中冶北方對球團工藝的探索始於上個世紀60年代,在持續不斷的探索與實踐中,實現了球團技術的歷史性突破,解決了熱工制度對球團規模大型化的制約。在幾代「北方人」的傳承與創新下,中冶北方已經形成了包括豎爐球團、帶式球團以及鏈箅機-迴轉窯球團在內的一系列具有自主智慧財產權的核心技術包,並承擔了國內80%球團生產線的設計和建設,其中包括我國第一座8平方米球團豎爐——承德鋼鐵廠8平方米豎爐、我國第一臺鏈箅機-迴轉窯氧化球團生產線——鞍鋼弓長嶺一期240萬噸/年球團工程、全球設計產量最大的以赤鐵礦為原料的鏈箅機-迴轉窯球團生產線——寶鋼湛江500萬噸/年球團工程……每一個閃光的足跡成就了「球團專家」的美譽,走出了「北方人」用心鑄造世界的品格,奠定了中冶北方球團領域領軍人的行業地位。
探索豎爐球團技術,
推動產量大幅提升
中國第一座8平方米豎爐於1966年在承德鋼鐵廠建成,是中冶北方自行設計與開發的國內第一個球團廠。在隨後十幾年裡,中冶北方又相繼設計並建成了濟鋼、杭鋼、唐鋼、通鋼等多座8平方米豎爐。當時,豎爐球團是一門新興的技術,在工藝流程確定、設備設計選型、技術操作管理等方面都存在著許多經驗不足的地方,爐子日產量僅維持在250~300噸水平。為進一步提高豎爐產量,上個世紀70年代初,中冶北方主持開展了「豎爐球團技術攻關」活動,首次提出「爐內短路」方案並取得成功,該方案消除了爐子中心的「死料柱」,使氣流分布趨於合理,爐內過程得以均勻和加快,爐子日產量迅猛提高。經過不斷改進,「爐內短路」演變成現代的「乾燥床-導風牆」。這是技術探索之路的一大創舉,使中國的豎爐球團生產走上穩定發展的道路。
本鋼16平方米豎爐。
1985年,中冶北方為本溪鋼鐵公司設計了當時世界最大的豎爐——16平方米豎爐。該項目的成功建設使中國的豎爐球團技術達到世界領先水平。由中冶北方與濟南鋼鐵自主研發的豎爐球團「乾燥床-導風牆」專有技術輸出到美國LTV礦山公司,這是我國冶金技術首次輸出到西方發達國家,向世界彰顯了中國在球團領域的技術實力。
優化帶式球團技術,
實現自主智慧財產權
20世紀,我國僅有兩套帶式焙燒機生產裝置,均由中冶北方設計。第一臺包鋼162平方米帶式焙燒機投產於上個世紀70年代,第二臺鞍鋼321.6平方米帶式焙燒機建於上個世紀80年代。包鋼球團的技術和設備是上個世紀60年代末期由日本引進,設計能力為年產球團礦110萬噸。由於當時球團技術不夠完善以及對精礦中含氟的認識不夠,技術引進出現了「水土不服」,導致生產過程中產生大量氟廢氣,嚴重汙染室內外環境,致使包鋼162平方米焙燒機投產後不能正常生產。這給中冶北方提出了一個嚴峻的技術難題,即在掌握帶式球團核心技術的同時如何通過創新消除氟汙染。經過深入研究與探索,中冶北方的設計師們找到了問題所在,優化了帶式焙燒機的核心技術——風流程,既改進了熱量分配,又消除了氟汙染,使包鋼球團順利達產。
鞍鋼200萬噸/年帶式球團工程。
1987年,中冶北方自主設計的鞍鋼200萬噸/年帶式球團生產線成功投產。設計中,中冶北方在消化國外先進技術的基礎上,為購買的二手焙燒機系統做了修、配、改、代、補,設備設計及技術轉化,通過優化整體設計和工藝系統配置,大大提升了該生產線的技術先進性和生產可靠性。多管齊下的創新與優化,使得鞍鋼帶式球團順利達產,充分展示了大型球團設備的優越性。中冶北方憑藉該項目獲得冶金部優秀設計一等獎,國家優秀設計金獎。
鞍鋼帶式球團投產後近二十年內,受資源條件限制,以及市場等多方面因素影響,國內沒有新建帶式球團生產線。即便如此, 中冶北方並沒有停下帶式球團技術研發的腳步, 以自主智慧財產權的熱風循環系統、「自吸風」助燃技術為基礎,繼續在整體設計和工藝系統配置上進行優化,完成了300萬噸/年、400萬噸/年、500萬噸/年規模的帶式焙燒機非標設備以及相應配套熱工工藝的研發和技術儲備,解決了焙燒爐壽命短、熱效率低、焙燒機漏風率高等一系列問題,為自主智慧財產權帶式球團技術的工業化應用打下堅實的基礎。
2018年2月6日,中冶北方斬獲鞍鋼帶式球團生產線提效升級改造項目設計,多年潛心研究的帶式球團技術終於迎來了實踐的機會,這是使命的延續,更是對球團技術不斷探索和創新的接力。2019年1月10日,項目順利投產,日產能超過設計產能,達到6100噸,球團車間的顆粒物排放完全滿足現行國家環保標準要求,是球團領域綠色升級的代表工程。項目設備水平國際領先,核心部件全部由國內設計並製造,實現了真正的「自主智慧財產權」。
攻關球團熱工制度,
向設備大型化進軍
鏈箅機-迴轉窯球團工藝在國內普及得比較晚,但由於它具備大型化的先天條件,同時對燃料種類具有較強的適應性,符合我國國情,在國內逐漸成為球團礦焙燒的主流工藝。在球團生產的眾多工序中,合理的熱風流程和熱工制度是球團生產的「靈魂」,它為球團非標設備的設計和製造提供重要參數,也是球團工藝技術突破和設備大型化的難點。從上個世紀60年代末,中冶北方就開始了對球團工藝中的熱工制度進行探索和攻關,最難的「硬骨頭」就是鏈箅機-迴轉窯球團工藝中的熱工制度。當時國內沒有鏈箅機-迴轉窯球團廠,中冶北方的球團專家就走出國門,考察了國外11個鏈箅機-迴轉窯球團廠,並根據所見所聞整理了三大本文字資料和圖冊,為後期中冶北方在大型鏈箅機-迴轉窯技術上的攻關打下了堅實的理論基礎。
鞍鋼弓長嶺一期240萬噸/年球團工程。
上世紀90年代末,首鋼鏈箅機-迴轉窯截窯改造項目為中冶北方提供了一次難得的實踐機會。該項目於1986年6月建成,原設計採用煤基直接還原工藝,生產直接還原鐵。但由於當時直接還原工藝不成熟,產量一直未能達標,首鋼決定將該條生產線改造成為生產球團礦的鏈箅機-迴轉窯球團生產線。作為設計方之一,中冶北方主要負責熱工制度的確定和環冷機部分的改造。雖說是改造,但因為幾乎涉及了所有工藝環節,設備全部由國外進口,又要適應生產氧化球團礦的需求,這意味著之前的熱工制度要全部推翻重新計算,這在之前是從未有過的嘗試,也是這次技術改造中的難點,其合理與否直接決定了項目的成敗。2000年10月18日,首鋼截窯改造項目熱試車一次成功,一個月內主要技術經濟指標達到設計水平。這次成功改造拉開了我國自主建設鏈箅機-迴轉窯球團生產線的大幕,也是我國在球團技術領域的一次巨大飛躍,對於改善我國高爐爐料結構、促進鋼鐵冶金行業鐵前領域技術進步有著非同一般的意義。
2001年,憑藉在球團領域的技術積澱以及在首鋼截窯改造項目中的成功經驗,中冶北方承擔起鞍鋼弓長嶺礦業公司240萬噸/年鏈箅機-迴轉窯球團項目的設計、建造及技術服務工作。2002年,國內第一條具有自主智慧財產權的大型鏈箅機-迴轉窯球團生產線一次投產成功,創造了同類工程設計周期最短、施工周期最短、達產最快等數項最好紀錄,並成為我國各鋼鐵企業鏈箅機-迴轉窯球團生產線的建設範本。2003年,鞍鋼弓長嶺二期240萬噸/年球團生產線建成投產,2005年,本鋼240萬噸/年球團生產線建成投產,奠定了中冶北方在鏈箅機-迴轉窯球團技術領域的領先地位。
2009年,由中冶北方總承包建設的全球規模最大的寶鋼湛江500萬噸/年全赤鐵礦鏈箅機-迴轉窯球團廠建成投產,實現了鏈箅機-迴轉窯球團設備大型化,提高了對含鐵原料的廣泛的適應性,標誌著我國的球團技術從設計、製造,到生產、控制和管理已經達到世界領先水平,並打破了國外企業對該領域的長期壟斷。項目採用的「大型全赤鐵礦鏈箅機-迴轉窯高品質球團工藝及裝備研究與應用」、「大型球團環冷機的研發與應用」等技術成果通過科技成果鑑定,達到國際領先水平。
寶鋼湛江500萬噸/年球團工程。
作為冶金建設國家隊球團領域「第一梯隊」成員,中冶北方從未停止過球團技術創新的腳步,在傳承與創新中登峰造極,不斷刷新球團技術領域新的紀錄,「球團專家」的榮稱也在一代又一代「北方人」的不懈攻關中沉澱成為中冶北方品牌文化的標籤。在綠色發展成為時代號召的今天,新一代的北方人正以推動球團生產向綠色、循環、低碳、智能的模式轉變為己任,以技術創新和再優化為主要途徑,深耕優化球團生產熱工制度、大型帶式焙燒裝備成套、數位化球團生產系統、球團生產智能控制系統四大研發部位,形成無可替代的比較優勢,不斷提升核心競爭力,力爭在最短時間內成為代表中國實力的球團工程技術服務「國家隊」。