【正文】 噸鋼蒸汽回收量為 108kg,爐襯磚消耗從,使全爐役耐火材料消耗保持在 。此外 , 武鋼 250t 轉(zhuǎn)爐通過實(shí)施計(jì)算機(jī)煉鋼技術(shù) ,終渣全鐵含量明顯降低 , 吹煉氧氣消耗量由 56. 69m3/t內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 降低到 。 濺渣護(hù)爐技術(shù)的普遍推廣，爐襯材質(zhì)的進(jìn)一步改善，對爐體維護(hù)的加強(qiáng)以及轉(zhuǎn)爐操作水平的不斷改進(jìn)，從而使轉(zhuǎn)爐爐齡大幅度提高，耐火材料消耗降低。 我國轉(zhuǎn)爐爐齡已達(dá)到國際先進(jìn)水平。 20xx 年 ,全國轉(zhuǎn)爐平均爐齡 4674 爐。 20xx 年 2月武鋼再次創(chuàng)造了30368次我國最高轉(zhuǎn)爐爐齡紀(jì)錄 ,復(fù)吹比達(dá) 100% ,全程底部供氣 元件不更換。 現(xiàn)代發(fā)展的 復(fù)吹轉(zhuǎn)爐具有如下優(yōu)點(diǎn) [4]: (1) 熔池內(nèi)鋼水成分和溫度均勻快。從底部供氣元件吹入氣體 ,增加了熔池的攪拌能 ,使熔池內(nèi)鋼水成分和溫度均勻快。 (2) 改善吹煉操作條件。通過底吹氣體攪拌 ,使吹煉平穩(wěn)。鋼中含氧量有所降低 , 渣中 FeO 減少 ,噴濺減少 ,終點(diǎn)命中率高。 (3) 轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)錳收得率有所提高。由于復(fù)吹轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)鋼水中的氧和渣中的FeO 有所降低 , 所以鋼水的錳收得率有所提高。 (4) 復(fù)吹煉鋼鋼水含氧量有所降低。 (5) 脫碳效率有所提高。由于底吹氣體的強(qiáng)攪拌 ,使鋼水中 C含 量和 O含量反應(yīng)接近在平衡狀態(tài)下進(jìn)行 ,使脫碳效率有所提高 ,有利于生產(chǎn)低碳鋼。 (6) 與頂吹轉(zhuǎn)爐相比 ,噸鋼生產(chǎn)成本降低約 6元。 (7) 復(fù)吹法對原料的適應(yīng)性強(qiáng) ,與底吹轉(zhuǎn)爐相比 ,冶煉中、高碳鋼能力強(qiáng) ； 與頂吹轉(zhuǎn)爐相比 ,冶煉低碳鋼能力強(qiáng)。 表 頂吹轉(zhuǎn)爐、底吹轉(zhuǎn)爐和項(xiàng)底復(fù)吹轉(zhuǎn)爐冶金特點(diǎn)的比較 頂吹轉(zhuǎn)爐 底吹轉(zhuǎn)爐 復(fù)吹轉(zhuǎn)爐 反應(yīng)速度 脫碳速度快，氧效率較高 脫碳速度更快，氧效率較更高 脫碳速度快，氧效率較高 熱效率 可二次燃燒，熱效率高 無二次燃燒，熱效率低 可二次燃燒，熱效率高 化渣速度 化渣速度較快 化渣困難 更易于化渣 脫磷能力 較強(qiáng) 弱 強(qiáng) 吹煉平穩(wěn)性 差，易發(fā)生噴濺 好，基本不噴濺 較好，可控制噴濺 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 9 從表 ：復(fù)吹轉(zhuǎn)爐結(jié)合了頂吹、底吹轉(zhuǎn)爐的優(yōu)點(diǎn)，卻避免二者的缺點(diǎn)。因而，成為非常有效的精煉工藝。 現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐 煉鋼 新工藝及新 技術(shù) 轉(zhuǎn)爐煉鋼的新技術(shù)主要是鐵水預(yù)處理 !(三脫 )、頂?shù)讖?fù)合吹煉，濺渣護(hù)爐與轉(zhuǎn)爐長壽、轉(zhuǎn)爐吹煉自動(dòng)控制，煤氣回收與負(fù)能煉鋼等。 鐵水預(yù)處理工藝技術(shù) 鐵水預(yù)處理是指將鐵水兌入轉(zhuǎn)爐之前進(jìn)行的各種提純處理?？?分為普通鐵水預(yù)處理和特殊鐵水預(yù)處理。普通鐵水預(yù)處理包括：鐵水脫硫、脫硅、脫磷的三脫預(yù)處理。 特殊鐵水預(yù)處理是針對鐵水中含有特殊元素進(jìn)行提純精煉或資源綜合利用 ,如鐵水提釩、提鈮等預(yù)處理工藝。 鐵水“三脫’”預(yù)處理的目的和意義 (1) 轉(zhuǎn)爐渣量大幅度降低（ 15~25kg/t)實(shí)現(xiàn)少渣冶煉 ， 降低成本、節(jié)能、提高鋼質(zhì)量和潔凈度。 (2) 脫碳速度加快終點(diǎn)控制容易 、 氧效率提高 ， 提高生產(chǎn)率。 (3) 錳的回收率提高 可進(jìn)行錳礦熔融還原 、 降低成本。 (4) 轉(zhuǎn)爐煤氣成分穩(wěn)定 ， 煤氣回收控制更加容易 ， 以利實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼、節(jié)能、降成本。 (5) 有利于擴(kuò)大品種 （ 高碳、高錳鋼系列 。） . 2 鐵水脫硫工藝技術(shù) 鐵水脫硫法是指在鐵水罐、鐵水包、混鐵車中進(jìn)行脫硫。 在高爐、爐外精煉爐和轉(zhuǎn)爐內(nèi)每脫除 1kg 硫的 成 本分別是鐵水脫硫法的 倍、 倍、 倍， 鐵水脫硫法的成本低效率高。 鐵水脫硫預(yù)處理的工藝方法 ： 投擲法 —— 將脫硫劑投入鐵水中 ； 噴 粉 法 —— 將脫硫劑噴入鐵水中 ； 攪拌法（ KR 法） —— 將通過中空機(jī)械攪拌器向鐵水內(nèi)加入脫硫劑攪拌脫硫。 三種方法的比較見下表 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 10 表 鐵水預(yù)處理方法比較 因?yàn)閲姺鄯ň哂刑幚?能力大、反應(yīng)速度快、自動(dòng)化程度高、脫硫效率高、操作費(fèi)用和設(shè)備費(fèi)用低等特點(diǎn) ,所以噴粉法已成為當(dāng)今鐵水預(yù)脫硫的主流方法。 鐵水脫硫劑的選擇 ： 元素的脫硫能力由高到低依次為 :CaC NaO Mg、 BaO、CaO、 MnO、 MgO。工業(yè)中常用的脫硫劑有 CaC2 系 、 CaO+ Mg 系、 Mg 系。 鐵水脫磷工藝技術(shù) 鐵水脫磷可在混鐵車 、 鐵水罐 、 鐵水包 、 轉(zhuǎn)爐 進(jìn)行 脫磷。 鐵水預(yù)處理脫磷反應(yīng)溫度低 (1300 度 ~1350 度 ), 熱力學(xué)條件好 , 易于脫磷。 鐵水中Ｃ、Ｓ含量高 提高了鐵水磷的活度 有利 于脫磷。 由于鐵水預(yù)處理脫磷具備良好的化學(xué)熱力學(xué)條件 , 渣鋼間磷的分配系數(shù)是煉鋼脫磷的 ５～８倍 ,因而渣量小可以控制較低的渣 ,脫磷成本低 。 在氧化條件下脫磷反應(yīng)是陽極反應(yīng) [P] 5e =P5+ 脫硫反應(yīng)是陰極反應(yīng) [S]+2e = S2,所以鐵水間同時(shí)脫 磷脫硫是可行的 , 只是需采用較大脫硫能力的熔劑。 鐵水脫硅工藝技術(shù) 脫硅是脫磷的必要條件 換言之 ,鐵水須先脫硅 再同時(shí)脫磷脫硫。 脫硅易于減少轉(zhuǎn)爐石灰用量和渣量?？稍诘蛪A度下實(shí)現(xiàn)脫硅成本低 。 鐵水脫硅可在高爐的鐵水溝連續(xù)進(jìn)行和兩段法 ,也可在鐵水罐脫硅。 . 5 頂?shù)讖?fù)合吹煉技術(shù) 頂?shù)讖?fù)合吹煉法 的 冶金 特點(diǎn) 如下： 工藝方法 投擲法 噴吹法 KR法 脫硫率 /% 脫硫劑種類 脫硫劑消耗 /kg/t 最低鐵水含硫 [s]/% 鐵耗 /kg/t 溫降 /℃ /次 處理成本 /元 /t 投資成本 60— 70 蘇打粉 8— 10 30 30— 40 — 低 80— 90 鎂系脫 S 劑 — 2 10 10 15 一般 90— 95 石灰 10— 12 15— 20 20— 30 20 較高 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 ① 由于增加了底部供氣元件，加強(qiáng)了熔池的攪拌力； ② 降低了鋼液中的磷含量，減少了噴濺； ③ 提高了鋼液中的殘錳含量； ④ 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)。 ⑤ 冶煉低碳鋼 (C=%~%)時(shí)，避免了鋼渣過氧化。 濺渣護(hù)爐技術(shù) 濺渣護(hù)爐工藝的基本思想是在轉(zhuǎn)爐出鋼后 , 將終渣留在爐內(nèi) , 然后適當(dāng)調(diào)整終渣成分 (主要是 MgO 含量 ) , 然后高壓氮?dú)馔ㄟ^氧槍吹渣 , 使終渣濺起附在爐襯上 , 形成爐襯的保護(hù)層 , 從而減輕煉鋼過程對爐襯的機(jī)械沖刷和化學(xué)侵蝕 , 達(dá)到保護(hù)爐襯 , 大幅度提高爐齡的目的。 1. 技術(shù)要點(diǎn) 如下： ① 爐內(nèi)合理的留渣量， 通?？刂圃?80~120kg/t 較合適。 ② 爐渣特性控制： 終渣 MgO ≥ 8% 為宜 (特別對鎂碳磚轉(zhuǎn)爐 )。 FeO12%~18% 為宜。 合適的爐渣粘度：易濺起、掛渣、均勻又防止?fàn)t底上漲、爐膛變形。 ③ 濺渣操作參數(shù)控制 N2 壓力與流量與氧氣壓力、 流量相接近時(shí)，效果較好。 槍位高度要根據(jù)企業(yè)實(shí)際摸索，可在 1~。濺渣時(shí)間通常為 ~4min。 槍位夾角多數(shù)企業(yè)的實(shí)踐證明 12 度比較理想。 2. 濺渣護(hù)爐的經(jīng)濟(jì)效益 ① 提高爐齡 3~4 倍以上。 ② 提高轉(zhuǎn)爐利用系數(shù) 2%~4%。 ③ 降低爐襯磚消耗~，降低補(bǔ)爐料消耗 ~。 ④ 減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。 ⑤ 投資回報(bào)率高。 3. 濺渣護(hù)爐與復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的關(guān)系 對于采用濺渣護(hù)爐與復(fù)吹冶煉并存的轉(zhuǎn)爐，隨著濺渣后爐齡的提高，爐底相應(yīng)上漲，影響了底吹透氣磚的工作，此時(shí)，底吹透氣磚的壽命約為3000 爐，這意味著從 3000 爐以后， 復(fù)吹效果大大減弱， 甚至消失。 而濺渣護(hù)爐的爐齡遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 3000 爐 (現(xiàn)在達(dá) 2 萬多爐 )。 這就是一貫注重高純凈鋼，普遍采用復(fù)吹技術(shù)的日本不愿意采用濺渣護(hù)爐技術(shù)的原因。 目前，煉鋼工作者正努力開發(fā)底吹噴嘴 長壽技術(shù)，要點(diǎn)如下： ① 利用底吹噴嘴前蘑菇頭的生長和控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)噴嘴長壽化。 ② 爐役前期，利用粘渣、掛渣和濺渣迅速在噴嘴前端生成透氣蘑菇頭，避免噴嘴燒損。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 12 ③ 爐役中后期注意控制蘑菇頭高度，防止堵塞。 ④ 對堵塞噴嘴采用復(fù)通技術(shù)。 純凈鋼生 產(chǎn)技術(shù) （ 1）超低硫鋼生產(chǎn)技術(shù) 鋼中線性硫化物是裂紋源 ,使產(chǎn)品易于斷裂 ,對于中厚板易于產(chǎn)生 SSC 裂紋和 HIC 裂紋。對于高潔凈鋼 ,過去要求最高的 [ S]為 50179。 106,現(xiàn)在 ,某些情況下已要求 [ S]為 30179。106,20179。 106甚至 10179。 106 。因此開發(fā)超低硫鋼生產(chǎn)技術(shù)具有重要的意義。鐵水脫硫是一種較經(jīng)濟(jì)、有效的脫硫方法 ,在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的采用。寶鋼曾先后采用了混鐵車 (CaO系、 CaC2系脫硫劑 ) 和鐵水包 (Mg系脫硫劑 )兩種脫硫方式。當(dāng)鐵水原始硫?yàn)?150～ 300)179。 106時(shí) ,脫硫 后鐵水硫含量最低可達(dá) (10～ 30)179。 106的水平。 （ 2）低磷鋼生產(chǎn)技術(shù) 鋼中磷過高在凝固時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的偏析而導(dǎo)致產(chǎn)品脆裂。對于高級管線鋼需要將磷降至100179。 106 以下 ,而對于在極寒冷地區(qū)使用的管線鋼 ,為防止冷脆 ,甚至需將鋼中磷含量控制在 50179。 106 以下。 （ 3）轉(zhuǎn)爐少渣冶煉技術(shù) 經(jīng)“三脫”處理后鐵水中硅含量降至痕跡 ,磷含量也大幅度下降 ,大大減輕了轉(zhuǎn)爐冶煉的負(fù)荷轉(zhuǎn)爐的渣量因此可以大為降低。由于脫磷負(fù)荷很小 ,前期化渣脫磷的時(shí)間可以縮短 ,盡快進(jìn)入脫碳升溫階段 ,轉(zhuǎn)爐的產(chǎn)能將因此提高。主要的問題在于“三脫” 鐵水中硅含量為痕跡 ,對轉(zhuǎn)爐吹煉化渣作業(yè)而言 ,開吹后勢必前期堿度過高導(dǎo)致起渣慢、成渣難 ,轉(zhuǎn)爐必增加額外硅源和助熔劑化渣。由此可見 , 渣量、鐵損和氧氣單耗均有不同程度的降低。 潔凈鋼的生產(chǎn)是社會(huì)的需求 , 市場的必然。雖說這方面技術(shù)已有了初步基礎(chǔ) , 但要搞好這些工作 , 還有待于大家共同地努力?？傊?, 在上述技術(shù)、設(shè)備的合理應(yīng)用基礎(chǔ)上 , 潔凈鋼的生產(chǎn)必將成為我國當(dāng)代鋼鐵工業(yè)的先導(dǎo) [20， 21]。 轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)控制技術(shù) 轉(zhuǎn)爐吹煉自動(dòng)控制分為三個(gè)階段： ⑴ 靜態(tài)控制 依據(jù)初始條件 (鐵水重量、成分、溫度、廢鋼重量、分類 )。 要求的終點(diǎn)目標(biāo) (終點(diǎn)溫內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 度、化學(xué)成分 )以及參考爐次的參考數(shù)據(jù) ,計(jì)算出本爐次的氧耗量 ,確定各種副原料的加入量和吹煉過程氧槍的高度。 靜態(tài)控制包括三個(gè)模型 :氧量模型、槍位模型和副原料模型。 這樣可基本命中終點(diǎn)的含碳量和溫度目標(biāo)。 ⑵ 動(dòng)態(tài)控制 當(dāng)轉(zhuǎn)爐供氧量達(dá)到氧耗量的 85%左右時(shí) ,降低吹氧流量 ,副槍開始測溫、定碳 ,并把測得的溫度值及碳含量送入過程計(jì)算機(jī)。 過程計(jì)算機(jī)則計(jì)算 出達(dá)到目標(biāo)溫度和目標(biāo)碳含量所需補(bǔ)吹的氧量及冷卻劑加入量 ,并以副槍測到的實(shí)際值作為初值 ,以后每吹 3 秒的氧氣量 ,啟動(dòng)一次動(dòng)態(tài)計(jì)算 ,預(yù)測熔池內(nèi)溫度和目標(biāo)碳含量 ,當(dāng)溫度和碳含量都進(jìn)入目標(biāo)范圍時(shí) ,發(fā)出停吹命令。 終點(diǎn) [C] 和溫度 T 的命中率可達(dá) 80% 以上。 但動(dòng)態(tài)控制不能對造渣過程有效監(jiān)測和控制 ,不能降低轉(zhuǎn)爐噴濺率 ,不能對終點(diǎn) [S]、 [P] 進(jìn)行準(zhǔn)確控制 , [S]、 [P] 成分不合格造成“ 后吹”時(shí)有增加 ,不能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對整個(gè)吹煉過程進(jìn)行閉環(huán)在線控制 . ⑶ 全自動(dòng)控制 在靜態(tài)、動(dòng)態(tài)控制基礎(chǔ)上 ,通過對爐渣的在線檢測 ,控制噴濺 ,并全面預(yù)報(bào)終點(diǎn) C、 S、 P、 T 實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。 全自動(dòng)控制效果： ① 提高終點(diǎn)碳含量控制精度：低碳鋼177。 %，中碳鋼177。 ,高碳鋼177。 %,溫度 T177。 10% 。 ② 實(shí)現(xiàn)對終點(diǎn) S、 P、 Mn 含量的準(zhǔn)確預(yù)報(bào) , 精度為 :S177。 % ,P177。 % ,Mn177。 %. ③ 后吹率從 60% 下降到 32%( 中高碳鋼 )。 ④ 噴濺率從 29% 下降到 %。 ⑤ 停氧到出鋼時(shí)間從 縮到 。 ⑥ 鐵收得率提高 %,石灰消耗減少 3kg/t。 ⑦ 爐齡提高 30%。 煤氣回 收與負(fù)能煉鋼 技術(shù)原理 如下： 氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼的基本化學(xué)反應(yīng)是碳、硅、元素在氧化反應(yīng)中放熱。 [C]+[O]→ CO↑ [Si]+[O]→ SiO2 氧化反應(yīng)生成大量 CO 燃?xì)?；燃?xì)鉁囟龋ㄎ锢頍幔┢骄鶠?1 500 ℃~1600 ℃ ，燃?xì)鉄嶂担ɑ瘜W(xué)潛熱）平均為 2 100 kCal/Nm3,煤氣波動(dòng)在 7~115 Nm3/t 。采用煤氣回收裝置回收轉(zhuǎn)爐煙氣的化學(xué)潛熱；采用余熱鍋爐回收煙氣的物理顯熱。當(dāng)爐氣回收的總熱量大于煉鋼廠生產(chǎn)消耗的總能量時(shí)，則實(shí)現(xiàn)了“煉鋼廠負(fù)能煉鋼”。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 1978 年到 1998 年 20 年間，我