我国转炉炼钢技术的发展与展望

刘得寿?张旭

摘 要 转炉炼钢工艺一直以来在我国炼钢技术中都占据着主要地位，也是国内非常主流的炼钢方法。技术上的发展，工艺上的改进对炼钢生产效率的提升起到了非常大的推动作用。本文分析了目前行业内炼钢生产中存在的技术问题，并展望未来转炉炼钢的整体趋势，完善生产体系，建立起低碳环保的高效率、低能耗炼钢工厂。

关键词 转炉炼钢;发展;展望

引言

我国是人口大国，同样也为钢铁制造大国。在我国占据主要地位的钢铁生产技术依然是转炉炼钢，这符合我国的国情，即废钢资源紧缺和巨大的人口红利，电费高昂等特点。诸多因素促使之下，使得转炉炼钢技术在我国进一步发展。本文追溯了转炉炼钢在我国的技术发展历程，并总结了这一技术的重大进步与创新，由此又做出了相关的展望探究。

1转炉炼钢技术的发展

1.1 20世纪我国的转炉炼钢技术

上世纪我国最主要的炼钢生产方法为氧气转炉炼钢，即使到了21世纪初，这一技术也依然占据六成至七成的比例。回顾转炉炼钢在我国的发展历史，20世纪可以大致分成两个阶段：一是转炉炼钢技术大型化。在新中国成立之初直到改革开放之前，我国为了满足生产需求，使炼钢产能进一步扩大，建设了非常多的转炉，也正因如此，中国的转炉大型化进展飞速，甚至有部分中型、大型转炉位于世界前列。二是完善、改进转炉生产技术。在有了大型化建设的这一前提，继续对终点控制的准确性和炼钢的稳定性提出了更进一步的要求，为了满足这一要求，实现稳定准确炼钢的目标，又研究和开发出了更加先进的复合工艺，将顶吹和底吹工艺相结合。这一阶段增加了转炉炉龄并使得吹炼制度得以转变。

1.2 21世纪我国的转炉炼钢技术

早在21世纪初，中国的钢铁总产量就已经突破了两亿五千万吨，是世界上最大的钢铁生产国家。随着社会发展，我国的钢铁冶炼必须朝着提升质量，降低成本、扩大规模的方向发展[1]。

近年来，市场对于清洁钢的要求愈来愈多，单纯的依赖于改进转炉炼钢技术，优化生产工序，很难再有革命性的突破，获得经济效益。所以，钢铁生产企业及其从事该行业的相关人员需要从根本上建立起一个全新的生产体制，大大降低大规模生产纯净钢的成本，进一步综合优化了转炉炼钢技术的生产工作流程。

为了达到清洁钢的大规模生产，铁水“三脱”预处理、长寿复吹炉龄、全自动去人工转炉吹炼等一系列重大新工艺技术被开发研究出来。这一阶段，我国的炉龄已然超过一万炉，这意味着一座转炉的产量已经完全可以支撑起一整套轧机的生产能力，这样大大降低了炼钢成本和投资成本，同时也大幅度提高了能耗比。

（1）100%铁水采用“三脱”预处理制造工艺。经过这一技术处理过后的铁水P和S小于等于0.01%。最近几年，我国加大力度发展镁脱硫铁水预处理技术，学习其他国家的先进工艺，引入了欧美以及俄罗斯的鐵水“三脱”技术。从而提高了炼钢效率，改善了转炉钢水质量，同时也是现代化钢铁制造厂的基本标志。

（2）长寿复吹炉龄。中国的转炉炼钢厂研究出一项先进技术，即炉渣蘑菇头保护底吹透气砖，炉渣蘑菇头对于底吹喷嘴的保护效果非常好，这一技术使得炉龄和底吹喷嘴的寿命同步，从而使得复吹比100% 达到保障。

随着转炉溅渣后炉龄提高，想要实现全程复吹，延长底吹喷嘴的寿命，是全球所有炼钢厂亟待处理的一个重大技术难关。我国在这方面走在了世界的前面。炉渣蘑菇头主要为氧化物，具有良好的透气性和体积大等特点。经水模实验表明，在气量相同的情况下，炉渣蘑菇头所喷射出的细小气泡可以加速搅拌熔池，从而缩短了近五成的熔池混匀时间。

（3）全自动转炉吹炼。即转炉采取高速全自动吹炼。转炉吹炼本就是转炉炼钢的重要技术，它具备前期脱碳速度快，升温速度快，热效率高。也正因如此，这一技术容易导致把握终点控制的准确性较为困难，而且容易发生金属喷溅和炉渣喷溅。而且很容易使钢水过氧化。

现如今，我国的炼钢企业依旧多采用人工的方式来进行终点控制，而终点控制本身就是生产钢铁的过程中最关键的一步之一，而人工又难以达到纯净钢以及高品质高质量的生产要求。因此，吹炼终点动态控制技术应运而生。它采用人工智能技术，响应极其迅速，并拥有学习能力和强大的适应能力，采用全自动转炉吹炼，可以获得很好的炼钢成果。

2对于转炉炼钢技术未来的展望

2.1 展望未来的转炉炼钢的发展趋势

现如今转炉炼钢技术在生产过程中仍存在一些问题，比如，还未能全面普及铁水“三脱”预处理技术，使转炉回硫成为亟待解决的严重问题，未能高效的释放铁水预处理的功能。伴随着国内市场对于钢材的需求与日俱增，并且对纯净钢、清洁钢的要求也愈来愈高，这就更加要求国内炼钢企业在转炉炼钢方面进一步发展，综合优化，建立起大规模的生产体系。

而建立起大规模的生产体系有哪些主要的技术手段呢，首先，要在未来推广，普及100%铁水采用“三脱”预处理工艺，其次需要推广100%钢水采用炉外精炼工艺生产纯净钢，钢水保护浇铸和中间包冶金，用结晶器电磁搅拌去除大型夹杂物，最后便是转炉高速自动化吹炼，少渣冶炼，做到严格控制终点钢水含量。

2.2 节能与环境保护

中国的综合国力不断提高，与之同步的是我国的钢铁行业，也正因为钢铁行业的庞大，绿色炼钢这一概念被提了出来，它要求企业不单单要考虑企业自己的利润问题，还要充分得去思考各种能源的损耗，垃圾，污染排放和各种国家规定的硬性指标。企业可以通过采取新的，绿色节能的工艺、技术来达到节能环保的效果，主要可以有以下几种技术措施：

①首先要严格管控各种排放物，并做到按照国家标准进行合法排放。②推进煤气回收，利用余下的能源发电等节能方式。③对于炼钢过程产生的粉尘烟气进行回收。④采取铁水脱硅的技术可以有效减少炉渣产生。改进转炉炼钢的工艺，继续提高转炉炼钢的能耗比，使炼钢效率提高。

3结束语

①转炉炼钢技术一直以来在我国炼钢技术中都占据着主要地位，也是国内主流的炼钢方法。转炉炼钢工艺上的进步对我国炼钢生产技术的发展起到很大的推动作用。②现如今，铁水“三脱”预处理技术得到迅速的发展，取得了显著的效益。③应当进一步发展完善铁水脱硫和转炉炼钢技术，使中国钢铁工业更加繁荣。④建立起低碳环保的高效率、低能耗炼钢工厂。

参考文献

[1] 梁国利，苏继祥.当今国内外转炉炼钢技术发展分析[J].中国科技博览，2015，（21）：211.