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煉鋼工序流程優(yōu)化研究

成果簡(jiǎn)介

國(guó)家環(huán)保限產(chǎn)政策隨季節(jié)及環(huán)保現(xiàn)狀不斷進(jìn)行調(diào)整，鐵水嚴(yán)重不足及波動(dòng)大，為確保生產(chǎn)穩(wěn)定有序，2017年5月份煉鋼廠根據(jù)鐵水情況，開展工序流程優(yōu)化課題，重點(diǎn)對(duì)轉(zhuǎn)爐低鐵耗冶煉及護(hù)爐操作、質(zhì)量控制進(jìn)行攻關(guān)，取得較好效果。廢鋼量的增加及鐵水消耗的大幅降低，導(dǎo)致生產(chǎn)工藝發(fā)生較大變化，給生產(chǎn)節(jié)奏控制、轉(zhuǎn)爐冶煉操作、爐況維護(hù)等均帶來較大困難，如廢鋼質(zhì)量差時(shí)加入量大影響節(jié)奏、終點(diǎn)碳低、溫度低、大塊廢鋼化不透、爐況侵蝕嚴(yán)重、爐內(nèi)熱量不足等一系列問題隨之而來。通過以各工序溫度控制為主線，優(yōu)化廢鋼質(zhì)量、廢鋼結(jié)構(gòu)及加入方式、轉(zhuǎn)爐冶煉槍位控制、渣料結(jié)構(gòu)及加入時(shí)機(jī)，創(chuàng)新轉(zhuǎn)爐護(hù)爐工藝并在吹煉過程添加碳素材料等措施、方法的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)低鐵耗運(yùn)行期間生產(chǎn)安全、質(zhì)量穩(wěn)定。

技術(shù)狀況

創(chuàng)新性

獨(dú)占性

盈利性

持續(xù)性

先進(jìn)性

成熟度

課題項(xiàng)目研發(fā)過程中德龍煉鋼廠大膽嘗試、重點(diǎn)突破、自主創(chuàng)新，研發(fā)、掌握了多項(xiàng)核心技術(shù)和難題，包括低鐵耗轉(zhuǎn)爐冶煉工藝優(yōu)化研究、“四位一體”護(hù)爐新工的研究與應(yīng)用、低鐵耗低N含量控制技術(shù)研究等，以上關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)推動(dòng)了項(xiàng)目順利開展。廢鋼量大幅增加后，吹煉前期升溫速度慢，中后期易發(fā)生爆發(fā)性金屬噴濺，且吹煉終點(diǎn)經(jīng)常出現(xiàn)大塊廢鋼化不透現(xiàn)象影響安全及溫度判斷。針對(duì)以上問題，對(duì)操作過程的供氧制度、造渣制度、溫度控制制度進(jìn)行優(yōu)化、改進(jìn)，轉(zhuǎn)爐吹煉過程噴濺發(fā)生率降低至＜2%，終點(diǎn)廢鋼未化完發(fā)生率降低至＜1%、轉(zhuǎn)爐一倒出鋼率≥88%，出鋼過程增C現(xiàn)象基本杜絕。獨(dú)立研發(fā)一種“四位一體”護(hù)爐新工藝，實(shí)現(xiàn)了不停爐的條件下快速補(bǔ)爐，避免了采用鎂碳磚停爐補(bǔ)爐，冶煉周期縮短了1-1.5min，確保了低鐵耗快節(jié)奏冶煉下爐況順行。對(duì)低鐵耗期間鋼中N含量升高的原因進(jìn)行系統(tǒng)分析，最終確定焦炭及廢鋼加入量、轉(zhuǎn)爐氮?dú)宓状登袚Q時(shí)間為主要影響因素。通過對(duì)轉(zhuǎn)爐底吹氮?dú)迩袚Q時(shí)間及攪拌強(qiáng)度進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，實(shí)現(xiàn)大廢鋼量下鋼中N含量＜50PPm的較好效果。

國(guó)外主要產(chǎn)鋼國(guó)家轉(zhuǎn)爐廢鋼比平均為25%-28%，廢鋼比增加后，在同等多的鐵水條件下的產(chǎn)鋼量增加。德龍通過優(yōu)化廢鋼質(zhì)量及廢鋼加入方式，優(yōu)化冶煉操作，實(shí)現(xiàn)廢鋼加入量的提升，廢鋼單耗由之前的199.86Kg/t，提至目前的288.77Kg/t，與新金、普陽同鋼種鋼廠相比較分別提高25.93Kg/t、43.12Kg/t，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了廢鋼創(chuàng)效。該課題實(shí)施過程中提煉出諸多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，其中轉(zhuǎn)爐冶煉優(yōu)化、護(hù)爐工藝、鋼中N含量控制三項(xiàng)技術(shù)在鋼鐵行業(yè)屬于技術(shù)獨(dú)創(chuàng)，目前受理了三項(xiàng)專利，其中2項(xiàng)實(shí)用新型、1項(xiàng)發(fā)明。在充分利用爐內(nèi)熱量的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐低鐵耗冶煉，保證了煉鋼生產(chǎn)連續(xù)性，提高了風(fēng)、水、電、氣利用率，為短流程煉鋼技術(shù)研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)低鐵耗低N含量的控制技術(shù)，確保了產(chǎn)品性能穩(wěn)定，提高了下游客戶質(zhì)量滿意度，創(chuàng)造了良好的社會(huì)效益。

自2017年5月份進(jìn)行工藝優(yōu)化，至6-12月份全面推廣，供氧強(qiáng)度由之前的3.2m3/min.t提高至3.6m3/min.t，供氧時(shí)間縮短約40秒，冶煉周期降低至26-29min，轉(zhuǎn)爐平均出鋼時(shí)間縮短1分30秒，鐵水消耗由之前的900.5Kg/t鋼降低至807Kg/t鋼，鐵耗降低93.5Kg/t鋼，則產(chǎn)量增加創(chuàng)效：（鐵水量/807 -鐵水量/900.5）*噸鋼加權(quán)平均利潤(rùn)= 3132.6萬元。低鐵耗冶煉工藝的成熟確保了低鐵水條件下煉鋼生產(chǎn)順行且創(chuàng)效可觀。同時(shí)低鐵耗低N含量的控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)低鐵耗下鋼中N含量≤50PPm，較新金低鐵耗下N含量65PPm左右及普陽78PPm左右大幅降低，控制在較好水平，確保了帶鋼質(zhì)量穩(wěn)定，下游客戶使用正常，確保了產(chǎn)品性能穩(wěn)定，提高了下游客戶質(zhì)量滿意度，創(chuàng)造了良好的社會(huì)效益。在嚴(yán)峻的環(huán)保形勢(shì)下，低鐵耗冶煉是每個(gè)鋼鐵企業(yè)的追求，具有先進(jìn)性和推廣價(jià)值。

德龍與北京科技大學(xué)、華北理工大學(xué)、河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院等進(jìn)行校企合作，培養(yǎng)了一大批技術(shù)骨干力量；多次派技術(shù)人員到邯鋼、太鋼、國(guó)豐等大型鋼鐵企業(yè)對(duì)標(biāo)學(xué)習(xí)，為德龍的技術(shù)研發(fā)工作開展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，近幾年德龍加大技術(shù)人員的引進(jìn)、培養(yǎng)力度，建立健全了各項(xiàng)技術(shù)人員管理制度，如《人才引進(jìn)培養(yǎng)實(shí)施辦法》、《專業(yè)技術(shù)職務(wù)人員管理及考核辦法》、《技術(shù)創(chuàng)新管理激勵(lì)制度》、《新產(chǎn)品試制管理辦法》、《專利管理辦法》、《科技論文發(fā)表管理辦法》等人才激勵(lì)和科技研發(fā)獎(jiǎng)勵(lì)制度，對(duì)技術(shù)好或有突出貢獻(xiàn)的科技創(chuàng)新人員進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)，2017年累計(jì)發(fā)放獎(jiǎng)金500多萬元。課題組成員由技術(shù)專業(yè)水平豐富的各級(jí)技術(shù)人員組成，是目標(biāo)一致、工作同力的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，為企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品開發(fā)、基礎(chǔ)研究等方面做貢獻(xiàn)。截至目前該課題已獲得2項(xiàng)實(shí)用新型專利、1項(xiàng)發(fā)明專利。

在轉(zhuǎn)爐日鐵耗最低770Kg/t鋼、月鐵耗平均807Kg/t鋼，相比原鐵耗900.5Kg/t鋼降低了93.5Kg/t鋼，廢鋼消耗量增加，根據(jù)廢鋼邊際貢獻(xiàn)測(cè)算噸鋼可降低成本 49.48元，實(shí)現(xiàn)了部分原料短流程煉鋼技術(shù)，節(jié)約了能源消耗，再此基礎(chǔ)上，轉(zhuǎn)爐吹煉過程操作順行，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)實(shí)現(xiàn)了突破：轉(zhuǎn)爐吹煉過程噴濺發(fā)生率降低至＜2%，終點(diǎn)廢鋼未化完發(fā)生率降低至＜1%、轉(zhuǎn)爐一倒出鋼率≥88%，出鋼過程增C現(xiàn)象基本杜絕。通過“四位一體”護(hù)爐新工藝的研究與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了由停爐采用鎂碳磚護(hù)爐變?yōu)椴煌t護(hù)爐，將護(hù)爐工作融入到轉(zhuǎn)爐冶煉期間，同時(shí)使冶煉周期縮短了1-1.5min，確保了低鐵耗快節(jié)奏冶煉下爐況順行。通過合理控制廢鋼、焦炭加入量，優(yōu)化轉(zhuǎn)爐底吹氮?dú)迩袚Q時(shí)間及不同時(shí)期攪拌強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)低鐵耗下鋼中N含量＜50PPm的較好水平。與鋼鐵領(lǐng)域同行業(yè)兄弟單位進(jìn)行對(duì)標(biāo)學(xué)習(xí)，德龍鐵水消耗及各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)為目前鋼鐵行業(yè)最優(yōu)指標(biāo)。

市場(chǎng)狀況

市場(chǎng)分析

商業(yè)模式

營(yíng)銷狀況

通過開展一系統(tǒng)工藝優(yōu)化研究，實(shí)現(xiàn)了鐵耗＜810Kg/t鋼時(shí)冶煉平穩(wěn)，終點(diǎn)達(dá)標(biāo)；另外轉(zhuǎn)爐“四位一體”護(hù)爐新工藝，為快節(jié)奏冶煉提供保障。在轉(zhuǎn)爐護(hù)爐過程中，通過不斷總結(jié)、摸索，撰寫《一種測(cè)量轉(zhuǎn)爐爐身耐材厚度的裝置》及《一種測(cè)量轉(zhuǎn)爐爐底標(biāo)高的簡(jiǎn)易裝置》專利兩個(gè)，該發(fā)明對(duì)轉(zhuǎn)爐爐身厚度、爐底高度的測(cè)量簡(jiǎn)單易行，非常切合生產(chǎn)實(shí)際；通過優(yōu)化底吹氮?dú)迩泻蠒r(shí)機(jī)、流量控制，實(shí)現(xiàn)低鐵耗低N控制，創(chuàng)新N含量控制方式，確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定及下游客戶使用正常。另外該課題的研究，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐鐵水消耗由之前的900Kg/t鋼降低至810Kg/t鋼，鐵耗大幅降低，廢鋼用量增加，確保了高爐限產(chǎn)期間煉鋼生產(chǎn)的連續(xù)性，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量提升，為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也提高了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。德龍?jiān)擁?xiàng)成果市場(chǎng)前景很廣闊，在鋼鐵行業(yè)具有很大的推廣應(yīng)用價(jià)值。

轉(zhuǎn)化需求狀況

擬采取的轉(zhuǎn)化方式：

合作研發(fā)

資金需求額：

1500萬元

應(yīng)用推廣已投入情況：

1000萬元

融資用途：

產(chǎn)品研發(fā)

管理團(tuán)隊(duì)狀況

公司治理結(jié)構(gòu)

公司管理結(jié)構(gòu)

財(cái)務(wù)狀況

該項(xiàng)目第一完成人梅忠男，39 歲，碩士學(xué)歷，畢業(yè)于安徽工業(yè)大學(xué)鋼鐵冶金專業(yè)，現(xiàn)任德龍鋼鐵總經(jīng)理助理，主管技術(shù)質(zhì)量工作。從一名基層轉(zhuǎn)爐崗位人員開始工作，經(jīng)過不斷努力成長(zhǎng)為技術(shù)管理人員，具有豐富的現(xiàn)場(chǎng)操作和管理經(jīng)驗(yàn)，多次主持和承擔(dān)公司產(chǎn)品開發(fā)、降本增效項(xiàng)目，榮獲市、縣以及公司的“技術(shù)管理創(chuàng)新先進(jìn)個(gè)人”、“勞動(dòng)模范”、“青年崗位能手”、“科技貢獻(xiàn)先進(jìn)個(gè)人”等多項(xiàng)榮譽(yù)。

公司按國(guó)際質(zhì)量體系ISO9001認(rèn)證要求，建立了現(xiàn)代化質(zhì)量管理體系，致力于持續(xù)改進(jìn)，不斷完善確保體系有效運(yùn)行。同時(shí)公司緊緊圍繞國(guó)家發(fā)展規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)政策，立足于企業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，針對(duì)公司能源、環(huán)保、材料、工藝等進(jìn)行科研開發(fā)活動(dòng)，推動(dòng)研發(fā)成果落實(shí)到實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中。實(shí)行長(zhǎng)、中、短期項(xiàng)目的有機(jī)結(jié)合大力提高技術(shù)中心的原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進(jìn)消化，努力把技術(shù)中心引導(dǎo)到一個(gè)健康發(fā)展的軌道上。通過提升產(chǎn)品質(zhì)量，降低過程成本消耗、以及持續(xù)開發(fā)和改進(jìn)產(chǎn)品，不斷提高公司的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。