中国冶金报社
通讯员 芮溪菱 任艺璇 潘冬
图片均由中冶华天提供
当前,全球制造业正经历以智能化、绿色化为核心的深刻变革浪潮。作为国民经济重要基础产业的钢铁工业,正处于转型升级的关键时期,面临提升质量效益、实现低碳发展的双重挑战。在这场产业变革中,中冶华天立足“冶金建设国家队”第一梯队的使命担当,以科技创新为根本动力,在智能制造和绿色低碳两大战略方向持续突破,通过一系列重大工程实践,探索出一条具有示范意义的钢铁行业高质量发展路径,不仅培育了企业自身的新质生产力,更为整个钢铁行业的转型升级提供了可复制、可推广的系统性解决方案。
智能制造篇:
数智技术重塑钢铁生产新范式
在全球科技革命与产业变革的浪潮中,钢铁工业迎来前所未有的机遇与挑战,唯有以科技创新为引领,深耕智能制造,才能筑牢现代化产业体系的根基。中冶华天通过一系列标杆项目,生动践行了以数智技术重塑钢铁生产新范式。
树立国际智能轧制典范。中天绿色精品棒材项目是中冶华天总承包建设的重点工程,其中包括4条精品切分棒材生产线,产品规格覆盖Ф16毫米~Ф40毫米的精品棒材,单线年产量达189万吨,合计产能达756万吨/年,是当前国际上技术最优良、产能最高的精品棒材生产线,也是国内棒材绿色化、智能化的绝对典范。
作为“冶金建设国家队”棒型材第一梯队,中冶华天已新建及升级改造棒材生产线200余条、型钢40余条,尤其是大H型钢和大规格棒材业绩独占鳌头,获得国家、行业、省部级各类优秀工程荣誉80余项,多次率先引入热轧棒材型材生产技术与装备,开创国内多项第一,为我国钢铁工业做出了积极贡献。在如此强劲的业务实力与丰富的工程经验加持下,中冶华天以“大型化、高效化、集约化、绿色化、智能化”为设计理念,依托强大的技术创新与工程转化能力,成功将中天棒材项目打造成为融合前沿技术与智能系统的现代化标杆,为培育钢铁新质生产力提供了生动范例:独特的二段式精轧布置配合深度融合控轧控冷技术,不仅显著降低了合金消耗和生产成本,还通过细化晶粒大幅提升了产品韧性和强度,实现了低温精轧,在工艺源头实现了“提质、降本、增效、减碳”的协同优化。面对新型双飞剪智能剪切控制这一国内缺乏成熟先例的技术挑战,中冶华天项目团队通过精密模拟分析、跨专业协同攻关,创造性地解决了高速轧制下“憋钢”难题,显著提升了生产效率和稳定性,以科技创新直面痛点,展现了突破“无人区”的硬核实力。

中冶华天总承包的中天绿色精品棒材项目轧钢工程
与此同时,中冶华天自主研发的热轧棒材智能化管控平台是强化中国中冶“181计划”项目“热轧棒型材车间智能化关键技术”的研发成果转化应用,目前已在中天绿色精品钢4条精品棒材全部成功上线,既实现了生产过程的自动数据采集、生产状态监控及生产作业管理,又能与其他自动化、信息化、智能化系统及机电一体品系统之间数据交互和共享,全面构建数字轧材体系,并与MES系统深度融合,助力钢铁企业实现高质量发展转型升级,为后续实现更高水平的工序智能化、生产柔性化和决策科学化奠定了坚实基础。
攀登复合轧制创新高峰。作为攀钢集团长城特钢产线优化升级重点项目和“十四五”规划核心技改项目,同时也是江油市2023年重点建设工程,由中冶华天总承包建设的攀长特初轧产线升级改造项目建设了国内第一条大规格棒材及扁钢复合生产线,成为全国首条通过短应力线轧机生产棒材、大扁钢的生产线。

中冶华天总承包的攀长特初轧产线升级改造项目
该项目中的技术及装备亮点比比皆是:采用了先进的自动轧制控制技术,减少轧制过程中的人工干预,大幅提升轧制过程稳定性;新建的1350初轧机组是国内外工模具钢产线中最大的新一代开坯机组,能完全满足各类品种轧制要求;创新开发了高适应性多模式轧机技术,并设计出兼具抗冲击与耐高温特性的液压剪,成功解决了大规格棒材与扁钢复合轧制的行业难题。最终,通过世界首创的核心连轧机设备,并结合初轧机和液压剪的创新设计,整体填补了国内相关技术领域的空白,是中冶华天“冶金建设国家队”第一梯队技术优势的集中体现,具有显著的行业参考价值和标杆意义。该项目建成投产后,长城特钢轧钢厂产线自炼钢锭材率将提高2.2个百分点以上,吨钢成本大幅下降,可为全厂成材产线开坯和实现自身成材,生产的高温合金热轧扁钢可用于航空航天、重型燃机、海洋装备等多个领域,综合效益显著。

中冶华天总承包的达钢搬迁升级改造项目
打造智能绿色生产样板。中冶华天总承包建设的达钢搬迁升级改造项目则通过智能化驱动技术工艺革新、装备升级,系统性地提升生产效率与灵活性,深度融合智能化与绿色化,打造起行业样板。在智能化方面,该项目全线采用国产化短应力线及模块化轧机,结合交流变频调速技术,实现高达105米/秒的稳定轧速,并具备直径6毫米~16毫米全规格从减径机组直接轧出的灵活生产能力,有效地降低生产成本,提升市场响应能力;应用计算机系统全自动控制与“两线三室”集约化集控模式,大幅提升智能化水平与运行效率。在绿色化方面,该项目核心采用热送热装与控轧控冷技术,大幅减少坯料加热过程的能源消耗,显著降低碳排放,从工艺源头践行低碳理念;轧机区应用先进环保抑尘处理技术,有效地减少生产过程中的烟尘与颗粒物排放,显著改善作业环境,实现经济效益与环境效益的双赢。

中冶华天设计的东方特钢绿色高端镍铬新材智造项目效果图
开创高端镍铬新材先河。中冶华天作为设计方打造的振石集团东方特钢绿色高端镍铬新材智造项目,位于浙江嘉兴,建设年产251.25万吨铸坯的炼钢系统,并配套建设热轧、退火酸洗、冷轧及配套公辅系统,是智能制造驱动钢铁新质生产力发展的典范。
在其设计过程中,中冶华天设计团队始终秉持“高标准、严要求、精细化”原则,深度融合国内外先进工艺与定制化智能技术方案,在热轧环节全球首创应用了不锈钢板坯全氧加热炉,并配套国内最宽、处理能力最大的不锈钢带钢退火酸洗线;聚焦高端材料国产化攻坚,成功实现LNG船用因瓦合金、核电用钢、超级奥氏体不锈钢等战略材料的规模化、智能化生产,推动进口替代产品占比达20%、高端产品占比突破50%。在确保该项目高效生产的同时,中冶华天设计团队佐以多项节能减排的尖端技术,从源头上大幅削减了无组织排放,有力地响应了国家“双碳”目标,将把项目打造为“安全、高效、清洁、智慧”的世界级高端镍铬材料制造基地和黑灯工厂标杆。
通过新一代信息技术与传统制造业深度融合,智能制造正实现生产自动化、网络化和智能化,最终转化为强大的市场竞争力和可持续发展的坚实基础。未来,中冶华天将继续以科技创新为核心,深化智能制造,深度激发内生动力,培育新质生产力,为建设现代化钢铁产业体系做出更大贡献。
绿色低碳篇:
极致能效构筑绿色发展新优势
近年来,中冶华天积极践行“双碳”目标,坚持“新”中有“质”,以市场需求为牵引,以技术突破为驱动,在极致能效领域交出亮眼成绩单:深耕精耕燃气-蒸汽联合循环发电(CCPP)、工业节能、余热利用技术及新型储能等前沿技术,积淀深厚、领先业内;主编行业标准1项,获省部级科技进步奖、五矿集团技术发明奖3项,多次荣获全国冶金行业优秀工程设计一等奖,拥有相关发明近60项;更为突出的是,已承接百余项煤气发电和余热回收工程,在CCPP领域占据国内市场份额70%以上,厚植高质量发展底色。
煤气高效发电立标杆。中冶华天于近日签约淮钢资源综合利用CCPP高效发电项目,这是继江苏沙钢集团186MW燃气-蒸汽联合循环CCPP高效发电项目等典型工程后,中冶华天承接的冶金行业全球首套100MW超高效CCPP机组,发电效率、供电效率再度刷新钢铁行业纪录,持续擦亮“中冶华天,绿色明天”品牌。该项目拟新建1台100MW燃气-蒸汽联合循环发电机组,以及配套的公辅设施,机组发电效率将达到50%、供电效率将达到48.7%,远超常规煤气发电机组效率。该项目建成投产后,预计每年可节约标准煤10.13万吨、减排二氧化碳27.78万吨,增效减排效果极其显著,实现经济环保效益双提升。

中冶华天承担的江苏沙钢集团186MW燃气-蒸汽联合循环高效发电项目
中冶华天开发的钢铁煤气CCPP清洁高效发电技术也在中国中冶科技成果评价中获评“国际先进”,所建设的江苏沙钢集团186MW燃气-蒸汽联合循环CCPP高效发电机组,创造了国内钢铁企业煤气发电效率最高、联合循环发电机组国产化率最高、建设周期最短、单位建设成本最低等多项新纪录;所建设的包钢余压余气节能减排CCPP发电项目2×165MW煤气蒸汽联合循环发电机组为全球首台高海拔CCPP煤气热电联产机组,也是国内钢厂首次应用大流量膜法除氧技术,实现了CCPP全流量背压供热运行、大流量除氧膜的国产化替代。
受益于长期深耕煤气发电业务的技术实力和市场认可度,中冶华天近日签订德龙铸业开发有限公司2×35MW超高温超高压煤气发电EPC工程,将打造钢铁煤气高效发电机组小型化的典型工程。该项目建成后,每年可新增供电量约1.238亿千瓦时、减排二氧化碳7.19万吨,有力提升减碳成效。
余热极限回收树品牌。在钢铁各工序余热极限回收利用方面,中冶华天同样具备突出的研发和技术能力,先后承担了安徽省重点研究与开发计划项目“智能化高效烧结余热回收关键技术及控制装备开发”、工信部人工智能“揭榜挂帅”项目“智能化高效烧结余热回收关键技术”等2项省部级科研课题,获得授权发明专利多项,并在所承接的项目上成功应用。
中冶华天以“零排放、全回收、低能耗”为核心理念,创新构建了烧结大烟道、环冷机废气协同循环高效利用体系,开发了先进的环冷机串级循环冷却工艺,使废气与烧结机机头大烟道烟气、经余热锅炉换热后的机尾大烟道烟气精准混合,作为烧结过程助燃气体重返烧结台车料面,大幅削减脱硫脱硝负荷并降低外排烟气量,实现了烧结工序的极致节能降碳。应用该技术后,烧结能耗可降12千克/吨、二氧化碳减排30千克/吨。按年产400万吨烧结矿规模测算,年综合效益可达1亿元,具有极高的应用价值。

中冶华天总承包的福建亿鑫198平方米烧结机项目
依托在烧结余热回收方向积累的技术优势,近两年,中冶华天连续承接了河北安丰钢铁集团有限公司烧结机技改余热发电工程、辛集市澳森特钢集团有限公司新建240平方米带式烧结机项目、秦邮特种金属材料有限公司2×240平方米烧结机改造项目等近10项工程,创新应用了多项中冶华天自主研发的极致能效技术。其中,在福建亿鑫钢铁烧结SHRT汽电双驱工程项目中,烧结机实际吨矿电耗降低18.5千瓦时,节能效果成功树立业内新标杆;在连云港华乐合金烧结余热发电工程中,极限利用环冷机一二段废气余热,运行吨矿发电量长期超30千瓦时,大幅刷新国内烧结环冷余热发电纪录。
新型储能、管网诊断占先机。中冶华天聚焦战新产业,瞄准行业前沿,在新型储能、管网诊断等方向高位谋划、超前布局,并成功占据先机。依托此前在CCPP、钢铁动力能源站等方面的技术积累和独特优势,中冶华天在压缩空气储能领域深度储备,不仅组建了全流程、全专业的技术团队,已具备百兆瓦级压缩空气储能电站的咨询、设计和全过程技术服务能力,而且与国内压缩空气储能领先企业达成了实质合作意向。此外,中冶华天还前瞻性开发了钢铁企业煤气熔盐储能技术、热水储能技术等,这些创新技术均可促进钢厂波动性余能余热稳定利用。
针对“蒸汽管网智能诊断”这一困扰钢铁企业多年的痛点难点,中冶华天开发出一套基于数字化建模和智慧化诊断的创新技术,并在江苏沙钢全厂饱和蒸汽管网诊断项目上获得成功应用,“华天方案”得到行业认可。该技术结合分析结果对管网存在的问题提出相应整改措施,提高全厂的蒸汽利用效率,减少不必要的损失,实现数字化节能降碳。

中冶华天制作的三维管网图
对于煤气管网智能诊断,中冶华天创新开发出钢铁企业煤气管网仿真分析与智慧运维技术,不仅能破解冶金煤气系统高尘、多源、强非线性等行业难题,而且能实现精准“把脉”,煤气柜储量预测精度达±3%,事故预警响应时间缩短至45秒以内。该技术也已在中冶华天承担的相关项目中成功应用。
数智赋能,铸就钢铁未来新格局;绿色引领,谱写低碳发展新篇章。中冶华天的创新实践充分证明,科技创新是推动钢铁行业高质量发展的核心动力,在智能制造领域,数字技术与制造技术的深度融合正在重塑生产模式;在绿色低碳方面,能效提升与减排降碳的协同推进开创了可持续发展新路径,通过双轮驱动,传统钢铁产业正在焕发新的生机。展望未来,中冶华天将与众多创新先锋一道,继续发挥示范引领作用,推动钢铁行业迈向更高质量、更可持续发展新阶段,为制造强国建设做出更大贡献。
