福安青拓集團(tuán):工藝“含新量”提升產(chǎn)品“含金量”
“如何在不銹鋼中,將氮元素含量提高到2000ppm以上?”“這項技術(shù)的難點在于怎樣通過合金成分優(yōu)化和工藝管控等措施,保證氮元素能夠固溶穩(wěn)定在不銹鋼中……”走進(jìn)青拓集團(tuán)研究院會議室,大家正熱火朝天地圍繞不銹鋼新材料領(lǐng)域的高端技術(shù)課題展開“頭腦風(fēng)暴”。
青拓集團(tuán)營運中心黃昏全景圖
這樣的場景,在青拓集團(tuán)研究院幾乎每天都會上演。從這里碰撞出的創(chuàng)新成果,被廣泛應(yīng)用于福安灣塢不銹鋼新材料產(chǎn)業(yè)園內(nèi)的各企業(yè)生產(chǎn)線上,助力福安不銹鋼新材料產(chǎn)業(yè)向高端、綠色方向發(fā)展。今年1—7月份,福安市不銹鋼制造業(yè)總產(chǎn)值達(dá)1259.49億元,同比增長11.2%。
樹立冶煉新標(biāo)桿
樹起全球不銹鋼冶煉成本新標(biāo)桿的生產(chǎn)線,到底長啥樣?
生產(chǎn)車間
步入青拓鎳業(yè)煉鋼車間,生產(chǎn)線上,機(jī)器轟鳴、熱浪升騰,一爐爐鎳鐵水經(jīng)過AOD爐與LF爐冶煉后,經(jīng)由連鑄機(jī)軋制,變成一條條火紅透亮的不銹鋼板坯。
該條產(chǎn)線運用的,便是青拓集團(tuán)首創(chuàng)的“鉻鎳系不銹鋼RKEF-AOD雙聯(lián)法冶煉工藝”,該工藝于上月獲中國鋼鐵行業(yè)科學(xué)技術(shù)獎——冶金科學(xué)技術(shù)獎一等獎。
圖源:寧德廣播電視
“過去,鎳鐵和不銹鋼生產(chǎn)兩大工藝流程各自獨立,紅土鎳礦經(jīng)礦熱爐冶煉的鎳鐵水需先澆鑄成鎳鐵塊,再在電弧爐進(jìn)行二次熔化,導(dǎo)致冶煉工序能耗高、成本高。”青拓集團(tuán)研究院主任工程師孔慶毛介紹。
為何不將兩道工序合為一體?“雖然只是把兩道工序串聯(lián)起來,但實踐中還是有很多技術(shù)難點需要攻克。”孔慶毛舉例說,紅土鎳礦品位復(fù)雜,難以精準(zhǔn)控制AOD所需鎳含量;礦熱爐爐襯易受侵蝕,壽命只有1~3年……
自2008年落戶灣塢半島開始,青拓集團(tuán)便著手“撮合”這兩道不銹鋼冶煉工序。但彼時,國內(nèi)外不銹鋼冶煉工序并沒有成熟的經(jīng)驗可供借鑒。針對技術(shù)難點,青拓集團(tuán)下大力氣開展技術(shù)攻關(guān),研究配碳與礦熱爐冶煉鎳含量的對應(yīng)關(guān)系,開發(fā)動態(tài)柔性配碳技術(shù)及相應(yīng)模型管理系統(tǒng),實現(xiàn)鎳含量的動態(tài)精準(zhǔn)控制;研發(fā)渣熔點動態(tài)調(diào)控工藝,通過精準(zhǔn)掛渣,將礦熱爐壽命提升到10年以上……
隨著一系列技術(shù)成果落地,兩道工序成功“牽手”。2010年,RKEF-AOD不銹鋼生產(chǎn)線在青拓集團(tuán)誕生,實現(xiàn)了鎳鐵水100%熱送。2014年,《一種采用RKEF與AOD爐雙聯(lián)法冶煉不銹鋼的工藝》獲國家專利授權(quán)。
“這里顯示的是車間的兩條產(chǎn)線,一條是方坯連鑄機(jī),一條是板坯連鑄機(jī),應(yīng)用RKEF-AOD雙聯(lián)法冶煉工藝后,生產(chǎn)的板坯、方坯直接熱送到加熱爐,熱量得到充分利用,能耗也有效降低。”在青拓鎳業(yè)有限公司煉鋼車間控制室,指著控制屏幕,煉鋼部副部長周小明向記者介紹。
據(jù)了解,鉻鎳系不銹鋼RKEF-AOD雙聯(lián)法冶煉工藝流程,每噸可節(jié)電580千瓦時,工序成本降低330元以上,綜合煉鋼成本降幅超30%。“近三年,該工藝為集團(tuán)節(jié)約超上億千瓦時的用電量,節(jié)能減排量達(dá)30多萬噸。”孔慶毛介紹。
工藝上新,讓青拓集團(tuán)一躍成為不銹鋼行業(yè)翹楚。RKEF-AOD雙聯(lián)法新工藝不僅在國內(nèi)開花,還被推廣至印尼,年產(chǎn)量超過400萬噸。
拓寬市場新空間
一片不銹鋼的應(yīng)用有多廣泛?
家電、廚衛(wèi)制品、電梯面板、軌道交通……不銹鋼的身影出現(xiàn)在生活的方方面面。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,2023年我國不銹鋼產(chǎn)量3600多萬噸,占全球產(chǎn)量62%左右,其中以304為代表的鉻鎳不銹鋼占比超過50%。
“鉻鎳不銹鋼的特點是鎳含量高。長期以來,我國鎳資源依賴進(jìn)口,這成為不銹鋼生產(chǎn)‘卡脖子’問題,導(dǎo)致不銹鋼生產(chǎn)成本居高不下。”孔慶毛介紹。
生產(chǎn)圖
2018年以前,市場上304不銹鋼價格高,但屈服強(qiáng)度低,如用于承載結(jié)構(gòu)件就需要增厚,成本和碳排放均較高。美標(biāo)201和國內(nèi)201不銹鋼屈服強(qiáng)度較高,但耐蝕性差,使用壽命短。
成本低、強(qiáng)度高、耐蝕性好的不銹鋼既是市場空白,也是發(fā)展機(jī)遇。“可以說,誰先將新產(chǎn)品投入市場,誰就掌握了‘印鈔機(jī)’。”青拓研究院質(zhì)量管理部部長石顯云說。
抓住機(jī)遇、填補空白。一場圍繞不銹鋼生產(chǎn)技術(shù)革新的攻關(guān),在青拓集團(tuán)展開了。
“不銹鋼性能由各合金比例決定,要降低不銹鋼的生產(chǎn)成本,就得降低鎳的含量,我們嘗試用氮來代替鎳的部分功能。”孔慶毛介紹,由于氮含量難于精準(zhǔn)控制,鑄坯表面易出現(xiàn)氮氣孔、表面凹陷、帶鋼邊裂等問題,隨著氮含量增加,下游客戶加工不銹鋼也遇到難題。
第一爐試制失敗,100多萬元打了水漂。但技術(shù)攀高的決心,并未動搖。
派駐技術(shù)人員到一線緊盯生產(chǎn)、安排技術(shù)人員到終端跟蹤使用效果,瞄準(zhǔn)生產(chǎn)問題與用戶反饋,研究人員靶向發(fā)力,最終開發(fā)出AOD精準(zhǔn)吹氬控氮模型,精準(zhǔn)控制鋼液氮含量;研發(fā)含氮高強(qiáng)不銹鋼專用保護(hù)渣等,形成冶煉—連鑄—熱軋—退火—酸洗的全流程一貫制制造技術(shù)集成,攻克鑄坯表面氣孔和凹陷、熱軋帶鋼邊裂、表面脫皮缺陷等技術(shù)難題。
2018年,青拓集團(tuán)全球首發(fā)資源節(jié)約型高耐蝕不銹鋼QN1803。“該產(chǎn)品的面世改寫了全球幾十年來節(jié)鎳奧氏體不銹鋼耐蝕性無法達(dá)到鉻鎳不銹鋼水平的歷史,鎳含量下降60%,材料強(qiáng)度提高30%,成本降低20%。”孔慶毛說。
“從0到1、從弱到強(qiáng),只因為我們專注創(chuàng)新。”青拓集團(tuán)行政部副總經(jīng)理劉永清說。
“雙碳”背景下,不銹鋼領(lǐng)域迎來了新的發(fā)展機(jī)遇。談到不銹鋼產(chǎn)品發(fā)展前景,劉永清充滿信心:“不銹鋼產(chǎn)品具有低碳屬性,它的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。相信隨著越來越多企業(yè)進(jìn)行低碳轉(zhuǎn)型,公司的各種新型不銹鋼產(chǎn)品會迎來更廣闊的市場空間。”
來源:福建日報
編輯:陳娥
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