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    邹忠平:推动中国特大型高炉技术站上世界之巅

    2020-5-14 22:12| 发布者: administrator| 查看: 191| 评论: 0|原作者: administrator



    1984年,邹忠平从东北工学院钢铁冶金专业毕业后进入中冶赛迪从事设计工作,第一份任务就是进入宝钢工程现场实习。当时,由于中国钢铁技术非常落后,他实习的宝钢1号高炉工程是日本人建设的,他亲身体验到中国工程师“说不上话、很被动”。和老一辈钢铁人一样,邹忠平立志改变中国钢铁工业贫穷落后的面貌。

    从此,邹忠平与高炉结缘,一干就是36年,从一名年轻设计师成长为钢铁技术的领军人。他主持、组织和参加过国内外60余项工程设计,其中包括20多座中型、大型、特大型高炉,均达到国际领先或先进水平,工程项目获国家优秀工程设计金奖3项、银奖2项,行业优秀工程勘察设计一等奖8项。他围绕高炉环保、长寿、高效等技术方向,主持和参与了10余项科研项目,获国家科技进步二等奖1项、省部级科技进步奖6项、专利授权40多项,带动中国高炉技术不断创新并赶超世界先进水平,产生了巨大的经济效益和社会效益。

    在邹忠平等一代钢铁技术人的努力下,中冶赛迪作为中冶集团打造冶金建设国家队的“第一梯队”,成功站到了世界特大型高炉领域之巅,不断为全球高炉技术发展贡献着中国方案。2020年1月,他被国家住建部授予“全国工程勘察设计大师”称号。光环的背后,闪耀着大国工匠的忠党报国之志,是一名“钢铁人”熔炉般灼热而殷红的赤子之心。设中国特大型高炉的完整技术体系


    钢铁被称作现代工业“粮食”,高炉是钢铁生产流程中系统最复杂、能耗最大的冶炼单元。特大型高炉因其节能降耗效果显著,对产能和产品质量提升产生直接作用,成为技术发展的重要方向。20多年前,当欧洲、日本等钢铁强国陆续用上特大型高炉炼铁时,国内只有上海宝钢一座引进的4063立方米高炉,没有任何技术积累。为了把绿色炼铁技术掌握在国人自己手中,在恩师、全国工程勘察设计大师项钟庸的带领下,邹忠平作为核心研究人员之一,全程参与了特大型高炉工程技术的研发攻关,不断突破大高炉技术极限。


    邹忠平的创新之路始于脚踏实地的学习实践。为了建好中国自己的大高炉,他不知疲倦地守在宝钢1号高炉前学习,掌握了大量现代钢铁工业设计理念和知识。在宝钢2号4063立方米高炉设计中,他和团队手绘了3000多张图纸,对一些系统进行了局部调整,高炉投产效果良好。他作为主任设计师参与的宝钢3号4350立方米高炉,为我国自行设计、安装的首座特大型高炉,一代炉役19年,单位炉容产量达到世界先进水平,标志着我国大型高炉的设计、设备制造和建筑安装达到了世界先进水平。

    工艺问题解决了,如何提升高炉能耗指标,成为赛迪专家攻关的新课题。邹忠平积极参与了项钟庸大师组织开展的炉腹煤气指数研究,经过十几年的持续跟踪研究,中冶赛迪于2003年提出了通过控制炉腹煤气量指数来降低高炉能耗的理论体系,认为高炉炉腹煤气量指数的合理控制区间应在56-65米/分钟之间。他们还成功创建了一整套基于炉腹煤气量指数理论的特大型高炉设计体系,其成果纳入中冶赛迪主编的国家标准《高炉炼铁工程设计规范》(GB50427-2015)。赛迪专家倡导的以炉腹煤气指标指导生产操作的理念改变了以冶炼强度指导生产的旧有模式,从此在行业内得到广泛推广。

    为了打破国外领先供货商对现代化高炉核心装备长达数十年的技术垄断,邹忠平和团队历时十年,完成了特大型高炉无料钟炉顶关键工艺技术与装备开发,实现了特大型高炉装备全国产化,成功在湛江钢铁、浦项、台塑集团越南河静钢铁等十余座国内外大型高炉上应用,海外新建高炉市场占有率超过60%。

    邹忠平:推动中国特大型高炉技术站上世界之巅
    邹忠平和青年员工在一起

    经过20余年的自主创新和攻关,中冶赛迪解决了特大型高炉稳定高效低耗运行所面临的一系列重大技术难题,取得了一整套覆盖工艺理论、设计体系、核心装备、智能控制的特大型高炉关键技术成果,在特大型高炉技术领域已成为名副其实的世界第一梯队。

    2016年,邹忠平作为第二技术负责人完成的“高效低耗特大型高炉关键技术及应用”科研项目获得国家科技进步二等奖,为近年来国内炼铁领域所获得的最高奖项。该项目成果已成功推广到国内外多座特大型高炉中,引领了我国冶金工业节能减排和资源集约化利用。

    在推动特大型高炉设计和技术进步过程中,邹忠平发挥了关键性作用,先后被评为享受国务院政府特殊津贴专家、重庆市工程勘察设计大师、中国钢铁工业优秀科技工作者。让中国大型高炉快速大修技术从无到有


    技术创新来源于实践,也服务于实践。邹忠平觉得自己没有太多过人之处,最重要的经验就是将理论与实践紧密结合,用所学知识来分析和解决实践中遇到的问题。


    高炉大修是每座高炉服役到一定年限后必须进行的程序,需要全面更换炉衬和冷却壁等承受高热负荷冲击和机械磨损的部件,以达到安全高效运行的目的。大修工期越短,越能减少钢铁企业因停产而带来的经济损失。邹忠平是中国大型高炉快速大修技术自主化的重要推动人之一。

    1998年,宝钢开始策划2号高炉大修方案。这是我国第一座自行攻关组织的大型高炉快速大修工程,也是宝钢“十一五”规划项目中实施难度最大的项目,宝钢对设计单位中冶赛迪寄予厚望,也提出了很高要求。

    在前往日本学习过程中,邹忠平了解到,根据日本专家的计算条件和参数核算,由于宝钢2高炉的炉体框架较单薄,高炉框架加固后只能额外承担1200吨的额外载荷,而且炉体框架在原结构设计的9.7米标高上有一根大梁,要确保施工安全,只能保护炉体框架的整体性,不允许拆9.7米大梁。恰恰是这跟大梁,挡在炉壳外,约束了施工手脚,导致炉壳必须分五段吊装,有的向下吊,有的向上吊,过程复杂、工期时间长。邹忠平认为,如果没有这根梁,就可以实现组装好的整段炉壳整体平移安装,大大节省成本和工期。

    通过研究,中冶赛迪大修项目组提出了一个大胆的想法:拆除9.7米大梁,提高框架结构的承载能力,让炉壳分三段吊装。但这一提议经论证后被否决了。邹忠平仍不死心、坚持己见,通过反复游说,中冶赛迪土建老专家、重庆市工程勘察设计大师但泽义进行了为期两周详细的计算和有限元软件分析,印证了他的想法:不仅可以拆除9.7米大梁,还可以通过改造优化,在保证结构稳定性前提下,将炉体框架承载能力提高到5000吨。如此一来,大修工期至少可以缩短20天,而且可以把完整状态下的炉缸整体滑移出来,方便对炉缸侵蚀状态进行破损调查,为高炉长寿技术研究提供很好的基础。

    通过采用三段式吊装方案,宝钢2号高炉大修工期98天,比宝钢一号高炉13个月停炉大修缩短工期达四分之三,据粗略统计,为宝钢创造了约五亿元的价值。邹忠平坚持的三段式模块化快速大修方案让中国特大型高炉大修技术从无到有,达到世界先进水平。

    有了2号高炉大修奠定的坚实理论基础,邹忠平在相继参加宝钢数座高炉大修中,不断优化创新技术方案,与业主、技术人员和施工队伍共同努力,一次又一次刷新中国大型高炉大修工程的记录。2008年,宝钢1号高炉快速大修,工期78天,较计划工期提前了7天,建成中国第一座5000立方米级高炉和中国国产化水平最高的特大型高炉;2012年,宝钢3号高炉大修,自停炉到点火投产施工周期76天,工程质量合格率100%;2014年,宝钢4号高炉炉体安全维护改造,工期缩短至72天,并采用了一系列有利于高炉长寿、高效、低耗、节能、环保生产的先进技术。

    每一次记录诞生的背后,都凝聚着邹忠平以及中冶赛迪炼铁团队锐意进取的汗水。界钢铁行业树立中国品牌


    当前,全球掌握特大型高炉技术的工程公司不超过10家,中冶赛迪是为数不多的一家中国公司。据统计,世界大于4000立方米的高炉有83座,中冶赛迪设计建设和大修建设超过三分之一。最近10年全球新建和大修的4000级以上高炉35座,赛迪承建18座,占了半壁江山。


    为了打造世界高炉的中国名片,中冶赛迪付出了艰苦卓绝的努力。近15年来,邹忠平作为代表中冶赛迪走出去的技术专家,承担了巴西、美国、韩国、印度、越南等众多国外钢铁项目的设计和咨询工作,带领团队与国外客户和竞争对手一次次交锋,逐渐扭转了国际上对中国钢铁工业的认识,赢得了尊重。

    巴西GA 2号高炉是中冶赛迪在海外承担的首座高炉EP项目,也是中国高炉核心装备首次对外出口。邹忠平坚守现场7个月,解决了许多关键性的技术问题。一次热风炉烘炉末期,拱顶温度达到1100度高温,现场发现冷却水水泵站有一个阀门密封垫出问题,需要马上更换。然而,更换该密封垫就要将水系统停运3个小时以上,这对高温运行的热风阀可能是致命伤害。在高炉控制室里,邹忠平和铁厂总工一起看到,停水后,热风阀阀板的温度以每分钟1度的速度上升,半个多小时就上升到了60度,该总工双手一摊:你们提供的技术,你来操作。邹忠平毫不惧色,带了一个业主操作人员到现场,一边查看冷却水管的排气情况,一边向控制室了解温度走势,成功找到了控制热风阀阀板温度的方法,适当开启一点排气阀,让水有点溢流,让水的热容量将阀板的热量带走,就可以防止阀板温度的快速上升。用此方式操作,现场实现了5个小时换阀,且保证了热风阀的安全,业主大赞,MR邹不仅工程技术一流,生产操作技术也是一流!


    在一个土耳其热风炉项目投标过程中,有多家国外顶级投标商参与竞争。竞争对手提出的考核能耗指标远优于中冶赛迪承诺的保证值,业主以此要求中冶赛迪承诺达到该指标。邹忠平反复核算都无法达到,随后让业主报了几个获得这个保证值的基础数据,发现数据严重失衡,存在明显失误。邹忠平要求业主根据现有高炉操作数据核实,并再次核实竞争对手给出的数据。经过核算后,竞争对手承认了计算错误。邹忠平反问业主,这么重要的数据明显违背常理,能将合同给这样的承包商吗?最终,业主直接将最强竞争对手淘汰出局,为公司赢得标书奠定了坚实的基础。

    印度塔塔钢铁KPO钢厂2号高炉是中冶赛迪承担设计和核心装备供货的世界最大新建高炉。在前期的技术方案讨论中,业主提出的很高的燃料比指标要求,而给出的矿石和焦炭品质却很低,经过核算,这样的要求是不合规律的。面对这家有上百年历史的印度老牌钢铁企业的质疑,邹忠平提出,把正在生产的本部高炉指标亮出来,如果现有高炉在其给定的原料条件下能够达到同样的燃料比指标,那中冶赛迪就接受。结果业主怎么也拿不出理想中的数据。这次,邹忠平不仅助力团队拿到了世界最大高炉项目,在技术交流中为业主提供的生产技术咨询,帮助他们将1号高炉的单位容积产量从2.0提高到了2.4,燃料比从560降到了530,受到业主的高度肯定。志不渝推动钢铁行业绿色发展


    高炉长寿是钢铁行业不懈追求的一项绿色技术。影响高炉长寿的因素有很多,但首要工作就是保护炉缸长寿。高炉炉缸是一个上千度的还原容器,为这个还原容器降温的介质,就是覆盖在炉体外表的冷却壁,通过水的热传导,为高炉降温,确保炉缸不受损坏。


    随着负责的工程越来越多,邹忠平处理复杂技术问题的能力也逐渐深厚。在对多座高炉生产数据以及近年多发的炉缸事故的分析处理时,邹忠平敏锐发现,高炉炉缸碳砖的温度在休风初期都会不约而同出现明显的异常上升,这引发了他对炉缸保护的研究。在大量的理论分析、调研和操作数据研究的基础上,邹忠平提出了以建立有效传热体系为核心的炉缸长寿理念和整体解决方案,并在国内外学术界发表了《高炉炉缸气隙的危害及防治》《水汽化作为破坏高炉炉缸传热系统的根本原因研究》《高炉炉缸使用寿命的研究》等多篇论文,在业内引起强烈的反响。

    “高炉离不开水,但泄漏的水进入炉缸对高炉的危害很大,这虽然是一对矛盾,但只要管好冷却水,也可以寻求二者的平衡……”邹忠平坚持自己的观点并在行业内奔走呼吁,为高炉持续稳定生产提供了大量指导性意见。业界有专家甚至认为,邹忠平的研究找到了影响高炉长寿的关键因素,为设计新一代的长寿高炉奠定了基础。

    30年前,年轻的邹忠平在新中国第一座特大型高炉前许下了改变中国钢铁工业面貌的诺言。30年后,湛江钢铁两座5000立方米级高炉拔地而起,以邹忠平为核心的工程技术团队实现了自主设计建造的世界最先进大高炉的绿色钢铁梦,令曾是中国老师的日本公司竖起大拇指。邹忠平感到自豪,中国钢铁终于可以屹立世界之林了!
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