河钢唐钢打破传统技术装备整体引进模式,创造性地将达涅利的连铸机、布里克蒙的辊底式加热炉、三菱的PC轧机等技术优化组合在一起,形成了独具特色的河钢唐钢UTSP超薄热带生产线,以低于CSP技术30%的价格建成,工程设备国产化率高达84%,由此打破了CSP技术在中国市场的垄断地位,将国际薄板坯连铸连轧生产流程的效率发展到新的高度。
通过对国外先进技术不断进行优化和创新,自主开发低碳钢铁素体轧制、不同厚度板坯混合轧制工艺,实现水口、保护渣、漏斗式结晶器再创新以及关键耐火材料国产化,并拥有19项自主知识产权。特别是动态液芯压下技术的应用,实现了连铸机采用90mm厚度结晶器,生产90-65mm铸坯,使河钢唐钢成为世界第一家实现灵活铸坯厚度生产的企业,另外热轧超薄带钢半无头轧制技术的成功应用、利用短流程轧机进行铁素体轧制的成功,填补了国内同行业的空白,关键附料连铸用保护渣、长水口全部实现国产化,塞棒国产化率达到70%,技术水平达国际先进。“超薄热带生产线技术集成与自主创新”项目获得2006年国家科技进步二等奖。
该项目是国家"十一五"科技支撑计划项目,由河钢唐钢承担,河北联合大学、中国钢研科技集团公司、北京科技大学参加。该项目分为“低压余热蒸汽发电技术及能量系统优化”、“液态钢渣改性及气淬处理技术”两个子课题。
低压余热蒸汽发电技术及能量系统优化”子课题,重点开展了烟气传热机理与传热模型、烧结余热强化换热与高效回收技术、转炉烟气余热高效回收技术、蒸汽与发电系统工况分析与蒸汽参数匹配研究等关键技术研究,重点解决了低压余热蒸汽发电项目所存在的回收效率较低、系统运行稳定性差等难题。在关键技术重点攻关的基础上,建设了高标准示范工程:1套25兆瓦烧结余热发电机组;1套15兆瓦转炉低温余热发电机组。转炉项目可达到吨钢发电12kWh,烧结项目达到吨矿发电18kWh,达到了国内领先水平。 “液态钢渣改性及气淬处理技术”子课题已经在河钢唐钢中厚板公司建成了年处理钢渣30万吨的示范工程,并通过了中试,完成了工业化方案的设计及示范工程的施工。获得2013年国家科技进步二等奖。
项目着重抓好清洁生产有关的技术引进、技术创新和技术改造,重点对厂区环境和现场环境进行综合整治,优化厂区布局,使物质流、能流量等得到全面优化,适度超前,以清洁生产国际水平为最高标准,全面实现节能、降耗、减(零)排、增效的目标。通过钢渣气淬、低压余热利用、煤气的高效回收,蒸汽综合利用,管网统一整治等措施,使得综合能耗降低超过了清洁生产一级指标;通过中水利用、废水深度处理等措施,降低了废水排放,COD排放,减少了,废水排放量,使得生产水重复利用率提高,达到98.1%,远高于一级指标95%,废气排放量,特别是二氧化硫一级烟粉尘排放,通过脱硫设施的投入运营,降低了排放量,减少了岗位粉尘浓度。利于环境改善,完善了国家的减排任务;厂区绿化通过统一整治,绿化率由21%提高为42.4%,改善了厂区环境。河钢唐钢整体水平已经达到国家清洁生厂要求,一些重要指标达到或超过国家一级指标要求。该项目清洁生产总体技术达到了国际领先水平,获得2011年冶金科学技术一等奖、2012年河北省科技进步一等奖。
基于河钢唐钢二钢轧厂自身的装备水平和产品结构,经过大量的实践和研究,打造了建筑用长材高效率、低成本的洁净钢生产平台。集成应用6项支撑技术:铁水扒渣处理、高效转炉冶炼技术、全程底吹氩技术、稳定均衡的全连铸技术、顺畅-简捷的"流程网络"技术、动态-有序运行的信息化技术,通过以上技术的有效集成,构建了一个高效率、低成本的洁净钢生产平台。建筑长材用钢制造平台转炉-5号连铸机-二棒材生产线,年产量120万吨,连铸机有效作业率超过96%,轧钢加热炉能耗0.57GJ/t、电力能耗0.19GJ/t。炼钢工序能耗达到-18.92 kgce/t;从鱼雷罐车兑铁水到棒材产品挂牌、包装只有约100分钟;转炉出钢温度由2009年的1655℃左右下降到2010年的1635℃左右;钢铁料消耗完成1052kg/t左右(不含渣钢),石灰消耗完成40kg/t左右;连铸工序改变传统的铸坯供应方式,采用定重供应,提高了成材率0.15%;5#、6#连铸机直接热装加热炉,热装率达90%以上。各项经济指标居行业领先水平,总体应用效果达到国际领先水平。项目获得2011年冶金科学技术二等奖。
通过对河钢唐钢冷轧、退火、镀锌生产线的消化吸收、二次开发创新,优化了生产工艺,形成了汽车板、家电板、电工钢等高附加值产品的自主技术生产流程,开发的氧化退火板填补了国内空白,无取向冷轧电工钢、铝锌硅超厚镀层板填补了省内空白;通过工艺研究与创新,在连续镀锌机组实现了镀层产品与退火产品快速切换、多镀层品种快速切换、光亮退火产品与氧化退火产品切换,形成了一线多用以及多品种产品快速切换的柔性生产新技术;通过对酸轧、罩退、镀锌等机组的创新改造,改进酸轧机组乳化液系统串液问题,在国内机架最短距离的情况下实现板面清洁度达标;创新开发了在线内罩积碳清理工艺技术,在国内首家6.5米堆垛高度的情况下实现罩退机组的最低粘结率;提高了退火炉气密性和放散效率,使产品表面质量和工作效率得到明显提高。该项目在连退机组生产氧化板工艺技术、厚镀层铝锌硅板生产工艺技术、高堆垛罩式退火炉粘结率控制技术、镀锌退火柔性生产技术方面达到国际先进水平。获得2011年河北省科技进步三等奖。
河钢唐钢从巴登公司引进的螺纹钢筋切分轧制技术,堪称国际领先水平,但也存在着局部的缺陷与不足。河钢唐钢针对切分轧制技术在应用过程中存在的问题进行不断改进、优化和自主创新,自主开发了四线切分轧制的孔型系统,解决了切分轧制后堆钢故障,对切分导卫装置和高速钢轧辊进行了再开发并实现了国产化,创造了解决扁平钢料扭转、轧槽磨损后补偿调整、张力调整等一批相关技术诀窍,保证了成品质量稳定和高的生产效率,φ12mm螺纹钢月平均日产水平达到了世界一流水平,整体技术水平达到国际先进水平。项目获得了冶金科学技术二等奖。
采用VN微合金化技术,对钢的化学成分、力学性能、微观组织结构、焊接性能进行了系统研究,完成了Q420输变电铁塔用高强角钢开发,2006-2011年共生产Q420角钢20余万吨,全部应用于750千伏以上高压输变电铁塔制造及试验,Q460TB高强角钢制造的真型塔通过国家电力公司整塔试验,并成为国内首条正式输变电工程用Q460TB角钢供应商。高强铁塔角钢的研发成功,改变了国家输变电铁塔用角钢强度等级低、铁塔重的现状,Q420角钢供应量占国内铁塔用Q420角钢20%以上,Q460角钢供应量占国内铁塔用Q460角钢90%以上,奠定了铁塔角钢在国内的主导地位。“输变电铁塔用Q420级角钢研制开发” 项目获得冶金科学技术三等奖。
项目以优化钢铁企业制氧系统的节能减排工作为切入点,国内首次开发了多产品流程 (Exergy)效率分析软件,提出了现代制氧机多产品优化运行模式,建立了与多台制氧机组相匹配的液化装置容量的确定方法,首创了氧氮输送系统的工艺优化技术,自主研发了内外结合的氧氮互换的独特的变负荷操作策略,实现了河钢唐钢氧、氮、氩的零排放,取得了非常好的示范效果。自实施以来,制氧系统实现了氧、氮、氩、氢气的零放散,制氧综合电耗大幅下降,各类能源得到了合理的回收与高效利用,不仅消除了对周边居民的噪音污染,而且年创效3993万元。已发表论文2篇,获得9项专利。获得了2013年冶金科学技术一等奖。
运用薄板坯凝固理论及现代板带钢轧制理论,系统分析制约超薄规格批量稳定生产的影响因素,发明了热效率高、加热质量好的辊底式加热炉蓄热式燃烧技术、加热炉保温段连铸坯对中技术;开发了高拉速薄板坯连铸用系列化保护渣、高拉速浸入式水口和小水缝非均匀分布结晶器关键技术、轧制精度控制技术、稳定轧制技术及超薄规格平整技术;解决了FTSR生产高端产品的技术难题,开发了高碳钢、耐候钢、电工钢、高强汽车用钢等典型品种并实现了薄规格批量生产;连铸机最高拉速达到6m/min,位列世界第二、全国第一;1.6mm以下厚度板卷比例达到62%,实现了1.0mm厚度热轧板卷的批量稳定生产,达到国际领先水平,为超薄规格热轧板卷实现轻量化、以热带冷、提质增效起到了示范作用。荣获2014年河北省科技进步一等奖。
针对冶金行业常规板坯流程生产高碳含量板材容易出现表面脱碳层超标、尺寸精度差、组织性能不均匀、板型及卷型控制不良等问题,充分利用FTSR薄板坯连铸连轧生产线的技术优势,铸坯的洁净度、结晶器热流及温度分布,传热和润滑条件都得到明显改善,所生产的热轧板卷化学成分和组织性能完全达到相关标准规定,同时满足了用户的使用要求。形成的创新技术—结晶器保护渣性能的优化、结晶器形状的选择和二冷强冷工艺,已推广到薄板坯短流程生产中低碳钢等常规产品,有效降低了低碳钢连铸漏钢率,改善了中碳钢铸坯内部质量,提高了热轧板卷的质量合格率,直接创效1.86亿元。项目的研发成功,填补了FTSR薄板坯短流程生产高碳含量钢种的空白,发展、推广潜力巨大,扩大了薄板坯短流程的产品范围,推动了冶金行业薄板坯连铸连轧的技术进步。项目获2013年河北省科技进步二等奖。
项目开创了FTSR流程生产冷轧无取向电工钢的先河,实现了唐钢电工钢的批量稳定生产,累计生产无取向电工钢30万余吨,大幅提高了现场冶炼、精炼、连铸以及轧钢的工艺控制和操作水平,产品电磁性能优异,获得了用户和市场的好评,为进一步开发高牌号和特殊用途冷轧无取向电工钢产品积累了经验,实现了唐钢电工钢产品的系列化,直接创效14167万元,同时该技术已应用于唐钢其它钢种的生产,提高了其它品种的质量水平。项目获2015年河北省科技进步一等奖。
项目针对传统焦化企业能源利用效率低,环境污染严重、产品附加值低等共性技术难题,对焦化工艺链进行创新设计和综合优化,研发了宽碳化室大焦炉高效炼焦技术、全流程环境友好综合集成技术、焦炉煤气制液化天然气工艺和粗苯萃取精馏精制技术,创建了“资源利用深度化、产品加工精细化、环境保护最优化”的煤化工循环经济、长产业链新型焦化产业体系,为焦化行业摆脱高污染、实现经济运行和环境友好拓宽了新思路,为焦化行业绿色转型发展起到引领和示范作用。获2016年河北省科技进步一等奖。
高致密度与高均质度连铸坯的制备是突破传统轧制压缩比限定、实现低轧制压缩比生产厚板产品的关键所在,而连铸过程对铸坯实施重压下是实现其高致密度与均质化的有效途径。唐钢、东北大学、中冶京诚等单位通过产、学、研、用相结合的方式,从理论研究、装备设计、工艺开发、控制技术集成等方面联合研发形成了具有自主知识产权的宽厚板连铸坯重压下技术,并在唐山中厚板材有限公司成功应用,实现了高效、低成本制备高附加值厚板产品。项目研发形成了具有完全自主知识产权的宽厚板连铸坯重压下装备、工艺与控制技术。研究成果已实现产业化,显著提升了连铸坯中心偏析与疏松控制效果,用280mm厚连铸坯稳定轧制150mm厚高层建筑用厚板,且满足三级探伤要求,形成了低压缩比生产高性能厚板产品的新流程。
项目的成功研发标志着我国在低轧制压缩比制备特厚板方面已达到国际领先水平,与传统模铸工艺流程相比,采用重压下工艺流程可提高金属收得率10%以上,降低吨钢能耗25%;与真空复合焊接流程相比,其生产效率提升一倍以上;与超厚板坯立式连铸相比,其投资节省800万元以上,吨钢生产成本降低百元以上。此外,仅因重压下实施后铸坯减薄所带来的加热时间缩短,就实现了吨钢降耗7.53×104kJ(相当于节省标准煤2.57kg,减排二氧化碳6.41kg)。技术整体实施后直接经济效益10145.2万元/年,为企业新增利税1796.08万元。获2017年河北省科技进步一等奖。
项目是唐钢充分解读“工业4.0”和“中国制造2025”战略部署后,结合冶金行业特色,进行的智能制造工程研究与应用。智能天车控制系统实现了生产信息和物流信息同步、不落地。优化了人员结构,降低了人工成本。实现了天车作业的标准化,并提高了天车作业率。延长了设备的维护周期,降低了运行维护成本。全方位的保障了钢卷的吊运质量,避免了钢卷因人为误操作造成的损伤。
智能天车控制系统有以下子系统:天车微摆动控制系统(MSCS),无人天车控制系统(UCCS),天车智能调度系统(CIDS),天车管理控制系统(CMCS)。该系统是此类技术在国内的首次应用,于2015年1月河钢集团唐钢公司高强汽车板公司开始应用,实现厂区物流过程智能化,应用至今共创效1851万元。该系统是智能制造工程和智能物流在实体经济中的具体应用,对推动智能控制系统“落地”于实体经济,特别是冶金行业,有着重要示范作用。系统的多项创新填补了国内相关领域空白,达到国际领先水平,可以广泛应用到冶金生产和冶金物流系统中,市场应用前景广阔。获得了2017年冶金科学技术二等奖。
基于不增加产能、低投资成本的原则,对现有 100t 转炉-常规板坯连铸-1580 热轧流程进行技术升级改造,通过自主工艺技术创新与集成,率先在 100t 转炉流程实现高品质汽车板的大批量稳定生产,充分发挥了基于中小型转炉的产线生产多批次窄规格产品的灵活性,标志着同类生产线完全能够生产高品质高端汽车用钢,打破了汽车用钢冷轧基料生产必须采用基于大型转炉生产线的惯性模式,推动了炼钢技术的进步。为中小型转炉智能制造开辟了新的途径,对同类生产流程技术升级、绿色生产、智能制造具有引领示范作用。 项目开发了具有自主知识产权的基于红外检测的烟气分析控制新技术,实现了 100t 转炉“一键式”自动炼钢,投用率达到 99%,实现了中小型转炉自动炼钢技术的突破,自主开发的转炉一键式自动炼钢智能制造技术被《世界金属导报》评为 2017 年“世界钢铁工业十大技术要闻”。成功开发了低碳超低碳钢、加磷高强 IF 钢、低合金高强钢、先进高强钢以及热轧高强钢、高端 DR 材基料等 16 个系列、108 个品种冷轧基料和热轧产品。三年累计生产高端汽车用钢冷轧基料 185 万余吨、外售热轧产品 43 万余吨,新增销售额 77.32亿元,合计创效 6.01 亿元。获2018年河北省科技进步一等奖。
项目对焦炉煤气回收净化工艺进行了集成式创新,在产品质量、能耗下降及污染物减排方面有明显改进;自主研发的集气管压力控制、脱苯塔塔顶温度控制、降低终冷阻力等技术,并将其成功应用于焦炉煤气回收净化工艺,对煤化工绿色循环经济和焦化企业技术创新提升有促进作用。该成果于 2015 年 1 月在唐钢美锦(唐山)煤化工有限公司应用,提高了集气管-机前吸力系统稳定性、建立了脱苯塔塔顶温度自动控制系统、绿色清洁生产水平显著提升,焦炉煤气回收净化系统关键技术创新大幅提升,累计创造效益 4825.032 万元、减少焦油渣产生量 2700 吨、减少废水排放量 3.94 万 m3该成果形成了“系统控制精细化、资源利用最优化、生产工艺绿色化”的焦炉煤气回收净化工艺体系,为焦化回收摆脱自动控制系统程度低、高能耗、实现工艺创新和清洁生产拓宽了新思路,提升了企业科技创新能力,环保及社会效益巨大。获2018年河北省科技进步三等奖。
依托河钢唐钢 3500mm中厚板产线,从炼钢、连铸、热轧、冷却、自动化等各个环节入手,实施全流程工艺-装备-产品一体化关键共性技术靶向式技术研发,构建了高效率生产体系,为行业绿色转型升级提供示范。首次开发并生产了工程机械用高强钢 Q550D 和 Q690D,在不具备淬火机的条件下,可进行 TMCP 态或 TMCP+回火态交货,供货钢板主要用于制造煤矿液压支架、卡车配件及挖掘机铲斗等工程机械设备的制造。新开发 P20、1.2311 和 1.2738 等高合金塑料模具钢,当年销售量即达到 10000 多吨,成功进入华南和华东两个模具钢制造业生产基地。河钢唐钢中厚板生产的桥梁钢、建筑用钢已经成功应用于北京首都大环线工程,河北省太行山高速工程、横琴国际金融中心、郑州奥林匹克体育中心、武汉绿地中心、北京城市副中心、合肥恒大中心、武汉东西湖体育中心等多个国内外重点工程项目。获2019年河北省科技进步三等奖。
项目实现超高强双相DP1180、DP980及淬火配分钢QP980连续稳定轧制及生产。生产DC01-DC07,T170P1-250P1、HC180B-260B、DP590-1180、HC260-600LA,T1500HS系列产品200多万吨,创效7.699亿元。产品先后通过吉利、上汽乘用车、欧洲菲亚特、北汽集团、北汽新能、博世、本特勒等主机厂及知名零部件商的认证并实现批量供货。同时,完成了有关汽车用高强钢的企标10多个。项目形成的高强钢的“酸连轧稳定控制技术”、“通板性能稳定控制技术”、“耐蚀性控制技术等具有很高的推广应用性,可以直接用于生产高强钢的酸轧、连退及镀锌生产线,同时对于新产线的筹建也有很好的借鉴作用。获得了2019年冶金科学技术三等奖。