轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展與展望

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1、轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展與展望冶金學(xué)院朱榮20世紀(jì)轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展歷程現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼的重大技術(shù)21世紀(jì)轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展節(jié)能與環(huán)境保護(hù)內(nèi)容提要一、20世紀(jì)轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展歷程氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼是目前世界上最主要的煉鋼方法。2l世紀(jì)的前期，轉(zhuǎn)爐鋼的生產(chǎn)比例仍將保持在60～70％。回顧50年氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼發(fā)展史，可劃分為三個(gè)發(fā)展時(shí)期。轉(zhuǎn)爐大型化時(shí)期（1950～1970年）這一歷史時(shí)期，以轉(zhuǎn)爐大型化為技術(shù)核心，逐步完善轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝與設(shè)備。開(kāi)發(fā)了大型轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)制造技術(shù)、除塵與煤氣回收技術(shù)、計(jì)算機(jī)靜態(tài)與副槍動(dòng)態(tài)控制技術(shù)、鎂碳磚綜合

2、砌爐與噴補(bǔ)掛渣等護(hù)爐技術(shù)。轉(zhuǎn)爐爐齡達(dá)到2000爐。轉(zhuǎn)爐吹煉制度為“三吹二”或“二吹一”轉(zhuǎn)爐技術(shù)完善化時(shí)期（1970～1990年）這一時(shí)期，由于連鑄技術(shù)的迅速發(fā)展，出現(xiàn)了全連鑄的煉鋼車間。對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼的穩(wěn)定性和終點(diǎn)控制的準(zhǔn)確性，提出更高的要求。為了改善轉(zhuǎn)爐吹煉后期鋼渣反應(yīng)遠(yuǎn)離平衡，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)吹煉的目標(biāo)，綜合頂吹、底吹轉(zhuǎn)爐的優(yōu)點(diǎn)，研究開(kāi)發(fā)出各種頂?shù)讖?fù)合吹煉工藝，在全世界迅速推廣。這一時(shí)期轉(zhuǎn)爐爐齡達(dá)到5000爐，吹煉制度轉(zhuǎn)變?yōu)椤岸刀被颉叭等?。二、現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼的重大技術(shù)轉(zhuǎn)爐大型化技術(shù)2.1轉(zhuǎn)爐大型化技術(shù)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐

3、大型化具有以下優(yōu)點(diǎn)：?顯著提高生產(chǎn)效率和勞動(dòng)生產(chǎn)率?吹煉平穩(wěn)，易于實(shí)現(xiàn)煤氣回收，終點(diǎn)動(dòng)態(tài)控制?熱損失小，成分穩(wěn)定，有利于改善鋼質(zhì)量?易于與精煉特別是真空精煉相匹配二、現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼的重大技術(shù)轉(zhuǎn)爐大型化的核心技術(shù)?大型轉(zhuǎn)爐（≥250t）的設(shè)計(jì)制造技術(shù)?水冷托圈與懸掛傾動(dòng)—傳動(dòng)裝置?多孔拉瓦爾氧氣噴槍?OG法除塵與煤氣回收技術(shù)?鎂碳磚生產(chǎn)工藝與制造技術(shù)?污水、污泥處理凈化技術(shù)?綜合砌爐與護(hù)爐工藝（噴補(bǔ)、掛粘渣等）?吹煉靜態(tài)模型控制技術(shù)?終點(diǎn)副槍動(dòng)態(tài)控制技術(shù)2.2頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐吹煉的工藝特點(diǎn)頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐結(jié)合了頂吹、底

4、吹轉(zhuǎn)爐的優(yōu)點(diǎn)：?反應(yīng)速度快，熱效率高，可實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)二次燃燒?吹煉后期強(qiáng)化熔池?cái)嚢瑁逛摗磻?yīng)接近平衡?保持頂吹轉(zhuǎn)爐成渣速度快和底吹轉(zhuǎn)爐吹煉平穩(wěn)的雙重優(yōu)點(diǎn)?進(jìn)一步提高了熔池脫磷脫硫的冶金效果?冶煉低碳鋼（C=0.01～0.02%），避免了鋼渣過(guò)氧化頂?shù)讖?fù)合吹煉技術(shù)的分類頂吹氧，底吹惰性氣體攪拌工藝：代表方法有：LBE、LD-KG、LD-OTB、NK-CB、LD-AB等。技術(shù)特征：?頂吹100%氧氣，可采用二次燃燒技術(shù)提高熔池?zé)嵝剩?底吹惰性氣體攪拌，前期吹N2氣后期切換為Ar氣；?供氣強(qiáng)度波動(dòng)在0.03～0

5、.12Nm3/t.min范圍。頂?shù)讖?fù)合吹氧工藝代表方法：BSC-BAP、LD-OB、LD-HC、STB、STB-P、K-BOP等技術(shù)特征：頂吹氧60～95%；底吹氧5～40%；供氣強(qiáng)度波動(dòng)在0.2～2.0Nm3/t.min范圍。底吹供氣元件采用雙層套管結(jié)構(gòu)，中心管吹O2，環(huán)縫吹天然氣或Ar氣冷卻保護(hù)噴咀。復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的經(jīng)濟(jì)效益?渣中含鐵量降低2.5～5.0%?金屬收得率提高0.5～1.5%?殘錳提高0.02～0.06%?磷含量降低0.002%?石灰消耗降低3～10kg/t?氧氣消耗減少4～6Nm3/t?提高爐齡

6、，減少耐火材料消耗復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的經(jīng)濟(jì)效益，因冶煉的品種、爐子的大小和各鋼廠的具體情況下同而有差異。一般說(shuō)來(lái)，在歐洲約為2～3.6馬克/t；在美國(guó)約為0.25～1.5美元/t；在中國(guó)為6～15元/t。2.3煤氣回收技術(shù)原理氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程產(chǎn)生大量氣體，轉(zhuǎn)爐煤氣溫度約為1400～1500℃（物理熱），煤氣熱值（化學(xué)潛熱）約為2000kcal/Nm3，煤氣量97～115Nm3/t。采用煤氣回收技術(shù)回收轉(zhuǎn)爐煙氣的化學(xué)潛熱；采用余熱鍋爐回收煙氣的物理熱.煤氣回收效果當(dāng)爐氣回收的總熱量>轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)消耗的能量時(shí)，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐工序

7、“負(fù)能煉鋼”；當(dāng)爐氣回收的總熱量>煉鋼廠生產(chǎn)消耗的總能量時(shí)，實(shí)現(xiàn)了煉鋼廠“負(fù)能煉鋼”。日本君津鋼廠、我國(guó)寶鋼、武鋼三煉鋼廠均已實(shí)現(xiàn)煉鋼廠“負(fù)能煉鋼”。轉(zhuǎn)爐煤氣成分、熱值和回收氣體量寶鋼、武鋼三煉鋼、君津鋼廠煤氣回收效果2.4負(fù)能煉鋼當(dāng)爐氣回收的總熱量>轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)消耗的能量時(shí)（如動(dòng)力電、鋼包烘烤燃料、氧氣等），實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐工序“負(fù)能煉鋼”。當(dāng)爐氣回收的總熱量>煉鋼廠生產(chǎn)消耗的總能量時(shí)（包括煉鋼、精煉、連鑄等工序的能量消耗，實(shí)現(xiàn)了煉鋼廠的“負(fù)能煉鋼”。我國(guó)寶鋼、武鋼已實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐工序“負(fù)能煉鋼”，而寶鋼已實(shí)現(xiàn)了煉鋼廠

8、“負(fù)能煉鋼”。2.5煉鋼廠節(jié)能的技術(shù)措施降低鐵鋼比。每降低0.1％鐵鋼比，可降低噸鋼能耗70～85kg標(biāo)準(zhǔn)煤；提高連鑄比。和模鑄相比，連鑄可降低能耗50～80％，提高成材率7～18％，折合標(biāo)準(zhǔn)煤63～162kg/t；回收利用轉(zhuǎn)爐煤氣，可降低噸鋼能耗3～11kg標(biāo)準(zhǔn)煤；提高連鑄坯熱送比，可降低噸鋼能耗1.9～2.1kg標(biāo)準(zhǔn)煤；提高轉(zhuǎn)爐作業(yè)率，可降低工序能耗3kg標(biāo)準(zhǔn)煤。2.6轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)壽技術(shù)爐齡是轉(zhuǎn)爐煉鋼的重要技術(shù)指標(biāo)