近日，由钢铁研究总院、马鞍山钢铁股份有限公司、宝山钢铁股份有限公司和鞍钢股份有限公司共同完成的“大型转炉洁净钢高效绿色冶炼关键技术”项目通过了中国金属学会在北京组织召开的科技成果评价会。评价委员会委员认为项目成果整体达到国际领先水平。

    复吹转炉在钢铁生产流程中的功能定位是渐进变化的，其功能的转变与作用的发挥，与上、下游工序的衔接方式密切相关。但是由于单工位单体技术和流程衔接技术开发不完善，常规的洁净钢冶炼流程存在严重的问题：①工艺流程长、效率低；②钢水质量不稳定；③生产成本高；④渣量大，能耗、铁耗高；⑤CO2排放量大。

    目前，国内数十家钢铁企业先后建立了200t~350t的大型转炉，且已经成为我国高品质钢主要的冶炼手段，并代表着我国炼钢的水平，但由于起步晚，研究工作不系统，生产中还存在如下主要问题：①冶金反应规律缺乏针对性、系统性研究；②由于熔池较大，搅拌效果不好，冶炼终点远离平衡；③冶炼过程脱磷规律不明确，依靠冶炼终点脱磷，脱磷效率低；④冶炼终点过氧化严重，有效复吹寿命短；⑤冶炼终点不稳定，氧化性强，与RH配合效率低。

    本项目针对大型顶底复吹转炉冶炼过程开展系统研究，突破了大型转炉高效稳定生产洁净钢的关键技术瓶颈。主要创新点如下：

    1、研究揭示了大型复吹转炉熔池均衡搅拌的机理，建立了量化工艺模型，实现了0.20 Nm3/t·min左右高强度底吹搅拌，与国内复吹转炉的常规底吹搅拌（0.06 Nm3/t·min）相比，熔池搅拌效率提高了40%。

    2、针对大型复吹转炉高底吹强度与底吹寿命相矛盾的世界性难题，自主研发了高强度、长寿命复合吹炼工艺和新型顶枪喷头以及大流量底吹元件，转炉供氧强度由3.33 Nm3/t·min提高到3.72 Nm3/t·min，吹炼时间缩短到14.4 min，冶炼终点的底吹惰性气体强度由0.06 Nm3/t·min提高到0.20 Nm3/t·min，实现了全炉役100%复吹比，炉龄达到7333炉，全炉役平均碳氧积降至0.00133的世界领先水平。

    3、建立了大型转炉高效率脱磷机理模型，开发了高效脱磷工艺和自动化炼钢控制技术，在较低渣量和较低氧化铁的条件下实现了高效率脱磷：炉渣T.Fe含量由19.3 %降低到15.9 %，渣量降低20 %，冶炼终点磷分配比全炉役平均值由94提高到136，冶炼终点脱磷率平均91.28 %，实现100 %不等样出钢。

    4、研发应用了世界转炉最大出钢口和复合高效挡渣技术，300 吨转炉平均出钢时间由8.70 min缩短到4.46 min，出钢速度70 t/min，达到了世界领先水平。

    项目成果在马钢、宝钢和鞍钢实施后，实现了大型转炉高效绿色化生产，钢铁料消耗降低5.2 kg/t，炉渣减少20%，耐材消耗0.47 kg/t（降幅50%），转炉工序能耗达到-32.01 kgce/t，节能减排效果显著。运行后三年获得效益12.58亿元，经济效益和社会效益显著。

来源：中国金属学会