“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(tuán)有限公司， 河北 石家莊 050023；2. 石家莊鋼鐵有限責(zé)任公司， 河北 石家莊 050031；3. 中冶京誠工程技術(shù)有限公司， 北京 100176；4. 河鋼集團(tuán)鋼研總院， 河北 石家莊 050023)
摘要：河鋼石鋼新區(qū)是河鋼集團(tuán)全面貫徹落實(shí)習(xí)近平總書記關(guān)于“堅(jiān)決去、主動調(diào)、加快轉(zhuǎn)”指示精神和河北省鋼鐵產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的具體實(shí)踐，也是河鋼堅(jiān)決貫徹落實(shí)新發(fā)展理念，全力推動鋼鐵產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的行動體現(xiàn)。河鋼致力于將石鋼新區(qū)打造成為生產(chǎn)綠色、產(chǎn)線智能、流程高效、產(chǎn)品高端的現(xiàn)代化特鋼夢工廠。河鋼石鋼新區(qū)是以“綠色、智能、高效”的設(shè)計(jì)理念，以冶金流程工程學(xué)理論為指導(dǎo)，運(yùn)用冶金制造流程動態(tài)有序、協(xié)同連續(xù)的物理系統(tǒng)及流程界面技術(shù)規(guī)劃設(shè)計(jì)的新一代電爐短流程特鋼示范項(xiàng)目，是全球特鋼企業(yè)智能制造、中國鋼鐵產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級之由鋼鐵長流程轉(zhuǎn)變?yōu)槎塘鞒痰纳鷦訉懻铡：愉撌撔聟^(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(dāng)今世界最卓越的設(shè)計(jì)元素和理念。項(xiàng)目集成應(yīng)用了70多項(xiàng)行業(yè)最先進(jìn)的短流程前沿工藝和綠色鋼鐵制造技術(shù)，定位3大系列高端產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)超低排放。項(xiàng)目涵蓋了國內(nèi)首臺套大型雙豎井廢鋼預(yù)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(jī)，有力地推動了中國高端裝備制造用鋼材的均質(zhì)化水平和國產(chǎn)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(biāo)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(guān)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(chǎn)運(yùn)行，標(biāo)志著河鋼集團(tuán)優(yōu)化鋼鐵產(chǎn)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(shí)現(xiàn)了鋼廠與大型城市和諧共生。河鋼石鋼新區(qū)是河鋼集團(tuán)全面貫徹落實(shí)習(xí)近平總書記關(guān)于“堅(jiān)決去、主動調(diào)、加快轉(zhuǎn)”指示精神和河北省鋼鐵產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的具體實(shí)踐，是河鋼堅(jiān)持新發(fā)展理念，全力推動鋼鐵產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重點(diǎn)示范項(xiàng)目。項(xiàng)目按照冶金流程工程學(xué)理論設(shè)計(jì)，在電爐煉鋼-軋鋼的短流程設(shè)計(jì)中追求物質(zhì)流衰減最小化、能量流損失最小化、過程排放最小化、過程時(shí)間和空間最小化。河鋼石鋼新區(qū)項(xiàng)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(dāng)今世界最先進(jìn)的元素和最先進(jìn)的理念。項(xiàng)目設(shè)計(jì)煉鋼產(chǎn)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(lǐng)先水平。
河鋼石鋼新區(qū)項(xiàng)目將近年來全球冶金行業(yè)的技術(shù)研發(fā)成果集成應(yīng)用于其短流程的全工序中，建成了集大型化、現(xiàn)代化和智能化于一身的先進(jìn)裝備。項(xiàng)目定位于高端軸承鋼、齒輪鋼和彈簧鋼等3大系列產(chǎn)品，形成包括齒輪鋼、軸承鋼、彈簧鋼、易切削非調(diào)質(zhì)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)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(chǎn)品群。河鋼石鋼新區(qū)將致力于打造成為生產(chǎn)綠色化、產(chǎn)線智能化、流程高效化、產(chǎn)品高端化的現(xiàn)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(jié)論
(1)河鋼石鋼新區(qū)的建成投產(chǎn)，標(biāo)志著全球特鋼企業(yè)智能制造、國內(nèi)鋼鐵長流程轉(zhuǎn)短流程、城市鋼廠成功搬遷、中國鋼鐵產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和帶動資源枯竭區(qū)域產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的特鋼“夢工廠”由藍(lán)圖變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。項(xiàng)目的投產(chǎn)極大提升了河鋼高端產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和品牌效應(yīng)，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(yù)熱型超高功率直流電弧爐，為國內(nèi)首臺套，采用全廢鋼冶煉，全封閉操作、泡沫渣技術(shù)、底攪拌等技術(shù)可提高鋼水質(zhì)量；采用廢鋼預(yù)熱、140 MV·A大容量變壓器、復(fù)合噴吹供氧、二次燃燒等技術(shù)，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(shí)現(xiàn)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(xiàng)冠軍產(chǎn)品，同時(shí)擴(kuò)展冷鐓鋼、高碳鋼(預(yù)應(yīng)力鋼絲鋼絞線、簾線鋼)、合金工模具鋼等鋼種，實(shí)現(xiàn)了特鋼棒線材的品種規(guī)格全覆蓋。鋼材內(nèi)部及表面質(zhì)量設(shè)計(jì)達(dá)到國際特鋼行業(yè)領(lǐng)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(dá)到世界領(lǐng)先水平，高端齒輪鋼鋼材橫截面碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(jī)，采用20多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，生產(chǎn)高潔凈軸承鋼、高品質(zhì)的簾線鋼、彈簧鋼，可實(shí)現(xiàn)高鐵軸承國產(chǎn)化，可生產(chǎn)大型裝備原材料，如工業(yè)齒輪、大規(guī)格曲軸，并替代進(jìn)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(xiàng)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(dāng)今世界最先進(jìn)的元素和最先進(jìn)的理念。項(xiàng)目設(shè)計(jì)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(lǐng)先水平。
