化再生装置、沙钢2号转底炉等工程。
宝钢1号转底炉,二十冶人总结湛江钢铁转底炉的施工经验,快速推进施工,宝钢1号、2号转底炉工程2018年12月7日开始打桩,2020年1月13日1号转底炉投料生产,2020年5月27日2号转底炉投料生产,项目施工历时538天。原来杂草丛生的一片荒地变成了一个“循环利用、吞废吐宝”的现代化工厂,建成投产后,每年可处理50万吨的含金属尘泥,不仅实现了宝钢宝山基地内含金属尘泥固废的自循环,每年还可生产约31万吨金属化球团、2.1万吨锌粉,“固废不出厂、变废为宝”,实现了企业可持续发展与上海市环境质量改善“双赢”,为上海的蓝天白云做出了积极的贡献。
自主创新 优化施工
中国二十冶凭借技术实力,打造了众多转底炉精品工程和环保品牌。在湛江转底炉工程中,面对技术空白,中国二十冶坚持自主创新,成功攻克施工难题。通过BIM技术优化预埋件设计,实现零干涉,解决了常规施工中的问题,确保了转底炉工程的高质量、性能稳定。
转底炉内耐材数量近百种,重约3000吨,炉内空间狭小,采用常规模板支撑系统进行炉顶耐材施工时,安全隐患多、施工质量难以保证;项目部根据转底炉炉顶结构形式,设计了受限部位炉顶炉壳和耐材的离线预制、集成的施工方法,实现了炉顶耐材的零支撑系统施工,不仅大幅降低施工成本,施工效率也提高了60%以上,并保证了耐材的施工质量。
目前,中国二十冶已针对转底炉异形设备基础、核心设备安装、耐材施工、系统调试形成了20余件核心专利技术。同时,为积极响应中冶集团“打造冶金建设国家队升级版”的要求,中国二十冶在集团公司内部立项了新型转底炉工程施工技术创新课题,并获上海市青年科技启明星计划资助,同时获批为宝山区工程技术研究中心。
除了技术创新,中国二十冶在转底炉工程的建设过程中,积极与设计院、设备制造商一起,不断优化和改进工艺及装备。如在永钢转底炉项目试车过程中,由于原厂设备尺寸与现场实际尺寸不符,摆式布料器与下方的振动筛高度过高会将成品球摔碎,高度过低摆动幅度又达不到。项目部技术人员通过计算机精密计算与现场测量,提出了切割弧形梁、将设备下方连接杆加长和圆形法兰改为方形法兰的方法来降低摆式布料器的垂直高度,受到业主、设计院、设备厂家的高度赞扬。
凡是过往,皆为序章。中国二十冶将在打造“冶金建设国家队”2.0版的进程中,以科技创新为原动力,以技术和施工优势促进环保新项目的实施,在环保工程建设中继续走在国内企业的前列,持续为生态环境的改善、人与自然和谐发展贡献央企的力量。
上海二十冶 李俊峰
永钢转底炉投产
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武钢新增含铁尘泥资源化再生装置
湛江转底炉