顶底复合吹炼转炉工艺技术

（） ３顶底吹氧气、 喷加燃料法 该技术指顶吹氧气、 底吹或侧吹氧化， 底喷 同时 或加人燃料， 增加废钢型７ 属于 的复吹方法。 代表技 术有 Ｏ Ｍ一 ， 和 Ｋ 等。 Ｂ Ｓ Ｓ Ｓ 其中Ｋ 法采用 １ ％ Ｋ Ｍ Ｓ ０ ０ 底吹氧， 同时底喷煤粉， １ ％废钢氧气炼钢。 实现 ０ ０ 该 技术主要应用于欧洲。 ３ 顶底复合吹炼转炉工艺的冶金特性 ３１ 加速熔池内钢液成份及温度的混合均匀 ． 由于 从转炉底部吹入部分气体， 增加了 熔池的 搅拌能，从而有利于熔池内钢液成份和温度的均匀 性。不同的顶底复吹类型及底吹气体量和钢液混合 均匀时间如图 １１ １ ２ 所示口
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有 Ｂ Ｃ一 Ａ ， Ｈ ， Ｂ Ｓ Ｂ一 Ｓ ＢＰ Ｌ Ｄ一 Ｃ Ｓ ， Ｐ和 Ｋ一 Ｏ Ｔ Ｔ ＢＰ 等。日本与欧洲较多采用。
２０ 年第 １ ０４ 期
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钢厂， 前 目 其年产量为 不锈钢５ 万ｔ ０ ， 碳钢２０ ｏ ４ 万ｔ
目 １ 前 号转炉系引进奥钢联技术， 采用顶底复 合吹炼法生产不锈钢。而２ ３ 号、号转炉仍为传 统的 顶吹转炉。 为了扩大生产品种、 提高产品质量， 二钢 厂与钢铁研究总院 合作计划在２０ 年４ ０４ 月份将现２ ０ ４ ０ ５ ０ ６ 刀 ０ １ ０ ２ ０ ３ ． ． ． ． ． ． 号、号顶吹转炉改造为复吹转炉。 ３ ５ 吹止！ Ｉ％） Ｇ（ ５２ Ｋ一 Ｂ ． Ｏ Ｍ一 复吹转炉工艺 图５ 终点Ｉ 】 ｃ 和权效率间的关系 采用三脱预处理铁水和电炉熔化的铭、 镍铁合 总之． 顶底复吹转炉由 于从转炉底部向熔池吹 金， 一 Ｂ Ｓ 在Ｋ Ｏ Ｍ一 转炉冶炼前期通过顶枪供氧， 底 人气体， 使熔池产生强烈搅拌， 使钢液中【］［］ Ｃ ，Ｏ 反 部供氧气、 氮气／ 氢气， 造渣、 快速升温、 脱碳， 冶炼后 应在接近平衡状态下进行．因而能取得良 好的冶金 期调整底部供气的 种类及气量实现脱碳保铬， 然后 效果。 通过高位料仓加人脱氧的合金， 形成还原性气氛， 将 ４ 顶底复吹转炉在国内钢厂的应用 在吹氧期生产的 金属氧化物还原至钢中， 最后加人 从 ８ 年代初转炉复合吹炼技术在我国开始得 ０ 所需要的合金，调整钢水成分达到标准要求后出 以开发、 应用， 基本上是以顶吹氧气加底部供惰性气 钢。其中顶枪为四孔拉瓦尔型， 底枪为五支， 冶炼过 体搅拌为主。 程采用连续测温和二级控制系统冶炼。平均冶炼周 ８ 年代初首钢３ ｔ ０ ０ 攀钢１ ｔ 转炉、 ２ 转炉和鞍钢 ０ 期为６ ｍｎ ０ ． ｉ １ ｔ ５ 转炉相继改为复吹转炉， ０ 从此我国 很多钢厂竞 ５３ 号、号顶吹氧气转炉工艺条件及现状 ． ３ ２ 相采用了该项新工艺。 多年的生产实践表明， 我国的 年产钢水量： 万ｔ ２０ ４ 宝钢、 武钢、 本钢和鞍钢等厂采用复吹技术后， 都取 转炉公称容量： ｔ ８ ０ 得了很好的经济效益。１９ 年我国的炼钢复吹比已 ９５ 转炉平 钢 ８ ｔ 均出 量： ０ 达２ ４％。 转炉炉座数：座 ３ ４ １ 宝钢 ． 吹炼制度：吹３ ３ 宝钢３０转炉有三 １ ０ 造为 ０ｔ 座， ９ 年改 顶底复吹 ９ 转 每天出钢炉数： １５ 平均 ０ 炉 炉， 底吹氮 氛 供气 主要 气和 气， 强度。０２ （ｉ・ ．２ ｍ／ ｔ ｍｎ ） 冶炼周期： ｍｎ炉 ９ ／ ２ ｉ 一 １ （ｉ・ ， 弱搅 。１ｍ／ｍｎ ｔ 属于 拌型吹 ＇ ） 炼转炉。 在的 存 年作业夭数：１ ｄ ３０ 主要问题是底吹风口寿命待提高， 复吹比偏低。 转炉 炉龄： 平均为１４２ 最高１０２ ２ 次、 ８ ６ 次 ２ ４２ 鞍钢 ． ５４ 本次改造后２ ３ ． 号、号复吹转炉的工艺 特点 １８ 年鞍钢三炼钢厂在 １ ｔ ９３ ５ 转炉上进行了顶 ０ 本次太钢主 要是引进钢铁研究总院的 “ 长寿复 底复吹试验， 取得了良好的效果。主要表现为： 钢水 吹转炉炼钢工艺技术”该技术解决了 ， 转炉溅渣护炉 收得率有所提高； 造渣剂消耗降低； 钢液中【） ０ 含量 条件下， 复吹转炉底部元件寿 命与长寿炉龄同步这 降低。便于冶炼低碳钢。 一主要问题。表现在以下几个方面： ４３ 武钢 ． ５４１ 提高底吹喷嘴寿命 ．． １８ 年武钢将三座顶吹转炉改造为顶底复吹 ９４ 在溅渣过程中 形成的“ 炉渣一 金属蘑菇头” 具有 转炉， 转炉底部吹人氮气和氢气， 取得了良 好的冶金 三个优点：１蘑菇头体积大， （） 使熔池供气面积增大， 效果， 武钢的复吹转炉技术的 先进性还表现在其底 不容易被侵蚀掉。（）蘑菇头表面逸出的气流非常 ２ 部透气元件寿命基本能与转炉炉衬寿命同步。 小， 平均缝径 ｃ． ｍ 上浮产生的微小气泡增强了 ０１ 。 ｍ 但是目 前复吹转护工艺存在的主要问题仍是， 熔池的搅拌力，也减轻了气流对蘑菇头的冲刷浸 由于采溅渣护炉技术后复吹比有所降低，主要表现 蚀。（） ３蘑菇头的化学成分基本与转 （ 下转第２ 页） ３
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量和一些反应与操作的关系如图 Ｐｔ 所示。
３５ 顶底复合吹炼钢液中 ． 氢含 量有所降 低 顶底复合吹炼采用普通吹炼与无渣吹炼在相同 吹炼终点碳的条件下钢液中氢含量有所降低。普通 吹炼和无渣吹 炼终点【］［］ Ｃ ， 的关系如图４ Ｈ 所示。
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图 ２ 底吹气体盆和一些反应与操作的关系
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图１ 底吹气体量和钢液混合均匀时间
０ ６匕 。Βιβλιοθήκη Baidu
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Ｍ３ 终点碳和锰的收得率关系
３２ 转炉吹炼操作条件有所改善 ． 由于 从转炉底部向熔池吹人气体对熔池进行搅 拌， 使吹炼平稳， 钢中残留氧有所下降， 清中 ＦＯ降 ｅ 低， 喷溅物减少， 终点可 控性好。 一 Ｏ 法底吹气体 Ｑ ＢＰ
总第 ３ ９ 期
２０ ０ ４年第 １ 期
山 西 冶金
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Ｎｏ １ ２ ０ ． ０ ４ ，
文章编号： ７ 一 １２２０ ）１ ０ １一 ３ １ ２ １５（０４０ 一 ０１ ０ ６
收稿 ５ ： ０ 一１ 一 ０ 期２ ３ ２ ３ ０
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氧气转炉在上世纪７ 年代前， ０ 主要是氧气顶吹
转炉， 另外还有少量氧气底吹转炉。 但在生产实践中 发现， 氧气顶吹转炉存在吹炼前期化渣较慢， 后期熔 池钢水成份、 温度 、 氧化性不均匀的问题； 而氧气底 吹转炉虽熔池搅拌不成问题但炉渣氧化性弱， 脱磷 较难且废钢比较顶吹小。
关健词 转炉 顶底 复合吹炼 炼钢 中图分类号 ：Ｆ２ Ｔ ７８ 文献标识码 ： Ａ
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顶底复合吹炼转炉工艺技术
太原钢铁（ 集团） 有限公司 李志恩 王国华
摘 要 简要回顾 了顶底 复合吹炼转０工艺技术的起源， 叙述 了该工艺技术的开发、 分类及主要 冶金特点，
复吹转炉工艺技术在国内大 钢厂的应用情况。 太钢二钠厂现 １ 号复吹转炉的生产概况及２ ３ 号， 号顶吹转炉 拟采用的“ 长寿复吹转炉炼钢工艺技术” 的工艺特点。
世界炼钢领域中发展起来了一项新技术、新工艺一 转炉顶底复合吹炼法。 １ 顶底复合吹炼转技术发展的简要回顾
１８ ９ 年卢森堡阿尔贝 ７ 德贝 尔瓦厂首先开发出顶 吹氧气、 底吹惰性气体的复合吹炼方法， Ｂ 法， 即Ｌ Ｅ
由于 顶底复吹技术一方面显 示出诸多冶金效果 和经济效果， 另一方面， 于该冶炼工艺 由 兼有顶吹和 底吹两种冶炼工艺的优点， 且设备简单， 能够充分利 用原有吹炼装置。 投资少、 见效快， 因此在世界各国 得到了广泛的应用并不断发展。 顶底复吹技术问世５ 年 在世界范围内已 ０ 后， 有７ 座容量３１ ｔ ５ 的大型转 ０ 炉改造成功并投产。 可以说， 到上世 ０ 纪８ 年代末， 复 吹炼钢法已取代顶吹法而成为转炉炼钢的主流。 ２ 顶底复合吹炼转炉技术的分类 顶底复合吹炼转炉技术主要分三大类： （） 底吹惰性气体 １顶吹氧气、 法 该技术为加强搅拌型复吹方法 ，代表技术有
ａ Ｎ３ ｂｔ ｂｗ ｇ ｅｅｗｉ ａ ｐｎｇ ｄ ｔｅ ｎｏ ａ ｐ ｃｓ ｌ ｎ ｏ ｔ－ｔｍ ｉ ｃ ｖ ｒ ｈ ｌｉ ｔａ ｐｔｈ ｌｙ ｒｅ ｌｇ ｄ ｏ ｏｏ ｌ ｎ ｏ ｒ ｈ ｒ ａｎ ｏ ＂ ｏｇ ｎ ｏ ｓ ｏ ｉ ｐ ｏ ｎ ｔ ｃ ｅ ｏ ｃ ｄ ｎ ｆ ｅ ｔ － ｔｍ ｗ ｇ ｖ ｅｓｅｍｋ ｇ ｅ ０ Ｎ２ ｌ ｉ ｐｎｏＴ Ｃ ． ｏ ｂｔ ｂ ｉ ｃ ｅ ｒ ｌ ｉ ｐ ｃ ｓｎ ｓｅｍｋ ｇ ｔ Ｉ Ｏ ｐ ｏｏ ｌ ｎ ｏ ｒ ｔ ａｎ ｒ ｓ ｉ ｏ ｔ ａ ｎ ｌ ｆ ｏ ｎｔ ｅ ｏ ｅ ａ Ｓ
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主要项 目
搅效 拌果
改善喷溅 喷溅物
｝ 效程 果度 ｝ 撼熟 绷 一洲森 舞
吹止Ｉ （ ｃｌ％） 图４ 普通吹炼和无遭吹炼终点Ｉ １Ｉ 的关系 ｃ ．ＨＩ
万方数据
《 山西冶金）
３‘ 脱碳氧 ． 效率有所提高 顶底复吹转炉与 顶吹转炉相比 脱碳氧效率有所 提高。终点〔 ］ Ｃ 和氧的关系如图５ 所示。
为底吹风口寿命难以与炉衬寿命同步。 ５ 顶底复吹工艺在太钢第二炼钢厂的应用 ５１ 太钢第二炼钢厂的概况 ． 太钢第炼钢厂是太钢 （ 集团） 公司 有限 的主要 炼
且 很快在西欧、 北美迅速推广。与此同时， 本各大 口 钢厂也相继开发成功顶底复吹技术， 并成功用于工
业生产。
为了克服氧气顶吹转炉和氧气底吹 转炉工艺上 的缺点， 人们提出了在氧气顶转炉的炉底通入气体， 以加强以 熔池的搅拌； 在底吹氧气转炉中增设顶吹 氧枪以 改善炉渣的氧化性。 于是在上世纪７ 年 ０ 代末
第一作者简介： 李志恩， １７ 年生，９４ 男。９０ １ 年毕业于 ９ 东北大学钢铁冶金专业， 现在太钢技术中心从事钢铁冶金专业， 工程 师。邮编：３０３ ００００
万方数据
・２ １・ Ｌ Ｅ Ｌ Ｋ ， Ｏ Ｔ Ｋ一 ＢＤ Ａ 等， Ｂ ， Ｇ Ｌ Ｄ一 Ｄ一 Ｂ 和Ｎ Ｃ Ｌ 一 Ｂ 由 于该技术供气元件容易维护、 寿命长、 操作工艺比 较 简单及适应钢种范围广， 因此在世界被广泛采用。 我 国现有的复吹转炉绝大多数采用该技术。 （） ２ 顶底复合吹氧法 该技术属于强化冶炼型的复吹方法。代表技术
３３ 底部喷嘴位置的设 ． 定
底部喷嘴位置的设定对熔池搅拌效果及吹炼过 程中产生喷溅大小有关。
。 通常
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． 渣 无
３４ 转炉吹炼终点锰收得率有所提高 ． 顶底复合吹炼转炉由于吹炼终点钢液残留氧及 渣中ＦＯ ｅ 有所降低， 故钢液中 残锰有所提高， 终点碳 和锰的收得率关系如图３ 所示。