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    让传统钢铁行业“结出”智能低碳“新果”

    来源:经济参考报  撰稿人:  发布时间:2021年12月20日 浏览:
    摘要:

    近几年,率先开展钢铁智能制造技术布局,抢抓绿色化发展机遇,取得重大技术突破,推动我国钢铁生产体系再造,部分领域引领全球……

      中冶赛迪设计建设的宝武韶钢铁区集中操控中心。资料照片

      50多年前,主持设计我国首座自主设计建设的大型钢铁基地攀钢,此后承担武钢、宝钢、鞍钢等一大批重点钢铁工程项目;

      10多年前,面对钢铁工程核心技术与装备长期被国外“卡脖子”问题,奋起直追,不仅解决了“人有我无”问题,仅新建特大型高炉就占据全球60%的市??;

      近几年,率先开展钢铁智能制造技术布局,抢抓绿色化发展机遇,取得重大技术突破,推动我国钢铁生产体系再造,部分领域引领全球……

      钢铁是“工业粮食”。记者近期在中国五矿中冶集团下属的中冶赛迪集团有限公司(下称“中冶赛迪”)调研发现,十余年来,这家老钢铁设计院“咬定”研发不放松,加快向科技型企业转型,聚焦我国钢铁工程技术自立自强,通过前瞻性布局、关键点猛攻、系统化突破,助力我国将关系到“工业粮食”的核心技术牢牢掌握在自己手上,并在国际钢铁市场中树立了中国品牌。

      突破“卡脖子”技术

      抢占国际市场

      今年9月初,中冶赛迪击败来自意大利、德国的竞争对手,中标印度JSPL钢厂新建5499立方米高炉项目。去年以来,尽管受到新冠肺炎疫情影响,但中冶赛迪仍相继承揽了欧洲安赛乐米塔尔、印度TATA、土耳其ISDEMIR等海外知名钢企项目。

      “疫情期间,海外拓展速度不减?!敝幸比虾M馐乱倒芾聿坎砍ち跤陆樯?,4000立方米级以上特大型高炉技术,中冶赛迪在全球新建市场占有率已达60%,成为国内外大型钢厂的首选供应商。

      然而,十多年前,作为钢产量世界第一的中国,钢铁工程核心技术和装备受制于人,外国公司要么不卖,要么漫天要价。比如,特大型高炉无料钟炉顶核心设备布料器,长期被欧洲一家公司垄断,海外售价1000多万元,如果中国企业参与海外项目投标,其报价动辄上亿元,以此限制中国相关技术发展。

      “技术不自主,不仅受制于人,还会被锁定在产业链低端。作为钢铁工程设计‘国家队’,必须奋起直追,为钢铁工程技术自立自强闯出一条路来?!敝幸比隙鲁ばぱ慕樯?,从2006年起, 中冶赛迪系统梳理钢铁行业领域“人有我无”的核心关键技术,“勒紧裤腰带”进行攻关。

      这家企业的科研攻坚战由此拉开帷幕——每年研发投入从不足千万元,逐步增加到5亿多元,平均占营收总额的3.5%以上,近五年累计投入研发资金约20亿元;为激发创新活力,打造科创孵化园,实施科技创新成果“模拟股权”等激励机制;为突破瓶颈,搭建国家和省部级创新平台20余个;一些重点项目,研发长达六七年甚至十余年……

      坚持创新并非易事。因中试成本高、风险大,不少钢企不愿在自己产线上试验新技术。仅建设用于研发中试的1:1产线模型,中冶赛迪就投资上亿元。中冶赛迪装备公司副总经理张甲刚说:“由于研发投入大,高炉、万能轧机等多项技术突破花了六七年。有几年企业营收数据不好看,一些员工对研发提出质疑。但是在公司领导班子的坚持下,十多年来研发决心始终未动摇,为企业厚积薄发打下了基础?!?/span>

      中冶赛迪作为一家老设计院,在技术积累上有优势。但肖学文认为,创新不能单点突破要系统推进,光有技术、会画图纸还不行,必须有核心产品、完整的产业链,否则即使不被外国人“卡脖子”,也会被“绑手脚”。为此,中冶赛迪专门组建装备制造公司,将核心技术转化成核心设备,形成了设计、研发、建设、制造的冶金全产业链,以“技术+产品”系统推进科技创新。

      功夫不负有心人。十多年来,中冶赛迪相继攻克高炉、热连轧、特厚板连铸、后处理等一大批“卡脖子”技术,实现钢铁全流程技术装备的完全自主。其性能更先进的高炉无料钟炉顶布料器研发成功后,倒逼国外产品降价90%。目前,中冶赛迪4000多名员工中,专门从事研发的人员达600多人,累计获得国家级科技成果奖40余项,拥有有效专利2000余项。

      在科技创新的同时,中冶赛迪从2003年起大力拓展海外市场。但彼时除了产品和服务价格便宜外,中冶赛迪在海外没有品牌知名度、也没有市场占有率,一些国外企业连投标的机会都不给。一次,中冶赛迪投标亚洲某国钢铁企业高炉项目,尽管方案占优但还是被拒绝,对方的理由是“如果买了中国的高炉,整个国家都会笑话我们”。

      为了打进国际市场,一开始中冶赛迪与外国企业合作,并探索在英、美、印度成立子公司,逐步熟悉海外市场规则。经过十多年的努力,中冶赛迪终于形成了自己的项目管理、工程交付、商务开发体系,开始中标巴西、印度等国的大型项目。2017年,由中冶赛迪总设计、全产业链输出的台塑越南河静千万吨级钢铁基地投产,这是东南亚最大、最先进的钢铁厂。从此,中冶赛迪奠定了在国际钢铁行业中的领先地位。

      “目前,全球排名前50名的钢铁公司中有42家是我们的客户,海外项目合同额超300亿元,带动中国设备出口200余亿元,实现了中国钢铁工程技术从引进到输出的转变?!毙ぱ乃?。

      “灰头土脸”的传统钢铁厂

      也能“数智化”

      宝武集团广东韶关钢铁有限公司炼铁区内,阵阵轰鸣声中,原材料运输、烧结、焦化、高炉等环节有序运行,但各车间不见工人身影。

      5公里以外的韶钢智慧中心,7个装有大屏和操作台的工作岛,实时收集分析着生产区35万个数据点,监测、调度着8大工序、30个系统,替代了原来42个中控室,让400多名员工撤出操作现场。

      这个由中冶赛迪开发建设、将废弃厂房改造而成的韶钢智慧中心,是全球首例钢铁厂智慧集控项目,设计时尚、环境优雅,乍一看如同文创园区,一改钢铁厂“灰头土脸”的传统形象。该中心2019年1月投用后,韶钢吨铁成本降低40元,平均日产量提升500吨,总体劳动生产率提升近40%,年创造经济效益3亿多元,被中国钢铁行业协会评为“2019年两化融合优秀成果案例”。

      “我国拥有世界最大的钢铁产能和钢铁市场,有条件更有理由做出别人做不到的引领性创新?!毙ぱ乃?,聚焦钢铁生产更安全、更高效、更环保,依托我国互联网、大数据、人工智能技术优势,近几年中冶赛迪以硬软件同步,设备、技术、服务协同的系统化、集成化思维,着力攻关钢铁智能制造和工业互联网,努力打造“数智化”钢厂。

      针对钢铁生产体系庞大、环节众多,传统自动化加信息化难以根本解决成本和效率“天花板”的问题,中冶赛迪探索“线下智能化、全感知,线上全流程、系统化大数据分析决策”,研发出无人铁水运输机车、智能工艺机器人等装备,让各设备智能感知、智慧管控、线上诊断;推出“水土云”工业互联网平台,以大数据、人工智能为内核,开发嵌入100多个工序模型,将所有环节数据连点成线,最终形成向下连接“人机料”各生产要素,向上支撑“操控管”高度融合的智能化生产运营体系。2020年,“水土云”平台获第二届中国工业互联网大赛总决赛冠军,中冶赛迪成为我国工业互联网标识解析二级节点(冶金行业)建设牵头单位。

      凭借首开先河的钢铁智能制造解决方案,中冶赛迪近年来在国内建成全球首个数字化智能化原料场、全球首套智慧铁水运输系统、全球首个全厂水系统智慧集控中心等。如湛江钢铁厂100万平方米智能原料场,只需要4个操作员远程监控,作业效率提升30%,盘库效率提升90%。

      中国工程院院士、中国金属学会理事长干勇表示,通过信息化大数据和钢铁工业深度融合,中冶赛迪打造了引领国际炼铁技术发展的典型案例。

      以绿色低碳技术

      加快钢铁供给侧改革

      随着碳达峰、碳中和目标的提出,作为碳排放“大户”的钢铁工业,面临加快绿色化转型的考验。中冶赛迪提前布局、前瞻性研发,用一系列关键技术和工艺突破,助力我国钢铁行业减污降碳。

      在首钢京唐厂,由中冶赛迪设计建设的30万吨转底炉生产线已投运一年多,不仅实现含铁尘泥固废零排放,每年还可生产15万吨金属化球团,铁锌资源回收收益约7000万元。

      “我国生产一吨钢约产生0.6吨固废,部分固废过去无法有效处置,污染大且多种金属被浪费?!比先裙せ繁9靖弊芫砺薇α樯?,早在2009年公司就布局高效转底炉工艺技术攻关,历经6年研发,关键技术指标超过外国同行,国内外项目合同额已达30亿元。

      以废钢为原料、以电为能源的短流程冶炼,相比以矿石为原料、以煤炭为能源的长流程冶炼,能减少三分之二的二氧化碳和大量固废排放。自2008年起,中冶赛迪启动短流程炼钢关键技术及装备的研发,经过10余年攻关,2018年推出绿色智能电弧炉,2021年推出超级电弧炉。

      其中,废钢阶梯分料+阶梯扰动废钢预热技术为世界首创,电能利用效率提升10%以上,电极消耗降低40%到50%,目前已在四川、陕西等地应用?!霸ぜ频?030年,我国废钢积蓄量将达到130亿吨,年废钢资源量达到3.5亿吨,短流程冶炼前景广阔?!敝幸比系吞技际跹芯吭郝躺咝У缏芯渴易椅饬钏?。

      从过去模仿国外跟跑,到如今在部分领域实现领跑,如何准确研判行业发展趋势、加强原创技术研发,对我国企业科技创新提出了更高要求?!爸幸比弦丫咏饩觥擞形椅蕖母嫘匝蟹?,全面转向‘人无我有、人有我优’的引领性创新?!毙ぱ乃?,中冶赛迪坚持把准大方向,实行“育生态+赛马制”,聚焦智能制造、绿色低碳、新材料、新装备等方面,梯次推进高炉碳循环技术等一批“未来技术”研发,“十四五”期间将继续往高端打、往前沿冲,助推我国钢铁工程技术在更多领域实现全球领先。

    责任编辑:褚赞赞
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