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600℃鋼坯“穿棉襖” 機加工像“削蘋果皮”
一塊鋼坯背后的綠色產(chǎn)業(yè)鏈
在伊萊特核電深海工程高端裝備科創(chuàng)產(chǎn)業(yè)園內(nèi)，高溫鋼坯被“趁熱”送到鍛造車間。□記者 段婷婷 通訊員 孫凱 報道
煉好的鋼“趁熱”送去鍛造，機加工完的余料再回收煉鋼……在位于濟南市章丘區(qū)的伊萊特核電深海工程高端裝備科創(chuàng)產(chǎn)業(yè)園里，冶煉、鍛造、機加工形成了全產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)，通過技術(shù)創(chuàng)新和各環(huán)節(jié)的有序銜接，將資源“吃干榨盡”。
通過新技術(shù)注入、流程再造，一場鍛造業(yè)的“綠色變革”正在這里悄然發(fā)生。
在產(chǎn)業(yè)園核海新材料事業(yè)部，新出爐的一塊溫度約600℃的百噸級大鋼坯，被“趁熱”裝進穿了“棉襖”的運送車。運送車經(jīng)過導(dǎo)軌，平穩(wěn)運送到隔壁鍛造車間。僅200米距離，高溫材料被直接送進加熱爐。
“此前使用的原材料都為鋼廠外送，冷態(tài)運送，使用時需要從室溫加熱到約1200℃?！币寥R特能源裝備股份有限公司總工程師王飛說，大部分鋼廠脫模溫度為600℃，這意味著原材料要從600℃冷卻到室溫，再重新加熱，這個過程導(dǎo)致大量熱量被浪費。
材料熱送，將上游環(huán)節(jié)的余熱最大程度利用起來?！鞍礈y算，每爐可節(jié)省三四個小時加熱時間，節(jié)約四五百立方米天然氣?！币寥R特能源裝備股份有限公司董事長助理高鋒說，目前一天大概燒8爐，能節(jié)省約4000立方米天然氣，減排二氧化碳約7噸，“不僅節(jié)省了成本，效率也大幅提升”。
除熱處理環(huán)節(jié)以外，煉鋼過程中的余熱還被傳送到前端。“在廢鋼進入煉鋼爐之前，需要經(jīng)過廢鋼預(yù)熱水平加熱電爐，煉鋼環(huán)節(jié)的余熱被傳送到這里，提前對廢鋼進行預(yù)熱，溫度能達到300℃左右?！蓖躏w說，整個流程將熱量“吃干榨盡”，將能源效用發(fā)揮到最大。
材料熱送能夠?qū)崿F(xiàn)，得益于鍛造產(chǎn)業(yè)向上游材料環(huán)節(jié)延伸，實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)。
鍛造行業(yè)是能源消耗大戶。伊萊特是鍛造行業(yè)龍頭企業(yè)，也是國家級風(fēng)電法蘭的單項冠軍示范企業(yè)。2021年，伊萊特核電深海工程高端裝備科創(chuàng)產(chǎn)業(yè)園啟動建設(shè)之初，便確定了智慧低碳的循環(huán)經(jīng)濟模式。
循環(huán)經(jīng)濟如何實現(xiàn)？首先要解決產(chǎn)業(yè)鏈上的“卡脖子”環(huán)節(jié)。
“近年來，高端裝備核心零部件的結(jié)構(gòu)形狀趨向一體化，尺寸規(guī)格越來越大，對材料純凈度、性能指標(biāo)的要求也越來越高，這就對材料環(huán)節(jié)提出了更嚴(yán)苛的要求。”高鋒說。
以往，鍛造原材料需要跟鋼廠定制。“由于重大技術(shù)裝備、重大工程建設(shè)的鍛件需求量較少，屬小批量、多品種、多批次需求。特別是一些特殊合金，從原材料階段就要與科研院所合作，反復(fù)試制才能通過測試?！备咪h告訴記者，這就導(dǎo)致一些大型材料制備周期長，且成本較高。
為了滿足特殊鍛件的材料需求，伊萊特很早就涉足新材料領(lǐng)域，并與中科院金屬所展開合作，增強鋼材性能，滿足海洋工程、航空航天的不同需求。新園區(qū)也恰好成為科研成果落地與產(chǎn)業(yè)化培育的載體。
伊萊特重新設(shè)計工藝鏈條，從材料制備、鍛造到熱處理再到機械加工，新產(chǎn)業(yè)園實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)?！耙郧皟H材料訂貨周期就需要2個月。如今，早上接到訂單，核海新材料事業(yè)部便立刻開始組織生產(chǎn)，第二天材料就能進鍛造爐?！蓖躏w告訴記者。
突破產(chǎn)業(yè)發(fā)展的堵點，關(guān)鍵在于技術(shù)創(chuàng)新。通過新技術(shù)降本節(jié)能，伊萊特早就嘗到了甜頭，近凈成形工藝就是其中之一。
“以前，鍛造一個圓環(huán)，需要一大塊鋼坯，再進行切割?！备咪h說，如今在鍛造環(huán)節(jié)，使用近凈成形技術(shù)，將原材料做成與成品接近的形狀，大大節(jié)省了原材料。
高鋒指著廠區(qū)內(nèi)一件碗狀的鍛件告訴記者，該鍛件重量在45噸左右，如果按照自由鍛工藝，斷面需要做成矩形，再車削出弧度，下料需要142噸；使用近凈成形工藝后，機加工環(huán)節(jié)只需“可體裁剪”，整個過程像“削蘋果皮”一樣，下料只需58噸，可節(jié)省材料約60%。
“下料少了，材料制備時間、熱處理時間以及加工時間都縮短，帶動的是能耗的下降以及整個產(chǎn)線效率的提升。”高鋒說，一些生產(chǎn)細節(jié)的技術(shù)更新，看似不起眼，但會牽動整個產(chǎn)線，帶來意想不到的變革。
不過，新技術(shù)開發(fā)應(yīng)用并不簡單。“使用近凈成形工藝，加工層變少，就對表面質(zhì)量提出了更高要求，一旦表面有缺陷，就可能造成整個材料報廢。”王飛說，起初企業(yè)提出了這種想法，然后由中科院提供理論支撐，構(gòu)建技術(shù)模型，最后還需要技術(shù)人員在長期實踐基礎(chǔ)上再突破，才能落地。
舍得投、耐得住、等得起，這是技術(shù)創(chuàng)新過程中常常要經(jīng)歷的狀態(tài)。近年來，伊萊特每年都保持過億元的研發(fā)投入，而企業(yè)也收獲了技術(shù)創(chuàng)新所帶來的紅利。
如今，走進園區(qū)，這個兼具冶煉、鍛造等重工業(yè)的園區(qū)干凈整潔、花草繁盛，車間旁邊還建設(shè)了標(biāo)準(zhǔn)化運動場。
“園區(qū)全部使用天然氣等清潔能源，目前還在廣泛應(yīng)用太陽能?！备咪h介紹，伊萊特已經(jīng)在其他廠區(qū)的22個車間安裝了17兆瓦的屋頂光伏，年可發(fā)電1800萬度。新園區(qū)的光伏建設(shè)也即將啟動，有望完成總計50兆瓦的安裝量。太陽能發(fā)電直接接入低壓柜，可滿足整個園區(qū)的辦公用電需求。
憑借在新能源和節(jié)能方面的技術(shù)創(chuàng)新，伊萊特獲評國家級綠色工廠，不過探索還遠未結(jié)束?！爱a(chǎn)業(yè)鏈條拉長，各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間的銜接、調(diào)度工作變得復(fù)雜?！蓖躏w說，一不注意就容易出現(xiàn)各個環(huán)節(jié)“打架”的情況，“比如材料已經(jīng)脫模了，鍛造爐還忙著，或者鍛造爐閑下來了，材料還沒出爐。這就對工廠的精益管理提出了更高要求，也催生了對數(shù)字化、智能化技術(shù)的迫切需求?！?/p>
伊萊特在濟南擁有3個園區(qū)，此外還有一個濟寧工廠和一個西班牙工廠，要實現(xiàn)生產(chǎn)信息的良性對接，數(shù)字化改革成為企業(yè)急需完善的“另一條腿”。目前，伊萊特已成立了專班，全面打造數(shù)字化系統(tǒng)，通過數(shù)字化改革，推動綠色低碳循環(huán)經(jīng)濟再上新臺階。
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