转炉炼钢流程优化和技术创新

项目名称：转炉炼钢流程优化和技术创新

一转炉制动化炼钢

1 项目的提出及意义

随着经济的发展，对钢的性能提出了更高的要求，为了满足生产出高纯净度、高质量品种的需要，采用自动化炼钢技术已成为现代化炼钢的重要保证。转炉炼钢自动化技术是利用副枪检测出转炉吹炼过程某一点的温度、含碳量，通过模型进行动态调整，达到准确控制吹炼终点碳和温度的目的。按照新钢公司建设成具有现代化炼钢技术的钢铁企业的指示精神，为实现科学炼钢，达到稳定操作、降低消耗、提高质量、满足新钢生产精品板材的需要，决定在210t转炉增设副枪及自动化炼钢系统。并成立了专人负责的副枪工程师站，工程师站的技术人员查阅了副枪及自动化炼钢有关技术资料，调研了国内武钢、宝钢等单位引进的副枪炼钢情况，经过多次专题讨论研究和比较，认为：由于与国外的条件不同，武钢副枪及自动代炼钢系统，经多年改进和软件二次开发，使用效果好。我公司与武钢冶炼条件相近，新钢与武钢合作开发，走国内自主集成创新之路，提高应用效果，尽快实现自动化炼钢的目标，为实现副枪及自动炼钢国产化创出一条新路。2项目的主要内容

主要研究内容有如下几点：

（1）炼钢工艺模型自适应研究，根据新钢条件选择确定炼钢模型编程思路与方法，确定钢种冶炼方式、熔剂系数、边界条件、温度校正系数等主要工艺参数；

（2）优化计算机炼钢的吹炼模式（枪位曲线、顶吹供氧及复吹模式、根据氧步的加料方式等），进行转炉终点控制及低磷吹炼模式研究；

（3）修改一级机氧枪HMI画面和相关PLC程序，建立吹炼阶段各类信号的准确采集与传输，实现按氧步控制吹炼模式；

（4）修改辅料加料PLC程序，建立根据氧步控制的配料单、一级计算机自动加料控制模式和自动控制模式；

（5）进行炼钢静态、动态二级模型编程及改进，实现转炉二级系统与炼钢MES及其他相关的二级、一级系统间的数据交换。

（6）强化原材料管理，对废钢进行分类。强化计量管理，建立和完善计量和校验管理制度，以及制定相关工艺过程操作岗位作业指导书。

3节能减排目标

使用炼钢自动化技术后，由于终点控制稳定，后吹率大幅度减少，可节约氧气消耗，转炉吹炼用氧量平均降低0.85Nm3／t合格铸坯。在相同钢种及铁水条件下，采用炼钢自动化技术后，能改善化渣操作，提高石灰利用率，石灰消耗降低约1.64Kg／t。因终点控制稳定，后吹大幅度下降，同样终点碳条件下，钢中氧含量降低，合金吸收率提高。节约SiMn合金0.24kg／t钢；SiFe合金0.06kg ／t钢；铝铁0.09kg／t。采用副枪自动化炼钢后，可实现直接拉碳出钢，冶炼周期缩短，这样可减少热损失，在相同废钢消耗下，可多用球团矿6kg／t，可节约钢铁料3.28kg／t；吹炼稳定，喷溅减少，烟罩和炉口粘钢粘渣减少，可节约钢铁料消耗0.3 kg／t。

二转炉负能炼钢技术

1 项目的提出及意义

钢铁生产必然消耗能源、资源，但在生产消耗能源、资源的过程中，通过转换、再造，同时又产生了另一种能源、资源，对这些能源加以利用，就是钢铁企业节能降耗减排的重要举措。对转炉炼钢，当炼钢消耗的能源介质(电、水、煤气和氧气等)和回收的2种介质(煤气、蒸汽)折算成标准煤的差值为负时，炼钢工序就实现了负能炼钢。炼钢工序实现负能炼钢不但可以节能降耗、降低生产成本，增加企业的效益，而且它也是衡量一个企业技术水平和管理水平的重要指标。

新钢公司目前有三座110t及二座210t转炉，目前负能炼钢水平偏低约-0.23标煤/t钢，在当前钢铁企业生产用原材料持续飞涨，而产品价格下跌的形势下，企业利润锐减。因此为了改善这种不利局面，公司提出了进一步强化转炉负能炼钢的效果，来降低炼钢成本，缓解成本上涨及产品价格下跌给企业带来的压力，同时，通过负能炼钢水平的提高，提高企业资源循环再利用水平，并对企业实现清洁生产意义重大。

2项目的主要内容

主要研究内容如下：

（1）改进现有的煤气回收系统，提高转炉煤气回收水平研究；对煤气回收控制系统进行研究，以使煤气回收达到最大化；提高回收煤气的质量研究，以提高

利用效率。

（2）降低转炉工序能源介质消耗研究：二次除尘风机运行参数优化，实现节电，同时保证转炉煤气回收效率；优化氧枪喷头，降低氧气消耗，并对适宜的氧压、瞬时氧气流量及氧枪高度进行研究，以提高氧气的利用效率。

（3）提高转炉蒸汽回收及利用的措施研究：优化锅炉设计，提高蒸汽压力和品质；真空精炼应用转炉蒸汽的工艺开发及优化，以增加炼钢厂本身利用蒸汽能力；低压蒸汽发电技术研究，拓展转炉蒸汽的利用范围。

3节能减排目标

第一目标，能耗-5标煤/t钢，煤气回收率达142 m3/t钢，蒸汽回收量达120kg/t 钢，排放烟气含尘量15mg/m3，第二目标，能耗-9.8标煤/t钢，煤气回收率174m3/t 钢，蒸汽回收量达167kg/t钢，排放烟气含尘量10mg/m3。

三铁、钢工序刚性一罐制

1 项目的提出及意义

“一罐制”也称“一包到底”，是国际钢铁业新近发展起来的一种全新的铁水供应技术，在国内仅极少数特大型钢铁企业在应用，其核心技术就是高炉出铁及铁水运输、炼钢车间铁水脱硫及向转炉兑铁水，均使用同一个铁水罐，中途不倒罐。高炉出铁后，由机车将铁水罐运至炼钢加料跨，再由行车直接吊至炼钢区域进行脱硫及冶炼，省去了铁水倒罐工序，不仅可减少倒罐带来的铁水温降，还可避免因铁水倒罐而带来的烟尘污染，有利于清洁生产和保护环境。

新钢公司一铁和二钢生产厂区相邻，具有采用“一罐制”的天然条件；因此，在“一罐制”工艺的基础上进一步改进，提出了“刚性一罐制”，用电动平车取代了机车运输，取消了备用罐，各个生产工序间均采用刚性连接，如此能大大提高了生产工序连接效率，保持了生产节奏的稳定结构，车间布置也更加紧凑，实现铁钢流程的动态匹配和有序运行的高效化。

2项目的主要内容

（1）“刚性一罐制”工艺路线研究及优化；

（2）“刚性一罐制”运行模式研究及优化；

（3）“刚性一罐制”钢铁界面接口研究；

（4)特钢用钢水“刚性一罐制”研究