鋼鐵降碳新技術(shù)—— 直軋項(xiàng)目在長(zhǎng)鋼落地見(jiàn)效
2022-09-27
8月16日，首鋼長(zhǎng)鋼公司“棒線材免加熱雙鑄機(jī)多軋線直接軋制”項(xiàng)目工藝、裝備順利通過(guò)由山西省金屬學(xué)會(huì)組織的鋼鐵行業(yè)專(zhuān)家驗(yàn)收。專(zhuān)家組表示，項(xiàng)目運(yùn)行期間取得的各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)符合技術(shù)協(xié)議及可行性研究報(bào)告的性能、功能要求，形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工藝裝備技術(shù)集成，建成了雙鑄機(jī)多軋線直接軋制示范產(chǎn)線，節(jié)能、減排、降碳效果顯著，具有良好的環(huán)境和減碳效益，在行業(yè)內(nèi)具有示范引領(lǐng)效應(yīng)，推廣應(yīng)用前景廣闊。
8月18日，參加2022棒線材“低成本、高效能、精益化”技術(shù)發(fā)展研討會(huì)的150余名專(zhuān)家、管理人員、設(shè)備供貨商齊聚公司廠區(qū)，現(xiàn)場(chǎng)參觀連鑄坯免加熱直接軋制這一處于國(guó)際先進(jìn)水平的項(xiàng)目。
一根根炙熱的連鑄坯在絕熱保溫輥道內(nèi)排隊(duì)等候，按照軋制節(jié)奏指令以5.5m/s速度進(jìn)入軋機(jī)輥道，鋼坯由粗變細(xì)，逐漸軋制成HPB300、HRB400E、HRB500E(直條、盤(pán)卷）等產(chǎn)品，“躺”在冷床上降溫，1分半的時(shí)間后，再經(jīng)精整打包，產(chǎn)品被送入成品庫(kù)，堆成穩(wěn)固的垛型，等待出庫(kù)……
崗位職工各司其職，操作室職工緊盯生產(chǎn)數(shù)據(jù)，維修職工井然有序地維修著各種零備件，轟鳴的機(jī)械聲絲毫沒(méi)有影響職工的工作熱情。
長(zhǎng)鋼直軋項(xiàng)目工藝、裝備驗(yàn)收成功，標(biāo)志著長(zhǎng)鋼形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的智能化工藝裝備技術(shù)集成，研發(fā)了基于產(chǎn)品性能一致性控制的直軋方坯高拉速連鑄技術(shù)、直接軋制連鑄坯及軋件溫度均勻性控制技術(shù)等，在減污降碳、綠色發(fā)展、智能制造方面，走在了大多數(shù)鋼鐵企業(yè)的前列，極具示范意義。截至2022年8月，直軋比例最高達(dá)87.6%，單澆次直軋比例最高達(dá)96.3%，成材率比爐軋?zhí)岣?.5%。
一次敢為人先的嘗試
2020年9月8日，長(zhǎng)鋼經(jīng)過(guò)提拉速改造的7號(hào)連鑄機(jī)，將第一支直軋鑄坯送上直軋輥道，鑄坯繞過(guò)加熱爐（不進(jìn)行加熱），被直接送往軋機(jī)進(jìn)行軋制。
項(xiàng)目在長(zhǎng)鋼的實(shí)施落地，長(zhǎng)鋼人醞釀了將近4年之久。
2015年底，我國(guó)鋼鐵行業(yè)結(jié)束黃金10年，進(jìn)入了“寒冬”，行業(yè)虧損十分嚴(yán)重。在行業(yè)大洗牌中活下來(lái)，成為每個(gè)鋼鐵企業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。2016年，長(zhǎng)鋼公司立足打贏“求生存”硬仗，迎戰(zhàn)鋼鐵“寒冬”，主動(dòng)尋求自我變革。了解到行業(yè)上領(lǐng)先的“方坯連鑄—直接軋制”鑄坯熱送直軋高效化生產(chǎn)流程，能夠達(dá)到顯著降低能耗和生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本、創(chuàng)造可觀經(jīng)濟(jì)效益的目的，長(zhǎng)鋼公司層多次召開(kāi)務(wù)虛會(huì)籌謀，相關(guān)專(zhuān)業(yè)部門(mén)、專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員多次走出去參觀學(xué)習(xí)，并結(jié)合長(zhǎng)鋼實(shí)際進(jìn)行充分論證打磨，數(shù)次對(duì)相關(guān)工藝流程、設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造，在近4年時(shí)間里做足了準(zhǔn)備和鋪墊。于2020年9月8日，一次試軋成功。讓這項(xiàng)顛覆性技術(shù)在長(zhǎng)鋼落實(shí)落地。
我們來(lái)算一筆賬。以長(zhǎng)鋼公司目前143萬(wàn)噸可直軋鋼筋 120萬(wàn)噸直軋鋼筋產(chǎn)量計(jì)算，可實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排5.8萬(wàn)噸/年。放眼全國(guó)，2021年全國(guó)鋼筋產(chǎn)量為2.5億噸，如30%、50%、80%的粗鋼產(chǎn)品為直接軋制（不經(jīng)由加熱爐加熱），或可實(shí)現(xiàn)行業(yè)二氧化碳減排167萬(wàn)噸/年、279萬(wàn)噸/年、446萬(wàn)噸/年。此外，項(xiàng)目的施行，還可實(shí)現(xiàn)能耗的大幅降低，以及二氧化硫、氮氧化合物、粉塵顆粒物等的大幅減排。
長(zhǎng)鋼試軋成功半個(gè)月后，2020年9月21日，中國(guó)在75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上作出莊嚴(yán)承諾，二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。
長(zhǎng)鋼公司為了降低生產(chǎn)成本、優(yōu)化工藝路線而實(shí)施的直軋改造，契合了國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)進(jìn)入以降碳為重點(diǎn)的戰(zhàn)略方向和減污降碳、綠色發(fā)展的國(guó)家意志。直軋技術(shù)在長(zhǎng)鋼先行先試的背后，流淌著長(zhǎng)鋼傳承紅色基因踐行國(guó)企擔(dān)當(dāng)綿延70多年的綠色情懷，展現(xiàn)著長(zhǎng)鋼繼承和發(fā)揚(yáng)“敢為天下先”的首鋼精神和敢當(dāng)時(shí)代弄潮兒的銳氣，激蕩著長(zhǎng)鋼善于變革、敢于創(chuàng)新，謀求自我圖強(qiáng)，以極致內(nèi)部工作搏擊不確定市場(chǎng)的智慧和力量。
此后，長(zhǎng)鋼研究總結(jié)2020年7號(hào)連鑄機(jī)直軋改造的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)連鑄機(jī)拉速、結(jié)晶器、火焰切割機(jī)液壓剪、保溫輥道、矯直機(jī)等進(jìn)行了優(yōu)化升級(jí)，利用九高爐系列檢修時(shí)機(jī)實(shí)施了8號(hào)連鑄機(jī)直軋改造，也即長(zhǎng)鋼公司第二條直軋線。實(shí)現(xiàn)了7號(hào)、8號(hào)鑄機(jī)對(duì)棒材、棒線產(chǎn)線互聯(lián)互通的直軋工藝構(gòu)想。
這標(biāo)志著，長(zhǎng)鋼“棒線材免加熱雙鑄機(jī)多軋線直接軋制”項(xiàng)目工藝順利打通，標(biāo)志著兩臺(tái)連鑄機(jī)對(duì)應(yīng)棒材、棒線、高線三條產(chǎn)線具備了直軋能力（除型鋼產(chǎn)線）。長(zhǎng)鋼也成為國(guó)內(nèi)外第一家實(shí)現(xiàn)免加熱直接軋制HRB500E的企業(yè)。
一次穩(wěn)扎穩(wěn)打的攻關(guān)
項(xiàng)目的落地，工藝的打通，對(duì)于長(zhǎng)鋼而言，只是萬(wàn)里長(zhǎng)征走完了第一步。2020年至今，長(zhǎng)鋼對(duì)直軋項(xiàng)目投入了大量的人力、物力、資金等，直軋比例正在穩(wěn)步提升，直軋品種不斷拓展，產(chǎn)線效益不斷提升。放眼未來(lái)，后續(xù)配套發(fā)電項(xiàng)目等有待進(jìn)一步升級(jí)完善。產(chǎn)線能否實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)效能，直軋率能否追求最高，還有很長(zhǎng)的路要走，還有很多工作要做。
具體來(lái)看，鋼坯的溫度及成分，設(shè)備故障時(shí)間及換工藝時(shí)間等，都是制約直軋率提升的關(guān)鍵因素。
軋鋼廠、煉鋼廠始終葆有善于創(chuàng)新、敢于創(chuàng)新的銳氣，用“創(chuàng)”的勁頭，“干”的作風(fēng)，把“創(chuàng)新”寫(xiě)在直軋率攻關(guān)的征程中。
第一階段（4—6月）：直軋比例達(dá)到65%以上；
第二階段（7—9月）：直軋比例達(dá)到75%以上，實(shí)現(xiàn)每月一座加熱爐停兩周時(shí)間；
第三階段（10—11月）：直軋比例達(dá)到85%以上，實(shí)現(xiàn)一座加熱爐停用……
公司高度重視直軋項(xiàng)目成果，在不影響日產(chǎn)量的前提下，以8號(hào)連鑄機(jī)—棒材產(chǎn)線為中心，提高棒材產(chǎn)線鋼筋產(chǎn)品直軋比例為主線，將直軋比例目標(biāo)分為三個(gè)階段。
“目標(biāo)就是任務(wù)?！卑舨淖鳂I(yè)區(qū)一班人，從創(chuàng)新生產(chǎn)組織模式、提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效率等方面入手，全力實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，“截至5月（8號(hào)連鑄機(jī)直軋改造投運(yùn)一個(gè)月后），直軋比例達(dá)65.17%，提前實(shí)現(xiàn)第一階段目標(biāo)?！?/p>
“直軋 混軋”模式，讓生產(chǎn)更高效——
在7號(hào)連鑄機(jī)直軋改造完成后，生產(chǎn)模式一直沿用純直軋或純加熱爐模式。然而，這兩種生產(chǎn)模式無(wú)法使生產(chǎn)效益最大化。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況統(tǒng)計(jì)，連鑄機(jī)6流全開(kāi)時(shí)，純直軋模式為65根/小時(shí)，純加熱爐模式為95根/小時(shí)，混軋模式則為100根/小時(shí)。之后，綜合考慮3條產(chǎn)線布局在同一個(gè)廠房的實(shí)際，經(jīng)過(guò)多次分析、論證、試驗(yàn)，最終確定了“直軋＋混軋”生產(chǎn)組織模式，在加熱爐新增設(shè)一個(gè)爐門(mén)，經(jīng)過(guò)加熱爐但無(wú)需加熱，滿(mǎn)足直軋條件時(shí)直軋，不滿(mǎn)足直軋條件時(shí)根據(jù)兩根鋼坯的時(shí)間間隔（≥37s），迅速切換至“利用加熱爐出一支鋼坯”進(jìn)行軋制，保證直軋率的同時(shí)，又能達(dá)到產(chǎn)量最大化。
“紅燈就是事故”管理，助力非計(jì)劃停機(jī)大幅降低——
根據(jù)學(xué)巴鋼指標(biāo)體系，直軋率作為廠級(jí)指標(biāo)體系，是現(xiàn)階段生產(chǎn)的重點(diǎn)攻關(guān)目標(biāo)。安全事故、非計(jì)劃停機(jī)事件的發(fā)生，在一定程度上直接影響著直軋率的提升。
年初，棒材作業(yè)區(qū)提出“紅燈就是事故”的工作理念?！傲疗鸺t燈”就意味著非計(jì)劃停機(jī)事故的發(fā)生，無(wú)論涉及到誰(shuí)，都要不找客觀原因地接受處罰?，F(xiàn)如今，這已成為銘記在每名棒材作業(yè)區(qū)職工心中的“鐵律”。
該作業(yè)區(qū)對(duì)負(fù)責(zé)“送”紅燈的主操職工實(shí)施更高標(biāo)準(zhǔn)、更嚴(yán)要求的管理，各個(gè)流程的操作更加規(guī)范，更成系統(tǒng)，更成制度。同步制定《棒材作業(yè)區(qū)非計(jì)劃停機(jī)管理獎(jiǎng)懲辦法》，對(duì)生產(chǎn)組織、操作人員、工藝故障、設(shè)備故障、安全故障等方面進(jìn)行了明確規(guī)定，產(chǎn)生非計(jì)劃停機(jī)事故按照職責(zé)大小分別進(jìn)行考核，實(shí)現(xiàn)了事事有標(biāo)準(zhǔn)，人人有擔(dān)子，以此倒逼職工在自己的崗位上盡心盡力干好每一分鐘。
經(jīng)過(guò)5個(gè)月的試行，軋鋼廠非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間與去年同期相比，降低了20.2%。
正視客觀，積極克服換工藝影響——
“以效定銷(xiāo)，以銷(xiāo)定產(chǎn)”是公司從市場(chǎng)要效益理念對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的剛性要求。然而，頻繁的工藝切換卻大幅制約著直軋率的提升。
一邊是公司的剛性要求，一邊是直軋率的提升，兩頭都重，棒材作業(yè)區(qū)干部職工從中間環(huán)節(jié)挖掘潛力。
有數(shù)據(jù)顯示，1-8月，各產(chǎn)線為服務(wù)產(chǎn)品銷(xiāo)售累計(jì)換工藝達(dá)到660多次，創(chuàng)歷史新高。由以前2天一換改為現(xiàn)在4個(gè)班次更換一次。為此，一線職工根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、提升操作技能，挖掘換工藝時(shí)間的潛力。各產(chǎn)線嚴(yán)格按照工藝要求控制生產(chǎn)工序、優(yōu)化鋼坯成分，采取有效措施減少軋機(jī)的倒槽、換軋機(jī)、交接班等非生產(chǎn)時(shí)間，提高軋機(jī)與鑄機(jī)生產(chǎn)的同步性，以更少的換工藝時(shí)間換取最大化的經(jīng)濟(jì)效益。
強(qiáng)化溝通協(xié)調(diào)，確保生產(chǎn)信息高效傳遞——
溝通協(xié)調(diào)在提高直軋率方面起著至關(guān)重要的作用，沒(méi)有良好的溝通協(xié)調(diào)，沒(méi)有及時(shí)的信息反饋，會(huì)在煉鋼—軋鋼過(guò)程中產(chǎn)生阻滯，影響整個(gè)直軋率的提升。
作為與上道工序轉(zhuǎn)爐作業(yè)區(qū)和下道工序棒材作業(yè)區(qū)的“中間商”，“承上啟下”的重任就落在了煉鋼廠連鑄作業(yè)區(qū)的肩上。要想保證鑄坯成分和鑄坯溫度這兩個(gè)影響直軋率的關(guān)鍵因素穩(wěn)定，就需要上下道工序的有效溝通，有序銜接。
該作業(yè)區(qū)嚴(yán)格對(duì)照生產(chǎn)技術(shù)處總調(diào)生產(chǎn)計(jì)劃安排，向轉(zhuǎn)爐作業(yè)區(qū)“要溫度”，即，將每日生產(chǎn)所需要的鋼水溫度告知轉(zhuǎn)爐作業(yè)區(qū)相關(guān)負(fù)責(zé)人。通過(guò)對(duì)每個(gè)班組生產(chǎn)情況、大包、中包溫降等數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析，最終確定出鋼溫度應(yīng)保持在1560℃—1565℃（連鑄作業(yè)區(qū)需要的鋼水溫度是1520℃—1525℃，但在生產(chǎn)過(guò)程中，中包會(huì)產(chǎn)生40℃左右溫降）。
要想與軋鋼更好地銜接，還需要控制連鑄機(jī)拉速，根據(jù)轉(zhuǎn)爐冶煉周期、產(chǎn)品需要、軋鋼生產(chǎn)實(shí)際，及時(shí)溝通信息，確保爐機(jī)匹配。
“要不要鋼”，是連鑄與軋鋼廠確認(rèn)的第一道關(guān)。通過(guò)出鋼系統(tǒng)，按下出鋼按鈕，發(fā)出出鋼信號(hào)，連鑄作業(yè)區(qū)收到信息后與軋鋼電話確認(rèn)，按要求出鋼，整個(gè)過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控?！艾F(xiàn)在開(kāi)始調(diào)試設(shè)備，檢查油氣潤(rùn)滑、水冷系統(tǒng)有無(wú)異常？” “檢查完畢，沒(méi)有問(wèn)題?！薄笆盏绞盏?，啟動(dòng)輥道。”這是軋鋼廠棒材生產(chǎn)線職工在收到煉鋼的信息傳遞后的實(shí)時(shí)溝通。
為讓直軋工序更加順暢，煉鋼廠、軋鋼廠都安排專(zhuān)人負(fù)責(zé)對(duì)接溝通，與生產(chǎn)技術(shù)處溝通提前確認(rèn)生產(chǎn)計(jì)劃，與煉鋼廠溝通鋼坯生產(chǎn)情況。在鑄坯進(jìn)入直軋工序前半小時(shí)，與煉鋼廠確認(rèn)好原料、成分、生產(chǎn)規(guī)格等關(guān)鍵因素，保持良好的生產(chǎn)狀態(tài)。及時(shí)與銷(xiāo)售中心溝通市場(chǎng)信息，根據(jù)市場(chǎng)需求，嚴(yán)格把控產(chǎn)品規(guī)格更換，以螺紋鋼生產(chǎn)為主，每月集中、批量生產(chǎn)圓鋼，滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。完成好崗位交接班，確認(rèn)好生產(chǎn)相關(guān)信息，共同為更高效的經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)作貢獻(xiàn)。
直軋系統(tǒng)的良好運(yùn)行，直軋率的不斷提升，不是個(gè)別單位的事，也不是某幾個(gè)單位的事，而是系統(tǒng)運(yùn)行的事。期間，生產(chǎn)技術(shù)處發(fā)揮專(zhuān)業(yè)職能，進(jìn)行專(zhuān)業(yè)技術(shù)指導(dǎo)，讓煉鋼廠和軋鋼廠的溝通、協(xié)調(diào)、配合等發(fā)揮出“1 1＞2”的作用。
年內(nèi)停用一座加熱爐，陸續(xù)完善方案，為后續(xù)加熱爐停用作好技術(shù)儲(chǔ)備和硬件儲(chǔ)備；找準(zhǔn)時(shí)機(jī)，盡快推動(dòng)后續(xù)配套項(xiàng)目落地，縮短項(xiàng)目周期；繼續(xù)優(yōu)化直軋鑄坯智能化調(diào)度，根據(jù)鑄坯的出坯順序、溫度、化學(xué)成分和軋機(jī)的軋制節(jié)奏，合理將鑄坯調(diào)度到不同產(chǎn)線，減少直軋鑄坯等待時(shí)間，提高直軋率和作業(yè)率；在目前HPB300、HRB400E、HRB500E品種直軋基礎(chǔ)上，繼續(xù)開(kāi)展MG335、MG400、MG500錨桿鋼等產(chǎn)品的直軋研究……
道阻且長(zhǎng)，行則將至。展望項(xiàng)目后續(xù)工作，長(zhǎng)鋼人目標(biāo)明確，信念堅(jiān)定，努力讓產(chǎn)線快速發(fā)揮應(yīng)有效能，讓紅色長(zhǎng)鋼朝著綠色高質(zhì)量發(fā)展進(jìn)發(fā)！
