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綠啟新程 大美太鋼

2022-07-19 10:09:00

中國冶金報 中國鋼鐵新聞網
《中國冶金報》高質量發展的寶武實踐報道組:陳玉千 陳琢 呂兵 劉加軍 顧學超 徐可可 趙萍 賈林海 本篇執筆:徐可可 
顧學超 王旭宏 攝影

  2017年6月22日、2020年5月12日,習近平總書記分別來到中國寶武太鋼集團鋼科碳材料公司和不銹鋼精密帶鋼公司考察調研。習近平總書記指出:“‘ 手撕鋼’是高新技術,你們把百煉鋼變成了‘繞指柔’,很不簡單!”“新材料產業是戰略性基礎性產業,也是高技術競爭的關鍵領域,我們要奮起直追,迎頭趕上?!薄爱a品和技術是企業安身立命之本,希望太鋼在科技創新上再接再厲、勇攀高峰,在支撐先進制造業發展方面邁出新的更大步伐”……這些指示是給太鋼的,也是給中國鋼鐵行業的、給中國制造業的。
  自2020年以來,中國鋼鐵工業協會黨委書記、執行會長何文波多次就宣傳中國寶武高質量發展典型經驗提出明確要求。何文波強調,中國寶武大規模的快速整合,不僅促進了中國鋼鐵產業集中度的提升,也直接改變了世界鋼鐵競爭格局。前不久,中國寶武正式轉為國有資本投資公司??梢哉f,中國寶武的高質量發展實踐對包括鋼鐵企業在內的工業企業完整、準確、全面貫徹落實新發展理念,實現高質量發展,具有積極的借鑒和引領意義。
  太鋼集團是以產品和技術安身立命的典范企業。新中國的第一爐不銹鋼、第一張熱軋硅鋼片、第一塊電磁純鐵、第一噸筆尖鋼和“手撕鋼”等產品在太鋼誕生;在裝備技術方面,新中國的第一臺不銹鋼精煉爐、第一臺不銹鋼立式板坯連鑄機、第一條冷軋不銹鋼生產線、第一條冷軋寬帶不銹鋼光亮退火線、第一條不銹鋼冷熱卷混合退火酸洗線均由太鋼建設。
  近年來,太鋼堅持自主創新,立志產業報國,產品研發、技術創新捷報頻傳。2020年12月23日,太鋼集團進入中國寶武,翻開了發展新篇章,實現從追趕到引領的跨越。
  日前,《中國冶金報》高質量發展的寶武實踐報道組來到太鋼,深入產線、礦山,實地采訪普通員工、科技人員和管理人員,通過綠色低碳、產品引領、資源保障、整合融合等4個不同的維度,還原中國寶武太鋼高質量發展的足跡,為鋼鐵行業和制造業高質量發展提供助力。
  7月4日下午,在被稱作“碳園"的太鋼碳循環示范園出口附近,太鋼集團能源環保部部長馬良招呼員工一起,輕輕推開一座沙盤上的擋板,依山傍綠的綠電綠氫鉻基材料碳減排工程規劃模型展現在《中國冶金報》記者眼前。
  “這是我們擬在山西晉北地區規劃建設的工程。我們準備利用那里豐富的太陽能與風能資源,建設大型清潔能源發電場,耦合綠色低碳不銹鋼原料制造先進技術,打造‘源網荷儲’一體化‘清潔能源+綠氫還原’的不銹鋼原料基地?!瘪R良說。
  “從2019年12月太鋼實現全流程超低排放,到2020年10月順利通過監測評估驗收成為全國首批環保A級鋼鐵企業之一、全國第一家包括焦化工序在內的全流程超低排放A級企業,現在的太鋼正按照中國寶武‘高于標準、優于城區、融入城市’的要求,全速推進環保全要素‘AA’企業創建和山西省新的‘超超低’目標實現,布局綠色低碳未來?!瘪R良說起來如數家珍。
  現在,太鋼大氣污染物排放總量與超低排放改造前相比,下降了70%以上;焦爐、轉爐等工序已達到能效標桿水平;在中國寶武綠色低碳發展大會上發布主要不銹鋼產品的環境產品聲明……
  達到全球鋼鐵工業最嚴苛的超低排放標準,實現“雙碳”目標遠遠短于發達國家所用時間……中國鋼鐵正在綠色低碳發展的新征程上創造歷史。
  “這是一份必須答好的政治考卷?!敝袊鴮毼涮摷瘓F負責人說。
  盛夏的7月,《中國冶金報》高質量發展的寶武實踐報道組走進太鋼,探尋到了太鋼正在以責任和擔當作答新時代的綠色低碳發展考卷,看到了太鋼正在打造面向未來的綠色低碳高質量發展樣本。
圖為與城共融的美麗太鋼
圖為太鋼污水回用凈化系統。今年6月,太鋼“水系統生態化雙循環管理”榮獲了世界不銹鋼協會可持續發展獎金獎。
圖為太鋼焦化廠酚氰污水池封閉治理。目前,太鋼正以“廢氣超低排,廢水零排放,固廢不出廠,噪聲趨靜音,廠區潔美新”為內涵,全速推進環保全要素“AA”企業創建和“超超低”目標實現?!?/div>
  自主創新,走出一條降碳新路
  走進“碳園”,入園處的展板上,是2022年5月30日太鋼集團發布的《碳達峰及降碳行動方案》。該方案提出了“13460”(一個低碳發展中心、三個低碳發展階段、四個低碳實施步驟、六大低碳發展路徑、最終實現零碳目標)的綠色低碳發展模式,為太鋼集團實現“雙碳“目標描繪了清晰的路線圖。
  實現綠色低碳發展,技術創新至關重要。
  “‘碳園’全面展示了太鋼在綠色低碳發展方面的技術探索和實踐?!瘪R良作為“碳園”的講解員,給記者上了一堂生動的綠色低碳技術課,“二氧化碳能源化資源化應用是太鋼實現碳循環的最核心、最關鍵的工藝技術路線,也是太鋼走出的一條降碳新路子?!?/div>
圖為太鋼“碳園”
  何為二氧化碳能源化?“經過機理研究和工業化試驗,太鋼成功研發出二氧化碳氣體用于轉爐吹煉工藝,實現‘以碳脫碳、減氧代氬’的效果。頂吹氧槍中吹入二氧化碳氣體,氧氣消耗可降低千分之五,同時有效抑制電除塵泄爆,并可收獲可觀的煤氣增量。底吹二氧化碳則實現了1:1的代氬效果。使用該技術,節能、減碳、降本效果顯著,可謂一舉多得?!瘪R良介紹道。
  但是,由于二氧化碳具有弱酸性,在大流量底吹、高強度攪拌下,轉爐爐底耐材壽命會縮短。太鋼人經過攻關,成功突破轉爐爐底快速熱更換技術,實現15小時~20小時在線熱更換。這樣一來,轉爐爐體的耐材壽命得以保障。
  “轉爐爐底快速熱更換是二氧化碳能源化資源化應用過程催生的突破性技術,實現了轉爐復吹全爐役長壽命效果,解決了底吹二氧化碳受限的瓶頸問題,屬國內首創的重大技術革命?!瘪R良進一步解釋道。
  何為二氧化碳資源化?太鋼創新性地提出了“以碳治渣、以渣固碳”的理念。利用鋼鐵生產過程捕集的二氧化碳(或含二氧化碳煙氣),對轉爐鋼渣進行穩定化處理。鋼渣中含有氧化鈣,加入二氧化碳后,可以變成碳酸鈣,也就是“石灰石”,從而實現鋼渣對二氧化碳的固化。經過處理后的鋼渣,可以用作鋼渣磚、瀝青路面、水泥原料,從而為二氧化碳規?;瘧糜阡撛Y源化提供全新的解決方案。
  “實際上,就是鐵礦石變成石灰石,鐵資源被提煉出來了,通過二氧化碳與渣耦合,新的建材資源產生了?!瘪R良給出了一個生動的注解。
  二氧化碳既然能夠實現能源化資源化應用,那么二氧化碳如何捕集呢?太鋼是國內首家以高爐煤氣為原料氣制取二氧化碳的企業。整體工藝采用化學吸收法,將高爐煤氣進行水洗、捕集、壓縮、脫硫、脫水,最后形成高純度二氧化碳。
圖為太鋼探索出的碳循環工藝示意圖
  “二氧化碳捕集和循環利用項目不僅可以減少二氧化碳氣體的排放,還可以有效推動二氧化碳能源化資源化利用,可在鋼鐵全行業推廣利用,在冶金低碳發展進程中具有重要意義?!瘪R良對太鋼走出的這條降碳新路充滿信心。
  勇攀高峰,打造極致能效行業標桿
  2021年10月,針對鋼鐵等重點行業,國家五部門發布了《冶金、建材重點行業嚴格能效約束推動節能降碳行動方案》,其中明確轉爐工序能效標桿水平為-30千克標準煤/噸。
  現在,太鋼轉爐工序能耗已達到-32.75千克標準煤/噸的水平,超越了行業標桿值。
  中國寶武認為,提升綜合能效是鋼鐵行業低碳發展的重要路徑,為此提出了“極致能效”的理念。太鋼堅決踐行這一理念,在綠色低碳的道路上一展“勇攀高峰”的極致追求。這其中,以轉爐的極致能效最為典型。
圖為太鋼轉爐工序
  太鋼以轉爐工序能耗創標桿為目標,以工藝技術創新、生產組織優化為手段,圍繞轉爐開展了一系列的節能降碳挖潛。例如,提高廢鋼比、二氧化碳能源化資源化、一鍵煉鋼、余能自產自用、轉爐出鋼直上連鑄、鑄坯清潔化切割、鑄坯熱送等。這些工藝技術的全面應用,使太鋼的轉爐工序能耗達到了標桿水平。
  對太鋼來說,以極致效率提升推進綠色低碳發展,有一個重要路徑是去除“活套”。在鋼鐵生產過程中,鐵水魚雷罐車,是鐵鋼之間的“活套”;鋼包是轉爐跟連鑄之間的“活套”……中間這一層層的“活套”都帶來了成本的提高、效率的降低。
  太鋼為了實現極致效率提升,進行了一系列去除“活套”的嘗試。以轉爐出鋼直上連鑄為例,太鋼在提升轉爐潔凈鋼冶煉技術和控制能力基礎上,加大轉爐出鋼后直上連鑄的生產組織,部分鋼種省去了LF精煉、保溫環節,縮短了工藝流程,在有效提高生產效率的同時,噸鋼電耗降低約5千瓦時。
  加熱爐能效提升也得益于去除“活套”。太鋼經過生產組織優化,加熱爐熱裝率提升10%。開展罩式爐不銹鋼直接熱裝熱退工藝攻關,成功實現大于400℃入爐點火生產,罩式爐熱裝率實現0的突破,達到30%。
  “在現階段如何能夠極致地利用已有工藝、裝備、技術、能力,降低碳排放,是我們必須面對的問題。冶金工藝進化的過程就是不斷連續化、緊湊化、去中間化的過程。堅定不移去除‘活套’,實現工序間無縫對接,比如進一步提升熱送熱裝比、鐵鋼之間實現一“罐”到底……由此帶來的效率提升都將進一步加速太鋼的綠色低碳發展步伐?!碧撚嘘P部門負責人告訴《中國冶金報》記者。
圖為綠意盎然的美麗太鋼
  創造價值,提升綠色低碳競爭力
  2019年,太鋼完成燒結機頭煙氣超低排放改造,采用自主研發、世界首創的“活性炭+SCR脫硝”污染物高效協同處理工藝,實現了優于超低排放的績效水平。這背后,太鋼付出了巨大的努力。
  “目前,太鋼運行著兩套燒結機頭煙氣脫硫脫硝系統,每年的運營費用上億元?!碧撃茉喘h保部環保管理室科員陳超告訴《中國冶金報》記者。
  據悉,太鋼的噸鋼環保成本在300元/噸左右。未來,隨著《碳達峰及降碳行動方案》的落實,太鋼在綠色低碳領域的投入將更大。
  對此,太鋼集團負責人表示:“現在有些‘降碳’技術已經非常成熟,企業考慮的就是成本和效益問題。對太鋼來說,我們堅定不移地將綠色低碳發展作為重大政治任務去完成!況且,在綠色低碳領域進行投入,有利于未來提升產品競爭力,是能夠創造價值的?!?/div>
  “目前歐洲碳稅在60歐元/噸左右,中國現在的碳交易市場剛剛開始起步,1噸的碳排放交易額為60元,而1噸的鋼材基本有2噸的碳排放。所以,如果開始收碳稅,歐洲1噸鋼材就要收100歐元以上,中國也要收100元以上。從長遠的角度來看,我相信中國對碳的價值衡量會跟世界同步。面向未來提升產品的綠色低碳競爭力,太鋼必須提前布局?!碧撚嘘P部門負責人算了這樣一筆賬。
  此外,越來越多的下游客戶已經對鋼鐵產品的單位碳排放提出要求,比如一些汽車公司要求鋼鐵企業承諾2023年每噸鋼鐵產品的碳排放不能超過1.6噸或1.7噸??梢哉f,碳排放已經變成了產品在市場上的準入標準。
  “市場是企業生存的前提,沒有客戶,就沒有企業的生存空間。這也倒逼著我們在降低碳排放方面有所探索、有所行動,而且還要加速行動?!碧摷瘓F負責人說道。
  在綠色低碳方面的投入,還能創造直接的經濟效益。
  以高爐熱熔渣制棉為例,太鋼建成有國內首條利用高爐熱熔渣制棉的規?;a線,采用“熱熔渣+電爐”工藝,可有效利用熔渣顯熱直接生產礦棉,熔渣顯熱回收率達50%以上。加入中國寶武后,經過專業化整合,寶武環科山西公司接手了該項業務。2022年,通過智能化、專業化、集中化改造,產品由礦棉升級為高品質巖棉。與國內采用冷礦渣或玄武巖為原料的同行相比,該生產線具有顯著的減碳效果,而且經濟效益可觀。礦棉的市場價格為600元/噸,改造后生產的巖棉,市場價格高達3200元/噸。
  “我們感覺,綠色低碳發展產生的是一個協同效應,它不僅有環境效益,更是能創造價值,帶來經濟效益、社會效益?!碧撃茉喘h保部副部長張利軍對記者表達了自己的觀點。
  他給記者算了三筆賬。其一,每年采暖季京津冀及周邊地區要求鋼鐵企業在重污染天氣期間較大幅度限產,太鋼因為是超低排放A級企業,不受此限制,可以自主減排。如果真的頻繁停限產,生產效率會降得非常低,成本會非常高。其二,太鋼廠區面積較小,廠內物流組織難度大,對生產效率影響很大。實施“公轉鐵”以后,物流系統全面優化,全面助力了生產效率的提高。其三,環保提升之后,職工和周邊居民非常滿意,政府非常認可,提高了太鋼的社會聲譽,這是無形的收益。
圖為生機勃發的美麗太鋼
  布局未來,打造全球不銹鋼業低碳發展旗艦
  要以“成為全球不銹鋼業低碳發展旗艦”為目標,按照中國寶武總體部署,堅持節能、減污、降碳、擴綠、增效,全面推進綠色低碳發展,將太鋼集團打造成為全球最具競爭力的不銹鋼全產業鏈企業、全球不銹鋼低碳冶金科技創新引領企業。
  這是太鋼在《碳達峰及降碳行動方案》中布局未來的藍圖。
  太鋼人意識到,推進“雙碳”行動計劃,不僅必要,更顯迫切。
  從國家層面來看,2020年9月22日,習近平主席代表中國向世界作出了“2030年碳達峰、2060年碳中和”的承諾。中國鋼鐵行業碳排放占全國碳排放的15%以上,如果鋼鐵行業不立即行動,不抓緊時間去落實,那就很難完成國家提出的“雙碳”目標。從企業層面來看,中國寶武作為全球最大鋼鐵企業率先發布了實現碳達峰、碳中和目標的時間表:2023年力爭實現碳達峰、2025年具備減碳30%的工藝技術能力、2035年力爭減碳30%、2050年力爭實現碳中和。太鋼,作為中國寶武的一個旗艦子公司,必須有所行動。從技術層面來看,如果不發布“雙碳”行動計劃,不提出宣言,太鋼可能在意識上、思想上重視就不夠,但是實際上現在有很多企業、有很多技術已經在“雙碳”領域取得了突破和進步,如果太鋼不重視,那就會落后一大步,太鋼會從一個先行者變成一個落后者,從而削弱未來的競爭力。太鋼必須為實現“雙碳”目標進行技術布局、裝備布局和工藝布局,這樣才能做百年老店,才能夠打造全球不銹鋼業的旗艦平臺公司。
  進行低碳工藝的探索和創新、打造能效標桿、提高資源循環利用率、生產不銹鋼綠色產品、建設綠色礦山、發展低碳物流......現在,太鋼的一系列布局已經開始“落子”。
  近兩年,太鋼對廠區柴油機車進行油電混動改造,并在廠區建設6座換電站、36臺充電樁,推動廠區短駁汽車全部實現電動化,實現了運輸車輛動力源頭的低碳化轉變。
圖為太鋼的混合動力機車
  2022年,太鋼與相關新能源企業簽訂了年不少于11億度的綠電直購協議,未來,將按年增5%的比例擴大綠電購入量。同時,通過在廠房屋頂自建光伏發電,總裝機容量約16MW,年均發電量1700萬度以上,實現了自有綠電“0”的突破。
圖為廠區屋頂的光伏發電項目
  太鋼還率先啟動不銹鋼等主要產品的全生命周期碳足跡跟蹤,組織開展以奧氏體、鐵素體、馬氏體為代表的五大類產品全生命周期(LCA)碳足跡評價。
  通過鋼鐵行業EPD平臺,太鋼首家申請不銹鋼產品的環境產品聲明,向客戶及利益相關者提供產品的全生命周期環境信息,助力構建低碳供應鏈管理體系。
  中國寶武旗下八鋼、湛鋼正在分別進行富氫碳循環高爐、氫基豎爐工業化試驗和探索,待工藝技術成熟后可向中國寶武各個子公司乃至全行業推廣。目前,太鋼已經在研究通過多種途徑制取氫氣,為迎接未來氫冶金重構鋼鐵工藝流程做準備。
  “氫春躍動、碳尋鋼蘊、綠啟新程、智行極致、零創未來?!痹谔紙@,馬良提醒《中國冶金報》記者拍下這幾個刷在墻上的彩色美術字。這是太鋼人面向世界、面向未來要走的綠色低碳發展道路,也是太鋼成為“全球不銹鋼業低碳發展旗艦”的必由之路。
圖為藍天白云下的美麗太鋼

來源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網

編輯:張雨恬

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