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民企新技术致力钢铁业节能减排
信息来源:办公室发布日期: 2008-04-30 浏览次数:

        “这个技术是原创性的,有着全新的传热机理,按照传统思维模式根本无法解释,谈到入围国家科技进步奖的高炉热风蓄热体高辐射覆层技术,民营企业山东慧敏科技开发有限公司董事长周惠敏如此描述。

  周惠敏说,从技术完善、验证并推广到钢铁企业用户中间,他们付出了千辛万苦。但当看到众多钢铁企业传回的节能效益报告时,也是感到特别的欣慰和满足。

  记者了解到,发明仅有3年的该项新技术不仅荣获了3项国家专利,并已申报美、德、俄、日、韩、印6个国家的专利,还成功应用于国内多家大型钢铁企业的生产车间,为钢铁企业的节能减排做出了巨大的贡献。

  超常规创新进入无人领域

这是一个多学科的技术创新,按照单个领域的传统思路根本不可能突破,周惠敏介绍说,该技术原理是通过在高炉热风炉格子砖的表面涂覆高辐射覆层,来强化格子砖的传热,从而提高格子砖的升降温速度、蓄热量和热风速度。在不增加运行成本的条件下,提高传热两介质间的温度梯度和传热量,提高热风炉吞吐热量的能力,提高热风温度。

提高材料表面的辐射率是提高任一温度环境下的辐射传热和节能的有效措施,它可以提高有效传热效率和传热质量,降低外排烟气的温度,减少能量损失。尤其是高温时作用更大。周惠敏解释说。

  据中国钢铁协会的资料显示,每提高风温100摄氏度,可降低焦比20千克每吨,可增加喷煤50千克每吨,提高产量3%左右。

  据记者了解,该项技术通过两个关键步骤来保证覆层的应用可靠性:一是利用界面理论,涂覆前对格子砖进行减少表面张力的处理,使覆层材料能够渗透到基体中;

  二是利用超细粉技术,对覆层材料的料份进行超细化处理,使其粒度在25nm14um,有利于向基体的渗透形成与基体渗态结合的致密膜层。

通过对格子砖表层涂覆层后,格子砖的体积密度、耐压强度、抗折强度、荷重软化温度提高,气孔率、高温蠕变量减少,使得格子砖发射率提高10%以上;体积密度提高1%-2%;气孔率降低05%-4%;耐压强度提高5%-10%;抗折强度提高3%-30%、荷重软化温度提高20%以上,高温蠕变量降低20%以上。节能率达到7%-18%。周惠敏说。

  据介绍,由于高炉热风蓄热体高辐射覆层技术是一项全新的技术,无任何经验和数据可以借鉴,为了验证该技术的可靠性、稳定性以及适用性,山东慧敏公司与北京科技大学、首钢研究院、鞍钢技术中心等国家重点实验室建立了密切的合作关系,利用产学研相结合的方式,对这一技术进行了大量的力学性能、传热性能测试和传热机理的研究。并与用户、能源监测单位一起对应用该技术的设备进行了热平衡测试。他们扎实的基础工作为这一技术的大规模推广奠定了坚实的基础。

  以中国科学院、中国工程院两院资深院士师昌绪为主任的专家组在详细论证了该项技术后做出如下鉴定:该项目技术是原创性技术,是炼铁节能技术的一项突破,是集冶金、材料、化工与一体的交叉学科的技术创新。达到了国际领先水平,应在高炉热风炉中大力推广。

  山东省科技技术情报研究所在广泛查阅相关资料后,发现该技术竟是当今世界还无人踏入的空白之地。该所进行技术查新后结论认为:除慧敏公司的有关研究外,已见高炉热风炉蓄热格子砖的研究文献,但未见其格子砖表层涂覆高辐射覆层研究的报道。

  简便易行的钢铁节能减排新途径

  钢铁企业是能源消耗大户,在炼铁工序中能源消耗占钢铁生产的60%-70%。炼铁用的高炉热风炉是炼铁生产的重要设备之一,供给高炉热风的热量占炼铁生产耗热的四分之一,因此提高热风炉的热效率对节能降耗具有重大意义。

  技术被专家高度认可,市场潜力巨大,这给了周惠敏无尽的推广动力。但作为一项全新的交叉学科技术,真正推广起来却并不容易。

  周惠敏原在科研院所工作,是金属防腐领域的专家,多年一直从事材料表面技术领域的科研工作。曾担任多个项目的课题组组长,先后有二十几个项目获省市科技进步奖或实用于工业及其他领域,金属防腐技术还被国家科委选定为九五重点推广项目。因为看到许多好的技术研究出来后却依然只停留在实验室,她决定创立科技公司,以加速推动科技成果产业化。

我工作26年来,做了二十几个研究课题,有好几个在全国是独一无二的,却没有一个搞得这么辛苦。材料研究,制备工艺研究,施工工艺研究,性能测试与分析,还有宣传与推广为了尽快将这一对企业极有实用价值的技术宣传推广出去,我们几乎跑遍了全国各地的钢铁企业,所有相关的会议都积极参加。很多企业决定用,就是急的,为了赶时间,我们的施工人员经常半夜出发到外地施工。周惠敏回忆说。

  周惠敏说,一开始我们到钢铁企业推广的时候,很多人认为我们是搞推销的,根本不容分说就给挡了出去;当我们很专业地与他们进行了深入的技术交流后,特别是他们应用了我们的技术并取得了显著效果后,从他们对我们态度上感到了企业高度认可。

现在我们技术已经成功在多家钢铁企业的64座高炉热风炉上使用,该技术没有经过专家鉴定前已经有59座炉率先使用。中钢协的一位领导说,没有一项技术还没鉴定就推广到这么多厂家去。足见它的实用性、认可度和完善性。周惠敏告诉记者。

  据介绍,自2004年以来,高炉热风蓄热体高辐射覆层技术先后在济钢、邯钢、莱钢等多家钢铁企业的高炉热风炉上实施,均取得了良好的节能效果。

  据统计,该项技术在59座高炉热风炉上实施后,平均提高风炉温度20度以上,降低煤气消耗7%以上。年节约焦炭649万吨,增加喷煤量12万吨,增产生铁12万吨,直接经济效益17亿元,减少24万吨温室气体二氧化碳排放,还减少了相当数量的二氧化硫和二氧化氮等有害气体的排放。

  周惠敏说,更为重要的是,这项技术不改变炉子结构,实施简便,没有运行成本,一次性投入也不高,企业一般在36个月即可收回投资,而使用年限却达15年左右。

  现在高炉热风蓄热体高辐射覆层技术已经受到了不少国外钢铁企业的高度重视,西门子-奥钢联的炼铁专家了解到该项技术后,表示出极大的兴趣,希望进一步交流与合作。美国、瑞典、巴西等国的有关会议已邀请周惠敏去介绍这一技术。

 



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