窯前20年的淬煉之路

文/特約記者 徐以立

劉林

上海寶冶冶金工程有限公司（以下簡稱“寶冶”）建材工程事業(yè)部經(jīng)理、綠色節(jié)能型石灰窯EPC（工程總承包產(chǎn)業(yè)的總稱）技術創(chuàng)新工作室負責人、節(jié)能環(huán)保型石灰窯專家、中國石灰協(xié)會技術專家組專家、中國石灰協(xié)會第九屆理事會常務理事；從事石灰煅燒技術研發(fā)工作20 年，研發(fā)并掌握了行業(yè)領先水平的3 種主流石灰窯型煅燒工藝；先后獲得中冶集團科技成果鑒定2項、“上海市優(yōu)秀發(fā)明選拔賽金獎”“中國施工企業(yè)管理協(xié)會科學技術成果一等獎”“上海市安裝協(xié)會科學技術成果二等獎”“上海工匠”等榮譽。

我國在公元前7世紀開始使用石灰。我國石灰石礦產(chǎn)資源占世界總儲量的70.75%，分布面積達438 000 km2，約占國土面積的1/20。明代政治家于謙以《石灰吟》托物言志，激勵無數(shù)后來人追求高潔的品質和理想。節(jié)能環(huán)保型石灰窯專家、“上海工匠”劉林便是無數(shù)后來人中的一位。

煅燒技術創(chuàng)新

石灰窯是一種用于生產(chǎn)石灰的設備，其煅燒工藝對石灰的質量和產(chǎn)量有著重要影響。自2003年以來，劉林帶領團隊積極推動石灰科技創(chuàng)新，研發(fā)并掌握了行業(yè)領先水平的3種主流石灰窯型煅燒工藝：套筒石灰窯焙燒工藝技術、雙膛石灰窯多燃料混合煅燒工藝技術、回轉石灰窯多孔旋流燃燒設備技術。

傳統(tǒng)的雙膛石灰窯一般是單獨采用煤氣或煤粉作為燃料介質來進行石灰的煅燒。劉林告訴記者：“單獨采用煤氣作為燃料介質的石灰窯，無法充分使用低熱值煤氣；而單獨采用煤粉作為燃料介質的石灰窯，需耗費大量煤粉，生產(chǎn)成本較高。因此，現(xiàn)有的雙膛石灰窯，其燃料介質單一，對低熱值煤氣的利用率較低，且石灰窯的利用率也較低，無法滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)需求?！笨墒?，如今可以用作石灰窯燃料的煤炭資源越來越少，如何實現(xiàn)多燃料混合煅燒是劉林一直追求的破局關鍵。

基礎研究是科技創(chuàng)新的源頭，也是破解“卡脖子”難題的關鍵開關。根深才能葉茂，基礎認知不清晰，原理機制不清楚，就很難研發(fā)出原創(chuàng)性、革命性、顛覆性的關鍵核心技術。所以，劉林一心撲在基礎實驗上。他說：“通過在實驗室對不同燃料進行的煅燒模擬試驗，以及生產(chǎn)改造試運行階段的監(jiān)控，我采集了國內(nèi)不同行業(yè)領域（冶煉、化工等）、不同海拔（最高建設在青海高海拔地區(qū)）、不同燃料特性（固體、液體、氣體等）方面的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，最終確定了雙膛窯多燃料混合煅燒技術能實現(xiàn)3種燃料同時煅燒石灰。”經(jīng)過多年研究、改進、提升，以及綜合了國內(nèi)多家雙膛豎窯的實際使用情況和建議，他對傳統(tǒng)的雙膛石灰窯做出了大量的修改和創(chuàng)新，使之更適應國內(nèi)的實際生產(chǎn)情況。

2022年11月2日，由寶冶承建的江蘇連云港鑌鑫鋼鐵集團有限公司2×800TPD雙膛石灰窯項目首次驗收順利完成，這標志著中國最大產(chǎn)能雙膛石灰窯全部施工內(nèi)容完成（見圖1）。多燃料混合煅燒技術徹底解決了傳統(tǒng)石灰窯采用單一燃料煅燒石灰的問題，實現(xiàn)石灰窯燃料介質的多樣性，節(jié)約燃料的使用成本。而雙膛石灰窯的獨特設計和工作原理，消除了不均勻煅燒可能導致的質量問題，提高了石灰的穩(wěn)定性和一致性，更是將每噸石灰生產(chǎn)能耗降至全球最低，提高了中高端品質石灰的生產(chǎn)總量。

圖1 江蘇鑌鑫鋼鐵集團有限公司2×800TPD雙膛石灰窯

運用所掌握的技術，劉林帶領團隊為石灰生產(chǎn)行業(yè)注入了新的活力，在提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、促進產(chǎn)業(yè)升級和增強環(huán)保意識等方面做出了積極的貢獻。其中，采用套筒石灰窯焙燒工藝生產(chǎn)出的塊狀高活性石灰，更是讓我國能夠自主制造高品質的寬、厚鋼板，為建造大型艦船提供材料支撐；采用回轉石灰窯多孔旋流燃燒設備技術比同類型石灰窯生產(chǎn)能耗降低10%，石灰石綜合利用率提高30%。

從2010年至今，寶冶共生產(chǎn)約4×108t優(yōu)質活性石灰，燃料消耗同比下降10%，石灰石綜合利用率提高15%，為國家節(jié)約礦產(chǎn)資源約9 800萬元，減少二氧化碳排放約5 000萬 t。

跨界綠色融合

近年來，劉林和團隊始終堅持綠色發(fā)展、節(jié)能環(huán)保的理念，不斷發(fā)展創(chuàng)新，用行動傳遞“綠色名片”。

2008年之前，由于技術發(fā)展的局限，電石化工企業(yè)一直使用較為落后且不夠環(huán)保的石灰窯。當時，國內(nèi)知名化工企業(yè)寧夏英力特化工股份有限公司找到劉林，請他對傳統(tǒng)石灰生產(chǎn)技術進行改造。

傳統(tǒng)石灰窯采用火焰與石灰直接接觸的混燒技術，造成石灰因受熱不均勻使反應不一致而出現(xiàn)問題，比如結瘤（在石灰窯內(nèi)物料局部堆積、硬化并形成硬塊的現(xiàn)象）、生燒（指石灰石沒有完全分解就出窯）和過燒（指石灰石在煅燒溫度過高或時間過長的情況下出現(xiàn)過度分解的現(xiàn)象）等。這不僅影響石灰產(chǎn)品的質量，嚴重時還會對生產(chǎn)工藝以及窯體耐材和其他設備造成致命影響。

在接下來的一年時間里，劉林開啟了“5+2”“白加黑”的工作模式，加班加點地開展相關驗證和設計工作。他將傳統(tǒng)的火焰直燒改為高溫燜燒工藝。石灰石與高溫氣體逆流、并流同時存在，實現(xiàn)“七分煅燒、三分燜燒”工藝，最終，劉林順利完成寧夏英力特化工股份有限公司300 t套筒石灰窯EPC項目（見圖2）。

圖2 寧夏英力特化工股份有限公司300TPD套筒石灰窯

圖3 劉林在給同事開展培訓

這是國內(nèi)首座利用電石爐尾氣進行能源生產(chǎn)的節(jié)能環(huán)保型石灰窯。該石灰窯投用后不僅順利解決環(huán)保和能效問題，還將每噸電石生產(chǎn)的耗電量由3 500 kW·h降低到2 900 kW·h，日產(chǎn)量提高30%，成功實現(xiàn)了電石化工冶煉綠色、高效、節(jié)能的循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈的貫通。自此，節(jié)能環(huán)保型石灰窯迅速在全國各地掀起熱潮，多家企業(yè)慕名找到劉林團隊要求合作。

十幾年后，寧夏英力特化工股份有限公司再次找到劉林。根據(jù)國家“十二五”規(guī)劃對高耗能、高污染企業(yè)的環(huán)保要求及電石行業(yè)對電石爐尾氣綜合利用相關規(guī)定，尾氣回收利用并降低二氧化碳排放已經(jīng)是電石行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。而利用環(huán)形套筒石灰窯煅燒生石灰是密閉電石爐尾氣最有效的途徑。經(jīng)過論證及考察，結合電石爐生產(chǎn)經(jīng)驗，劉林設計了國內(nèi)首例以干法處理密閉電石爐尾氣為燃料，以2×600TPD環(huán)形套筒石灰窯來煅燒用于密閉電石爐生產(chǎn)電石的高品質生石灰生產(chǎn)線。電石爐尾氣作為氣燒石灰窯的燃料，既節(jié)能又消除了尾氣的污染，而且氣燒石灰質量均勻，反應活性好，利于密閉電石爐工藝操作，降低了電石的能耗。

2023年11月24日，寧夏英力特化工股份有限公司傳來好消息，2號石灰窯成功點火烘窯套筒式煅燒石灰?！?023年，環(huán)形套筒石灰窯順利投用后實現(xiàn)噸石灰生產(chǎn)能耗再次降低5%，噸石灰建設成本降低7%，達到行業(yè)領先、全球最優(yōu)。”這斐然成績的背后，是劉林和團隊一次又一次深入現(xiàn)場了解情況，一遍又一遍查閱資料、走訪調(diào)研，一輪又一輪設計、測試，最終攻克一個個“不可能”，走出的逆襲之路。

標準先行促發(fā)展

科技創(chuàng)新的“助推器”、產(chǎn)業(yè)轉型的“風向標”、經(jīng)貿(mào)往來的“通行證”、社會治理的“度量衡”，這些都指向同一個詞——標準。

“把成功的技術轉化成行業(yè)可以參照的標準，這是企業(yè)應該為行業(yè)、為國家做的貢獻?！北粏柤皩藴实睦斫?，劉林如是說。他先后參與制定1項冶金行業(yè)部級工法、1項企業(yè)工法、2項企業(yè)標準等。2022年，他參與起草《低排放環(huán)形套筒窯》（TCASMES 81–2022）團體標準并成功發(fā)布。

“團體標準相較于國家標準和行業(yè)標準有著更短的制定周期以及更高的市場要求，它既能夠填補國家標準的空白，又能夠靈活吸納行業(yè)內(nèi)優(yōu)質的新產(chǎn)品、新技術，及時反映行業(yè)特點。國家鼓勵培育發(fā)展團體標準?！?/p>

在標準化建設過程中，他還積極探索科研、標準、產(chǎn)業(yè)同步機制，重視基礎標準研究以及基礎建設；在研發(fā)計劃制定的同時，制定標準化計劃，通過技術預測，把握行業(yè)技術發(fā)展及技術標準方向；通過從源頭上參與各項標準活動，及時跟蹤各組織的標準制定最新動向及新技術趨勢，促進產(chǎn)品標準始終保持與國外先進標準接軌。

在全球環(huán)保意識不斷提升的背景下，石灰窯產(chǎn)業(yè)正積極應對環(huán)境挑戰(zhàn)，采取一系列技術措施，實現(xiàn)節(jié)能減排。2021年，綠色節(jié)能型石灰窯EPC技術創(chuàng)新工作室正式揭牌，主要圍繞石灰生產(chǎn)的綠色環(huán)保、節(jié)能降耗、產(chǎn)能大型化等課題進行攻關。身為節(jié)能環(huán)保型石灰窯技術專家，劉林覺得身上的責任愈發(fā)沉重。如今，他和團隊完成了石灰窯的粉塵超低排放、中溫煙氣NOx治理的研發(fā)工作，并在石灰窯產(chǎn)能大型化的研發(fā)實施工作中實現(xiàn)率先突破，為石灰產(chǎn)業(yè)的持續(xù)高質量發(fā)展起到關鍵作用。

石灰不是隨處可見的終端產(chǎn)品，普通大眾很難知道它的重要性。因而，劉林這樣的專家就像是無名英雄，在不為人知的角落，默默地為我們撐起一片天。由于工作繁忙，劉林很少能顧得上家里，年幼的孩子也對父親的工作一知半解。但是看到越來越藍的天空，身為“石灰人”，他的內(nèi)心總還是會升起一股子自豪感。

結語

恰如于謙《石灰吟》“粉身碎骨渾不怕，要留清白在人間”，為了實現(xiàn)理想，一代又一代的“石灰人”堅守初心、堅定信念，始終從容又無畏地應對前進道路上的各種苦難與挑戰(zhàn)。