纵观当今的带钢生产工艺链,最大的二氧化碳排放来自加热过程,其中CSP®的隧道炉以及后续带钢处理线中的退火炉,是我们关注的重点。现在,西马克CSP® Nexus和先进的退火技术相结合,让带钢生产也可以实现“绿色钢铁”。
采用CSP® Nexus技术实现零排放连铸和连轧
Cecere先生,我们从CSP®技术开始说起吧,到底什么是CSP® Nexus生产线,它与传统CSP®生产线有何区别?
Cosimo Cecere:"CSP®意味着连铸和直接轧制技术。自从1989年西马克发明该技术并在纽柯公司克劳福兹维尔工厂首次安装以来,CSP®技术一直代表着高效的钢铁生产。我们将炼钢产生的热量用于板坯浇注和热轧。
CSP®Nexus配备直弧形连铸机,因此产量更高、形成的板坯更厚。这大大提高了单流生产线的产量和质量,而产量和质量正是传统热轧的优势。CSP®Nexus设备的粗轧和精轧过程是分开的,因此可以非常灵活地自由调节粗轧机速度。与传统的热连轧机一样,CSP® Nexus粗轧机的轧制速度非常高,以减少轧制过程中的温度损失。
连铸机的高通钢量也实现了一种非常高效“无头生产模式”。“无头生产模式”是指连铸和轧制过程连接在一起,直接将轧制和处理后的带钢送到地下卷取机,并在卷取机前完成分卷。所有这些保证实现稳定的超薄规格轧制和更高的产量。”
CSP® Nexus已在欧洲第一家绿色钢铁企业——位于瑞典的H2GS(H2 Green Steel)得到应用了吗?
Cosimo Cecere:"没错。全球范围内,第一套CSP® Nexus设备已在美国德克萨斯州的美国动力钢公司(SDI)工厂成功运行。因此,H2 Green Steel的CSP®Nexus 属于全球第二套。但是H2GS的CSP® Nexus设备将不排放二氧化碳,这将是与其他CSP®设备相比的一大优势。H2GS的CSP® Nexus可以实现:产品带钢最大宽度1,950毫米、年产量250万吨。”
围绕西马克“#向绿色金属转变”的理念,CSP® Nexus在实现绿色转型方面有哪些特点?
Cosimo Cecere:" H2GS的CSP® Nexus设备,采用电加热式辊道和西马克艾洛特姆高效感应加热系统的组合来取代隧道炉,从而实现不排放二氧化碳的目标。其隧道炉采用感应加热。西马克艾洛特姆公司最先进的感应加热系统能在很短的长度上加热板坯,加热辊道保证了铸坯和中间坯温度的均匀性。该方案将感应加热和加热辊道相结合。
除了电感加热等电气解决方案外,西马克还提供与电感加热装置配套的绿氢处理这一可选项,从而在一套装备中同时实现两种解决方案的优势."
退火是在下游工艺实现碳中和的关键
Daube先生,现在让我们把目光投向下游的冷轧带钢生产,总体情况如何?西马克集团如何帮助生产“更绿色”的冷轧卷?
Thomas Daube:“CSP®出来后的热轧卷,经酸洗处理后,在后续的冷连轧机进一步加工。大多数工艺中都使用电。如果使用的是绿电,则实现碳中和生产就不成问题。在带材处理工艺中,退火炉是二氧化碳的主要排放源。退火炉中处理每吨带钢约耗电250千瓦时。减少二氧化碳排放量是一项挑战。”
这是一个惊人的数字。您能提供更多数据让我们更清楚这方面需求吗?
Thomas Daube:“如果您想了解二氧化碳的产生量,我可以提供一些粗略数字,如:退火过程中生产每吨产品将排放大约50公斤二氧化碳。这确实是一个很大的数字。如果改用电(加热),则吨钢的二氧化碳排放量可以减少到4到5公斤。”
回到 H2GS这个项目上,哪些产线以及哪些设备是我们提供的呢?
Thomas Daube:“我们为H2GS项目提供全套工艺设备,从CSP® Nexus 设备通过酸轧机组到连退机组,再到其他下游镀锌机组生产出成品镀锌卷,我们涵盖整个工艺流程。”
我们已经提到了设备方面的电加热和感应加热,您还有什么需要补充的吗?
Thomas Daube:“传统的退火炉总会有一个加热段,可能是直燃式加热炉。此外还有辐射管均热段,这正是需要替代的地方。快速加热必须使用感应加热,此后还须用电加热辐射管取代燃气辐射管。这就是我们目前正在H2GS项目上实施的方案。”
数字化在平材生产碳中和中扮演什么角色?
Thomas Daube:“数字化是减少碳足迹的关键,因为数据收集是一切的基础。我们有可用的数据,因此我们所有的生产线都已准备好数字化。通过收集这些数据,我们可以监控产线的“健康状况”。我们通过质量执行系统进行进行管理。质量管理的方式是将偏差钢卷直接剔除并从生产线上移出。不需要等到工序的最后阶段才对其进行处理,避免浪费能源。智能化加热炉可调整带钢的加热温度或退火温度。考虑到上游工序,我们正在开发“补偿仿真模型”(offset mini models),以减少整个生产过程中的废料。在这方面,西马克目前正在开发若干旨在减少碳足迹的数字化解决方案。
另一个特点是事先进行最优规划,即生产执行系统,这也是一切的基础,同时还要考虑到不同钢卷的过渡。不空等、不浪费能源始终是最佳选择。”
按照十分制打分:绿色钢铁这个项目对你们的客户有多重要?
Thomas Daube:“我打十分。从我们目前的项目来看,每个欧洲人都在寻求这些解决方案。”
Cosimo Cecere:“我完全同意Thomas的观点。在今年的METEC展会上就有很多“绿色”话题。似乎世界都在向绿色金属转变。我们在世界各地都看到了这一点。