中國(guó)鋼鐵綠色崛起的科技先鋒

趙青

“鋼鐵是怎么煉成的？”

放在20多年前，對(duì)中國(guó)鋼鐵人來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)尷尬的問(wèn)題。

那時(shí)，歐洲、日本等鋼鐵強(qiáng)國(guó)陸續(xù)用特大型高爐煉鐵時(shí)，國(guó)內(nèi)只有上海寶鋼有一座特大型高爐。

一個(gè)特大型高爐能夠代替數(shù)個(gè)小高爐，可降低能耗和排放15%左右，是國(guó)際煉鐵行業(yè)綠色、可持續(xù)發(fā)展的方向。

由于國(guó)內(nèi)當(dāng)時(shí)沒(méi)有任何特大型高爐的技術(shù)積累，只能忍受國(guó)外掌握了特大型高爐技術(shù)公司的高額要價(jià)。

鋼鐵是一個(gè)國(guó)家工業(yè)的脊梁，可中國(guó)鋼鐵人卻直不起腰來(lái)。

2017年年初，國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)公布，中冶賽迪牽頭完成的“高效低耗特大型高爐關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”獲得二等獎(jiǎng)。

這個(gè)獎(jiǎng)可謂實(shí)至名歸——近五年來(lái)，海外新建同類特大型高爐中，超過(guò)60%的高爐都采用了中冶賽迪的這項(xiàng)技術(shù)成果。

在特大型高爐技術(shù)上從忍受高額要價(jià)到反向輸出技術(shù)，中冶賽迪人用20多年如一日的行動(dòng)告訴世人：中國(guó)鋼鐵綠色崛起的科技先鋒是這樣煉成的。

從無(wú)到有

1995年，上海寶鋼集團(tuán)的鋼鐵生產(chǎn)基地。

只要1號(hào)高爐的爐腹剛冷卻下來(lái)，不等煤炭的焦灼味散去，中冶賽迪返聘的教授級(jí)高級(jí)工程師項(xiàng)鐘庸就會(huì)迫不及待地鉆進(jìn)去。

一落腳，就會(huì)騰起一陣嗆人的煤灰。從爐膛出來(lái)后，項(xiàng)鐘庸就成了一個(gè)“黑人”。

旁人對(duì)此早已見(jiàn)怪不怪。

已過(guò)花甲的項(xiàng)鐘庸原已退休，本可頤養(yǎng)天年，如此不辭辛苦，其實(shí)只為爭(zhēng)一口氣：搞清楚特大型高爐高效低耗的工作原理。

特大型高爐和普通高爐并不僅僅是體積的差別，其間的工作原理也有天壤之別。

其爐內(nèi)煤氣是怎么被利用的？除了燃料比外，還有哪些指標(biāo)能夠控制能耗？

所有這些技術(shù)指標(biāo)，幾乎都要從零開(kāi)始摸索。

“雖然引進(jìn)了設(shè)備，但里面的工作原理和設(shè)計(jì)方法，花多少錢對(duì)方都不會(huì)告訴你?！敝幸辟惖蠠掕F事業(yè)部部長(zhǎng)趙瑞海說(shuō)。

猶如行走在無(wú)人區(qū)內(nèi)，成敗未知，這樣的投入是否值得？

可在中冶賽迪看來(lái)，這并不是值得不值得的問(wèn)題，而是必須做、而且必須成功的問(wèn)題。

鋼鐵是高耗能產(chǎn)業(yè)，跟生態(tài)環(huán)境之間的矛盾由來(lái)已久，節(jié)能降耗的特大型高爐的發(fā)展，代表著一個(gè)國(guó)家鋼鐵行業(yè)發(fā)展的未來(lái)。

從1991年開(kāi)始，項(xiàng)鐘庸就帶著團(tuán)隊(duì)跟蹤研究特大型高爐的技術(shù)，一干就是十幾年。

2003年，綜合控制高爐節(jié)能的指標(biāo)“爐腹煤氣量指數(shù)”終于被找到，并編入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“高爐煉鐵工程設(shè)計(jì)規(guī)范”中。

令人振奮的是，基于自主研究的理論體系，國(guó)內(nèi)特大型高爐的高效低耗指標(biāo)實(shí)現(xiàn)了全球領(lǐng)先。

打破制約

以“爐腹煤氣指數(shù)”為核心的設(shè)計(jì)理念及體系在全行業(yè)公布后，中冶賽迪決定參與國(guó)際項(xiàng)目的競(jìng)標(biāo)。

把“中國(guó)造”的特大型高爐輸向海外市場(chǎng)，并不是一件容易的事，常常會(huì)“受制于人”。

2005年，巴西蓋爾道集團(tuán)的鋼鐵生產(chǎn)基地，中冶賽迪的國(guó)際項(xiàng)目正在持續(xù)推進(jìn)。

看見(jiàn)眼前正在搭建的特大型高爐，技術(shù)負(fù)責(zé)人、教授級(jí)高級(jí)工程師鄒忠平卻眉頭緊鎖。

高爐的建造成本已被人為地增高，再這樣下去，以后撬動(dòng)海外市場(chǎng)會(huì)更加吃虧。

雖掌握了特大型高爐的工作原理，但一些核心裝備技術(shù)的自主化卻未實(shí)現(xiàn)，還必須忍受國(guó)外公司的高額要價(jià)。

“某些裝備價(jià)格甚至被抬高近五倍。”趙瑞海說(shuō)。

引進(jìn)價(jià)格被抬高，建造成本增加，中冶賽迪的特大型高爐競(jìng)爭(zhēng)力自然下降。

“中國(guó)制造想要走出去，必須實(shí)現(xiàn)核心裝備技術(shù)自主化?！壁w瑞海說(shuō)。

2006年，中冶賽迪開(kāi)始著手無(wú)料鐘爐頂布料器的研發(fā)。

“若把特大型高爐比喻成鋼鐵巨人，爐腹煤氣量指數(shù)的工藝就是它的魂，核心裝備技術(shù)則是軀干和四肢，兩者缺一不可?！壁w瑞海說(shuō)。

2012年，歷時(shí)6年，中冶賽迪成功打破了歐洲鋼鐵巨頭對(duì)高爐無(wú)料鐘爐頂技術(shù)長(zhǎng)達(dá)30多年的壟斷，實(shí)現(xiàn)了特大型高爐核心裝備的國(guó)產(chǎn)化。

漸漸地，中冶賽迪的特大型高爐核心技術(shù)在海外市場(chǎng)“吃香”起來(lái)。

逆向創(chuàng)新

2007年，華北地區(qū)。一家鋼鐵廠的特大型高爐正在作業(yè)。

看著智能系統(tǒng)，有著30多年豐富操作經(jīng)驗(yàn)的的生產(chǎn)專家皺著眉頭，有些抱怨地說(shuō)：“這套系統(tǒng)的效果不盡如人意?！?/p>

智能系統(tǒng)是鋼鐵廠從國(guó)際鋼鐵工程巨頭那里引進(jìn)來(lái)的，希望通過(guò)它再次降低特大型高爐的能源消耗。殊不知，依靠智能系統(tǒng)進(jìn)行降耗并不現(xiàn)實(shí)。

煉鐵需要的天然原料，每次的微量成分不一樣，爐化反應(yīng)就會(huì)不一樣，爐腹指數(shù)控制狀態(tài)也會(huì)不同。

“目前，幾乎沒(méi)有任何鋼鐵廠能夠?qū)崿F(xiàn)全智能化的煉鐵。”趙瑞海說(shuō)，“但智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)不能被‘拍死，充分利用依舊能夠帶來(lái)技術(shù)上的革新?！?/p>

2007年底，中冶賽迪決定，朝著國(guó)際鋼鐵工程巨頭研制的反方向，研發(fā)特大型高爐的智能控制系統(tǒng)。

“我們開(kāi)發(fā)的智能系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)智能軟件的判斷，而非操作控制。”趙瑞海說(shuō)，“通過(guò)收集運(yùn)行數(shù)據(jù)來(lái)幫助人工進(jìn)行判斷，再進(jìn)行降耗的調(diào)試?！?/p>

人工+智能的方式，能夠克服特大型高爐智能控制中存在的實(shí)時(shí)性、復(fù)雜性、動(dòng)態(tài)性和多變性等難題。

2012年，這項(xiàng)智能系統(tǒng)研制宣告完成，大幅提高了對(duì)高爐的診斷、預(yù)判和控制，中冶賽迪的市場(chǎng)地位再次得到鞏固。

截至2016年底，全國(guó)21座特大型高爐，有14座由中冶賽迪建造，約占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的70%。

叫響品牌

2017年1月初，國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)揭曉后，采訪鄒忠平的邀約紛至沓來(lái)。

但鄒忠平都無(wú)法赴約——他必須馬不停蹄趕往越南，跟進(jìn)臺(tái)塑集團(tuán)特大型高爐的建造進(jìn)度。

幾年前，臺(tái)塑集團(tuán)決定在越南建造特大型高爐，面向全球公開(kāi)招標(biāo)高爐建設(shè)方案。

最終，中冶賽迪擊敗國(guó)際巨頭們，有驚無(wú)險(xiǎn)地拿下這個(gè)項(xiàng)目。

再次與國(guó)際鋼鐵工程巨頭同臺(tái)競(jìng)技，中冶賽迪已經(jīng)掌握主動(dòng)權(quán)。

從煉鐵工藝創(chuàng)新到核心裝備研發(fā)，再到智能系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，經(jīng)過(guò)20余年的技術(shù)革新，在中冶賽迪的引領(lǐng)下，中國(guó)特大型高爐工業(yè)體系漸漸形成。

截至目前，中冶賽迪有力地推動(dòng)了全國(guó)特大型高爐比例從不足5%提高至近30%，直接建成的特大型高爐已累計(jì)節(jié)約燃料約6450萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放1.9億噸，帶動(dòng)全國(guó)煉鐵產(chǎn)業(yè)累計(jì)節(jié)能約7.4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

這樣的技術(shù)創(chuàng)新和行業(yè)領(lǐng)先，讓中冶賽迪叫響了鋼鐵工業(yè)的“中國(guó)造”。

除了臺(tái)塑集團(tuán)的項(xiàng)目外，沿著“一帶一路”，中冶賽迪的特大型高爐技術(shù)還運(yùn)用在韓國(guó)、馬來(lái)西亞、土耳其等國(guó)。

但夢(mèng)想從未止步。鋼鐵工業(yè)“中國(guó)造”的故事，還在書(shū)寫(xiě)。

當(dāng)仁不讓，中冶賽迪繼續(xù)負(fù)重前行。

“以創(chuàng)新引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展?！边@一信念，已融入每一個(gè)中冶賽迪人的內(nèi)心。