百年首钢创新成果专题报道:改革腾飞 铸就辉煌(二)
发布时间:2019-09-11   动态浏览次数:

  首钢始建于1919年,至今已经历了百年沧桑和巨变,是我国冶金工业发展的缩影、改革开放的一面旗帜。100年来首钢依靠科技创新,创造了多项世界第一、中国第一,成为我国第一个由中心城市搬迁调整至沿海发展的钢铁企业,建成了我国第一座新一代可循环钢铁流程示范企业,被誉为中国从钢铁大国走向钢铁强国的“梦工厂”。百年首钢取得了两千余项科技成果,使首钢历经波折,仍然不断发展壮大。值此首钢喜迎百年华诞之际,《世界金属导报》梳理了首钢历史发展进程中多项重大科技创新成果,汇集成此次专题系列报道,以此向百年首钢致敬!

  中国改革开放后,首钢迎来了前所未有的发展契机,也以前所未有的发展速度加快了企业的升级步伐。这一时期首钢科技创新的重点更多地是围绕扩大产能、降低成本、提高效益展开,为首钢的快速发展起到了重要作用。1985年,首钢有6项科研成果获国家级科技进步奖;1992年,首钢自行设计、制造、施工建成的现代化大型炼钢厂——第三炼钢厂3号转炉顺利出钢,填补了我国在冶金机械制造方面的空白;2001年,“转炉溅渣护炉技术”、“方坯铸机高效化”等6个项目被评为“中国工业500项重大科技项目产业化成果”。1979年至2003年,首钢集团累计上交利税358亿元,集团资产总额从21.45亿元增加到626亿元,年销售收入从15.55亿元增加到479亿元。1994年首钢钢产量达到824万吨,列当年全国第一位。

  获奖情况:1987年国家科学技术进步一等奖、中国专利发明创造金奖、世界知识产权组织和中国专利局联合颁发的专利成果金奖

  磁团聚重选新工艺为采用湿式磁重结合的磁铁矿选矿新方法-磁团聚重选为主体的磁铁矿选矿中矿再磨再选的新工艺。该工艺的磁团聚重选,利用强磁性物料磁化后产生磁团聚的性质。利用特定范围磁化强度下,产生轻度磁团磁,以分层、分散设置的小型永磁磁场进行间歇的反复磁化作用,综合磁力、剪切作用力和重力等多种分选作用,使磁聚体在较长的沉降过程中,处于团聚松散的强烈磁性流变状态,被逆向水流清洗、净化。将分选物料中不同成分的磁性差异,充分转化为沉降速度的显著差异,在高浓度、大比重和粗粒度的重介矿浆中,进行强化的重力分选。实现了将磁铁矿与脉石的连生体和单体磁铁矿较完善的分选,提高了磁铁矿选矿的分选效率和选择性分离精度,解决了所有弱磁选工艺无法突破的技术难关。因此,该工艺可在磁铁矿单体解离度相对较低的粗粒分选时,获得较纯的磁铁矿产品和连生体中矿产品,彻底改变原有的粗精矿再磨再选工艺,实现了先进合理的中矿再磨再选新工艺,大幅度提高了磁铁矿选矿的技术经济指标。

  磁团聚重选工艺及其分选机系国内首创,是继磁铁矿选矿采用细磨、细筛等工艺之后的又一重大进展,与国际上磁重选设备相比,磁团聚重选分机结构简单、无运转部件、成本低廉、生产可靠、易大型化。该工艺已于1985年在首钢矿山公司所属的水厂和大石河两大型选厂推广应用并获得成功。一年多的生产统计结果表明:采用磁团聚重选新工艺,两选厂在磨机容量不变、保证相近的精矿质量和回收率的前提下,生产能力提高16%以上,年增产精矿粉70多万吨。此后,该工艺在河北唐山、张家口及河南安阳地区多个中小型矿山进行了推广应用,都取得了产量、质量双提高的成果。

  获奖情况:1991年冶金部科学技术进步一等奖、1992年国家科学技术进步二等奖

  该项目经过多个单位的共同努力配合,顺利完成了厂房的改建,主辅机的设计安装制造和冷热调试;1988年突破了自动卷取技术;1989年进行了两次铁基工艺联合攻关,达到了表面质量和性能要求;1990年提供了制造四台三相50kVA配电变压器使用要求合格的100mm宽的铁基非晶合金带材1吨左右;1990年完成激光方法测量控制嘴辊间隙和单炉容量100kg/100mm宽铁基非晶合金带材自动卷取联机试验。

  该项目的研制成功,使我国非晶金属材料从试验阶段发展到工业化生产水平,“百吨级”成为我国目前容量最大、宽度最宽、唯一的带自动卷取生产铁基非晶带的装置,进入了国际先进行列,为进一步发展非晶喷带生产技术和装置的研究、研制出“千吨级”和“万吨级”生产技术及装置奠定了基础。

  获奖情况:1993年冶金部科学技术进步二等奖、1993年国家科学技术进步三等奖

  水厂铁矿露天矿边坡工程研究是国家“七五”攻关项目。项目研究的主要内容包括:

  1)工程地质分区的聚类分析与定向取芯技术的应用;2)由水压计实测数据获得地下水降深曲线)用构造断裂的已知断距推算构造应力场的大小;4)爆破测震新手段与天然地震危险性估算。

  与原设计相比,总体边坡角提高2-3°,但E区总体边坡角较原设计剥采比可由原设计的2.722t/t下降到2.562t/t,增加矿石采出量379万吨,减少废石剥离量7228万吨,取得1.7903亿元经济效益。

  获奖情况:1992年北京市科学技术进步一等奖、北京市技术开发优秀项目一等奖

  炉体滑移的推移动力,采用步进式液压传动推移装置,推移总牵引力500-1000t,推移速度0.19-0.318m/min,一次行程1.3m,步进31次,炉体滑移距离39.5m。

  该项技术不仅适用于自立式高炉炉体结构,也适用于其他类型的炉体结构。而原苏联的推移设备支撑结构不适用于我国的自立式高炉。经检索国内外有关大型物体的推移设备或装置的专利文献,采用滑动位移方式的专用设备,还无适用于高炉炉体超重、超大、长距离水平位移的装置。该项成果经技术鉴定,确认已具有国际先进水平。

  首钢在4号高炉大修改造工程中应用高炉整体滑移安装技术,获得成功。采用该技术,在同等工作量情况下,创出我国大中型高炉大修的良好水平,可缩短主体工期22天。

  该项目是使用进口铁矿进行烧结炼铁的系统应用研究。1992年首钢购买了秘鲁铁矿,其球团矿和精矿粉含铁高、含硫高、国内缺乏系统的炼铁、烧结使用技术资料。为了全面掌握秘鲁铁精矿粉和球团矿各项性能及使用条件,指导生产应用,对秘鲁铁矿开展研究及应用。通过研究,明确了秘鲁球团矿及配有秘鲁矿粉的烧结矿具有铁分高、SiO2低、冶金性能好的特点;确定了秘鲁球团矿在高炉炉料结构中的适宜配比;合理选择了秘鲁铁精矿粉烧结工艺参数;使用细磨磁选解决粗精矿粉品位较低、含硫及碱金属较高的问题;烧结和高炉冶炼秘鲁矿获得成功。该研究填补了国内空白。

  通过试验研究及选矿、烧结、高炉、冶炼生产实践,该项目为首钢扩大秘鲁铁矿的使用提供了确切依据。1993-1994年,首钢成功地使用秘鲁球团矿160余万吨,秘鲁精矿粉74万多吨,为首钢钢铁增产、效益提高作出了重要贡献。该项目对国内其他企业使用秘鲁矿提供了指导。

  该项目对1987年以来引进的11套高速线材轧机进行跨行业、跨部门联合攻关,转化研制,实现了备件国产化。

  研究设计制造了钢坯热装热送设备,实现了炼钢和轧制工序的热衔接;研制成功适应高速连轧的滚动导卫,将单体单线导卫改为三线和四线整体导卫;开发成功满足多钢种线材要求的轧后控冷技术,使12大类钢种都能生产高速线材;改进了轧机孔型系统,可同时满足不同断面尺寸的钢坯要求。项目有效地解决了工艺、技术、材料和设备上的许多难点,建造符合我国国情的高速线材生产线,产品质量达到国际同类产品实物水平,总体技术达到国际先进水平。

  该产线总投资为引进同类型厂的一半,且工期短、投资少、达产迅速,该技术还出口印尼、越南、菲律宾等国。

  该项目是“九五”国家重点科技攻关课题。“九五”期间,我国铸机的装备水平和技术水平参差不齐,120mm×120mm方坯平均拉速仅为2.4m/min,平均年单流产量为7.5万吨,与国外相比差距较大。首钢第三炼钢厂是当时国内最大的小方坯全连铸生产厂,率先完成了铸机高效化改造。

  主要技术特点:1)将原850mm结晶器改为l000mm,并采用抛物线)结晶器振动采用短臂四连杆加上部弹簧板振动方案;3)设计了连续矫直段;4)将拉矫机电机改为立式,通过传动杆、涡轮减速机直联套装辊轴,取消了链条传动;5)拉矫区热坯采用水冷隔热罩,降低了拉矫区环境温度;6)开发使用结晶器液面自动控制技术,采用铯137同位素源进行液面高度自动检测控制;7)加大供水冷却强度,使二冷供水压力大于1.0MPa,比水量大于2.0L/kg;8)采用二冷自动配水控制技术。该方坯高效连铸系统研究成果为:铸机正常工作拉速3.3-4.3m/min,最高拉速达到5.2m/min;铸机作业率大于85%,铸坯合格率达99.3%-99.8%;铸机单流生产能力由7.5万吨/年提高到13万吨/年以上,各项技术指标达到同类铸机的国际先进水平,实现了以单炉对单机的匹配模式组织连铸生产,大幅度降低转炉出钢温度,优化了炼钢工艺,也为铸坯热送热装直接轧制创造有利条件,并对全国铸机行业推广高效化改造起到推动作用。2001年被评为“中国工业500项重大科技项目产业化成果”。

  根据我国资源特点,成功研究开发拥有我国自主知识产权的链篦机-回转窑-环冷机球团工艺技术,填补了我国大型球团技术的空白,改变了我国炼铁用单一烧结矿配低质量竖炉球团的落后局面。

  该技术以煤为燃料,方便建厂于矿山或港口,减少了钢铁厂所在城市的环境污染;且由于球团矿较铁精矿粉减少了8%-10%的水分,从而节约铁路的运力。1)该技术产品质量好,适合大规模生产,对优化高炉炉料结构, 进而推进冶金技术进步起到积极作用;2)该技术循环利用废气的热能,故能耗低;3)该技术生产的球团矿强度高、粉末少,避免了筛下返矿运输、加工所造成的浪费;4)该技术有利于在矿山或港口建设球团厂,避免了钢铁厂对所在城市的污染,提高了建厂的经济合理性。

  该技术开发成功后,已在首钢、鞍钢、武钢、柳钢得到应用,应用规模达到1140万吨/年球团矿,经济效益和社会效益十分显著。

  首钢做为中国氧气顶吹转炉发源地,多年来一直围绕着提高炉龄开展各项技术研究工作,使转炉炉龄不断提高。

  1996年3月开始进行溅渣护炉工业性试验,与北京科技大学合作进行了炉衬与溅渣层结合及熔化机理的研究,提出了提高溅渣层熔化温度的途径;完成溅渣护炉冷态模拟试验、炉渣特性、调渣剂特性等大量基础研究工作,确定了首钢30t、80t、210t转炉溅渣护炉工艺参数,按照先小后大、分步实施的原则,至1999年完成了不同吨位转炉溅渣护炉技术系统优化工作。

  主要技术特点如下:1)从冶炼出发兼顾溅渣护炉,提出“早化渣、化好渣、终渣黏、溅得高、黏结牢、耐侵蚀”的造渣操作原则,形成了溅渣、喷补、投补三合一的整体护炉体系;2)结合钢厂生产钢种,采用增加渣中CaO和MgO含量、降低FeO含量,提高终渣和溅渣层半球点温度的低成本调渣剂;3)自行设计、制造和安装转炉溅渣护炉设备,采用吹氧与吹氮共用一套枪的方式。

  首钢是国内唯一承担了大、中、小不同吨位转炉溅渣护炉技术系统优化研究的厂家。经实践证明,工艺设计合理,符合溅渣护炉工艺操作的要求,达到了投资少、见效快的目的。

  1999年,30t、80t和210t转炉平均炉龄分别为溅渣护炉前的4.45倍、9.16倍和4.24倍,其中80t转炉平均炉龄为10776炉,三炼钢3号转炉稳定运行939天,炉龄达30788炉,创全国同等转炉炉龄最好水平,达到国际先进水平。

  2001年被评为“中国工业500项重大科技项目产业化成果”。该技术的开发与成功应用,不仅给首钢带来可观的经济效益,而且对提高转炉作业率、改善环境、均衡组织生产均起到了良好的推动作用,对其他钢厂溅渣护炉操作工艺具有指导和示范作用。

  用HRB400热轧带肋钢筋替代低强度钢筋是中国“十五”期间钢铁长材产品的两项重点研究工作之一。该课题的主要研究工作如下:

  1)在符合微合金化、焊接性能好的国标技术条件下,确立低成本V-N微合金化生产工艺,使用户使用成本减少约200元/吨。

  2)满足一级抗震要求,性能稳定。试制的12.5万吨Φ6-40mm所有规格钢筋的屈服强度σs控制在420-500MPa,90%为440-470MPa。σb=570-670MPa,90%为580-610MPa,σb/σs≥1.30,δ5=20%-35%,基本上为23%-30%,δgt≥12%,基本上为15%-19%。通过对成分与工艺的优化,提高V、N的吸收率与稳定性,提高V的析出率与强化作用。V的吸收率平均为92.5%,波动值为0.003%。V的析出率为67%-75%,每0.01%的V可以提高屈服强度20.3MPa,提高抗拉强度17.4MPa,该钢筋在高延性基础上获得了高强度,并且具有应变时效敏感性低、焊接性能优良和抗震性能好等优点,各项指标达到国际先进水平。

  3)系统研究了HRB400钢筋的使用性能包括焊接性能、高温性能、抗震性能等。制订了电渣压力焊操作规程,以便让建筑设计者放心而准确地使用。香港马会开奖记录结果