国内氧气转炉炼钢的几个技术问题-杨文远.doc

国内氧气转炉炼钢的几个技术问题

钢铁研究总院工艺所
杨文远
2009-4-1
1．转炉的生产能力及容量分布
我国2008年底的炼钢能力约为6.6亿吨/年，其中转炉炼钢能力约为5.6亿吨，电炉钢1.0亿吨（15%），不同容量转炉的分布如表1。
表1国内转炉的容量分布
转炉类型座数%吨位%平均容量大型转炉345.52891020.19262.1中型转炉15124.511840041.69121.9小型转炉43169.971683038.1239.0合计6161004414010071.7表2国内大型转炉（200~300吨）的吨位及座数
序号厂名吨位座数序号厂名吨位座数1宝钢一炼钢30037鞍钢三炼轧25032宝钢二炼钢25038马钢四炼轧30023武钢三炼钢25039武钢四炼钢20024首钢二炼钢210310鞍钢鲅鱼圈30035首钢迁安210311邯钢四炼钢30026包钢二炼钢210212曹妃甸(京唐)3003共计12个炼钢厂，34座转炉，总计8910公称吨。
我国转炉的总吨位及炉子总座数都是世界第一，但炉子的平均吨位为71.7吨/炉，远低于世界上工业发达国家。近年来我国新建了很多大、中型转炉，但同时新建了更多的小型转炉，使得我国转炉平均吨位近17年内仅增加了29.1吨/炉（1992年转炉148座，总容量6305吨，平均42.6吨/炉）。在我国小型转炉中，多数小于50吨。
近几年新建的转炉多数在100吨以上，其中包括鞍钢、武钢、马钢、京唐等大型转炉厂，这部分钢厂的装备条件属于当前世界上的先进水平，在今后炼钢生产中将起到重要作用。
我国转炉炼钢的年产能力大约过剩1.4亿吨，首先应该关停小转炉，大、中型转炉中的陈旧设备也应部分关闭。
近十几年国外钢铁企业都在淘汰落后设备，炉子的平均容量加大，数目减少。例如德国自1970年以来转炉由45座减少到22座，电炉减少60座，平炉全部淘汰。法国的转炉由29座减少到9座，淘汰了全部平炉。日本改造了一些落后的转炉厂，如和歌山厂采用了新工艺由6座转炉减为3座转炉，其钢产量不变。美国的转炉数目减少部分原因是被电炉短流程代替。
近十几年来国外新建大型转炉厂不多，主要是俄罗斯几个钢厂的平炉改成200~300吨的大型转炉。巴西和印度新建了几座中型转炉。国外主要产钢国家转炉平均吨位为200吨/座。我国转炉平均吨位为发达国家的1/3。
2．转炉高效吹氧技术
采用转炉高效吹氧技术的目的是提高转炉生产率，降低成本和淘汰落后设备。
自1996年以来钢铁研究总院在唐钢、涟源钢厂、海鑫钢厂、太钢、首钢、宝钢、武钢等22个钢厂进行了强化转炉供氧操作的研究。通过提高转炉供氧强度和优化造渣操作，使转炉炼钢的吹氧时间缩短1.5~3分/炉，钢产量提高8~15%。
在进行转炉强化供氧研究中，通常进行以下工作：①测量氧气管道压力损失。②设计高供氧强化的喷头。③测量喷头射流流场特性和进行氧射流与熔池作用的水模试验。④制订新的供氧、造渣工艺制度，并通过在转炉上进行吹炼试验加以完善。在试验当中对于化渣、喷溅、脱磷、脱硫等项目都要研究。为了系统地了解成渣过程与化渣状况，还对炉渣的流动温度、岩相进行了系统的检测。通过上述研究，使转炉炼钢的供氧、造渣操作达到基本上合理。
转炉设备系统的改造通常包括加大氧枪直径、提高转炉风机的排烟能力和烟气净化系统的能力。
转炉进行强化供氧的设备改造和工艺研究的同时，还应使铁水、氧气、石灰等原料供应、连铸的生产能力等与转炉的炼钢能力的提高相适应。
近两年宝钢与钢铁研究总院合作进行的“大型转炉低硅铁水高效吹炼技术研究”取得了良好效果。通过改进氧枪喷头参数，加入合成渣等措施，解决了低硅铁水炼钢化渣困难，脱磷率低，粘枪、粘烟罩等问题。同时，将转炉的氧流量由5万Nm3/h提高到6万Nm3/h，缩短了供氧时间，提高了生产率。2005年在宝钢一炼钢进行的高效吹氧技术研究，将氧流量由6万Nm3/h提高到6.9Nm3/h，供氧强度达到3.83Nm3/t钢。使吹氧时间保持在14.5min/炉左右。而且化渣、脱磷效果良好。使供氧强度达到国际先进水平。图1是转炉高效吹氧的技术方案示意图。

图1高效吹氧技术方案示意图
表3是几个大、中型钢厂采用高效吹氧技术的效果。
表3采用转炉高效吹氧技术的效果
序号厂名供氧强度
Nm3/t.min缩短吹氧时间
min/炉增加钢产量(万吨/年)经济效益
(万元/年)1宝山钢铁股份有限公司一炼3.892.12宝山钢铁股份有限公司二炼3.331.5102.9511118.63太原钢铁（集团）有限公司4.14.020.534721.34湖南华菱涟源钢铁公司4.232.044.525620.85山西海鑫钢铁集团公司4.01.519.06232.76四川省川