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氫啟變革 低碳賦能——昌黎縣興國精密機(jī)件有限公司綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展紀(jì)實(shí)

2023-07-13 16:14:00

  黨的二十大報(bào)告提出,加快發(fā)展方式綠色轉(zhuǎn)型,推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展綠色化、低碳化是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。昌黎縣興國精密機(jī)件有限公司(以下簡稱興國公司)積極籌劃從傳統(tǒng)“冶金”轉(zhuǎn)向新型“低碳?xì)湟苯稹?,通過在冶煉過程中以氫代碳的方式,增加清潔能源在鋼鐵生產(chǎn)過程中的使用比例,爭做鋼鐵行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展引領(lǐng)者,打造冀東北地區(qū)能源轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整新基地。

  校企協(xié)同 搭建冶金前沿技術(shù)研發(fā)平臺(tái)

   

  圖為富氫低碳冶煉熱模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。(興國公司 供圖)

  上海大學(xué)在冶金領(lǐng)域有著深厚的理論和技術(shù)積累與行業(yè)影響力。2019年,興國公司和上海大學(xué)簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議,提出聯(lián)合共建40立方米試驗(yàn)高爐為核心的富氫低碳冶煉熱模擬試驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái),建設(shè)冶金低碳技術(shù)研發(fā)中心,開發(fā)建設(shè)我國冶金技術(shù)中試基地,研發(fā)先進(jìn)的氫冶金技術(shù),推進(jìn)冶金低碳冶煉技術(shù)的完善、成熟和大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

  在2021年河北省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃資助(項(xiàng)目名稱為“先進(jìn)冶金技術(shù)與工藝開發(fā)試驗(yàn)研究”)和2021年上海市首批雙碳專項(xiàng)項(xiàng)目資助(項(xiàng)目名稱為“高爐富氫低碳冶煉關(guān)鍵工藝技術(shù)研究與示范”)的支持下,興國公司與上海大學(xué)聯(lián)合共建了“可調(diào)控、可打開、可剖析”的氫冶金低碳技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)配備有儲(chǔ)輸一體化氫系統(tǒng),以及齊備的在線檢測與取樣系統(tǒng),覆蓋爐體修復(fù)期、中試冶煉期、正式冶煉期和解剖期等完整的試驗(yàn)階段。

  通過打造開放性專業(yè)化實(shí)驗(yàn)高爐通用技術(shù)開發(fā)系統(tǒng)平臺(tái),興國公司和上海大學(xué)聚焦冶金低碳冶煉前沿技術(shù),研制冶金大科學(xué)裝置,突破相關(guān)核心技術(shù),致力于建成開放性高爐科學(xué)創(chuàng)新中心、冶金標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)基地和工業(yè)節(jié)能綠色示范基地,引領(lǐng)鋼鐵冶金技術(shù)革新,全面踐行綠色發(fā)展理念,促進(jìn)低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

  首次試驗(yàn) 構(gòu)建富氫冶煉技術(shù)理論和工藝原型

   

  圖為高爐爐料解剖實(shí)物圖。(興國公司 供圖)

  2021年12月28日,興國公司與上海大學(xué)聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)在完成前期的全焦和富氧噴煤試驗(yàn)基礎(chǔ)上,向40立方米的試驗(yàn)高爐中成功注入純氫氣,進(jìn)入“以氫代碳”的富氫冶煉試驗(yàn)階段。這是中國首次以純為噴吹氣源、進(jìn)行高爐富氫冶煉技術(shù)開發(fā)試驗(yàn)。富氫冶煉試驗(yàn)純氫氣的噴吹量達(dá)每小時(shí)1800立方米,噸鐵250立方米。近兩個(gè)月的工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果表明,高爐富氫冶煉可降低焦比10%以上,達(dá)到減少二氧化碳排放量10%以上和鐵產(chǎn)量增加13%以上(大幅提高高爐利用系數(shù))的預(yù)期效果,節(jié)能降碳效果顯著。同時(shí),該試驗(yàn)項(xiàng)目也為之后鋼鐵生產(chǎn)中大規(guī)模安全使用氫氣積累了經(jīng)驗(yàn)。

  在完成高爐富氫冶煉熱態(tài)試驗(yàn)后,該研發(fā)團(tuán)隊(duì)向爐內(nèi)注入氣—液混合,對試驗(yàn)高爐內(nèi)熱態(tài)爐料進(jìn)行快速“冷凍”,完整保留了爐內(nèi)物料變化細(xì)節(jié)。依托可解剖打開式爐體結(jié)構(gòu),該研發(fā)團(tuán)隊(duì)對“冷凍”后的試驗(yàn)高爐進(jìn)行了歷時(shí)3個(gè)月的解剖工作,獲取了高爐塊狀帶、軟熔帶、滴落帶、風(fēng)口區(qū)、死料柱、渣鐵等關(guān)鍵物料樣品及相關(guān)數(shù)據(jù)信息,通過“打開高爐黑箱”,徹底弄清楚了富氫對高爐爐料結(jié)構(gòu)和性狀變化的作用規(guī)律,構(gòu)建了完整的高爐富氫低碳煉鐵過程技術(shù)理論和工藝原型。

  應(yīng)用推廣 助力鋼鐵行業(yè)綠色低碳發(fā)展

   

  圖為綠氫制-儲(chǔ)-用共性關(guān)鍵技術(shù)與裝備研發(fā)基地。(興國公司 供圖)

  在半工業(yè)化試驗(yàn)和工業(yè)化推廣應(yīng)用中,興國公司與上海大學(xué)聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)獲發(fā)明專利授權(quán)5項(xiàng);圍繞鋼鐵企業(yè)大規(guī)模供氫和高爐氫技術(shù)操作,獲軟件著作權(quán)2項(xiàng)。在豐富的理論和扎實(shí)的實(shí)踐基礎(chǔ)上,上海大學(xué)牽頭,聯(lián)合寶鋼股份、中賽迪、興國公司、同濟(jì)大學(xué)等完成《冶金 高爐噴技術(shù)規(guī)范》(標(biāo)準(zhǔn)編號:T/CSTE 0208—2022)和《冶金 高爐噴吹氫氣工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(標(biāo)準(zhǔn)編號:T/CSTE 0209—2022)兩項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn),已在全國團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)信息平臺(tái)發(fā)布,有效推動(dòng)了高爐富氫低碳冶煉技術(shù)的工業(yè)化普及應(yīng)用,助力鋼鐵行業(yè)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展。

  在取得半工業(yè)化試驗(yàn)成果的基礎(chǔ)上,興國公司積極謀劃,規(guī)劃建設(shè)光伏/風(fēng)電電電解水制氫(日產(chǎn)30萬立方米及日產(chǎn)15萬立方米)—規(guī)?;m量儲(chǔ)氫—富氫冶煉項(xiàng)目,在現(xiàn)有450立方米鑄造生鐵高爐開展富氫富氧噴吹冶煉的工業(yè)化推廣應(yīng)用,預(yù)計(jì)于2023年底運(yùn)行。

  該項(xiàng)目將進(jìn)一步探索降碳節(jié)能的方向和途徑,打通工業(yè)規(guī)模的綠制—儲(chǔ)—用一體化工藝,形成光伏/風(fēng)力發(fā)電—電解水制氫—冶金的可再生清潔能源就地大規(guī)模儲(chǔ)能、消納和利用的示范典型,預(yù)計(jì)每年降低二氧化碳排放20萬噸,節(jié)能降碳效果顯著,同時(shí)電解水系統(tǒng)制得的綠還可供應(yīng)氫燃料汽車電池、配套建設(shè)的加氫站等,形成區(qū)域優(yōu)質(zhì)綠色源供應(yīng)能力。

  延鏈補(bǔ)鏈 打造高端裝備制造業(yè)生產(chǎn)基地

   

  圖為干凈整潔的興國公司廠區(qū)。(興國公司 供圖)

  興國公司致力于從“綠色底色”轉(zhuǎn)向“綠色競爭力”,基于高爐富氫冶煉生產(chǎn)得到的高品質(zhì)鑄造用鐵水原料,建設(shè)以高端材料制造和綠色能源產(chǎn)業(yè)開發(fā)利用為核心的科技創(chuàng)新企業(yè),樹立鋼鐵冶金鑄造行業(yè)低碳高質(zhì)量轉(zhuǎn)型發(fā)展的典范。

  在原廠址、原有產(chǎn)能和裝備的基礎(chǔ)上,興國公司新建年產(chǎn)50萬噸高端球墨鑄鋼、鑄鐵產(chǎn)線,產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于冶金、機(jī)械制造、汽車及模具領(lǐng)域,通過技術(shù)轉(zhuǎn)型升級、裝備工藝升級、產(chǎn)品轉(zhuǎn)型升級,實(shí)現(xiàn)延鏈、補(bǔ)、強(qiáng),由傳統(tǒng)的鑄造生產(chǎn)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級為技術(shù)先進(jìn)、工藝領(lǐng)先、產(chǎn)品優(yōu)良、資源高效利用、環(huán)保節(jié)能的新型冶煉深加工生產(chǎn)企業(yè),打造高端裝備制造業(yè)生產(chǎn)基地。

  在興國公司與上海大學(xué)的良好合作下,雙方用學(xué)科、專業(yè)鏈支撐創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈,共同完成引進(jìn)技術(shù)消化吸收和自主創(chuàng)新,促使興國公司實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新能力的突破性提高,形成了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的氫冶金低碳冶煉、特殊鋼生產(chǎn)等技術(shù)。

  未來,興國公司將持續(xù)聚焦綠色低碳、節(jié)能高效、循環(huán)經(jīng)濟(jì),堅(jiān)持科技引領(lǐng)、創(chuàng)新發(fā)展,推進(jìn)“綠色興國、質(zhì)量興國、低碳興國”建設(shè)。

 

 

來源:中國冶金報(bào)-中國鋼鐵新聞網(wǎng)

編輯:溫曉霞

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