创新成就焦化行业“领跑者” ——记首钢科学技术特殊贡献奖获得者,京唐公司焦化部党委书记、部长杨庆彬

发布时间:2019-03-08 10:02:31

F89F587F97B939B187FF21E35DF1FB34.jpg

2月25日,在首钢集团2019年科技大会上,53岁的京唐公司焦化部党委书记、部长杨庆彬获得一份沉甸甸的大奖——2018年首钢科学技术特殊贡献奖。“这是集团对技术创新、对基层生产一线科研工作的认可,让我们科技工作者对未来科研、创新工作充满了信心和动力。”杨庆彬深感获奖意义重大。

在从事首钢焦化事业三十年、特别是历经京唐焦化产线投产以来十年的科研创新之路上,杨庆彬带领攻关团队,脚踏实地,用一个个卓越创新的科技成果,为京唐5500立方米大高炉提供优质焦炭,保障高炉顺稳运行,在京唐公司焦化稳定生产、技术创新、精益管理、绿色环保、智能化建设等方面作出突出贡献,助力首钢京唐成为国内外焦化行业“领跑者”,诠释了首钢生产一线科技工作者的责任与担当。

“服务于实际生产的科研和创新,才更有意义”

初见杨庆彬,是在阳光明媚的冬日上午,他身材厚实,圆脸庞上挂着温暖的微笑,让人感到亲切。身为焦化行业摸爬滚打几十年的教授级高工,杨庆彬首先为记者深入浅出地讲解了专业知识:“‘焦化’顾名思义,即炼焦与化工,就是把煤变成焦炭的冶炼生产,为高炉提供焦炭,同时净化煤气、回收化工副产品,属于炼铁的前道工序。”杨庆彬深有感触地说:“科学研究本身是高深的,技术创新更需要绞尽脑汁,而这一切,只有服务于实际生产才更有意义。”

为保证京唐炼铁5500立方米大型高炉的稳定运行,焦化需提供优质焦炭,尤其要保证焦炭粒级的稳定。而焦炭质量的优劣,主要是通过炼焦配煤来控制。记者了解到,以往焦化企业传统配煤方案主要是通过人工经验进行调整,配煤存在一定滞后性,出现问题无法及时调整补救。

如何提前预判、提前干预焦炭质量以达到“预知未来”的目的,是摆在杨庆彬面前的一道难题。他组织专业人员建立攻关团队,在首钢技术研究院、首钢采购中心和京唐公司制造部、炼铁部等单位的支持下,共同分析、反复讨论,将“传统经验配煤转变为大数据模型配煤”确定为主要攻关方向。

杨庆彬首先带领攻关团队利用300千克实验焦炉,对单种煤、配合煤进行试验,实现数据积累;同时,将单种煤、配合煤和焦炭质量,小焦炉试验数据,历史与计划配比等集中信息化管理,还将炼焦配煤工作中所积累的丰富经验和成果结合生产实际,利用计算机软件技术,建立了单种煤评价体系、单种煤及配合煤分别与焦炭质量关系模型,实现了炼焦配煤的科学性。

创新从无坦途。科研攻关夜以继日、技术成果加速转化,遇到困难不计其数、承受压力难以想象,先后尝试50余个新煤种、完成200余炉炼焦实验,形成7项专利、9篇论文……杨庆彬终于在组织适应5500立方米高炉生产的7.63米焦炉低成本配煤技术研究与应用上,取得了多项首创性突破:首次提出“焦炭块度贡献指数”概念和算法,实现了单种煤、配合煤对焦炭块度影响的评价,提高科学评价、预判能力;首次在7.63米焦炉上开发应用弱粘结煤资源和石油焦,拓宽炼焦煤资源,对国内外焦化行业炼焦配煤具有指导意义;首次将结焦时间纳入7.63米焦炉的焦炭质量预测模型,实现了包括焦炭块度在内的质量指标的预测。

目前,京唐公司焦化配煤智能控制技术处于世界先进水平,焦炭质量达到5500立方米大型高炉需求,与国内同行相比质量最优,高于国家一级冶金焦标准。

给干熄炉做“胃镜”让装备实现“长寿化”

几十年科研、创新实践,让杨庆彬清楚地认识到机遇的重要性,这个机遇,是与企业发展紧密结合在一起的。“搞科研、创新工作,不能只看眼前利益,我的目标是踏踏实实为企业解决问题,既要注重创新在当前所产生的经济效益,也要放眼于创新项目承载的长远意义。”杨庆彬说。

干法熄焦是在干熄炉内利用氮气置换的方法冷却焦炭,对改善焦炭质量、确保京唐特大型高炉稳定运行起着重要作用。京唐焦炉是亚洲“最大”,而具备260吨/小时处理能力的干熄焦装置则属于世界“最大”。这个世界最大型干熄焦装置,却受制于干熄焦工艺特点,每年需进行20天的停工检修,导致减少生产干熄焦炭19万吨、发电量2900万千瓦·时,损失巨大。为了延长干熄焦装置使用寿命,在集团总工室、技术研究院、国际工程公司和京唐公司炼铁部、制造部、能源部等单位的大力支持和协同联动下,杨庆彬统筹安排、积极谋划,组织技术人员围绕“干熄炉内均匀冷却”“长周期运行”两大核心课题开展攻关,以理论和仿真分析、方案设计、模型试验、工业应用等科学方法推进项目。在科研攻关过程中,由模型试验到工业应用的效果评估,以及干熄焦装置连续可用周期预测等属于行业空白,缺乏技术手段把控的难题一直制约着项目进展。

科研本身枯燥艰辛,但创新背后的故事则有温度、有情怀——难题的最终解决,源自杨庆彬一次胃镜检查经历。

由于斜道区浮炭,干熄焦装置被迫降低负荷运行,而在下道工序,炼铁高炉顺稳运行又急需干熄焦炭。干熄焦能不能连续稳定供应,牵动着各方关切。当时,干熄炉内装着高达1000摄氏度左右的红热焦炭,无法判定直径13米的干熄炉内部到底是什么情况。杨庆彬和职工们席地围坐,紧急探讨着下一步工作方向和思路。此时,有职工说道:“咱们要是孙悟空就好了,钻到铁扇公主的肚子里看看,到底啥情况。”有人回应道:“这哪是人肚子啊,这1000多度的超高温,都赶上太上老君的炼丹炉了。”谈话之间,杨庆彬望着正在装焦的干熄炉,炉口像一张嘴吞着焦炭,炉体像大肚子消化冷却着焦炭,其后,合格焦炭通过排出装置排出来,再送给高炉——这一连串“动作”,正如人的肠胃工作原理。杨庆彬联想起不久前自己做过的胃镜检查,瞬间打开了思路。他对现场职工大声说道:“咱们就把干熄炉当成人的肚子,给它做个‘胃镜’检查!”

创新来源于灵感,确定好方向和思路,难题迎刃而解。杨庆彬带领攻关团队与上海某厂家合作研发,攻克了超长镜体冷却、超大炉体观测控制、高温高清成像、小孔径快速入炉方式等技术难点,设计、制造出“20分钟干熄炉快速耐高温在线检测摄像装置”。

据攻关团队成员、焦化部生产技术室副主任朱长军介绍,这个检查装置实现了三方面的创新:一是快速入炉,摄像头顺畅伸入;二是摄像头可上下调节,炉内观测视野良好;三是高温下无需大量排炭即可实现炉内完整拍摄。该检查装置除了服务于京唐焦化产线干熄炉,还应用到首钢长治瑞达焦化、四川内江博威新宇化工等企业。

创新的力量,使不可能变成可能。朱长军说,焦化攻关团队开放、团结、奋进的氛围,形成了一个创新、实干的能量场,感受科研、技术创新为产线带来的改变,享受成功的获得感,这就是杨庆彬倡导的“快乐炼焦”境界所在。

自主开发系列化、大型化和长寿化的新一代干熄焦技术,杨庆彬带领攻关团队除了给干熄炉做“胃镜”,还发明了以悬挂式单层复向陶瓷耐磨板为特征的新型干熄炉斜道区分隔装置,研发了新型装焦料盅、排焦料盅、防脱落高耐磨材质新型下料口结构等,解决了干熄焦大型化的浮焦控制、焦炭分布和气流分布、锅炉爆管和烧损率控制等一系列问题。目前,京唐焦化大型干熄焦工艺指标处于国际领先水平,大型干熄焦装置在国际上率先实现了“两年一小修”“八年一中修”的长寿化目标。国内权威钢铁专家对京唐生产设备的稳定高效运行,给出这样的评价:“京唐‘两干’(干熄焦和干法除尘),在全国是最棒的!”

科技创新是“永远的追求”

焦化部综合办公室主任赵彬彬告诉记者,杨庆彬对“技术驱动价值”的新思路、新体系、新产品非常关注。一次,杨庆彬利用业余时间参观一个电器博览会,看到一种智能感应头灯,他体验一番后,把这种智能头灯配备给焦化部点检人员,实用又高效。类似这样工作与科技结合起来的“混搭”创新,在焦化部比比皆是,职工们反映:“我们的工作带着满满的科技感。”

在杨庆彬看来,了解国内外最先进技术、掌握世界前沿技术装备的新信息新资源,与企业现有技术、现有需求去对接,这种创新方式更快更优。既搞生产又搞科研,这样创新才能见实效、有深度。

京唐公司焦炉“四大机车”包括推焦车、拦焦车、熄焦车和装煤车,这些都是德国企业设计、大连某重工企业制造的。自从京唐焦化产线投产,杨庆彬便琢磨着让车辆实现无人驾驶、无人操控。但创新不仅仅是“理想火花的闪烁”,更需要艰苦的科研、攻关做支撑。当时,一些技术人员认为,杨庆彬的想法“不可能实现”。其难度之大、问题之复杂,在于4座焦炉、13台机车之间的匹配控制,以及上万个自动化程序PLC(可编程逻辑控制器)控制点的升级改造。

据攻关团队成员、焦化部设备工程室信息化管理专业员丁洪旗介绍,杨庆彬带领工艺、设备、电气自动化专业技术人员组成的团队,脚踏实地、潜心钻研,针对四大机车存在的工艺、设备运行缺陷,通过仿真、模拟和试验研究方法,首次在国际上实施集中控制与监控相融合的技术,研发多炉组及配套干熄焦装置多机协调智能控制;首次在国际上实现单体机车动态协调控制;首次在7.63米焦炉机车上开发应用最新的5G无线通讯视频传输及图像识别技术,共形成6项专利,实现7.63米大型焦炉机车远程管控,项目分别获得国家级和河北省省级冶金科技三等奖,为实现“焦化产线智能化”打下良好基础。

焦炉四大机车远程管控技术开发与应用的成功,是杨庆彬带领焦化部干部职工,落实京唐公司提升设备功能精度管理和自动化水平的具体实践,也证明了首钢焦化产线“技术引领、创新引领”的地位和实力。制造四大机车的大连某重工企业领导率队前来参观学习,“我们没做到的,首钢做到了。”此行之后,该企业董事长亲任组长,组织成立了“智能机车小组”,借鉴首钢焦化经验搞研发。此外,宝武、马钢、台湾中钢等钢企代表都慕名而来学习“首钢经验”,其中,台湾中钢去年先后三次派人到焦化部“取经”,他们表示:“看了国内外这么多产线,首钢京唐属最优。”

四大机车远程操控项目,体现着京唐焦化产线生产操作向制造管控的转变,而其中“变”的核心,在于更高的自动化、信息化、数字化程度。杨庆彬说:“炼焦有尘、化工有味,以往提起焦化产线,给人们的印象就是气味刺鼻、劳动强度大、环境脏乱差。”他本科学焦化专业,研究生学环境工程专业,这两种专业“融合”而成的优势,让他从建京唐焦化产线伊始就坚持生产与环保并重,早预见、早规划、早改造,提前干、主动干、创新干,逐年根据国家标准不断优化工艺、装备,始终追求最先进的工艺和技术,努力实现清洁文明生产。

焦化部化工作业区日班作业长唐辛亮,以前管理硫铵工段,在包装、码垛、饱和器操作等岗位都干过。他告诉记者,每天生产硫铵百余吨,每个编织袋装50公斤,一天得装2000多袋,仅仅人工封口这一项工作,劳动强度就可想而知。“以前硫铵工段是焦化产线工作最辛苦的一个地方”,唐辛亮说。同时,清理打扫硫铵产品碎屑,也影响生产环境。杨庆彬和攻关团队设计研发了硫铵智能包装存储系统,将包装机改造成全自动装置,不仅设置岗位更有效、配置资源更科学,也极大改善了劳动环境、降低了劳动强度。

对于改变,唐辛亮最为感同身受,“环境好了、自动化程度高了,为保证设备运行良好还安装了工业空调和除湿机,现在大家都愿意到硫铵工段来工作”。目前,杨庆彬和团队正在研制后续的、属于世界首创的硫铵智能仓储系统,未来还要研制装车系统,将硫铵工段自动化改造贯穿全流程,目的就是实现产线制造智能管控和全系统无人操控。2018年秋季,唐山市近百家化工企业代表“组团”来硫铵工段参观学习。对此,杨庆彬说:“生产型企业往科研型企业转变,必须利用好产学研平台,才能更精准地支持配煤、炼焦、化工等基础研究。”

采访期间,记者走进车间、零距离感受焦化生产一线,参观了建在焦化部的河北省、唐山市两个省级市级煤焦化科研中心,办公楼前,“科技焦化、生态焦化、人文焦化”的口号赫然在目。焦化部综合办宣传干事韩会涛告诉记者,建设“三个焦化”,是焦化部可持续发展的“三大基石”。

在这种发展理念指导下,凭着对事业的热爱、求新求变的性格和思维,杨庆彬成为焦化行业创新路上的“领跑者”。十余年来,他先后组织首钢迁安焦化、京唐焦化项目建设,获国家鲁班奖、冶金行业优质工程奖;获得专利15项,撰写科研著作5本,参与国家“十一五”“十三五”研究课题2项,制定国家标准2项,主持的20余项科研攻关项目获得中国冶金科技奖、河北省和首钢集团科技进步奖等,多项关键技术取得重大突破,数次赶超跨越确立了首钢在焦化行业的国内外领先地位。这些科学研究、技术创新所取得的成就,不仅引领着首钢焦化产线的发展进步,也有力印证了集团领导的清晰论述:“创新是首钢人永远的追求。”

创新源自首钢科技工作者追求事业的责任感,而这种责任感的坚守与传承正在向市场证明,“首钢制造”不但可以做到国内外领先,未来还将会有更为广阔的发展。今年适逢新中国成立70周年、首钢建厂百年、京唐投产十周年,大时代要有大作为,新使命激发新活力。杨庆彬表示,放眼未来,只要焦化产线干部职工坚持创新驱动、科技引领,不断提高自主创新能力,就一定能为京唐优焦强铁、为推动企业高质量发展提供澎湃动力,为百年首钢再创辉煌书写新的精彩篇章!