10月18日零點(diǎn)，一直沒睡的鞍山鋼鐵首席專家周明順打開家中電腦，登錄世界鋼鐵協(xié)會(huì)網(wǎng)站。讓周明順翹首以盼的是世界鋼鐵協(xié)會(huì)即將公布的第十三屆“Steelie”獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)名單?！癝teelie”獎(jiǎng)是世界公認(rèn)的鋼鐵行業(yè)最高獎(jiǎng)項(xiàng)，旨在表彰過去一年對世界鋼鐵業(yè)作出突出貢獻(xiàn)及對行業(yè)產(chǎn)生影響力的會(huì)員公司，共設(shè)6個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。在鞍鋼集團(tuán)的大力支持下，由周明順帶領(lǐng)課題組研發(fā)的“基于低堿度高硅球團(tuán)的低碳排放高爐爐料解決方案及其應(yīng)用”成功入圍“Steelie”獎(jiǎng)今年首次設(shè)立的“低碳生產(chǎn)卓越成就獎(jiǎng)”的評選。
這一天，周明順和課題組成員都異常激動(dòng)。這項(xiàng)技術(shù)成果能否為鞍鋼集團(tuán)爭光，為中國鋼鐵行業(yè)爭光，為中國爭光！就在此時(shí)。
▲周明順（中）與課題組成員分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
“比利時(shí)布魯塞爾和中國的時(shí)差是6個(gè)小時(shí)，獲獎(jiǎng)名單應(yīng)該出來了?！贝藭r(shí)，電腦屏幕赫然出現(xiàn)了世界鋼鐵協(xié)會(huì)的新聞發(fā)布：“低碳生產(chǎn)卓越成就獎(jiǎng)”獲獎(jiǎng)?wù)摺颁摷瘓F(tuán)有限公司“基于低堿度高硅球團(tuán)的低碳排放高爐爐料解決方案及其應(yīng)用”。
花落鞍鋼！近10年來，中國僅有三家先進(jìn)鋼鐵企業(yè)，合計(jì)僅4次艱難摘得此殊榮。
“低碳生產(chǎn)卓越成就獎(jiǎng)”是世界鋼鐵協(xié)會(huì)首次設(shè)立的獎(jiǎng)項(xiàng)，鞍鋼集團(tuán)即拔得頭籌。為了這一刻，周明順和他的課題組整整努力了10年。
過去，鞍鋼集團(tuán)高爐生產(chǎn)采用酸性球團(tuán)礦，因含硅比例較高，導(dǎo)致熱態(tài)冶金性能比較差，軟化溫度也比較低，易出現(xiàn)還原遲滯現(xiàn)象，利用率始終不高，還要使用大量的燒結(jié)礦，造成減排效果不明顯。
此時(shí)，“低碳冶金技術(shù)”開始進(jìn)入世界鋼鐵企業(yè)視野。
一次在與國外專家團(tuán)隊(duì)交流中，周明順就高二氧化硅含量球團(tuán)的焙燒工藝與他們進(jìn)行探討，國外專家對高二氧化硅含量球團(tuán)的了解也是空白，無經(jīng)驗(yàn)可借鑒。周明順翻閱了大量的相關(guān)書籍和國內(nèi)外資料，發(fā)現(xiàn)如果能夠提高球團(tuán)的使用比例，改變以燒結(jié)礦為主導(dǎo)的高爐爐料結(jié)構(gòu)，將大幅度降低高爐原料生產(chǎn)過程帶來的硫化物、碳氧化物、氮氧化物排放等問題，還能降低生產(chǎn)成本。從這時(shí)起，開展“低堿高硅球團(tuán)礦替代燒結(jié)礦”技術(shù)研發(fā)的思路在周明順的腦海中逐漸形成。
“我們選擇的方向是堿性高硅球團(tuán)礦研究的禁區(qū)?！?0年前，學(xué)界的共識(shí)是：當(dāng)鐵精礦含二氧化硅大于5%時(shí)，會(huì)與堿性添加劑中的氧化鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成的低熔點(diǎn)物將導(dǎo)致球團(tuán)礦黏結(jié)成塊，生產(chǎn)不出合格的球團(tuán)礦。
“為了推動(dòng)鞍鋼集團(tuán)綠色低碳發(fā)展，再難的禁區(qū)也要闖一闖。”2012年4月，周明順和課題組成員走進(jìn)了鞍鋼集團(tuán)鋼鐵研究院設(shè)置在齊大山櫻桃園的實(shí)驗(yàn)室，開始了首次實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)前，周明順利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)、數(shù)學(xué)算法等對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并通過對球團(tuán)礦化學(xué)成分的反復(fù)調(diào)試確定了各種物料配比。
用來實(shí)驗(yàn)的物料經(jīng)過稱重被放入球團(tuán)礦實(shí)驗(yàn)設(shè)備，焙燒正式開始。10分鐘、20分鐘……時(shí)間一分一秒地過去。當(dāng)人們打開焙燒加熱爐的爐門，糟糕的一幕還是出現(xiàn)了——爐膛內(nèi)的球團(tuán)礦整塊凝固在一起，焙燒加熱爐的爐管爐壁全部被燒壞。
那一刻，周明順和課題組成員的內(nèi)心五味雜陳……不過，失望的情緒并沒有停留太久，大家利用現(xiàn)場備件緊急修復(fù)了設(shè)備，又開啟了新一輪的實(shí)驗(yàn)。
“對于球團(tuán)礦堿度來說，即使0.05的數(shù)值誤差都可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，所以我們每一步都必須非常嚴(yán)謹(jǐn)?！闭n題組成員、鞍鋼集團(tuán)鋼鐵研究院煉鐵技術(shù)研究所副研究員徐禮兵回想起那段時(shí)光仍感慨萬千，“為了保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，每組實(shí)驗(yàn)都要重復(fù)若干次。每天從實(shí)驗(yàn)室出來，我們?nèi)砩舷露际堑V粉?！睙o方法可尋覓，可周明順和課題組成員依然不懈探索，“摸著石頭過河”，不停地實(shí)驗(yàn)總結(jié)、總結(jié)實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過3年的摸爬滾打，終于在無數(shù)次的失敗中漸漸找出了其中的規(guī)律。
▲周明順正在檢查球團(tuán)礦質(zhì)量。
2016年的一天，一臺(tái)小型加熱爐出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室，這是周明順自己設(shè)計(jì)的專用實(shí)驗(yàn)設(shè)備，能夠精準(zhǔn)模擬現(xiàn)場實(shí)際生產(chǎn)。新設(shè)備的到來，加快了研發(fā)工作速度。一個(gè)月后，低堿度高硅球團(tuán)礦實(shí)驗(yàn)獲得初步成功，球團(tuán)礦焙燒時(shí)沒有發(fā)生黏結(jié)情況，其熱態(tài)強(qiáng)度與冶金性能均優(yōu)于普通酸性球團(tuán)礦。周明順和課題組成員經(jīng)過4年的不懈努力，最終沖出了高硅鐵精礦不能生產(chǎn)堿性球團(tuán)礦的禁區(qū)。
此后，課題組在實(shí)驗(yàn)室開展了大量球團(tuán)焙燒實(shí)驗(yàn)，焙燒出的球團(tuán)礦質(zhì)量完全滿足現(xiàn)場批量生產(chǎn)要求?？粗种斜砻婀饣?、沒有裂紋的球團(tuán)礦，大家興奮不已：“低堿度高硅球團(tuán)礦如果在高爐上使用，會(huì)給高爐爐料帶來顛覆性改變！”
2019年，“堿性球團(tuán)礦項(xiàng)目”經(jīng)過論證，被正式列入鞍山鋼鐵領(lǐng)軍項(xiàng)目。
“這就像射箭，前期能射到箭靶上就是成功，現(xiàn)在我們要不停地瞄準(zhǔn)靶心，爭取拿到更多的10環(huán)?！敝苊黜樥f。
按照計(jì)劃，鞍鋼礦業(yè)東鞍山燒結(jié)廠360平方米燒結(jié)機(jī)將拆除，周明順便與鞍鋼礦業(yè)東鞍山燒結(jié)廠廠長侯恩儉超前籌劃，提出“在原址新建年產(chǎn)400萬噸帶式機(jī)熔劑性球團(tuán)產(chǎn)線，生產(chǎn)堿性球團(tuán)礦”的建議并提供技術(shù)方案，鞍鋼礦業(yè)公司立即組織專家進(jìn)行充分論證，該建議和技術(shù)方案得到采納。
今年1月5日，低堿度高硅球團(tuán)礦項(xiàng)目正式投產(chǎn)。5日凌晨2點(diǎn)，頭天已經(jīng)在現(xiàn)場忙活一天的周明順穿好衣服又要趕往現(xiàn)場，妻子心疼地說：“你沒睡幾個(gè)小時(shí)，就別去了?！薄安恍邪?！項(xiàng)目正式投產(chǎn)，太重要了，我得去現(xiàn)場盯著，要不睡不踏實(shí)！”周明順急匆匆地出了門。
到達(dá)煉鐵總廠球團(tuán)作業(yè)區(qū)生產(chǎn)現(xiàn)場時(shí)，工段長龔俊贏正守在料斗旁，“我們從來沒有生產(chǎn)過這樣的球團(tuán)礦，心里沒底啊?！敝苊黜樀牡絹?，讓龔俊贏和工友們吃下了“定心丸”。“產(chǎn)品質(zhì)量完全滿足高爐冶煉要求。”成功的喜悅洋溢在人們的臉上。
項(xiàng)目效果很快顯現(xiàn)出來。煉鐵總廠10號(hào)高爐主管工程師姜?jiǎng)P晨說：“自新型球團(tuán)礦使用以來，高爐運(yùn)行狀況良好。且新型球團(tuán)礦的生產(chǎn)溫度更低，能源消耗也隨之下降。目前，10號(hào)高爐已節(jié)省能耗成本30多萬元?！?/div>
該項(xiàng)目的成功不僅僅降低了生產(chǎn)成本，更重要的是有力助推了鞍鋼集團(tuán)綠色低碳發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅1月5日至9月30日，該項(xiàng)目就使鞍鋼集團(tuán)高爐生產(chǎn)過程中的硫化物、碳氧化物、氮氧化物排放量同比分別減少1622噸、476噸、210169噸。
十年磨劍終成鋒，一朝破竹勢如虹。10月18日早，帶著獲得“低碳生產(chǎn)卓越成就獎(jiǎng)”的喜悅，周明順和課題組成員在辦公室擁抱在一起。10年來的研發(fā)往事猶如潮水般涌入他們的腦海，升騰出萬千感慨。周明順說：“十年磨一劍！正是由于我們課題組率先起跑、堅(jiān)持不懈，才搶占了低堿度高硅球團(tuán)礦研發(fā)、生產(chǎn)先機(jī)，填補(bǔ)了國內(nèi)外空白，為降低鋼鐵企業(yè)碳排放開辟了新的路徑?！?/div>
世界鋼鐵協(xié)會(huì)在發(fā)給鞍鋼集團(tuán)的賀信中這樣表示，近年來，鞍鋼集團(tuán)堅(jiān)定不移走綠色低碳發(fā)展之路，發(fā)布了碳中和宣言和低碳冶金路線圖，提出了低碳發(fā)展愿景、“三個(gè)使命”和“五大路徑”，在布局前沿引領(lǐng)技術(shù)和改善生態(tài)環(huán)境方面積極作為。此次獲獎(jiǎng)表明，鞍鋼集團(tuán)在綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展領(lǐng)域已經(jīng)邁出堅(jiān)定步伐，正在用實(shí)際行動(dòng)推動(dòng)和引領(lǐng)全球鋼鐵行業(yè)的綠色低碳發(fā)展。
中國工程院院士、中南大學(xué)教授姜濤評價(jià)此項(xiàng)技術(shù)成果：鞍鋼集團(tuán)經(jīng)過多年攻關(guān)，突破高硅鐵精礦制備含堿性熔劑球團(tuán)的技術(shù)難題，成功實(shí)現(xiàn)自產(chǎn)鐵精礦生產(chǎn)低堿度球團(tuán)料，降低了人造富礦的氮氧化物和碳氧化物排放。這一技術(shù)對解決我國普遍存在的鐵精礦含硅高、生產(chǎn)堿性或熔劑性球團(tuán)難的問題具有重要參考借鑒意義。
東北大學(xué)著名教授沈峰滿評價(jià)此項(xiàng)技術(shù)成果：減少高爐煉鐵工序二氧化碳排放量對于實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)至關(guān)重要。該新技術(shù)在鞍鋼集團(tuán)本部鞍山區(qū)域全面推廣實(shí)施后，可使鞍鋼集團(tuán)人造富礦生產(chǎn)工序大幅度減少二氧化碳和硫化物、氮氧化物排放量，為有效降低鋼鐵企業(yè)二氧化碳排放開辟了新的途徑。
“科研工作沒有完成時(shí)，只有進(jìn)行時(shí)。”談起獲獎(jiǎng)感受，周明順只說出了這句話。
近日，周明順又完成了《鞍鋼鐵前系統(tǒng)2025年前實(shí)現(xiàn)碳排放總量達(dá)峰發(fā)展戰(zhàn)略研究》的最終修訂。未來，他和他的團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)在打造“綠色鞍鋼”的道路上高歌猛進(jìn)，為鞍鋼集團(tuán)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)貢獻(xiàn)智慧和力量。
來源：鞍鋼集團(tuán)
編輯：張雨恬
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