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打造首屈一指的钢——首钢京唐研发绿色低碳产品助力下游用户绿色升级侧记

来源: 中国冶金报社  发布时间:2023-12-22

随着国内“双碳”政策和欧盟碳边境调节机制的推进,市场对低碳排放产品的需求越来越多,钢铁企业在低碳排放产品研发领域持续发力,不断满足客户持续变化的个性化需求。近年来,首钢京唐结合用户对产品质量和低碳排放属性的需求,以国家“双碳”政策和首钢股份“双碳”中长期规划为指引,聚焦高效制造、高品质制造、智能制造和绿色制造,开展低碳关键核心技术攻关,推动低碳优势产品研发,加速打造绿色低碳技术核心竞争力。

首钢京唐绿色钢铁产品的“绿”重点体现在产品自身生产流程降碳和凭借产品的高强度、轻量化、耐腐蚀、长寿命在后续应用过程中实现降碳两个方面。该公司强化技术原创性和引领性,不断推进绿色产品研发,将更多的资源投入到低碳制造及绿色产品研发中,坚持“打造绿色钢铁就是保生存、促发展”的理念,在“绿色制造”上精准发力,在生产制造过程及产品应用中突出“绿色环保”,追求全过程的能源节约及污染物排放治理。

生产流程降碳——

转炉实现大废钢比冶炼

废钢是一种可无限循环使用的绿色资源。高质量、稳定及合理利用废钢资源能够降低能源消耗,减少大量的废水、废气、固体废物排放,或将成为钢铁企业在新形势下实现转型增效的“重要法宝”。

今年上半年,首钢京唐大力推进以全流程极致降碳为核心的低碳战略。首钢京唐制造部、炼钢作业部、技术中心、能源与环境部高效协同,联合推进大废钢比冶炼的工艺路径设计,充分发挥转炉工艺布置优势,对汽车板、酸洗板、家电板、热轧板产品组织了多次“大废钢比试验”,将转炉工序废钢比稳定提高至40%以上,实现了连铸整浇次连续生产,具备了批量生产可减少30%以上碳排放的产品的能力。试验开始前,该公司炼钢作业部围绕大废钢比冶炼,系统策划出脱硫、脱磷、脱碳等工序的控制要点,讨论推演技术方案,制订生产确认表,提前准备专用废钢,紧盯吸装全过程,确保废钢种类和重量双达标。冶炼过程中,所有操作人员严格执行控制标准,校准吹炼枪位,核对铁水成分,确保废钢熔化、冶炼过程的高效稳定。“废钢冶炼,转炉工序非常关键,我们必须紧盯转炉火焰变化和化渣情况,随时调整提温剂等物料的加入量,才能为转炉终点控制、提高废钢比创造条件。”该公司炼钢作业部炼钢工赵立国说。最终,首钢京唐基于转炉大废钢比冶炼试验的成功,保证了产品的高质量,也推动炼钢工艺降碳减排取得新进展。7月份,该公司炼钢工序又开展了更高废钢比的低碳产品冶炼试验,推动转炉单工序废钢比提升至50%。

“‘双碳’背景下,提高废钢比可显著降低高炉—转炉长流程的碳排放,实现钢铁产品向低碳领域的拓展。”首钢京唐技术中心首席工程师、主任研究员董文亮介绍,转炉大废钢比冶炼需要提供超过铁水热平衡的大量热量,其关键问题为“如何高效、低碳、低成本提供废钢熔化所需要的热量”。首钢京唐凭借全三脱洁净钢生产平台转炉双联工艺优势,通过开发转炉高效补热、二次燃烧等技术提高热量利用效率,开发转炉、精炼、连铸的高效化洁净钢冶炼技术,降低了转炉出钢温度,实现了氮、硫、磷和残余元素的稳定控制。“我们在300吨转炉上开展了低碳大废钢比技术攻关,具备了转炉废钢比提高至50%以上的能力,解决了大废钢比条件下热量不足和洁净度不好控制的难题,满足高端汽车板等领域客户对氮含量、残余元素等洁净度指标的要求。”他说。

应用过程降碳——

将低碳作为与质量同等重要的产品属性

首钢京唐坚持“打造首屈一指的钢”的品牌理念,着力生产高强度、轻量化、耐腐蚀、长寿命的绿色低碳产品,实现基础材料源头减碳,助力下游市场绿色升级。围绕全生命周期评价(lca),该公司一方面积极推进生态产品系统谋划,不断满足高端客户的个性化需求及降碳目标要求,提高市场竞争力;另一方面建立了lca数据采集平台,利用gabi(生命周期评价软件),通过数据采集、清单分析、模型建设、生命周期影响评价等,计算各类产品的lca数据,满足客户对于产品碳排放数据的需求,帮助客户实现碳中和目标。“2022年,首钢股份发布了低碳规划,对生产工艺和产品绿色升级提出了更高要求。当前,用户端对钢铁产品的低碳属性格外重视,我们以用户驱动为导向,正与国内外多家龙头企业开展低碳产品的研发与试制工作。”首钢京唐制造部副部长缪成亮说。

首钢京唐积极参与下游用户产品早期研发,将低碳作为与质量同等重要的产品属性,提高产品竞争力。首钢京唐在生产超高强钢时,通过轻量化手段,在降低厚度的同时提升强度,以减少用量,帮助下游客户降碳。目前,首钢京唐超高强钢最高强度达到1300兆帕,产品供货宝马、大众、比亚迪等客户。此外,锌铝镁镀层具有优异的耐腐蚀性能,可大幅延长产品使用寿命。依据镀层成分的不同,首钢京唐锌铝镁涵盖低铝低镁、中铝中镁、高铝高镁产品,具备年产百万吨的生产能力,产品广泛应用于汽车板、家电、光伏等领域。首钢京唐还培育了一批包括宝马、奔驰、海尔、红牛、奥瑞金、中集等知名企业在内的高端客户,形成了长期稳定的战略合作关系。

在工业企业推进碳达峰、碳中和背景下,为提升产品知名度和品牌竞争力,首钢京唐按照《河北省工业和信息化厅关于组织申报2023年河北省绿色制造名单的通知》等文件要求,完成了中厚板管线钢省级绿色设计产品申报,并通过评审。截至目前,首钢京唐已完成汽车用冷轧高强度钢板及钢带、汽车用热轧高强度钢板及钢带、耐候结构钢、管线钢4类省级绿色设计产品申报,并顺利通过评审。首钢京唐积极参与钢铁行业环境产品声明(epd)发布,根据客户需求及产品定位,于2023年1月份发布热连轧钢板及钢带epd,预计于今年底发布热镀锌铝镁合金镀层钢板及钢带产品epd。

热轧卷车轮钢连续9年稳居国内市场占有率第一;中厚板产品应用于滑雪大跳台成为“绿色奥运”“绿色首钢”的鲜明注脚;家电板适应“智能、绿色环保、超静音”发展趋势,实现全系列定制化生产,满足客户绿色低碳产品属性需求;热基锌铝镁产品在光伏支架领域得到迅速推广,先后与国内前20强光伏龙头企业建立了合作;“蝉翼钢”明信片在党的二十大、北京冬奥会上亮相……在首钢京唐绿色产品助力下,首钢的“绿色制造”正逐渐走上更多、更大的舞台,绽放光彩。(中国冶金报)



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