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锻造钢铁新质生产力——记中冶南方的绿色化、智能化、高端化、国际化创新实践

2025-07-30 15:15:00

  在全球钢铁工业加速向绿色低碳、智能高效、高精尖方向跃迁的时代浪潮中,中冶南方作为冶金建设领域的先锋力量,不仅致力于突破制约行业发展的关键瓶颈,更以实打实的工程创新实践,支撑助力钢铁行业的高质量转型升级,深度融入中国钢铁由“大”转“强”的战略征程。
  绿色化
  打造全球钢铁绿色转型的标杆
  中冶南方深刻把握“绿水青山就是金山银山”的发展理念,以不断迭代创新的低碳技术,破解行业高耗能、高排放难题,持续助力钢企实现经济效益与生态效益的双赢,打造全球钢铁绿色转型的标杆范式。
  围绕钢铁冶炼过程,中冶南方构建了覆盖长流程与短流程的成熟低碳解决方案体系。一方面,中冶南方提出低碳高炉解决方案,研发了富氢气体喷吹和煤气循环利用等低碳技术,可在不大范围改动现有高炉流程的情况下,根据钢企资源禀赋,通过能源结构调整、用能效率提升等手段,实现高炉的低碳冶炼;同时,以高炉绿色生产为目标,开发出炉料分级入炉、低耗低氮燃烧顶燃式热风炉、瓦斯灰喷吹等一系列绿色技术,全方位减少高炉生产中固废、颗粒物、NOX、SO2等污染物的排放,推动高炉的绿色发展。另一方面,中冶南方自主开发的绿色高效电弧炉炼钢技术,可实现100%废钢预热,一次烟气二[噁][恶] 英含量<0.1ngTEQ/Nm3,相比传统电炉,冶炼周期缩短15分钟~20分钟,电极消耗降低30%,吨钢电耗降低25%以上,显著降低短流程生产过程中的能耗和污染物排放。
  在实现冶炼源头绿色化的基础上,中冶南方瞄准冶炼过程中的废弃物回收利用,尤其在废水、废酸资源化利用领域取得重大突破。在废水治理方面,中冶南方是全球唯一一家同时掌握钢铁废水、废液资源化利用关键技术的工程公司,已完成冷轧酸性废水、综合废水资源化及零排放工艺技术和装置的集成和创新,在实现钢铁工业废水低成本近零排放的同时,最大程度资源化利用废水中的有价元素。在太钢,中冶南方依托自主研发的“工业废水资源化及零排放技术与装备”,创新提出钢铁行业首创的零排放工艺路线,不仅能将废水近100%转化为高品质再生水,还可高值化回收工业盐,其产品质量优于相关工业盐一级标准,经济效益显著。在废酸治理领域,作为全球领先的酸废液处置技术解决方案提供商,中冶南方自主研发的酸废液高效低耗无害化资源化治理关键技术及装备,达到国际先进水平。自该技术应用装备以来,累计处理废酸2500万吨、回收酸1287万吨、金属氧化物320万吨、减少危废污泥排放256万吨,实现了废酸的高效资源化回收和环境友好治理。
  在深化废弃物资源化的同时,中冶南方也引领着钢铁生产伴生能源的高效转化与循环利用。在煤气发电领域,中冶南方专注于钢铁冶炼中低热值煤气发电技术的研发,承建的煤气发电总装机容量超过一个三峡工程,年发电量达1800亿千瓦时,累计减少二氧化碳排放约1亿吨,推动我国钢铁企业实现“双碳”目标。在广西盛隆,中冶南方建成了全球首台高效超临界煤气发电机组,其发电效率提升至44%以上,年供电量达11.6亿千瓦时,直接经济效益为6.38亿元,每年可减少二氧化碳排放66.2万吨,同时刷新运行压力、温度、发电效率等多项“世界纪录”。
全球首套超临界煤气发电机组
  此外,中冶南方始终站在新能源发电与节能技术发展的前沿,已成功设计、建设并运营了累计超1GW的光伏发电项目,覆盖大型地面电站、工商业分布式屋顶、渔光互补等多种应用场景,让区域电网持续输出绿色动能。
  智能化
  提供面向钢铁生产
  未来的智能制造全过程服务
  中冶南方始终秉承“一核双翼”的智能化技术发展路线,以打造智能工序为核心,实现钢铁产线的高度自动化,助力钢铁企业的全面数字化,提供面向钢铁生产未来的智能制造全过程服务。
  在平台能力方面,中冶南方工业互联网平台WISDRI DiPlant通用平台技术,基于智能工厂体系架构,为钢铁生产全流程智能化应用提供开发、运维技术。
  在智能化生产方面,中冶南方打造了数智孪生料场、智慧烧结、智慧高炉、炼钢一体化管控平台、冷轧数字工厂、气体安监平台等“工序级”智能化产品。随着这一系列产品的成功应用,中冶南方已实现钢铁生产全流程智能化技术的落地,在降本增效、节能降耗、精益管理等方面有效助力钢企数字化转型。
全球首个数智孪生料场
  中冶南方的数智孪生料场解决方案以堆取料设备高可靠性少人化操作技术,为宝武新钢减少原料工序劳动定员70余人,复杂原料条件的高稳定智能混配技术可将混配产品硅、铁含量的稳定率提高4%~7%,每年节省原料工序运营费用300余万元;智慧烧结产品在酒钢3号烧结机上线以来,实现BRP、BTP温度预测准确率偏差在3%以内的月度准确率超过98%;智慧高炉整体解决方案持续服务宁钢、武钢、淮钢等多座高炉,经济效益显著,屡获中钢协大型钢铁设备竞赛优胜称号。
  中冶南方的炼钢一体化平台先后应用于宝武武钢有限、新钢,在武钢有限三炼钢实现标准规范操作率提升5%,在新钢实现行业内首例钢轧全车间无现场操作台稳定连续运行;WisCC连铸数字孪生系统为国内外150余台连铸机提供数字化质量检测与优化控制服务;轧钢数字工厂产品在湖南涟钢、宝武新钢成功投运,实现相关冷轧工序生产效率提升2.5%,产品一级品率提升1.5%,吨钢单耗减少3.5%的卓越价值,成功入选工信部2024年《物联网赋能行业发展典型案例》。
  中冶南方的自备电厂智能远程诊断平台累计为30余家客户提供电厂运营服务,工业气体安监一体化平台获湖北省工业软件十大优秀案例,赢得低碳环保业务的数字产业化的良好口碑。
  在AI+机器视觉方面,中冶南方深入钢铁生产的具体场景,实现堆取料机无人化、高炉水渣无人抓渣、铁水脱硫自动扒渣、转炉自动出钢、坯料无人上料、带钢智能值守等一大批智能化技术的成功实施,助力产线减员、提质、增效。
  高端化
  助力钢企创造
  高端价值链、抢占高端市场制高点
  从“量的领跑”转向“质的跨越”,是中国钢铁行业发展的必由之路。而通过轧制工艺、热处理控制等钢铁生产的后工序,提升钢材强度、表面质量、镀层性能等指标,则是钢铁行业实现高端化突围的关键。
  抓住下游用钢行业产业升级和需求变化,中冶南方聚焦高附加值、高性能钢材产品的研发生产,以技术创新为引擎,助力钢企创造高端价值链、抢占高端市场制高点。
  今年7月初,由中冶南方EPC总承包的全球首条热轧带钢联合轧制线,在酒钢迎来建设新进展。为满足酒钢集团从规模导向转向品质提升的战略性改造需求,中冶南方团队9次迭代升级技术方案,充分利用现有装备设施,采用自主开发、全球首创的热轧带钢联合轧制技术,创造性地将CSP薄板坯连铸连轧与常规热连轧技术深度融合,在实现高品质钢全覆盖的同时兼顾产品短周期低成本的优势,为现有其他同类生产线进行升级改造起到良好的示范作用。
全球首条热轧带钢联合轧制线
  这一创新实践,正是中冶南方在连铸连轧技术厚积薄发的生动体现。早在2015年,中冶南方就在带钢无头连铸连轧领域抢先开展工程技术实践,率先完成国内第一条、世界第二条热轧超薄无头带钢生产线的建设,并总承包建设了全球现有9条带钢无头连铸连轧生产线中的6条。该技术通过高效高拉速连铸机紧密衔接紧凑的连轧机组,配合控制冷却技术,尤其适合生产高强度的薄带钢,同时可实现部分产品的“以热代冷”,提高产品附加值,助力钢企提升产品竞争力。目前,中冶南方仍然持续探索该轧制技术边界,并已开发了具有自主知识产权的热轧超薄带钢无头连铸连轧工艺,并具备装备供货的能力。在太行钢铁,中冶南方充分发挥无头轧制与酸镀联合机组的优势,开发出集成酸洗和镀锌两大工艺的绿色高效热轧薄带深加工工艺,成功打造全球首条酸镀锌铝镁机组,所生产的酸镀锌铝镁产品属国内外首创。
全球首个酸镀锌铝镁机组
  在广泛应用于国家重大工程和装备的高性能热轧中厚板领域内,中冶南方先后承担了国内外近20多条中(宽)厚板生产线的设计和建设工作,其产品广泛应用于能源石化、交通运输、海洋工程等领域的重大工程与装备,是中国制造、国家安全、强国战略的关键基础材料。在青拓集团,中冶南方瞄准高端不锈钢中厚板生产工艺,自主开发的世界首创不锈钢宽厚板炉卷轧制-在线固溶-在线酸洗一体化短流程新工艺,以及国内首套3500毫米不锈钢中厚板炉卷轧机等关键核心装备成功应用,为生产高端不锈钢产品提供坚实保障。在中厚板控轧控冷技术方面,中冶南方已形成完整的一体化解决方案,拥有完全自主知识产权的轧后控制冷却设备,是国内少数能够提供控制冷却工艺设备、水处理系统、电气控制、控制冷却模型的工程公司。
  从热轧产线的高效集约化生产到控轧控冷技术的精准实施,中冶南方在钢铁深加工领域的技术已筑牢根基。在冷轧领域,享有“国家队”荣誉称号的中冶南方,更代表着支撑钢铁行业向高端化迈进的先锋技术力量。
  今年1月,中冶南方研发的二十辊轧机在涟钢电磁材料有限公司现场成功轧制出0.15毫米新能源汽车驱动电机用硅钢产品,实现了湖南省该规格产品的首卷突破,助力涟钢在生产薄规格、低铁损、高磁感新能源产品方面迈上新台阶。由中冶南方自主研发的二十辊轧机,最大轧制速度达800米/分钟,成品厚度最薄0.15毫米,带宽最大1600毫米,并具备进一步轧制更薄规格极薄产品的拓展空间,厚度精度最佳可达±0.5%。此前,该轧机在柳钢、安钢、吉林建龙等多家钢企的应用,均已成功轧制0.15毫米极限薄规格冷轧带钢产品,强势挺进新能源汽车、高端家电、人工智能设备等高端市场。
 
中冶南方研发的二十辊轧机应用现场
  同样在涟钢,中冶南方接连承建的2号、3号镀锌机组,产品均定位为高端镀锌家电板,最高强度可达1200MPa。通过选用中冶南方的绿色高效清洗、高强钢立式退火炉、镀层表面质量提升、大轧制力光整等系列技术,这两条产线均达到引进高端产线水平,有力支撑了涟钢冷轧高端家电板建设工程,达成湖南集团优化产品结构、提高产品档次、进一步开拓国内外高端市场的战略要求。
  在新钢,中冶南方助力实现了0.08毫米超薄无取向硅钢的国内首次突破,打造世界最薄“手撕硅钢”;在VAMA,中冶南方助力保障了国际顶尖高强度、轻量化汽车板用钢生产的装备需求,树立了中国汽车用钢新标杆。
  全国首条特大型全国产化汽车板生产线、国内首条自主集成的汽车板高强钢连续退火机组、全国首条极薄规格高牌号无取向硅钢专业化生产线……中冶南方凭借数十年的技术沉淀,并以一大批高端产品工艺装备及产线的建设,持续突破、持续引领,在新能源汽车用硅钢、高档汽车板和高强钢等品种钢的技术与装备等方面具备领先地位,为行业的高端发展增添持续动能。
  国际化
  书写中国冶金工程
  走向世界的崭新篇章
  征途向海,融通世界。乘着“一带一路”东风,中冶南方全面整合钢铁和能源环保等领域的优势资源,在“走出去”的全球征程中,全力打造海外精品标杆工程,带动中国标准、核心工艺技术及装备、施工建设、运营服务等全产业链的整体输出,持续书写中国冶金工程走向世界的崭新篇章。
  在钢铁领域,中冶南方推动中国技术装备实现全球布局。在印尼,中冶南方总体规划和总承包建设的印尼德信钢铁基地,既是两国经贸合作重点项目,也是中国企业在印尼投资建成的第一个长流程普碳钢生产基地,为中国钢铁“走出去”树立了典范;在越南,中冶南方携手越南本土最顶尖的钢铁企业和发集团,在和发榕桔综合钢厂中实现“铁钢轧”等核心工艺的全面合作,其一期项目荣获国家优质工程奖,二期建成后将成为越南乃至东南亚地区最大的钢铁基地;原独联体某钢厂新能源汽车用高牌号电工钢项目,代表目前硅钢行业的最高技术水平,也是中国硅钢技术首次迈出国门、闯入欧洲市场;土耳其TATMETAL热镀锌项目,产品覆盖范围广、生产高度自动化,是“一带一路”的旗舰和标杆性项目;河钢塞钢2250毫米带钢新建3号加热炉,是塞尔维亚第一座蓄热式、超低排放的智能加热炉,多次被央视报道;马来西亚东钢230毫米×1600毫米板坯连铸项目,一次集成展示了中冶南方大型板坯连铸技术,广受当地关注。
河钢塞钢2250毫米带钢新建3号加热炉
  在环保领域,中冶南方持续打造全球绿色能源建设标杆。在原独联体某钢厂,中冶南方设计供货脱盐水循环系统,可使冷却钢铁的水经两级净化后即达到纯净水级别,实现循环使用,环保成效斐然。在马来西亚,中冶南方承接的联合钢铁(大马)集团公司2×80MW废气再利用电厂项目,是“一带一路”重点项目——马来西亚马中关丹产业园350万吨/年钢铁联合企业的重要组成部分,也是中国企业在海外建设的首套高温超高压煤气发电机组,项目全年发电量达12.8亿千瓦时,节约标准煤约46万吨,“变废为宝”为企业创造了可观的环保效益和经济效益;马来西亚雪兰莪州再生能源电站项目,是雪兰莪州首个垃圾焚烧发电项目,也是马来西亚发展绿色能源、节能减排的示范项目,两期项目建成后每天可处理2900吨垃圾,相当于“吃掉”当地一半的生活垃圾,通过先进的发电技术“吐出”绿色电能。
  在实现大型工程与技术装备成功出海的同时,中冶南方以高端炭素材料、机械及电气装备、热工装备、工业控制装备等为代表的优势技术产品也正在漂洋过海,凭借其比肩世界一流的性能赢得全球客户的广泛信赖与高度认可,为“中国制造”走向世界舞台做出更大的贡献。
  从绿色冶炼到智慧工厂,从高精尖产品的极限突破到中国标准的全球实践,中冶南方的足迹,深刻烙印着中国钢铁工业砥砺前行的创新密码。展望未来,中冶南方将继续以科技自立自强为根基,在构建更绿色、更智能、更高端的钢铁产业生态中,贡献更强大的中国智慧与中国力量。

来源:中国冶金报-中国钢铁新闻网

编辑:张雨恬

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