我國轉爐煉鋼技術的發展與展望

劉得壽?張旭

摘 要 轉爐煉鋼工藝一直以來在我國煉鋼技術中都占據著主要地位，也是國內非常主流的煉鋼方法。技術上的發展，工藝上的改進對煉鋼生產效率的提升起到了非常大的推動作用。本文分析了目前行業內煉鋼生產中存在的技術問題，并展望未來轉爐煉鋼的整體趨勢，完善生產體系，建立起低碳環保的高效率、低能耗煉鋼工廠。

關鍵詞 轉爐煉鋼;發展;展望

引言

我國是人口大國，同樣也為鋼鐵制造大國。在我國占據主要地位的鋼鐵生產技術依然是轉爐煉鋼，這符合我國的國情，即廢鋼資源緊缺和巨大的人口紅利，電費高昂等特點。諸多因素促使之下，使得轉爐煉鋼技術在我國進一步發展。本文追溯了轉爐煉鋼在我國的技術發展歷程，并總結了這一技術的重大進步與創新，由此又做出了相關的展望探究。

1轉爐煉鋼技術的發展

1.1 20世紀我國的轉爐煉鋼技術

上世紀我國最主要的煉鋼生產方法為氧氣轉爐煉鋼，即使到了21世紀初，這一技術也依然占據六成至七成的比例。回顧轉爐煉鋼在我國的發展歷史，20世紀可以大致分成兩個階段：一是轉爐煉鋼技術大型化。在新中國成立之初直到改革開放之前，我國為了滿足生產需求，使煉鋼產能進一步擴大，建設了非常多的轉爐，也正因如此，中國的轉爐大型化進展飛速，甚至有部分中型、大型轉爐位于世界前列。二是完善、改進轉爐生產技術。在有了大型化建設的這一前提，繼續對終點控制的準確性和煉鋼的穩定性提出了更進一步的要求，為了滿足這一要求，實現穩定準確煉鋼的目標，又研究和開發出了更加先進的復合工藝，將頂吹和底吹工藝相結合。這一階段增加了轉爐爐齡并使得吹煉制度得以轉變。

1.2 21世紀我國的轉爐煉鋼技術

早在21世紀初，中國的鋼鐵總產量就已經突破了兩億五千萬噸，是世界上最大的鋼鐵生產國家。隨著社會發展，我國的鋼鐵冶煉必須朝著提升質量，降低成本、擴大規模的方向發展[1]。

近年來，市場對于清潔鋼的要求愈來愈多，單純的依賴于改進轉爐煉鋼技術，優化生產工序，很難再有革命性的突破，獲得經濟效益。所以，鋼鐵生產企業及其從事該行業的相關人員需要從根本上建立起一個全新的生產體制，大大降低大規模生產純凈鋼的成本，進一步綜合優化了轉爐煉鋼技術的生產工作流程。

為了達到清潔鋼的大規模生產，鐵水“三脫”預處理、長壽復吹爐齡、全自動去人工轉爐吹煉等一系列重大新工藝技術被開發研究出來。這一階段，我國的爐齡已然超過一萬爐，這意味著一座轉爐的產量已經完全可以支撐起一整套軋機的生產能力，這樣大大降低了煉鋼成本和投資成本，同時也大幅度提高了能耗比。

（1）100%鐵水采用“三脫”預處理制造工藝。經過這一技術處理過后的鐵水P和S小于等于0.01%。最近幾年，我國加大力度發展鎂脫硫鐵水預處理技術，學習其他國家的先進工藝，引入了歐美以及俄羅斯的鐵水“三脫”技術。從而提高了煉鋼效率，改善了轉爐鋼水質量，同時也是現代化鋼鐵制造廠的基本標志。

（2）長壽復吹爐齡。中國的轉爐煉鋼廠研究出一項先進技術，即爐渣蘑菇頭保護底吹透氣磚，爐渣蘑菇頭對于底吹噴嘴的保護效果非常好，這一技術使得爐齡和底吹噴嘴的壽命同步，從而使得復吹比100% 達到保障。

隨著轉爐濺渣后爐齡提高，想要實現全程復吹，延長底吹噴嘴的壽命，是全球所有煉鋼廠亟待處理的一個重大技術難關。我國在這方面走在了世界的前面。爐渣蘑菇頭主要為氧化物，具有良好的透氣性和體積大等特點。經水模實驗表明，在氣量相同的情況下，爐渣蘑菇頭所噴射出的細小氣泡可以加速攪拌熔池，從而縮短了近五成的熔池混勻時間。

（3）全自動轉爐吹煉。即轉爐采取高速全自動吹煉。轉爐吹煉本就是轉爐煉鋼的重要技術，它具備前期脫碳速度快，升溫速度快，熱效率高。也正因如此，這一技術容易導致把握終點控制的準確性較為困難，而且容易發生金屬噴濺和爐渣噴濺。而且很容易使鋼水過氧化。

現如今，我國的煉鋼企業依舊多采用人工的方式來進行終點控制，而終點控制本身就是生產鋼鐵的過程中最關鍵的一步之一，而人工又難以達到純凈鋼以及高品質高質量的生產要求。因此，吹煉終點動態控制技術應運而生。它采用人工智能技術，響應極其迅速，并擁有學習能力和強大的適應能力，采用全自動轉爐吹煉，可以獲得很好的煉鋼成果。

2對于轉爐煉鋼技術未來的展望

2.1 展望未來的轉爐煉鋼的發展趨勢

現如今轉爐煉鋼技術在生產過程中仍存在一些問題，比如，還未能全面普及鐵水“三脫”預處理技術，使轉爐回硫成為亟待解決的嚴重問題，未能高效的釋放鐵水預處理的功能。伴隨著國內市場對于鋼材的需求與日俱增，并且對純凈鋼、清潔鋼的要求也愈來愈高，這就更加要求國內煉鋼企業在轉爐煉鋼方面進一步發展，綜合優化，建立起大規模的生產體系。

而建立起大規模的生產體系有哪些主要的技術手段呢，首先，要在未來推廣，普及100%鐵水采用“三脫”預處理工藝，其次需要推廣100%鋼水采用爐外精煉工藝生產純凈鋼，鋼水保護澆鑄和中間包冶金，用結晶器電磁攪拌去除大型夾雜物，最后便是轉爐高速自動化吹煉，少渣冶煉，做到嚴格控制終點鋼水含量。

2.2 節能與環境保護

中國的綜合國力不斷提高，與之同步的是我國的鋼鐵行業，也正因為鋼鐵行業的龐大，綠色煉鋼這一概念被提了出來，它要求企業不單單要考慮企業自己的利潤問題，還要充分得去思考各種能源的損耗，垃圾，污染排放和各種國家規定的硬性指標。企業可以通過采取新的，綠色節能的工藝、技術來達到節能環保的效果，主要可以有以下幾種技術措施：

①首先要嚴格管控各種排放物，并做到按照國家標準進行合法排放。②推進煤氣回收，利用余下的能源發電等節能方式。③對于煉鋼過程產生的粉塵煙氣進行回收。④采取鐵水脫硅的技術可以有效減少爐渣產生。改進轉爐煉鋼的工藝，繼續提高轉爐煉鋼的能耗比，使煉鋼效率提高。

3結束語

①轉爐煉鋼技術一直以來在我國煉鋼技術中都占據著主要地位，也是國內主流的煉鋼方法。轉爐煉鋼工藝上的進步對我國煉鋼生產技術的發展起到很大的推動作用。②現如今，鐵水“三脫”預處理技術得到迅速的發展，取得了顯著的效益。③應當進一步發展完善鐵水脫硫和轉爐煉鋼技術，使中國鋼鐵工業更加繁榮。④建立起低碳環保的高效率、低能耗煉鋼工廠。

參考文獻

[1] 梁國利，蘇繼祥.當今國內外轉爐煉鋼技術發展分析[J].中國科技博覽，2015，（21）：211.