转炉炼钢技术的发展与展望

二、现代转炉炼钢的重大技术
转炉大型化技术
装备技术 工艺控制技术 节能与环保技术
合理的 H/D，合理的炉容比 全悬挂倾动机构，水冷托圈、耳轴、炉帽、汽水冷却 上料，称量与下料程序控制 下渣检查与有效的渣铁分离装置 多孔水冷拉瓦尔氧枪、兼顾二次燃烧、化渣、脱碳与搅 拌功能 灵活可控的炉底供气系统、长寿喷嘴与大气量调节强化 搅拌功能 炉渣、炉气与钢液的在线动态检测 全自动吹炼控制与信息管理系统 除尘与煤气回收，二次除尘设施，尽可能采取干法系统 炉口微压差控制与余热锅炉 炉衬厚度检测与炉体维护设施 拆、砌炉机械
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“ 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Hale Waihona Puke Baidu63～162kg/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。
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。
二、现代转炉炼钢的重大技术
2.1 转炉大型化技术
实现转炉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
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
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”
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
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”。
转炉综合优化时期（1990～2010年）
建立起一种全新的、能大规模廉价生产纯净钢的 生产体系。
围绕纯净钢生产，研究开发出铁水“ 三脱”预 处理、高效转炉生产、全自动吹炼控制与长寿炉 龄等重大新工艺技术。
转炉炉龄超过10,000炉，初步实现“ 一座转炉 吹炼制”，形成炼钢——轧钢短流程生产线。
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技术A特B等征。：
• 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0.03～0.12 Nm3/t.min范围。
• 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，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97～115 Nm3 /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“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
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”。
2.6 转炉长寿技术
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
转炉炼钢技术的发展与展望
内容提要
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
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