转炉炼钢工艺极限碳排放研究进展

中国钢铁行业发展取得长足进步,年钢产量连续多年位居全球第一,由此带来的CO₂排放等环保压力也日益凸显。降低钢铁行业CO₂排放至关重要。长流程炼钢工艺的吨钢CO₂排放量约为短流程炼钢工艺的3.5倍,如何降低长流程炼钢碳排放对钢铁工业的低碳发展具有重要意义。提出转炉炼钢极限碳排放工艺技术,从“低碳铁水”、“低碳冶炼”和“低碳原料”3个方面,研究分析长流程-转炉炼钢工艺的减排能力及潜力。在低碳铁水生产方面,依据现有可能实现的技术,铁水生产的碳排可由当前吨铁水碳排1.7 t/t降低至0.8 t/t;在低碳原料方面,转炉炼钢工序生产所需原辅料极限碳排放可由当前吨钢碳排197.5 kg/t降至61.7 kg/t;转炉炼钢工序采用低碳冶炼单元技术,吨钢碳排将显著下降,转炉采用20%废钢和50%废钢,吨钢极限碳排将降低至727 kg/t和466 kg/t。转炉炼钢工序使用50%废钢冶炼,喷吹生物质、采用绿电、低碳原料,转炉工序碳排放强度将从107 kg/t降至-186 kg/t,实现转炉工序“负碳炼钢”;精炼、连铸等工序着眼绿色低碳技术...     

炼铁-炼钢界面动态运行过程解析与仿真优化

炼铁-炼钢界面连接钢铁生产中高炉和转炉两大重要生产工序，关系到钢铁制造流程的整体优化。“一罐到底”是近年来新兴起的炼铁-炼钢区段“界面技术”,基于“一罐到底”流程的炼铁-炼钢界面运行规律和调控优化技术的研究十分必要。目前对炼铁-炼钢界面中众多复杂的次界面的解析尚不深入，对炼铁-炼钢界面动态运行过程仿真亟待开展。时间、温度和物质量是贯穿于钢铁制造流程的基本参数，因此，炼铁-炼钢界面的调控以铁水罐周转过程为载体，以上述3个参数为调控对象，以这些参数的一体化控制与优化为目标。基于现场运行实绩，以“机车+天车”模式的炼铁-炼钢界面为例，分析炼铁-炼钢界面物质流运行的特征和调控目标，并对其动态运行过程进行“事件-时间”解析，确定构成界面的各个次界面环节，以及各过程/事件的时间域、时间周期及其概率分布，梳理炼铁-炼钢界面动态运行过程规则。在此基础上，采用FlexSim软件，建立了高炉出铁、铁水运输和炼钢等过程的仿真模块，并根据各模块运行规则和模块之间的关联规则，集成为高炉-转炉区段仿真模型。该模型为炼铁-炼钢界面深度解析与优化提供了研究试验平台。模型应用于260 t铁水罐周转过程仿真，得到铁水罐配...     

为什么我国电炉炼钢生产发展缓慢？

当今钢铁生产可分为“从矿石到钢材”和“从废钢到钢材”两大流程。相对于钢铁联合企业中以高炉一转炉炼钢为代表的常规流程而言．以废钢为主要原料的电弧炉炼钢生产线具有工序少、投资低和建设周期短的特点,因而被称为短流程。近年来,短流程特指那些电弧炉炼钢与连铸一连轧相结合的紧凑式生产流程。经过30多年来在不同国家的成长经历以及工艺和装备上的一系列革新．电炉炼钢短流程已从最初的“小钢厂”生产规模发展成为世界上钢铁生产两大主要流程之一．全球约有1／3左右的粗钢是由电炉生产的。由于短流程炼钢是以废钢为主要的原料来源,直接体现了金属材料的循环利用．     

半钢炼钢中“低碱度双渣+留渣”造渣工艺的研发

针对承钢高炉铁水磷高、硫低,转炉脱磷负荷重,造渣料消耗高的问题,通过对转炉脱磷机理及造渣过程分析,从转炉脱磷的热力学及热平衡入手,研究前期快速成渣技术、低碱度造渣料配加模型、一次倒炉倒渣时机精准控制,最终开发了"低碱度双渣+留渣"造渣工艺。采用该工艺后降低了炼钢造渣料消耗,提升了终点控制水平,大幅降低炼钢生产成本。     

21世纪的钢铁冶炼技术

以生产普钢为主的高炉一转炉传统的炼钢法将由直接还原铁－电孤炉短流程炼钢法所取代。下个新的短流程应是以熔融还原－近终形连铸为核心加上顶底复吹炼钢和炉外精炼的主导的新工艺。     

我国铁水预处理现状

我国钢铁工业与世界先进国家相比,技术装备、工艺流程落后,原材料消耗高,实物质量低,品种少,许多优质钢种仍需依赖进口。所以增加优质钢种和提高钢材质量是我国钢铁工业急待解决的任务,也是提高企业经济效益的重要途径,传统的高炉炼铁—转炉炼钢工艺很难满足钢中P、S含量达到“双零”的要求。目前,对转炉厂而言,典型的优化工艺流程为:高炉炼铁—铁水三脱处理—转炉炼钢—二次冶金精炼—连铸—连轧。铁水炉外处理技     

太钢LD转炉少渣炼钢初探

本文叙述了太钢50tLD 转炉采用预处理(脱硅、脱磷)铁水进行少渣炼钢的工艺技术;总结了转炉少渣炼钢的生产试验结果;讨论了转炉少渣炼钢工艺的操作技术、冶金特点及规律。1前言- 转炉炼钢的传统工艺是使用普通高炉铁水。因此,为了脱硅、脱磷、脱硫需要加大量石灰而造成大量熔渣,大渣量吹炼带来种种缺点:金属收得率低,熔剂消耗高、冶炼时间长     

低铁耗条件下低硅铁水冶炼工艺的优化

正随着高炉喷煤量增加、焦比降低和高炉利用系数提高等高炉炼铁技术以及铁水预处理工艺的进步,进入转炉的铁水Si含量明显降低;转炉炼钢炉内配加的冷料(废钢和生铁块)量是根据资源情况、转炉冶炼终点和热量平衡而确定的,一般用量为10%～30%。2017年下半年以来,柳钢转炉厂在现有炼铁产能下,为提高钢产量和降低炼钢生产成本,结合当前废钢资源丰富,通过提高废钢比提高单炉钢水产量,进而提升炼钢产能。铁水Si含量低加上低铁耗生产,由此带来了炉内热量欠缺的问题。铁水条件的转变使转炉冶炼石     

LD炼钢步入不惑之年

氧气炼钢和连铸工艺的发展，改变了现代炼钢的面貌。在ＬＤ转炉炼钢取代了平炉炼钢的主导地位后，而今氧气转炉炼钢又面临电炉炼钢的竞争与挑战。目前，世界上氧气转炉（包括ＬＤ法及其派生的新工艺）炼钢的产能在总粗钢产能中的比例似乎稳定在６０％左右。氧气转炉炼钢欲保持继续发展，就必须研究完善其现有的一些多用废钢的技术；同时还要开发新的炼铁工艺，提供具有竞争价格的铁水。     

宝钢转炉工序能耗分析及节能方向

宝钢转炉炼钢工序综合了世界上最先进的工艺和设备,由一炼钢和二炼钢组成,设计年产钢1310万吨。其中一炼钢有3座300吨转炉、二炼钢有3座250吨转炉。宝钢转炉工序能耗计算范围主要包括：铁水预处理、转炉冶炼、煤气回收、蒸汽回收和钢包烘烤等环节。     

中国转炉炼钢技术的进步

在分析国内转炉炼钢技术现状的基础上 ,总结了国内在铁水脱硫预处理、转炉长寿工艺与长寿复吹技术、高效冶炼工艺等方面的经验。转炉炼钢是中国目前最主要的炼钢方法 ,转炉炼钢技术的进步对我国炼钢生产技术的发展起到巨大的推动作用。近 5年来 ,铁水脱硫预处理工艺和以长寿复吹转炉高效复吹工艺为代表的转炉炼钢技术得到了迅速的发展 ,取得了明显的经济效益。今后要进一步发展完善铁水脱硫和转炉炼钢技术。     

攀钢西昌钢钒高炉铁水适宜硫含量分析

为了寻求炼铁、炼钢工序经济适宜的铁水硫含量,通过对生产数据的统计,分析了攀钢西昌钢钒1号高炉铁水硫含量与技术经济指标的关系,得到了攀钢西昌钢钒高炉铁水钛含量与铁水硫含量及焦比的回归公式;并依据高炉冶炼过程中实际的矿焦比与铁水钛含量的经验数据,计算分析了不同铁水硫含量与炼铁的原、燃料成本的关系,综合考虑炼钢脱硫成本的变化,得出当前硫负荷条件下铁水适宜的硫含量(质量分数)应控制在0.085%左右.     

未来高炉炼铁工艺之管见

相对于直接还原和熔融还原工艺,高炉工艺生产规模大,且与转炉结合的高炉-转炉流程净能耗最低,成本最具竞争力,仍是最适应可预见未来的炼铁生产工艺。但未来高炉炼铁生产规模将受制于炼钢的废钢使用量,由此将导致我国未来高炉炼铁生产可能出现下降趋势。认为高炉炼铁工艺不断的流程改进和工序完善,加之持续的革新探索,包括高炉吃废钢、流程优化、操作控制改进、原燃料优化等,将使高炉炼铁工艺长久保持其强大的生命力和竞争力。     

电弧炉炼钢高效化的能耗状况分析

 研究了国内现代电弧炉炼钢高效化的电能消耗和能量消耗的状况。研究中选取了3家有代表性的特钢生产企业,2个对比年度的电弧炉炼钢及其前后步5个工序的原料和介质消耗数据约12000个,计算烧结、高炉炼铁、直接还原铁、炼钢、轧钢5个工序的电耗和能耗值,还定义了这5个工序的电耗、能耗加权值为全流程的电耗、能耗值。结果表明,近年来国内电弧炉炼钢炉料结构增加热铁水后,虽然生产效率提高,并且炼钢工序吨坯电耗、能耗和全流程吨坯电耗均有明显降低,但全流程吨坯能耗却大幅度上升。     

唐钢铁水“一罐到底”技术设计与应用

介绍了传统的铁水供应方式，对比了混铁炉工艺和鱼雷罐车工艺的优缺点，在此基础上提出了“一罐到底”工艺，并采取了多种措施为其保驾护航，包括保证高炉铁水波动小，硅含量稳定；高炉除铁场下方安装轨道衡，对铁水进行精准称量；铁水包加盖，减少温降；采用铁路运输方式，并保证炼铁-炼钢车间合理的铁水调度。“一罐到底”工艺取消了传统的混铁炉或鱼雷罐车，不经历铁水二次倒罐环节，使得炼铁-炼钢两个工序无缝衔接，在减少铁水温降、节能降耗、减轻环境污染、降低一次投资成本及运行成本方面效果显著。     

配加高磷块矿对转炉成本影响的测算与分析

开发利用钢厂周边高磷块矿可以缓解铁矿石资源匮乏,在高炉冶炼时铁矿石中的磷进入铁水,铁水含磷量主要控制铁矿石含磷量,脱磷只能通过炼钢来进行。转炉冶炼高磷铁水操作难度会增加,转炉产能受到影响,石灰消耗、钢铁料消耗、合金消耗、一倒命中率等经济技术指标下降,转炉生产成本升高。因此有必要开展使用周边高磷块矿后铁水磷含量增加对转炉生产及成本的影响测算与分析。通过测算分析,在配加含磷量0.76%高磷块矿代替3%球团,铁水磷含量小于0.150%,降低炼铁成本同时对转炉产能发挥及成本影响较小。从而指导优化炼铁炉料结构,均衡炼铁和炼钢生产与成本控制的作用。     

“一包到底”铁水运输新技术

正"一包到底"是采用一种具备铁水的承接、运输、缓冲贮存、铁水预处理、转炉兑铁、铁水保温等功能的包(罐),将高炉出来的铁水,在经过必要工艺流程处理后,以不更换铁水包的生产组织模式,直接兑入转炉内,该冶金流的工艺过程称为"一包到底"铁水运输技术。首钢京唐钢铁厂炼钢采用300t转炉、炼铁采用5500m~3高炉,采用在1435mm标准轨距上运输最大直径5190mm、最大高度6150mm,额定载重300t异型     

中国钢铁生产“碳中和”解决方案探讨

根据某工程各工序碳素流计算出全流程吨热轧钢材的直接CO₂排放量为1.786 t。以此为基数,就高炉-转炉长流程工艺的几种主要减碳技术的减碳效果进行了定量评估,发现减碳效果有限,只能作为从“碳达峰”到“碳中和”的过渡方案或最终解决方案的补充。从“碳中和”要求的角度看,以全废钢或气基还原铁+废钢为原料的电炉炼钢短流程无疑是最佳解决方案。结合中国资源条件就几种典型短流程组合方案进行了适应性分析,提出了以“氢基竖炉直接还原铁+电炉炼钢方案”为主、以“高炉-转炉长流程工艺减碳技术+碳捕集与封存(CCS)方案”和“全废钢电炉炼钢方案”为补充的“碳中和”解决方案,最后给出了安全低成本获取氢基竖炉直接还原铁所需的“绿氢”方案建议。     

中国炼钢技术的发展、创新与展望

简要回顾了我国57年来炼钢生产技术的发展历程；系统总结了在炼钢产量、工艺结构优化、超纯净钢生产和品种开发以及节能环保等方面的技术进展；详细阐述了“转炉溅渣护炉与长寿复合吹炼技术”、“转炉高效吹炼技术”和“电炉兑铁水冶炼工艺”三项国内自主创新的重大工艺；并对21世纪初先进的炼钢技术进行了展望。     

电弧炉炼钢节能探讨

电弧炉炼钢与高炉一转炉炼钢法比较,虽是节能工艺,但仍属能耗大户。它的能耗主要是电力,其世界最先进水平为390千瓦·时/吨,我国目前最好约520千瓦·时/吨,而一般水平则没有突破600千瓦·时/吨大关。国家二级企业要求达到590千瓦·时/吨,可见我国电炉炼钢的能耗指标还很低。现在能源供应紧张,电费猛涨,电炉炼钢的节能实属迫在眉睫。电炉节电途径很多,有关这方