转炉炼钢技术的发展与展望

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1、转炉炼钢技术的发展与展望冶金学院朱荣20世纪转炉炼钢技术的发展历程现代转炉炼钢的重大技术21世纪转炉炼钢技术的发展节能与环境保护内容提要一、20世纪转炉炼钢技术的发展历程氧气转炉炼钢是目前世界上最主要的炼钢方法。2l世纪的前期，转炉钢的生产比例仍将保持在60～70％。回顾50年氧气转炉炼钢发展史，可划分为三个发展时期。转炉大型化时期（1950～1970年）这一历史时期，以转炉大型化为技术核心，逐步完善转炉炼钢工艺与设备。开发了大型转炉设计制造技术、除尘与煤气回收技术、计算机静态与副枪动态控制技术、镁碳砖综合

2、砌炉与喷补挂渣等护炉技术。转炉炉龄达到2000炉。转炉吹炼制度为“三吹二”或“二吹一”转炉技术完善化时期（1970～1990年）这一时期，由于连铸技术的迅速发展，出现了全连铸的炼钢车间。对转炉炼钢的稳定性和终点控制的准确性，提出更高的要求。为了改善转炉吹炼后期钢渣反应远离平衡，实现平稳吹炼的目标，综合顶吹、底吹转炉的优点，研究开发出各种顶底复合吹炼工艺，在全世界迅速推广。这一时期转炉炉龄达到5000炉，吹炼制度转变为“二吹二”或“三吹三”。二、现代转炉炼钢的重大技术转炉大型化技术2.1转炉大型化技术实现转炉

3、大型化具有以下优点：显著提高生产效率和劳动生产率吹炼平稳，易于实现煤气回收，终点动态控制热损失小，成分稳定，有利于改善钢质量易于与精炼特别是真空精炼相匹配二、现代转炉炼钢的重大技术转炉大型化的核心技术大型转炉（≥250t）的设计制造技术水冷托圈与悬挂倾动—传动装置多孔拉瓦尔氧气喷枪OG法除尘与煤气回收技术镁碳砖生产工艺与制造技术污水、污泥处理净化技术综合砌炉与护炉工艺（喷补、挂粘渣等）吹炼静态模型控制技术终点副枪动态控制技术2.2顶底复吹转炉吹炼的工艺特点顶底复吹转炉结合了顶吹、底

4、吹转炉的优点：反应速度快，热效率高，可实现炉内二次燃烧吹炼后期强化熔池搅拌，使钢—渣反应接近平衡保持顶吹转炉成渣速度快和底吹转炉吹炼平稳的双重优点进一步提高了熔池脱磷脱硫的冶金效果冶炼低碳钢（C=0.01～0.02%），避免了钢渣过氧化顶底复合吹炼技术的分类顶吹氧，底吹惰性气体搅拌工艺：代表方法有：LBE、LD-KG、LD-OTB、NK-CB、LD-AB等。技术特征：顶吹100%氧气，可采用二次燃烧技术提高熔池热效率；底吹惰性气体搅拌，前期吹N2气后期切换为Ar气；供气强度波动在0.03～0

5、.12Nm3/t.min范围。顶底复合吹氧工艺代表方法：BSC-BAP、LD-OB、LD-HC、STB、STB-P、K-BOP等技术特征：顶吹氧60～95%；底吹氧5～40%；供气强度波动在0.2～2.0Nm3/t.min范围。底吹供气元件采用双层套管结构，中心管吹O2，环缝吹天然气或Ar气冷却保护喷咀。复吹转炉的经济效益渣中含铁量降低2.5～5.0%金属收得率提高0.5～1.5%残锰提高0.02～0.06%磷含量降低0.002%石灰消耗降低3～10kg/t氧气消耗减少4～6Nm3/t提高炉龄

6、，减少耐火材料消耗复吹转炉的经济效益，因冶炼的品种、炉子的大小和各钢厂的具体情况下同而有差异。一般说来，在欧洲约为2～3.6马克/t；在美国约为0.25～1.5美元/t；在中国为6～15元/t。2.3煤气回收技术原理氧气转炉炼钢过程产生大量气体，转炉煤气温度约为1400～1500℃（物理热），煤气热值（化学潜热）约为2000kcal/Nm3，煤气量97～115Nm3/t。采用煤气回收技术回收转炉烟气的化学潜热；采用余热锅炉回收烟气的物理热.煤气回收效果当炉气回收的总热量>转炉生产消耗的能量时，实现了转炉工序

7、“负能炼钢”；当炉气回收的总热量>炼钢厂生产消耗的总能量时，实现了炼钢厂“负能炼钢”。日本君津钢厂、我国宝钢、武钢三炼钢厂均已实现炼钢厂“负能炼钢”。转炉煤气成分、热值和回收气体量宝钢、武钢三炼钢、君津钢厂煤气回收效果2.4负能炼钢当炉气回收的总热量>转炉生产消耗的能量时（如动力电、钢包烘烤燃料、氧气等），实现了转炉工序“负能炼钢”。当炉气回收的总热量>炼钢厂生产消耗的总能量时（包括炼钢、精炼、连铸等工序的能量消耗，实现了炼钢厂的“负能炼钢”。我国宝钢、武钢已实现了转炉工序“负能炼钢”，而宝钢已实现了炼钢厂

8、“负能炼钢”。2.5炼钢厂节能的技术措施降低铁钢比。每降低0.1％铁钢比，可降低吨钢能耗70～85kg标准煤；提高连铸比。和模铸相比，连铸可降低能耗50～80％，提高成材率7～18％，折合标准煤63～162kg/t；回收利用转炉煤气，可降低吨钢能耗3～11kg标准煤；提高连铸坯热送比，可降低吨钢能耗1.9～2.1kg标准煤；提高转炉作业率，可降低工序能耗3kg标准煤。2.6转炉长寿技术炉龄是转炉炼钢的重要技术指标