潜心研发换来国际领先——大结晶电熔镁砂自动化清洁生产工艺评价会侧记

夏杰生

　　2020年11月21日，由中国耐火材料行业协会主持的恒锐镁制品有限公司“大结晶电熔镁砂自动化清洁生产工艺”项目成果评价（鉴定）会，在辽宁省岫岩满族自治县召开。以项目成果评价（鉴定）会主任、辽宁非矿协会张国栋教授，项目成果评价（鉴定）会副主任、辽宁科技大学陈树江教授为首的专家委员会一致评价：该成果综合技术达到国际领先水平。

　　该成果荣获专家如此高的评价的原因，有以下几点：

　　一是该成果独创性设计了双层炉盖封罩系统，实现了三根电极限位，避免了喷炉、溅炉、触电安全事故，实现了生产过程中粉尘全部回收利用；

　　二是通过采用喷水、吹风冷却装置的远程控制及炉筒内衬耐火涂层的使用，保护了炉体，避免了淌炉事故的发生，提高了炉体使用寿命2.5倍以上；

　　三是利用传感器及PLC的精确控制实现全程自动化生产，大幅度提高了生产效率，解决了人工上料和投料问题；

　　四是该项目工艺技术先进，高品位大结晶镁砂产出率提高了10%，稳定了产品质量，经济、社会和环境效益显著；

　　五是该项目解决了国内外大结晶电熔镁砂领域在安全、环保、节能等方面存在的9项关键共性问题，实现了大结晶电熔镁砂绿色生产，形成了多项发明和实用新型专利，具有良好的示范作用及广阔的推广前景。

　　专家委员会建议对该成果进一步开展应用基础研究，推广应用。

　　岫岩县副县长金明龙在评价会上指出：岫岩菱镁资源丰富，素有“菱镁之乡”的美誉，菱镁产业虽然是岫岩工业的支柱产业，但在发展过程中还存在一定制约问题，特别是生产大结晶电熔镁砂的矿热炉普遍存在冶炼水平低、自动化水平不高、能源浪费和环境污染严重等问题，整个大结晶电熔镁砂产业亟待转型升级。联合荣大集团在岫岩恒锐镁制品有限公司试点实施“大结晶电熔镁砂自动化清洁生产工艺”，随着一系列新技术、新设备的投入使用，对上述问题给出了具体可行的解决方案。岫岩县将全力加快“大结晶电熔镁砂自动化清洁生产工艺”的推广应用，不断推动全县大结晶电熔镁砂产业向“高效益、低消耗、可持续”方向发展。

　　联合荣大总经理徐吉龙在会上讲话指出，多年来，联合荣大秉承务实创新的企业精神，始终把科技创新、材料创新、工艺创新、装备创新作为企业可持续发展的核心动力，把握产业和行业发展趋势，先后成功研发了多项钢铁冶金用的耐材新技术和新产品。目前，联合荣大共荣获国家授权专利60项，并参与了多项国家及行业标准的制定。

　　联合荣大并购的恒锐公司研发的大结晶电熔镁砂清洁生产工艺，是联合荣大面对行业内技术难题，经过大量的试验和潜心研发取得的初步成果。联合荣大有信心以此次评价会为契机，加快成果转化步伐，为大结晶电熔镁砂清洁生产，为行业绿色发展再做新贡献！

　　生产中的问题就是荣大研发的课题

　　联合荣大董事长章荣会博士在评价会上详细介绍了该成果的研发背景、研发过程、成果的推广意义及前景展望。

　　大结晶电熔镁砂主要选用轻烧氧化镁粉在矿热炉中熔融制得，具有纯度高、结晶粒大、结构致密、抗渣性强、热震稳定性好等诸多优点，是高档镁砖、镁碳砖及不定形耐火材料等生产用的重要原料。目前，国内生产大结晶电熔镁砂的矿热炉普遍存在冶炼水平低、生产设备简陋、生产过程主要靠人工手动控制、能源浪费、环境污染严重等问题，整个大结晶电熔镁砂产业亟待战略长升级。

　　随着我国经济持续高速增长，资源能源需求不断提高，环境压力日益突出，国家相继出台了一系列政策性文件，不断提高环保标准，赶超世界先进水平。此外，“中国制造2025”是中国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领，目的是以推进智能制造为主攻方向，推进制造过程智能化、自动化。环保标准是提高及自动化发展的趋势，对大结晶电熔镁砂生产装备和工艺提出了更高的要求，因此 ，设计出大结晶电熔镁砂自动化清洁生产工艺已经迫在眉睫。

　　生产中的问题，就是联合荣大的研发课题。联合荣大通过该项目对矿热炉设备的改进后，每吨产品节省325元，98大结晶电熔镁砂产品率提高18%。这项成果的成功研发，实现了对生产大结晶电熔镁砂的矿热炉整套设备的创新及变革，并实现了高效化、自动化、清洁化生产。

　　实施多项创新 助力节能环保

　　章荣会博士认为这项成果有下列主要科技创新点：

　　——创新型矿热炉用双层炉盖封罩系统。包括上层炉盖、下层炉盖，两者间通过圆形钢筒固定连接，两个炉盖都包括支撑钢圈，以及围在支撑钢圈内的耐火材料，在耐火材料上开设有电极通道。

　　——创新型矿热炉用远程控制的喷水与吹风冷却装置，包括喷水部件、吹风部件、箱体和箱体保护部件。

　　——创新型矿热炉用电极吊挂一键起炉系统，使用传感器实现电极拉力的实时感应，通过拉力变化阈值的设定，实现远程一键起炉。

　　——创新型矿热炉用碎电极给料机构，包括料斗、直送料通道、斜送料通道、活塞及推杆，直送料通道的一端与斜送料通道相连接，另一端安装有活塞，活塞的另一端与推杆固定连接，通过PLC计算并控制碎电极的定时定量给料。

　　——创新型矿热炉用炉底制作装置，包括矮圆筒外壁、中央三角区围档、连接筋板和提环，中央三角区围挡悬空位于炉底制作装置的中心区域，其上端与矮圆筒外壁的上端平齐。

　　——创新型生产大结晶电熔镁砂矿热炉炉筒，内壁覆盖有一层菱镁水泥涂层，涂层通过炉筒内壁焊接的金属锚固件进行固定，菱镁水泥涂层为轻烧氧化镁粉和水或卤水（氯化镁）溶涂配制的泥膏，采用涂抹、捣打或喷涂施工固定。

　　章荣会博士还将这项成果改造前后主要经济指标作出一一对比：

　　一是轻烧氧化镁粉消耗低。改造前每吨产品消耗轻烧氧化镁粉大约为1.65吨，改造后为1.50吨。轻烧氧化镁粉以1100.00元/吨计算，改造后每吨产品节省轻烧氧化镁粉为165元。

　　二是电耗低。改造前每吨产品电耗2400kW·h，改造后为2250 kW·h。

　　三是电极消耗低。改造前每吨产品消耗电极15公斤，改造后每吨产品消耗电极12.5公斤，电极以12500元/吨（即12.5元/公斤）计算，改造后每吨产品消耗电极节省31.25元。

　　四是人工费用省。改造前人工费用为70元/吨，改造后人工费用为27元/吨，改造后每吨节省人工费用43元。

　　五是炉筒费用省。改造前一个炉筒使用周期为9次，改造后使用周期为20次，每吨总体核算节省11.1元。

　　六是优质率高。改造前98大结晶电熔镁砂产品率平均为55%，改造后98大结晶电熔镁砂产品率平均为65%。

　　章荣会最后总结说，此项目通过对矿热炉设备炉盖系统、除烧粉即时回用系统、安全防护系统、电极吊挂一键起炉系统、电极长降串气控制系统和预警系统等设计与改进，解决了行业内的共性技术难题，实现了对生产大结晶电熔镁砂的矿热炉整套设备的创新及变革，实现了大结晶电熔镁砂的高效化、自动化、清洁化生产。该项目的成功研发，实现了生产大结晶电熔镁砂行业工艺装备水平的整合提升。