八鋼公司廠區內聳立的歐冶爐外景。
“外表較新的高爐是實驗成功的富氫碳循環氧氣高爐，實現了固體燃料消耗降低達30%，碳減排超21%的階段性目標。外表較舊的高爐已經成為工廠3A級景區的景點之一。”在位于新疆烏魯木齊市寶武集團八鋼公司(以下稱“八鋼”)廠區內，綠色低碳冶金首席專家田寶山指著一新一舊兩座430立方米高爐說。
隨著國家“雙碳”目標的推進，八鋼加快高質量發展轉型步伐，進一步優化綠色產業結構和布局，推進穩定高效的生產，探索綠色智慧發展新路。
實現碳循環
高爐煉鐵要實現真正意義的碳減排，就必須達到全氧冶煉，實現碳循環。聽起來簡單，但傳統高爐采用熱風爐生產，高爐煤氣因含有大量氮氣，并不具備脫碳(去除二氧化碳)再循環使用的價值，所以達到這個要求并不容易。
“解決這一問題，需要不斷提高含氧量，直至實現全氧冶煉、煤氣循環。”田寶山說。
2020年7月開始，寶武集團投入10多億元研發費用，在八鋼建立低碳冶金試驗平臺，利用原有的2號430立方米高爐，開展綠色低碳冶金工業試驗，開展35%富氧、50%超高富氧到100%全氧冶煉工況條件下，噴吹脫碳煤氣和富氫冶煉的工業化生產試驗探索。
在試驗過程中，田寶山等人沒少碰壁。“試驗啟動后就出現‘爐涼’現象，工人們需要在高溫中清理渣鐵混合物，最長一次折騰了半個月。”田寶山說。
“正常生產中出現‘爐涼’是重大生產事故。我們要找到解決問題的方法。”在公司容錯機制的支撐下，田寶山等人堅持試驗，總結經驗教訓，最終取得項目成功。其中，“一種富氧高爐開爐方法”“一種富氫碳循環高爐的煉鐵方法”等4項成果獲得國際發明專利。
前不久，寶武集團宣布建成首座400立方米級的低碳冶金高爐。這是綠色低碳技術的重大突破。
新工藝突破后，固體燃料消耗降幅實現超過30%的目標。“這不是終點，我們已開始向更高的目標穩步推進，并為下一階段向2500立方米高爐推廣富氫碳循環氧氣高爐技術做準備。”田寶山說。
八鋼緊扣低碳、綠色發展主題，以創新為引領，不斷突破低碳冶金技術難題。每一項突破都是自主創新的有力見證，每個車間都有科技創新聯絡員。背靠寶武集團的技術支撐，八鋼逐步完善出一整套創新項目攻堅克難運行體系，確保企業一直保持創新活力。
啃下硬骨頭
行走在八鋼廠區內，記者看到世界最大非高爐煉鐵裝備——歐冶爐。走進中控操作室，電子大屏上運行參數一目了然。工作人員輕敲鍵盤，這座高達118米的“大家伙”就開始平穩地送煤、煉鐵。
田寶山曾擔任過歐冶爐首任爐長。他介紹，八鋼低碳富氫碳循環氧氣高爐技術的突破，離不開這個“大家伙”。
歐冶爐原名叫COREX爐，是從國外引入熔融還原技術在上海建成。然而，由于國內外原燃料結構差異，建成投運的COREX爐在運行和經濟性上受到了挑戰，出現了水土不服。
為探索出一條適合國內原燃料結構的低碳冶煉道路，2012年，COREX爐從上海搬遷至八鋼，2015年6月18日投產。
“從上海來的這個大家伙‘挑食’嚴重，只吃全國最好的塊煤、高品質的‘球團’鐵礦，這導致其煉鐵成本比傳統高爐要高。”八鋼煉鐵廠廠長助理陳佰軍說。
“COREX爐能在新疆扎下根，產生效應嗎?”起初，面對“大家伙”，八鋼員工疑慮重重。
面對挑戰，八鋼員工迎難而上、敢闖敢試，憑借對傳統高爐技術的深厚積累，對COREX爐的原燃料結構進行了顛覆性的創新，將傳統高爐布料流槽移植到歐冶爐上，解決了原有布料器故障率高的問題;借鑒高爐煤氣流分布工藝設計豎爐中心煤氣導入裝置，解決輸入黏接和精細化率低的問題……經過一次次工藝優化創新，2018年，升級版的COREX爐更名為歐冶爐。
“現在的歐冶爐能吃得下普通高爐排斥的高鋅礦、低強度球團，實現了減碳降成本的目標。”陳佰軍興奮地說，歐冶爐每噸鐵的冶煉成本低于傳統高爐。
2019年實現工業應用的煤氣脫碳技術，打通了冶金煤氣循環利用工藝技術路線，每年減少二氧化碳排放20余萬噸，相當于再造森林近1萬畝。
歐冶爐和富氫碳循環高爐是八鋼探索綠色低碳之路的縮影。“十三五”時期以來，八鋼累計投入60多億元開展環境治理，建成圓形料倉、工業廢水處理廠、廠區防風墻、燒結焦化脫硫脫硝等一大批環保設施，實現了廢水零排放、廢氣達標排放和固廢不出廠。目前，八鋼環境質量持續向好，形成融入城市、反哺城市的發展格局。
前不久，八鋼被評為國家AAA級工業旅游景區，13平方公里的景區內，工業、人文、自然特點突出。景區整體設計突出植筑平衡、功能混合的多元工業旅游形態，強調綠色智慧的可持續發展理念。
增綠需“添智”
鋼鐵行業轉型，增“綠”更需添“智”。在工廠廠區，機器人正在現場巡檢。在生產車間，工人手拿遙控器，不需高溫考驗就能打開鐵口，用機械臂裝填炮泥……一項項新技術，更新了煉鐵工人的作業方式。“要讓老企業擁有新活力，改革創新必不可少，要勇于擁抱先進的管理理念和管理手段。”八鋼公司黨委書記、董事長吳彬說，我們要緊跟寶武集團信息化發展步伐，堅定推進智慧制造，改變鋼鐵企業在人們心目中的傳統形象。
創新是引領發展的第一動力，智慧制造是提高企業競爭力、推進轉型升級發展的有效途徑。通過產線調整和技術改造，八鋼實現煉鐵智慧化。2020年開始，八鋼以管控中心、操控中心和員工服務中心為總體布局，建成投入智慧熱軋等重點項目。累計投資7.7億元，投入使用工業機器人64個，減少操作室40個。
歐冶爐煉鐵主任工程師賀敏敏說，在八鋼廠區，通過推進制造環節革新，達到操作室一律集中、操作崗位一律自動化、運維一律遠程、服務環節一律上線的目標，產線各環節基本都由機器人完成，爐溫控制、取樣化驗、輔助材料添加等都靠電腦操控。
2021年，八鋼加快構建集智能裝備、智能工廠、智能運營于一體的智慧制造體系，實現數字監控智慧管理，“一總部多基地”協同效益顯著。同年，八鋼發布了綠色低碳冶金技術創新路線圖，2022年實現了400立方米級富氫碳循環氧氣高爐碳減排超21%的重大突破。
八鋼將繼續推進綠色與智慧發展。“2023年至2024年，八鋼要在大中型高爐推廣富氫碳循環氧氣冶煉工藝以及商業化裝置改造，2025年具備減碳30%工藝技術能力，2035年力爭減碳30%，2050年力爭實現碳中和。”吳彬說，綠色低碳是鋼鐵行業今后發展的必然趨勢。八鋼正在不遺余力推進“雙碳”重點項目建成示范項目，打造行業碳達峰、碳中和技術創新引領標桿企業。(馬呈忠)
