轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展與展望

1、轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展與展望冶金學(xué)院冶金學(xué)院 朱朱 榮榮w 2020世紀(jì)轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展歷程世紀(jì)轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展歷程w 現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼的重大技術(shù)現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼的重大技術(shù)w 2121世紀(jì)轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展世紀(jì)轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展w 節(jié)能與環(huán)境保護(hù)節(jié)能與環(huán)境保護(hù) 內(nèi)容提要內(nèi)容提要一、20世紀(jì)轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展歷程w 氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼是目前世界上最主要的煉鋼方法。氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼是目前世界上最主要的煉鋼方法。w 2l2l世紀(jì)的前期，轉(zhuǎn)爐鋼的生產(chǎn)比例仍將保持在世紀(jì)的前期，轉(zhuǎn)爐鋼的生產(chǎn)比例仍將保持在60607070。w 回顧回顧5050年氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼發(fā)展史，可劃分為三個年氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼發(fā)展史，可劃分為三個發(fā)展時期。發(fā)展

2、時期。轉(zhuǎn)爐大型化時期轉(zhuǎn)爐大型化時期（1950195019701970年）年）w 這一歷史時期，以轉(zhuǎn)爐大型化為技術(shù)核心，逐這一歷史時期，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。步完善轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝與設(shè)備。w 開發(fā)了大型轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)制造技術(shù)、除塵與煤氣回開發(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)與副槍動態(tài)控制技術(shù)、鎂收技術(shù)、計(jì)算機(jī)靜態(tài)與副槍動態(tài)控制技術(shù)、鎂碳磚綜合砌爐與噴補(bǔ)掛渣等護(hù)爐技術(shù)。轉(zhuǎn)爐爐碳磚綜合砌爐與噴補(bǔ)掛渣等護(hù)爐技術(shù)。轉(zhuǎn)爐爐齡達(dá)到齡達(dá)到2000爐。爐。w 轉(zhuǎn)爐吹煉制度為轉(zhuǎn)爐吹煉制度為“ 三吹二三吹二”或或“ 二吹一二吹一”轉(zhuǎn)爐技術(shù)完善化時期轉(zhuǎn)爐技術(shù)完善化時期（197

3、0197019901990年年）w 這一時期，由于連鑄技術(shù)的迅速發(fā)展，出現(xiàn)了全連鑄的這一時期，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。煉鋼車間。w 對轉(zhuǎn)爐煉鋼的穩(wěn)定性和終點(diǎn)控制的準(zhǔn)確性，提出更高的對轉(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。要求。w 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)，研究開發(fā)出各煉的目標(biāo)，綜合頂吹、底吹轉(zhuǎn)爐的優(yōu)點(diǎn)，研究開發(fā)出各種種頂?shù)讖?fù)合吹煉工藝頂?shù)讖?fù)合吹煉工藝，在全世界迅速推廣。，在全世界迅速推廣。w 這一時期轉(zhuǎn)爐爐齡達(dá)到這一時期轉(zhuǎn)爐爐齡達(dá)到 5000爐，吹煉制

4、度轉(zhuǎn)變?yōu)闋t，吹煉制度轉(zhuǎn)變?yōu)椤?二二吹二吹二”或或“ 三吹三三吹三”。轉(zhuǎn)爐綜合優(yōu)化時期（19902010年）w 建立起一種全新的、能大規(guī)模廉價(jià)生產(chǎn)純凈鋼的建立起一種全新的、能大規(guī)模廉價(jià)生產(chǎn)純凈鋼的生產(chǎn)體系。生產(chǎn)體系。w 圍繞純凈鋼生產(chǎn)，研究開發(fā)出鐵水圍繞純凈鋼生產(chǎn)，研究開發(fā)出鐵水“ “ 三脫三脫”預(yù)預(yù)處理、高效轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)、全自動吹煉控制與長壽爐處理、高效轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)、全自動吹煉控制與長壽爐齡等重大新工藝技術(shù)。齡等重大新工藝技術(shù)。w 轉(zhuǎn)爐爐齡超過轉(zhuǎn)爐爐齡超過10,00010,000爐，初步實(shí)現(xiàn)爐，初步實(shí)現(xiàn)“ “ 一座轉(zhuǎn)爐一座轉(zhuǎn)爐吹煉制吹煉制”，形成煉鋼，形成煉鋼軋鋼短流程生產(chǎn)線。軋鋼短流程生產(chǎn)線。 合

5、理 的 H/D， 合 理 的 爐 容 比全 懸 掛 傾 動 機(jī) 構(gòu) ， 水 冷 托 圈 、 耳 軸 、 爐 帽 、 汽 水 冷 卻上 料 ， 稱 量 與 下 料 程 序 控 制下 渣 檢 查 與 有 效 的 渣 鐵 分 離 裝 置裝 備 技 術(shù)多 孔 水 冷 拉 瓦 爾 氧 槍 、 兼 顧 二 次 燃 燒 、 化 渣 、 脫 碳 與 攪拌 功 能靈 活 可 控 的 爐 底 供 氣 系 統(tǒng) 、 長 壽 噴 嘴 與 大 氣 量 調(diào) 節(jié) 強(qiáng) 化攪 拌 功 能爐 渣 、 爐 氣 與 鋼 液 的 在 線 動 態(tài) 檢 測全 自 動 吹 煉 控 制 與 信 息 管 理 系 統(tǒng)工 藝 控 制 技 術(shù)除 塵 與

6、 煤 氣 回 收 ， 二 次 除 塵 設(shè) 施 ， 盡 可 能 采 取 干 法 系 統(tǒng)爐 口 微 壓 差 控 制 與 余 熱 鍋 爐爐 襯 厚 度 檢 測 與 爐 體 維 護(hù) 設(shè) 施節(jié) 能 與 環(huán) 保 技 術(shù)拆 、 砌 爐 機(jī) 械二、現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼的重大技術(shù)轉(zhuǎn)爐大型化技術(shù)轉(zhuǎn)爐大型化技術(shù)2.1 2.1 轉(zhuǎn)爐大型化技術(shù)轉(zhuǎn)爐大型化技術(shù) 實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐大型化具有以下優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐大型化具有以下優(yōu)點(diǎn)： 顯著提高生產(chǎn)效率和勞動生產(chǎn)率顯著提高生產(chǎn)效率和勞動生產(chǎn)率 吹煉平穩(wěn)，易于實(shí)現(xiàn)煤氣回收，終點(diǎn)動態(tài)控制吹煉平穩(wěn)，易于實(shí)現(xiàn)煤氣回收，終點(diǎn)動態(tài)控制 熱損失小，成分穩(wěn)定，有利于改善鋼質(zhì)量熱損失小，成分穩(wěn)定，有利于改善鋼質(zhì)量

7、易于與精煉特別是真空精煉相匹配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)轉(zhuǎn)爐大型化的核心技術(shù) 大型轉(zhuǎn)爐（大型轉(zhuǎn)爐（250t250t）的設(shè)計(jì)制造技術(shù)）的設(shè)計(jì)制造技術(shù) 水冷托圈與懸掛傾動水冷托圈與懸掛傾動傳動裝置傳動裝置 多孔拉瓦爾氧氣噴槍多孔拉瓦爾氧氣噴槍 OG OG法除塵與煤氣回收技術(shù)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)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)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）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)吹煉靜態(tài)模型控制技術(shù) 終點(diǎn)副槍動態(tài)控制技術(shù)終點(diǎn)副槍動態(tài)控制技術(shù)2.2

8、 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)爐吹煉的工藝特點(diǎn) 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐結(jié)合了頂吹、底吹轉(zhuǎn)爐的優(yōu)點(diǎn)：頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐結(jié)合了頂吹、底吹轉(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逛摯禑捄笃趶?qiáng)化熔池?cái)嚢?，使鋼渣反?yīng)接近平衡渣反應(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)優(yōu)點(diǎn) 進(jìn)一步提高了熔池脫磷脫硫的冶金效果進(jìn)一步提高了熔池脫磷脫硫的冶金效果 冶煉低碳鋼（冶煉低碳鋼（C=0.01C=0.010.02%0.02%），避免了鋼渣過氧化），避免了鋼渣過氧化頂?shù)讖?fù)合吹

9、煉技術(shù)的分類頂?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：頂吹氧，底吹惰性氣體攪拌工藝： 代表方法有：代表方法有：LBELBE、LD-KGLD-KG、LD-OTBLD-OTB、NK-CBNK-CB、LD-ABLD-AB等。等。技術(shù)特征：技術(shù)特征： 頂吹頂吹100%100%氧氣，可采用二次氧氣，可采用二次燃燒技術(shù)提高熔池?zé)嵝?；燃燒技術(shù)提高熔池?zé)嵝剩?底吹惰性氣體攪拌，前期吹底吹惰性氣體攪拌，前期吹N2N2氣后期切換為氣后期切換為ArAr氣；氣； 供氣強(qiáng)度波動在供氣強(qiáng)度波動在0.030.030.12 0.12 Nm3/t.minNm3/t.min范圍。范圍。頂?shù)讖?fù)合吹氧工藝頂?shù)讖?fù)合吹氧

10、工藝 代表方法：代表方法：BSC-BAPBSC-BAP、LD-OBLD-OB、LD-HCLD-HC、STBSTB、STB-PSTB-P、K-BOPK-BOP等等技術(shù)特征：技術(shù)特征： 頂吹氧頂吹氧606095%95%；底吹氧；底吹氧5 540%40%； 供氣強(qiáng)度波動在供氣強(qiáng)度波動在0.20.22.0Nm3/t.min2.0Nm3/t.min范圍。范圍。 底吹供氣元件采用雙層套管結(jié)構(gòu)，中心管吹底吹供氣元件采用雙層套管結(jié)構(gòu)，中心管吹O2O2，環(huán)縫吹天然氣或，環(huán)縫吹天然氣或ArAr氣冷卻保護(hù)噴咀。氣冷卻保護(hù)噴咀。 復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的經(jīng)濟(jì)效益復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的經(jīng)濟(jì)效益 渣中含鐵量降低渣中含鐵量降低2.52.55.0%5

11、.0% 金屬收得率提高金屬收得率提高0.50.51.5%1.5% 殘錳提高殘錳提高0.020.020.06%0.06% 磷含量降低磷含量降低0.002%0.002% 石灰消耗降低石灰消耗降低3 310kg/t10kg/t 氧氣消耗減少氧氣消耗減少4 46Nm3/t6Nm3/t 提高爐齡，減少耐火材料消耗提高爐齡，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。一般說來，在小和各鋼廠的具體情況下同而有差異。一般說來，在歐洲約為歐洲約為2 23.63.6馬克馬克/t/t；在美國約為；在美國約為0.250.251

12、.51.5美元美元/t/t；在中國為在中國為6 61515元元/t/t。 2.3 2.3 煤氣回收技術(shù)原理煤氣回收技術(shù)原理 氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼過程產(chǎn)生大量氣體，轉(zhuǎn)爐氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼過程產(chǎn)生大量氣體，轉(zhuǎn)爐煤氣溫度約為煤氣溫度約為1400140015001500（物理熱），煤（物理熱），煤氣熱值（化學(xué)潛熱）約為氣熱值（化學(xué)潛熱）約為2000kcal/Nm2000kcal/Nm3 3，煤氣，煤氣量量9797115 Nm115 Nm3 3 /t /t。采用煤氣回收技術(shù)回收轉(zhuǎn)。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爐煙氣的化學(xué)潛熱；采用余熱鍋爐回收煙氣的物理熱的物理熱. .煤氣回收效果煤氣回

13、收效果 當(dāng)爐氣回收的總熱量當(dāng)爐氣回收的總熱量 轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)消耗的能量時，轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)消耗的能量時，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐工序?qū)崿F(xiàn)了轉(zhuǎn)爐工序“負(fù)能煉鋼負(fù)能煉鋼”；當(dāng)爐氣回收的；當(dāng)爐氣回收的總熱量總熱量 煉鋼廠生產(chǎn)消耗的總能量時，實(shí)現(xiàn)了煉煉鋼廠生產(chǎn)消耗的總能量時，實(shí)現(xiàn)了煉鋼廠鋼廠“負(fù)能煉鋼負(fù)能煉鋼”。日本君津鋼廠、我國寶鋼、。日本君津鋼廠、我國寶鋼、武鋼三煉鋼廠均已實(shí)現(xiàn)煉鋼廠武鋼三煉鋼廠均已實(shí)現(xiàn)煉鋼廠“負(fù)能煉鋼負(fù)能煉鋼”。轉(zhuǎn)爐煤氣成分、熱值和回收氣體量轉(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)負(fù) 能能 煉煉 鋼鋼w 當(dāng)爐氣回收的總熱量當(dāng)爐氣回收的總熱量 轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)消耗的能量時轉(zhuǎn)爐生

14、產(chǎn)消耗的能量時（如動力電、鋼包烘烤燃料、氧氣等），（如動力電、鋼包烘烤燃料、氧氣等），實(shí)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐工序轉(zhuǎn)爐工序“ “ 負(fù)能煉鋼負(fù)能煉鋼”。w 當(dāng)爐氣回收的總熱量當(dāng)爐氣回收的總熱量 煉鋼廠生產(chǎn)消耗的總能量煉鋼廠生產(chǎn)消耗的總能量時（包括煉鋼、精煉、連鑄等工序的能量消耗，時（包括煉鋼、精煉、連鑄等工序的能量消耗，w 我國寶鋼、武鋼已實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐工序我國寶鋼、武鋼已實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐工序“ “ 負(fù)能煉負(fù)能煉鋼鋼”，而寶鋼已實(shí)現(xiàn)了煉鋼廠，而寶鋼已實(shí)現(xiàn)了煉鋼廠“ “ 負(fù)能煉鋼負(fù)能煉鋼”。2.5煉鋼廠節(jié)能的技術(shù)措施w 降低鐵鋼比。每降低降低鐵鋼比。每降低0.10.1鐵鋼比，可降低噸鋼能耗鐵鋼比，可降低噸鋼能耗70

15、7085kg85kg標(biāo)準(zhǔn)煤；標(biāo)準(zhǔn)煤；w 提高連鑄比。和模鑄相比，連鑄可降低能耗提高連鑄比。和模鑄相比，連鑄可降低能耗50508080，提高成材率提高成材率7 71818，折合標(biāo)準(zhǔn)煤，折合標(biāo)準(zhǔn)煤6363162kg/t162kg/t；w 回收利用轉(zhuǎn)爐煤氣，可降低噸鋼能耗回收利用轉(zhuǎn)爐煤氣，可降低噸鋼能耗3 311kg11kg標(biāo)準(zhǔn)煤；標(biāo)準(zhǔn)煤；w 提高連鑄坯熱送比，可降低噸鋼能耗提高連鑄坯熱送比，可降低噸鋼能耗1.91.92.1kg2.1kg標(biāo)準(zhǔn)煤；標(biāo)準(zhǔn)煤；w 提高轉(zhuǎn)爐作業(yè)率，可降低工序能耗提高轉(zhuǎn)爐作業(yè)率，可降低工序能耗3kg3kg標(biāo)準(zhǔn)煤。標(biāo)準(zhǔn)煤。2.6 轉(zhuǎn)爐長壽技術(shù)轉(zhuǎn)爐長壽技術(shù)w 爐齡是轉(zhuǎn)爐煉鋼的重要

16、技術(shù)指標(biāo)，提高爐齡不僅降低了爐齡是轉(zhuǎn)爐煉鋼的重要技術(shù)指標(biāo)，提高爐齡不僅降低了生產(chǎn)成本而且提高了轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)效率。生產(chǎn)成本而且提高了轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)效率。w 九十年代，美國開發(fā)成功轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐技術(shù)，創(chuàng)造了九十年代，美國開發(fā)成功轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐技術(shù)，創(chuàng)造了2500025000爐的世界最高爐齡紀(jì)錄。爐的世界最高爐齡紀(jì)錄。w 濺渣護(hù)爐在中國推廣也取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益：爐齡普遍濺渣護(hù)爐在中國推廣也取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益：爐齡普遍提高提高3 34 4倍，最高爐齡已達(dá)到倍，最高爐齡已達(dá)到20,00020,000爐，噸鋼爐襯耐火爐，噸鋼爐襯耐火材料消耗降低材料消耗降低0.20.21.0kg1.0kg，補(bǔ)爐料消耗減少，補(bǔ)爐料消耗

17、減少0.50.51.0kg/t1.0kg/t，轉(zhuǎn)爐利用系數(shù)提高，轉(zhuǎn)爐利用系數(shù)提高2 23 3。w 國內(nèi)鋼廠采用濺渣護(hù)爐工藝后的平均經(jīng)濟(jì)效益為國內(nèi)鋼廠采用濺渣護(hù)爐工藝后的平均經(jīng)濟(jì)效益為4.04.0元元/t/t，每年全國可獲經(jīng)濟(jì)效益，每年全國可獲經(jīng)濟(jì)效益l.8l.8億元。億元。濺渣護(hù)爐的基本原理w 是利用高速氮?dú)獍殉煞终{(diào)整后的剩余爐渣噴濺在爐襯表面形成濺渣層。w 濺渣層固化了鎂碳磚表層的脫碳層，抑制了爐襯表層的氧化，并減輕了高溫爐渣對磚表面的沖刷侵蝕。濺渣護(hù)爐技術(shù)今后研究工作的重點(diǎn) w 開發(fā)和完善復(fù)吹轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐工藝開發(fā)和完善復(fù)吹轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐工藝 提高底吹噴嘴壽命的核心技術(shù)是控制噴咀前提高底吹噴嘴

18、壽命的核心技術(shù)是控制噴咀前端生成透氣蘑菇頭，避免噴咀燒損；端生成透氣蘑菇頭，避免噴咀燒損； 在爐役中后期，應(yīng)嚴(yán)格控制蘑菇頭生長高度，在爐役中后期，應(yīng)嚴(yán)格控制蘑菇頭生長高度，防止噴咀堵塞。防止噴咀堵塞。開發(fā)爐體冷卻工藝,進(jìn)一步提高爐襯壽命w 濺渣后，爐齡升高爐襯減薄，會使?fàn)t殼變形更為嚴(yán)重，濺渣后，爐齡升高爐襯減薄，會使?fàn)t殼變形更為嚴(yán)重，開發(fā)爐殼冷卻技術(shù)，抑制爐殼變形，使?fàn)t殼壽命提高開發(fā)爐殼冷卻技術(shù)，抑制爐殼變形，使?fàn)t殼壽命提高到到10101515年。年。w 優(yōu)化濺渣工藝，研究濺渣層與爐襯磚的結(jié)合機(jī)理。優(yōu)化濺渣工藝，研究濺渣層與爐襯磚的結(jié)合機(jī)理。w 進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)爐爐齡，使其能與軋鋼加熱爐、制氧機(jī)進(jìn)

19、一步提高轉(zhuǎn)爐爐齡，使其能與軋鋼加熱爐、制氧機(jī)等設(shè)備同步運(yùn)行，同步檢修，以獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。等設(shè)備同步運(yùn)行，同步檢修，以獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。w 研究開發(fā)長壽命水冷煙罩、煙道等輔屬設(shè)備，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)研究開發(fā)長壽命水冷煙罩、煙道等輔屬設(shè)備，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐整體設(shè)備長壽化。爐整體設(shè)備長壽化。2.7 全自動轉(zhuǎn)爐吹煉技術(shù) 轉(zhuǎn)爐吹煉過程控制是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐正常冶煉的關(guān)鍵。轉(zhuǎn)爐吹煉過程控制是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐正常冶煉的關(guān)鍵。w 轉(zhuǎn)爐吹煉的技術(shù)特點(diǎn)：轉(zhuǎn)爐吹煉的技術(shù)特點(diǎn)：脫碳速度快，準(zhǔn)確控制吹煉終點(diǎn)比較困難：脫碳速度快，準(zhǔn)確控制吹煉終點(diǎn)比較困難：熱效率高，升溫速度快；熱效率高，升溫速度快；容易發(fā)生爐渣或金屬噴濺；容易發(fā)生爐渣或金屬噴濺；吹吹

20、煉后期脫碳速度減慢，金屬煉后期脫碳速度減慢，金屬爐渣之間遠(yuǎn)離平衡，容爐渣之間遠(yuǎn)離平衡，容易造成鋼渣過氧化易造成鋼渣過氧化。轉(zhuǎn)爐自動化控制的具體要求轉(zhuǎn)爐自動化控制的具體要求（1 1）能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程預(yù)報(bào)，根據(jù)目標(biāo)鋼種要求和鐵水條件，）能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程預(yù)報(bào)，根據(jù)目標(biāo)鋼種要求和鐵水條件，能確定基本命中終點(diǎn)的吹煉工藝方案；能確定基本命中終點(diǎn)的吹煉工藝方案；（2 2）能精確命中吹煉終點(diǎn)，通常采用動態(tài)校正方法，）能精確命中吹煉終點(diǎn)，通常采用動態(tài)校正方法，修正計(jì)算誤差，保證終點(diǎn)控制精度和命中率：修正計(jì)算誤差，保證終點(diǎn)控制精度和命中率：（3 3）具備容錯性，可消除各種系統(tǒng)誤差，隨機(jī)誤差和）具備容錯性，可消除各種系統(tǒng)誤差，

21、隨機(jī)誤差和檢測誤差；檢測誤差；（4 4）響應(yīng)迅速，系統(tǒng)安全可靠。）響應(yīng)迅速，系統(tǒng)安全可靠。轉(zhuǎn)爐自動控制發(fā)展的三個階段控制方 式檢 測 內(nèi) 容控 制 目 標(biāo)控 制 精 度命 中 率靜態(tài)控 制鐵 水 溫 度 、 成 分 和 重 量 、各 種 輔 原 料 成 分 和 重 量 ，氧 氣 流 量 和 槍 位根 據(jù) 終 點(diǎn) C、 T 要 求 確 定 吹煉 方 案 ， 供 氧 時 間 和 原 、 輔料 加 入 量(IC 0.03)%(T 15) 50%動態(tài)控 制靜 態(tài) 檢 測 內(nèi) 容 全 部 保 留 ，并 增 加 副 槍 測 溫 、 定 碳 、取 鋼 水 樣靜 態(tài) 模 型 預(yù) 報(bào) 副 槍 檢 測 點(diǎn) ，根

22、據(jù) C、 T 檢 測 值 修 正 計(jì) 算結(jié) 果 ， 預(yù) 報(bào) 達(dá) 到 終 點(diǎn) 的 供 氧量 和 冷 卻 劑 加 入 量(IC 0.02)%(T 12)8090%全自動吹煉控制動 態(tài) 檢 測 內(nèi) 容 全 部 保 留 ，并 增 加 ：(1)爐 渣 狀 況 檢 測(2)爐 氣 分 析 設(shè) 備(3)M n 光 譜 強(qiáng) 度 連 續(xù) 檢 測在 線 計(jì) 算 機(jī) 閉 環(huán) 控 制 ：(1)頂 吹 供 氧 工 藝(2)底 吹 攪 拌 工 藝(3)造 渣 工 藝(4)終 點(diǎn) 預(yù) 報(bào) T、C、S、P全 程 預(yù) 報(bào) 碳 含 量 和 溫 度(IC 0.03)%(T 15)對 吹 煉 的 控 制 精度 超 過5 年 以 上的

23、 熟 練 操 作 工 人 90%動態(tài)控制采用的兩種方法w 副槍動態(tài)控制技術(shù)副槍動態(tài)控制技術(shù) 在吹煉接近終點(diǎn)時（供在吹煉接近終點(diǎn)時（供O2量量85左右），插入副槍左右），插入副槍測定熔池測定熔池C和溫度，校正靜態(tài)模型的計(jì)算誤差并計(jì)算和溫度，校正靜態(tài)模型的計(jì)算誤差并計(jì)算達(dá)到終點(diǎn)所需的供達(dá)到終點(diǎn)所需的供O2量或冷卻劑加入量。量或冷卻劑加入量。w 爐氣分析動態(tài)控制技術(shù)爐氣分析動態(tài)控制技術(shù) 通過連續(xù)檢測爐口逸出的爐氣成分，計(jì)算熔池瞬時脫通過連續(xù)檢測爐口逸出的爐氣成分，計(jì)算熔池瞬時脫碳速度和碳速度和Si、Mn、P氧化速度，進(jìn)行動態(tài)連續(xù)校正，提氧化速度，進(jìn)行動態(tài)連續(xù)校正，提高控制精度和命中率。高控制精度和命

24、中率。 采用動態(tài)控制技術(shù)存在以下缺點(diǎn)采用動態(tài)控制技術(shù)存在以下缺點(diǎn)w 不能對吹煉造渣過程進(jìn)行有效監(jiān)測和控制，不能不能對吹煉造渣過程進(jìn)行有效監(jiān)測和控制，不能降低轉(zhuǎn)爐噴濺率；降低轉(zhuǎn)爐噴濺率；w 不能對終點(diǎn)不能對終點(diǎn)SS、PP進(jìn)行準(zhǔn)確控制，由于進(jìn)行準(zhǔn)確控制，由于SS、PP成分不合格，造成成分不合格，造成“ “ 后吹后吹”；w 不能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對整個吹煉過程進(jìn)行閉環(huán)在線控不能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對整個吹煉過程進(jìn)行閉環(huán)在線控制。制。全自動轉(zhuǎn)爐吹煉技術(shù) 彌補(bǔ)了動態(tài)控制的上述缺點(diǎn)，全自動吹煉控制技術(shù)，通常包彌補(bǔ)了動態(tài)控制的上述缺點(diǎn)，全自動吹煉控制技術(shù)，通常包括以下控制模型：括以下控制模型：w 靜態(tài)模型靜態(tài)模型確定吹煉方案

25、，保證基本命中終點(diǎn)；確定吹煉方案，保證基本命中終點(diǎn)；w 吹煉控制模型吹煉控制模型利用爐氣成分信息，校正吹煉誤差，全程預(yù)報(bào)利用爐氣成分信息，校正吹煉誤差，全程預(yù)報(bào)金屬熔池成分（金屬熔池成分（C C、SiSi、MnMn、P P、S S）和爐渣成分變化；）和爐渣成分變化；w 造渣控制模型造渣控制模型利用爐渣檢測信息，動態(tài)調(diào)整頂槍槍位和造渣利用爐渣檢測信息，動態(tài)調(diào)整頂槍槍位和造渣工藝，避免吹煉過程工藝，避免吹煉過程“ “ 噴濺噴濺”和和“ “ 返干返干”。w 終點(diǎn)控制模型終點(diǎn)控制模型通過終點(diǎn)融槍校正或爐氣分析校正，精確控制通過終點(diǎn)融槍校正或爐氣分析校正，精確控制終點(diǎn)，保證命中率。終點(diǎn)，保證命中率。w

26、采用人工智能技術(shù)，提高模型的自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力采用人工智能技術(shù)，提高模型的自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力。全自動吹煉控制技術(shù)的冶金效果提高了終點(diǎn)控制精度，對低碳鋼（提高了終點(diǎn)控制精度，對低碳鋼（ C0.06C0.20C0.20），控制精度為），控制精度為0.050.05；溫；溫度度1010，命中率，命中率9595。實(shí)現(xiàn)了對終點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了對終點(diǎn)S S、P P、MnMn的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，精度為：的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，精度為：S S0.00090.0009；P P0.00l40.00l4；MnMn0.0090.009。對中、高碳鋼冶煉，后吹率從對中、高碳鋼冶煉，后吹率從6060下降到下降到3232；噴濺率從噴濺率從2929下降到下

27、降到5.45.4；終點(diǎn)拉碳至出鋼時間從終點(diǎn)拉碳至出鋼時間從8.5min8.5min縮短到縮短到2.5min2.5min；鐵收得率提高鐵收得率提高0.490.49，石灰消耗減少，石灰消耗減少3kg/t3kg/t，爐齡提高，爐齡提高30%30%。 緊湊式連續(xù)化的專業(yè)生產(chǎn)線w 以產(chǎn)品為核心，將鐵水預(yù)處理以產(chǎn)品為核心，將鐵水預(yù)處理轉(zhuǎn)爐煉鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼爐外精煉爐外精煉高效連鑄高效連鑄熱送和連軋有機(jī)地結(jié)合起來。從鐵水到成品熱送和連軋有機(jī)地結(jié)合起來。從鐵水到成品鋼材的生產(chǎn)周期為鋼材的生產(chǎn)周期為2.52.53 3小時。小時。 w 新工藝流程的基本特征為：新工藝流程的基本特征為： 1)1001)100鐵水采用鐵水采

28、用“三脫三脫” ” ； 2) 2) 冶煉周期達(dá)到冶煉周期達(dá)到20min20min； 3) 1003) 100鋼水爐外精煉，真空精煉比大幅度提高；鋼水爐外精煉，真空精煉比大幅度提高； 4) 4) 采用高速連鑄技術(shù)，厚板坯的拉速提高到采用高速連鑄技術(shù)，厚板坯的拉速提高到3.53.54.5m/min4.5m/min； 5) 1005) 100連鑄坯高溫?zé)崴汀嵫b；連鑄坯高溫?zé)崴?、熱裝； 6) 6) 采用無頭連續(xù)軋制采用無頭連續(xù)軋制。轉(zhuǎn)爐高速吹煉工藝w 發(fā)展目標(biāo)：建立一座轉(zhuǎn)爐吹煉制，使一座轉(zhuǎn)爐的產(chǎn)量達(dá)到傳統(tǒng)發(fā)展目標(biāo)：建立一座轉(zhuǎn)爐吹煉制，使一座轉(zhuǎn)爐的產(chǎn)量達(dá)到傳統(tǒng)2 2座轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)能力。轉(zhuǎn)爐冶煉周期縮短到

29、座轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)能力。轉(zhuǎn)爐冶煉周期縮短到202025min25min，年產(chǎn)爐數(shù)，年產(chǎn)爐數(shù)1500015000爐，轉(zhuǎn)爐爐齡爐，轉(zhuǎn)爐爐齡1500015000爐。爐。w 實(shí)現(xiàn)高效轉(zhuǎn)爐工藝的基本技術(shù)措施為：實(shí)現(xiàn)高效轉(zhuǎn)爐工藝的基本技術(shù)措施為：1)1001)100鐵水采用鐵水采用“ “ 三脫三脫”，處理后鐵水，處理后鐵水P P、S0.01S0.01；2)2)轉(zhuǎn)爐采用少渣冶煉工藝，渣量轉(zhuǎn)爐采用少渣冶煉工藝，渣量30kg/t30kg/t；3)3)供氧強(qiáng)度從供氧強(qiáng)度從3.5Nm3.5Nm3 3/t.min/t.min提高到提高到5.0Nm5.0Nm3 3/t.min/t.min，供氧時間縮短到，供氧時間縮短到10m

30、in10min以內(nèi)；以內(nèi)；4)4)采用全自動吹煉控制技術(shù)，控制噴濺率采用全自動吹煉控制技術(shù)，控制噴濺率ll；5)5)快速出鋼，從終點(diǎn)到出鋼結(jié)束時間縮短到快速出鋼，從終點(diǎn)到出鋼結(jié)束時間縮短到5min5min以內(nèi)；以內(nèi)；6)6)采用爐齡長壽技術(shù)，使轉(zhuǎn)爐爐齡提高到采用爐齡長壽技術(shù)，使轉(zhuǎn)爐爐齡提高到1500015000爐以上。爐以上。分階段冶煉工藝分階段冶煉工藝分階段冶煉工藝與原冶煉工藝對比分階段冶煉工藝與原冶煉工藝對比三、三、21 21世紀(jì)轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展世紀(jì)轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展 w 鋼鐵生產(chǎn)能力過剩，殘酷的市場競爭將使落后的鋼鐵廠倒閉；w 環(huán)境保護(hù)對鋼鐵工業(yè)發(fā)展產(chǎn)生巨大壓力，一些污染嚴(yán)重的落后工藝

31、將被強(qiáng)制淘汰；w 世界鋼材價(jià)格呈下降趨勢。建立廉價(jià)生產(chǎn)潔凈鋼生產(chǎn)體系建立廉價(jià)生產(chǎn)潔凈鋼生產(chǎn)體系w 產(chǎn)品質(zhì)量是產(chǎn)品質(zhì)量是2121世紀(jì)轉(zhuǎn)爐煉鋼的生命線，世紀(jì)轉(zhuǎn)爐煉鋼的生命線， 入爐鐵水的潔凈度高入爐鐵水的潔凈度高是轉(zhuǎn)爐與電爐流程競爭的重要前提。是轉(zhuǎn)爐與電爐流程競爭的重要前提。w 面向面向2121世紀(jì)，轉(zhuǎn)爐煉鋼廠如何盡快建立起大規(guī)模、廉價(jià)生產(chǎn)潔世紀(jì)，轉(zhuǎn)爐煉鋼廠如何盡快建立起大規(guī)模、廉價(jià)生產(chǎn)潔凈鋼的生產(chǎn)體系，將是提高轉(zhuǎn)爐鋼廠市場競爭力的基本保證。凈鋼的生產(chǎn)體系，將是提高轉(zhuǎn)爐鋼廠市場競爭力的基本保證。鐵水、直接還原球團(tuán)（DRI）和廢鋼的潔凈度比較雜質(zhì)成分（%）品種PS殘余元素(Cu、Cr、Sn等)總量鐵水（三脫后）0.0030.010.0030.010.06DRI球團(tuán)0.070.010.030.02廠內(nèi)廢鋼0.030.030.351#重廢鋼0.030.050.030.050.5社會雜廢鋼0.050.100.060.111.0發(fā)展目標(biāo)發(fā)展目標(biāo)w 鋼中雜質(zhì)總量鋼中雜質(zhì)總量S+P+O+N+H10010-6；w 鋼成分控制精度：鋼成分控制精度：C0.01%，Si、Mn0.02%，Ti、VV、NbNb0.01%；w 鋼中夾雜物控制：鋼中夾雜物控制：ds10m，無脆性夾雜物。，無脆性夾雜物。w 生產(chǎn)成本低于或接近傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)普