“綠色、智能、高效”的新一代電爐短流程特鋼廠——河鋼石鋼新區(qū)
王新東1，黃永建2，彭紹峰2，魚洋洋3，李雙江4
(1. 河鋼集團有限公司， 河北 石家莊 050023；2. 石家莊鋼鐵有限責任公司， 河北 石家莊 050031；3. 中冶京誠工程技術有限公司， 北京 100176；4. 河鋼集團鋼研總院， 河北 石家莊 050023)
摘要：河鋼石鋼新區(qū)是河鋼集團全面貫徹落實習近平總書記關于“堅決去、主動調、加快轉”指示精神和河北省鋼鐵產業(yè)轉型升級的具體實踐，也是河鋼堅決貫徹落實新發(fā)展理念，全力推動鋼鐵產業(yè)高質量發(fā)展的行動體現。河鋼致力于將石鋼新區(qū)打造成為生產綠色、產線智能、流程高效、產品高端的現代化特鋼夢工廠。河鋼石鋼新區(qū)是以“綠色、智能、高效”的設計理念，以冶金流程工程學理論為指導，運用冶金制造流程動態(tài)有序、協同連續(xù)的物理系統及流程界面技術規(guī)劃設計的新一代電爐短流程特鋼示范項目，是全球特鋼企業(yè)智能制造、中國鋼鐵產業(yè)轉型升級之由鋼鐵長流程轉變?yōu)槎塘鞒痰纳鷦訉懻?。河鋼石鋼新區(qū)在短流程工藝革新、全工序超低排放、智能制造等各方面，匯集了當今世界最卓越的設計元素和理念。項目集成應用了70多項行業(yè)最先進的短流程前沿工藝和綠色鋼鐵制造技術，定位3大系列高端產品，實現超低排放。項目涵蓋了國內首臺套大型雙豎井廢鋼預熱型超高功率直流電弧爐以及國際上斷面最大、建造深度最深的特鋼大方坯立式連鑄機，有力地推動了中國高端裝備制造用鋼材的均質化水平和國產化替代步伐。河鋼石鋼新區(qū)帶動了京津冀區(qū)域特鋼品牌升值，代表了雙碳目標下鋼鐵行業(yè)新一代綠色智能高效的電爐短流程鋼廠發(fā)展方向，也為中國鋼鐵工業(yè)電爐短流程的發(fā)展做出了示范。
關鍵詞：綠色低碳；智能高效；電爐；短流程；特鋼；夢工廠
1 引言
2020年10月29日河鋼石鋼新區(qū)正式投產運行，標志著河鋼集團優(yōu)化鋼鐵產業(yè)布局又添新佳作。河鋼石鋼完成了由長流程到短流程的蛻變，實現了鋼廠與大型城市和諧共生。河鋼石鋼新區(qū)是河鋼集團全面貫徹落實習近平總書記關于“堅決去、主動調、加快轉”指示精神和河北省鋼鐵產業(yè)轉型升級的具體實踐，是河鋼堅持新發(fā)展理念，全力推動鋼鐵產業(yè)高質量發(fā)展的重點示范項目。項目按照冶金流程工程學理論設計，在電爐煉鋼-軋鋼的短流程設計中追求物質流衰減最小化、能量流損失最小化、過程排放最小化、過程時間和空間最小化。河鋼石鋼新區(qū)項目，在短流程工藝革新、全工序超低排放、智能制造等各方面，匯集當今世界最先進的元素和最先進的理念。項目設計煉鋼產能200萬t、鋼材192萬t，噸鋼占地面積0.74 m2，噸鋼綜合能耗220.3 kgce，噸鋼SO2排放量0.19 kg，噸鋼煙／粉塵排放量0.25 kg，噸鋼氮氧化物排放量0.3 kg，二次能源回收利用率100%，固廢資源化利用率100%，整體處于同類型國際領先水平。
河鋼石鋼新區(qū)項目將近年來全球冶金行業(yè)的技術研發(fā)成果集成應用于其短流程的全工序中，建成了集大型化、現代化和智能化于一身的先進裝備。項目定位于高端軸承鋼、齒輪鋼和彈簧鋼等3大系列產品，形成包括齒輪鋼、軸承鋼、彈簧鋼、易切削非調質鋼、合金結構鋼、優(yōu)質碳素結構鋼、錨鏈及系泊鏈鋼、鋼簾線鋼及合金工模具鋼等具有國際一流競爭力的高端產品群。河鋼石鋼新區(qū)將致力于打造成為生產綠色化、產線智能化、流程高效化、產品高端化的現代化特鋼夢工廠，樹立碳減排背景下鋼鐵行業(yè)電爐短流程鋼廠的典范。
2 精選圖表
3 結論
(1)河鋼石鋼新區(qū)的建成投產，標志著全球特鋼企業(yè)智能制造、國內鋼鐵長流程轉短流程、城市鋼廠成功搬遷、中國鋼鐵產業(yè)轉型升級和帶動資源枯竭區(qū)域產業(yè)轉型的特鋼“夢工廠”由藍圖變?yōu)楝F實。項目的投產極大提升了河鋼高端產品結構和品牌效應，特別是高端特鋼的市場占有率。
(2)河鋼石鋼新區(qū)電爐采用雙豎井廢鋼預熱型超高功率直流電弧爐，為國內首臺套，采用全廢鋼冶煉，全封閉操作、泡沫渣技術、底攪拌等技術可提高鋼水質量；采用廢鋼預熱、140 MV·A大容量變壓器、復合噴吹供氧、二次燃燒等技術，電耗不超過280 kW·h/t，電極消耗不超過0.78 kg/t，冶煉周期不超過45 min，實現了全廢鋼電爐短流程煉鋼高效化。
(3)河鋼石鋼新區(qū)致力打造以高端裝備制造軸承鋼、高端汽車齒輪鋼和高端彈簧鋼為代表的單項冠軍產品，同時擴展冷鐓鋼、高碳鋼(預應力鋼絲鋼絞線、簾線鋼)、合金工模具鋼等鋼種，實現了特鋼棒線材的品種規(guī)格全覆蓋。鋼材內部及表面質量設計達到國際特鋼行業(yè)領先水平，其中高碳鉻軸承鋼w(T.O.)≤0.000 5%，w(Ti)≤0.001 0%，w(Ca)≤0.000 3%，達到世界領先水平，高端齒輪鋼鋼材橫截面碳質量分數偏差不超過0.01%、淬透性帶寬不超過3HRC。
(4)河鋼石鋼新區(qū)擁有目前國際上斷面最大、建造深度最深的特鋼大方坯立式連鑄機，采用20多項先進技術，生產高潔凈軸承鋼、高品質的簾線鋼、彈簧鋼，可實現高鐵軸承國產化，可生產大型裝備原材料，如工業(yè)齒輪、大規(guī)格曲軸，并替代進口，為世界頂級軸承鋼企業(yè)提供原料。
(5)河鋼石鋼新區(qū)項目在短流程工藝革新、全流程超低排放、智能制造等各方面匯集當今世界最先進的元素和最先進的理念。項目設計噸鋼綜合能耗220.3 kgce，噸鋼SO2排放量0.19 kg，噸鋼煙／粉塵排放量0.25 kg，噸鋼氮氧化物排放量0.3 kg，二英排放低于0.1 ng（TEQ）/m3，二次能源回收利用率100%，固廢資源化利用率100%，整體處于行業(yè)國際領先水平。
