作为冶金行业的一家世界领先的工程设计和设备制造公司，普锐特冶金技 术的最高目标是，确保所有提供的设备、系统和技术完全可靠，全面达到合 同规定和项目要求。为此，公司⸺及其合作伙伴⸺在全球23处地点建立 了大约60套装备齐全的测试和优化设施，涵盖了钢铁生产流程的每一个 环节以及有色金属技术。

一种技术产品在能够工业化推广之前，必须达到一定的 标准并得到确认。产品需要重复性使用，因此必须能够 长期承受周围的环境条件。新设备和部件都需要经过全 面的测试和验证，以确保它们的使用安全性和可靠性。 测试是设计的保障。不仅要对准备向客户发货的单件最 终产品进行测试，还要对产品所组成的系统进行测试。 测试贯穿于技术开发的每一个阶段以及设备制造的每 一个环节。

普锐特冶金技术每天都要执行复杂的设计任务。从确认 产品的性能到保证所供设备和系统的质量，公司的大部 分工作都必须进行测试。测试对于优化工艺和检查新方 案的实际效果至关重要。设计出的复杂系统(比如炼钢转 炉、轧机或处理线)的测试，需要在许多方面掌握大量不 同的技能。测试设备本身往往是定制设计的，造价昂贵。 因此，测试需要合作，需要将自有设施和外部合作方的设 施结合起来。

测试的最终目标包括：开发新技术；优化冶金工艺；确认 新式设备设计的功能性、高效性、实用性和经济性；无缺 陷集成所有相关电子、机械、自动化和环境系统；等等。以 下介绍普锐特冶金技术使用的各种测试和优化设施(图 1)。它们涵盖了整个冶金价值链，从选矿设备直到最终金 属产品。

炼铁测试设施

关于含碳材料加工、铁矿石处理、产品质量改善和耐材稳 定性的研究归于炼铁领域, 包括了铁矿石浮选试验，铁矿 石还原试验，以及煤粉、铁矿粉、烧结矿粉、球团矿粉和淤 泥的冷压块(随后将用在冶金工艺中)试验，见图2 – 6。

混合浮选技术
浮选工艺的效率对矿山的效益有决定 性影响。普锐特冶金技术推出了混合浮选技术，其原理 是： 1)将矿浆气动喷入浮选槽上部区域，以分离和回收 细和超细铁矿石颗粒；2)将空气喷入浮选槽下部区域， 以分离和回收粗颗粒。

普锐特冶金技术的混合浮选技术试验设备用于工艺和 设计问题的研究和优化，目的是使硫化矿石中的金属 更有效地富集。使用试验设备还能研究反浮选工艺，以 从铁矿石中去除氧化硅。该设备的容量为30l，产能为 0.72 m3/h。它非常适合于各种铁矿石、浮选溶液化 学、工艺参数和浮选槽设计的快速研究。

造块锅试验：
普锐特冶金技术的新建球团锅试验设备 于2015年在奥地利Leoben的ARP(Aufbereitung, Recycling, Prüftechnik)有限责任公司完成安装和 调试。该设备能够对各种混合球团原料和/或精矿快速 进行综合测试，以确定它们在球团工艺中的稳定性（有关“造粒的未来”的更多信息，请在此处阅读)。 球 团锅试验与选矿试验、计算和CFD模拟相结合，能够优 化固结设备的设计。另外，使用这套全自动造块锅试验 设备还能进行材料和工艺行为的基础研究。

在奥钢联林茨钢厂的研发设施上可以进行烧结锅试 验，包括强力混料和制粒系统(IMGS)原料的制备。另 外，还能进行选择性废气循环(SWGR)试验，以确定 SWGR工艺中循环风箱的最佳选择。全面的化学和物 理分析将帮助优化烧结原料配方和工艺参数。

高炉渣干法粒化：
奥钢联林茨钢厂正在建设一套工业规 模的干法渣粒化(DSG)原型设备，它将被用来确定回收 液态高炉渣热能以制造蒸汽和发电的可行性。此前已在 合作方奥地利Leoben大学成功进行了实验室规模的 DSG试验。

转炉炼钢

通过向转炉渣内加入石灰，能够进行石灰溶解度测试， 从而确定石灰在不同成分炉渣中的溶解速度。测试的 目的是更好地研究转炉工艺的动态行为和更精确地预 测LD(BOF)炼钢吹炼期的终点。
还在林茨Johannes Kepler大学(JKU)进行AOD不锈钢炼钢转炉振动行为 的模拟研究，并在研究结果基础上开发了一种液压减振 系统以抑制AOD转炉的振动。太原钢铁公司(太钢)安装 了该系统并已成功投入使用。2015年9月，又从北美不锈 钢公司获得了一套类似的AOD转炉减振系统的合同。

Mercon：
目前，普锐特冶金技术正在同一家欧洲钢铁企业联合开 发一种新型干法转炉废气除尘系统(图7)。这种除尘系 统称为Mercon，是“大幅度削减转炉炼钢排放和能源回 收”的英文首字母缩写。向废气流中喷入一种惰性材料， 以消除非吹炼期灰尘再次氧化的风险。研究的重点是优 化先进布袋过滤器使用的材料，以最大限度提高高温稳 定性和气体净化效率，尤其是对于超细颗粒物。排放目标 值是低于5 mg/Nm3。

电炉炼钢

普锐特冶金技术拥有一套用于研究以熔盐为蓄热介质临 时储存电弧炉废气热能的半工业试验设备(图8)。 该设备 在德国图林根钢厂得到全面的测试，确定了关键的工艺 参数和合适的防腐材料。熔盐凝固时放出的热量能够被 用来制造蒸汽，从而达到节能效果。这套半工业试验设备 如今安装在奥地利维也纳技术大学，它可以用于同潜在 客户的合作研究以进一步优化工艺。

普锐特冶金技术(德国Willstätt-Legelshurst)正在开 展一系列改进电弧炉和真空脱气设备及工艺的试验研 究，比如：

• 用于废钢料篮自动装料的废钢分布激光探测系统试验
• 竖炉式电弧炉废钢料篮的自动液压连接
• Sinamics系统在标准喷枪测试中的应用
• 真空脱气炉壳提升模拟

连铸

在连铸领域，普锐特冶金技术(广岛)正在进一步开发钢 和有色金属的带材连铸技术(图9)。 英国Brunel大学在 开发铝带连铸的配套工艺，满意的研究成果将被提交给 广岛，以对这种商业前景诱人的技术进行优化。

在公司的喷嘴测试台(林茨)，连铸机二冷喷嘴的设计和 控制得到持续改进，为优化铸流冷却参数而对喷嘴性能 进行全面检测(图10 – 11)。

为了研究提高拉速、改善产品质量和优化设备设计的 措施，还在客户现场进行连铸工艺试验。另外，还在Leoben 大学实验室测试不同成分钢种在凝固过程中的 热力学性质，为专有二级过程控制方案包(比如Dyna- Phase、Dynacs 3D和DynaGap 3D)扩充知识库。

长材轧制

普锐特冶金技术和意大利技术中心 Centro Sviluppo Materiali (CSM) 联合开发了 idRHa+ 系统， 能够有 效地改善轨头硬度分布。这对重载和高速铁路尤其重 要。idRHa+的开发以热模型、机械模型和冶金模型为 基础，其有效性已在半工业试验设备(图12)上得到验 证。该方案提供了定制在线冷却的能力，保证了准确地 获得细化珠光体组织和期望的轨头硬度分布。世界首套 idRHa+钢轨硬化系统安装在中国包钢轨梁厂。

扁平材轧制

热轧试验，包括焊接试验，在日本广岛的一套小型4辊 热轧机上进行，其轧制力达到300 MN(图13)。这里还 进行了接合中间坯以实现连续热轧的大量试验。除了 进一步优化轧制参数和改进设计，还使用轧机稳定装置 (MSD)进行减轻热带钢轧机精轧机组振动的试验。

普锐特冶金技术英国的一套实验用轧机目前被塔塔钢 铁公司Swinden技术中心用于研究(图14)。该轧机由 塔塔钢铁公司和普锐特冶金技术共同用来改进热轧工 艺。钢铁生产企业和技术供应商之间的研发合作为轧机 方案的开发、优化和实施提供了一个理想的平台。

对于扁平材和长材的热轧，英国曼彻斯特大学和华威大 学在普锐特冶金技术的指导下正在进行一项通用技术 的研究，目的是在线测量相变比例和确定晶体结构特征 (晶粒度和织构)。该技术商业化应用需要的仪器测试和 标定在普锐特冶金技术英国Christchurch进行。奥钢 联林茨钢厂正在进行试验，目标是进一步提高公司热带 钢轧机层流冷却段水流控制的精度，确保同时打开或关 闭水流，避免延迟。这对电工钢等特殊钢种尤为重要。 另外，普锐特冶金技术的多家制造厂和技术中心都能进 行油膜轴承测试和液压厚度自动控制(HAGC)测试(图 15)。

冷轧

普锐特冶金技术广岛建有一套全尺寸6辊超级万能凸 度控制轧机(Hyper UCM)，能够进行全面的冷轧试验 和设备优化研究。 该轧机安装了边降控制系统，能够有 效地防止带钢边缘厚度过薄现象。这对先进钢种非常重 要(图16)。普锐特冶金技术还在法国Montbrison建有 一套冷轧测试设备(图17)，用于验证工艺参数和改进设 备，以优化不同钢种的轧制工艺。酸洗冷轧联合机组使 用的新型交叉缝焊机也得到优化，尤其是对于高强钢的 焊接(图18)。最后，在林茨的减振测试台上，冷轧机的振 动现象和各种振动抑制方案得到研究。

铝轧制

在英国，普锐特冶金技术利用一套静电涂油机测试设备 来根据不同合同的要求测试和进一步开发静电涂油机 刀梁。测试台操作非常灵活，能够可靠地量化刀梁的喷 涂性能和油脂沿产品宽度的分布。它还能被用来确认 客户的油品是否适合于采用静电方式喷涂到带钢上(图 19)。

处理线

公司的带钢处理测试和检验设施安装在法国Montbrison( 图17)、日本广岛和奥地利林茨(图20)。 在这些地 方，涂镀、退火、表面质量监测和处理等工艺使用的关 键设备部件得到改进和优化，目标是为不同的钢种和应 用开发出最佳方案。与在工业退火线或镀锡线 上进行试验相比，使用这些设施进行新钢种开发显著节 省了时间和成本。

机电一体化

如果没有机电一体化产品，难以想象冶金生产工艺方案 能够达到如今的先进水平。普锐特冶金技术及其母公司 拥有全世界最大的机电一体化专家团队，致力于冶金设 备和工艺的持续改进，并取得了出色的成果。来自不同 领域并拥有丰富经验的专家合作打造优化的系统，从独 立的测量装置直到全集成式机电方案包。产品方案实例 包括：用于钢厂危险区域(尤其是钢水操作区)的先进机 器人系统；非接触式测量和检验系统；离线模拟系统； 状态监测和其他诊断系统；用以确定带钢机械性能的在 线测量工具；等等。机电一体化产品在改善产品质量， 提高人员和设备安全性以及保护环境等许多方面都发 挥了重要的作用(图21)。

自动化

在发往客户生产现场之前，电气、电子、自动化和软件 包都在普锐特冶金技术自动化技术中心经过全面的功 能测试。 首先进行单独自动化模块的测试，然后进行集 成测试，以确保所有自动化方案包和接口功能正常。这样，现场系统投运时间将大幅度缩短，充分体现 了“即装即用”的理念。

工业4.0：普锐特冶金技术积极参与钢铁行业工业4.0 方案的开发和实施。钢厂内的设备和系统通过数字化方 式相互连接并构成网络，像生产计划和适时维修这样的 决定均自动和自主地作出。工业4.0将把工艺优化提升 到一个全新的水平，同时大幅度降低成本。

生态方案

LanzaTech和普锐特冶金技术签署了一项排他性合作 协议，共同开发、优化和推广LanzaTech生物发酵技 术。该技术对焦炉煤气、高炉炉顶煤气、直接还原煤气 和LD(BOF)转炉煤气等富含碳和氢的废气进行微生 物发酵，以生产乙醇或其他基础化学品，同时大幅度减 少CO2排放。在美国伊利诺伊斯州Skokie(靠近芝加 哥)的LanzaTech专用实验室，进行了利用细菌培养将 CO2转化成化学品和燃料(比如乙醇和2,3–丁二醇等) 的试验。在试验结果的基础上，将针对不同客户 的情况确定并优化设备和工艺的相关参数。

质量控制

当然，普锐特冶金技术研发测试和优化设施开发的方 案、工艺和产品在推广到工业应用之前需要经过全面而 严格的质量检查(图24)。严把质量关是公司的承 诺和责任。

让客户受益

在测试领域同有关各方的合作不仅是分担专用设施的建 造和使用成本的需要，而且为研究、开发和工艺改进的联 合开展搭建了一个平台。它涉及了供应商和客户，而且是 世界上知名度很高的一些设计公司和冶金企业。冶金价 值链的所有环节⸺从原料到金属成品⸺都因这种合 作而受益匪浅。经验告诉我们，分享想法能够更好地满足 业界的需要，也能更快地将想法成功付诸实现。

普锐特冶金技术各处测试和优化设施开展的研发工作 有一个共同的目标⸺开发、优化和实施让客户最大限 度受益的技术方案。这是确保冶金生产可持续性和竞争 力的基础。让我们携起手来，齐心协力创造冶金行业的 未来。●

_{作者谨此感谢所有合作方在大量研发项目中的密切配合和对测试设 备、材料及人员的精心安排。}