重钢干式RH精炼技术市场化创新之路
2013-08-27 11:02:49
截至今年6月份，重钢RH机械真空装置已运行36个月，累计处理钢水434万吨，节约运行成本3359多万元，余热发电效益达到8039.9万元，并在真空泵组组合方式、高温高CO和含O2的烟气过滤器、真空泵运行安全性、管道布置方式、泵组操控与真空冶金模型匹配控制以及相关配套设施等方面形成了独有技术。
在重钢集团副总经理董荣华看来，这一成就代表着重钢人将自主创新的实用专利转化为生产力，努力实现技术产业化的梦想正在一步步成为现实。
“创新，就是一定程度的冒险”
6年来，为了这个技术产业梦，董荣华经历了挑战传统、从无到有、创新应用的艰难开拓。
在世界钢铁冶炼技术中，RH作为钢铁企业生产高洁净度钢水的必备精炼装置，其应用可直接影响产品结构和钢材品质的优化提升。在全球RH精炼工艺100多年的发展应用中，无一不采用以蒸汽为动力的湿法抽真空（即蒸汽喷射泵）技术。但在600万吨钢系统规模的新重钢生产工艺规划中，已经取消了蒸汽管网的设计。以传统的概念来说，没有蒸汽动力支撑，要实现RH精练，根本无从谈起。
“难道为了RH精炼，要放弃之前的节能环保设计，重新花费巨资建立蒸汽管网？”6年前的董荣华苦苦思索着。一次偶然的机会，董荣华听别人谈起国外某些钢铁厂在小吨位VD应用中有放弃蒸汽动力，采用干式真空泵作为获得动力装置的理论，这位熟悉炼钢工艺的正高级工程师像孩子发现了谜宫出路一样兴奋。他立即着手收集相关资料进行研究，提出了尝试将干式真空系统应用于RH钢水精炼的大胆设想。
业内都知道，炼钢生产本身就是钢铁流程中最为复杂的工序之一，其中精炼又是炼钢工序中技术最密集的环节，创建RH干式真空精炼装置，从工艺到技术结构上都面临巨大的挑战，应用的障碍和风险更是充满未知。
“创新，就是一定程度的冒险，任何事情都瞻前顾后、畏手畏脚，那永远只能原地踏步。我对我们的技术队伍充满信心！”董荣华说。干式（机械）真空泵与蒸汽喷射泵的最大区别在于驱动能源，前者采用电能，而后者则采用蒸汽；由于VD炉与RH炉产生气体的差异性，干式真空泵的安全性成了实现创新的技术瓶颈。为了创建RH干式真空精炼装置，董荣华顶着压力，带领重钢多位炼钢专家一头扎进RH机械真空技术项目的理论验证。
从“零”开始的探索
在钢铁行业的RH精炼系统，全世界都没有一台可以参考的真空泵模型资料，一切都要从“零”开始。
2008年4月份，董荣华亲自挂帅，成立了包括机械、电气、仪表、计算机、除尘、热能、工艺等多个专业参与的重钢RH干式真空精炼装置技术攻关团队。从整体框架到工艺结构，从关键技术论证到设计思路的提出与优化，从方案审查到设备选型等等，技术攻关团队把每一项工作都抓得细致入微。
由于VD炉与RH炉产生气体的差异性，论证初期，困扰的焦点集中在干式真空泵在高氧、高CO气氛下的安全运行问题——真空泵的安全性，成了实现RH干式机械真空应用的技术“瓶颈”。为打破这一“瓶颈”，董荣华先后多次邀请英国干式真空泵厂家的技术专家和罗马尼亚具有干式真空VD设计经验的工程师到重钢进行交流，并且反复进行探讨剖析，寻找有效的解决办法。
为了确保万无一失，他又带领各专业领域带头人到国内应用干式泵的化工厂、实验室等地考察。在经历了6个月左右数百次的咨询论证后，终于解决了机械真空系统在RH烟气环境下运行的安全问题，使项目得以推进。
2010年6月25日上午，重钢新区一炉210吨的炽热钢水，缓缓倒进了RH真空精炼炉，重钢人自行研发的真空泵装置，由72台机械泵组成的18个真空模块稳健地转动着，实现了用机械力抽真空……35分钟以后，成功应用机械泵抽真空的重钢210吨RH炉精炼出了第一炉优质的钢水。
“走向全行业应用，才算成功”
虽然项目取得了阶段性的胜利，董荣华却将其看作又一个新起点的开始，他的目标直指将自主创新的RH干式真空系统装置实现技术产业化。他表示：“新设备能够运行，还不能代表这项技术的可靠性，必须要经过长时间、不同条件下的生产检验，真正走向全行业应用，才算取得成功。”
实际运行后，该系统确实遇到了一个很大的难题——能源介质检测报警频繁，导致真空泵频繁停车，作业率极低。董荣华亲自带领相关人员在现场进行专题讨论，沿着能源介质管路进行梳理，确定最佳的优化方案，在一周内将问题完全解决。半年后，新系统运行又出现过过滤器内布袋烧损，致使部分真空泵损坏的故障。在事故发生当天，董荣华就组织工艺、设备人员进行问题分析，对各种可能性进行探讨与论证，形成了可行的处置办法，很快使系统投入了正常生产。
通过在实际运用中不断优化与完善，重钢210吨RH干式真空系统各项功能逐步完善，与湿法蒸汽喷射泵相比，机械真空泵的能耗、水耗和运行成本大大降低；操作更简便，生产更稳定，而且维护更容易，其冶金效果已经达到并优于相同规格的蒸汽喷射泵系统的工艺指标，脱氢率达到63.5%、极限脱碳能力为10ppm、运行成本（包括电能、氮气和补偿冷却水）比蒸汽喷射泵系统低7.74元/吨钢。
与传统蒸汽喷射泵工艺相比，重钢RH真空精炼装置综合能耗仅为传统工艺的1/7左右，运行成本仅为1/4，为全球钢铁企业的RH及其他相关真空精炼设备的选型和优化发起到了良好的示范作用。目前，重钢RH干式真空技术已开始向国内大中型钢铁企业进行技术输出和市场推广，成功将一项技术创新产品变成一项供应市场的商品。
收稿时间：2013年8月
来源：重钢
