低碳冶金技术精选(九篇)

第1篇：低碳冶金技术范文

【关键词】K-OBM转炉；冶炼；不锈钢；工艺；技术

1、冶炼过程加料制度

不锈钢冶炼过程需要加入的合金主要有高碳铬铁、镍及高碳锰铁。大批量[%C]不同的合金及造渣料的加入，加入批次和加入时间的不同，对熔池温度、熔池[%C]，以及脱碳速度的影响绝对是有很大不同的。故冶炼加料的几个主要原则是：

1）脱碳初期少加料，促进熔池快速升温；

2）熔池温度升高到1630℃以上后，开始分批次加入合金及造渣料，每批量不能过大，比较理想的是保持熔池温度从1600℃平稳上升到1670℃；

3）合金加入的顺序是，先加高碳合金，后加低碳合金（如NiFe），锰铁的加入靠后为好，最后加纯Ni合金；

4）造渣料的加入以后期逐步加入为好，脱碳期保持较小的渣量对脱碳反应的进行更为有利；

5）脱碳过程熔渣碱度控制在较低的水平更有利于脱碳。

2、转炉冶炼供气制度

（1）氧气的供气制度

K－OBM转炉冶炼不锈钢的操作中，氧气的供应分为顶吹和底吹两种方式。供氧制度是使氧气流股合理地供给熔池，创造良好的物理、化学反应条件，通过改变供氧制度，可以控制熔池元素的氧化速度，控制炉渣的氧化性，所以对造渣、吹炼时间、喷溅量、枪龄等均有直接影响。

1）顶枪供氧

在冶炼操作中，在氧化期前期与底部一同供氧，进入终脱碳期和还原期停止供氧。一般转炉所需氧气的70％以上要通过顶枪供给转炉。

2）底部供氧

在冶炼不锈钢的操作中，约有25％以上的氧气通过底吹供给转炉，供氧流量为12～90m3/min，在转炉的冶炼前期即升温和脱碳氧化期与顶枪一同供氧，并在氧气中混入一部份氮气，进入还原期后停止供氧。

（2）氮气、氩气的供气制度

在顶底复吹转炉的操作中，氩气是底部供气的理想气体，但是由于氩气比较昂贵，气源紧张，因而在吹炼前期及转炉等待兑铁期间，多用氮气来替代。由于氮气不参与氧化、气源充足、经济等特点，成为在底部供气的主要气体，但对一些含氮量有一定要求的钢种，在吹炼后期及还原期主要供氩气，通过后期的搅拌及炉后的真空工艺脱除部分氮气，从而保证钢中氮含量符合要求，其供气工艺要求详见表1。

3、转炉冶炼造渣制度

在转炉冶炼过程中，熔池中[C]含量由4.0%逐渐降到0.3%，而[Cr]含量由0逐渐升高到17.0%，而Cr在压力为1atm条件下，在1560℃以下Cr与O的亲和力更强，故在向熔池中吹氧脱碳的同时不可避免地伴随着Cr、Fe的大量氧化，炉渣分析证明在氧化渣中Cr2O3的含量可达15-20%。根据转炉不锈钢冶炼的特点和脱碳反应的机理，脱碳期保持较小的渣量对脱碳反应的进行更为有利。表2为不同造渣工艺主要指标比较。

图1、图2为转炉2级系统采集冶炼中不同造渣工艺冶炼过程温度及渣中Cr2O3含量比较。

根据图、表及实际指标对比中可以看出，造渣工艺二在保证冶炼过程温度的平稳上升，降低Cr的氧化方面较工艺一更为合理。

4、结论

K－OBM转炉冶炼不锈钢关键是对加料制度、供气制度、造渣制度的调控，应尽可能使冶炼过程熔池温度变化能够更有利于脱碳反应进行，抑制Cr、Fe的氧化，减少还原硅铁消耗，降低生产成本，提高冶炼质量。

参考文献

[1]郝培荣,赵红梅,马青.顶底复合吹炼转炉冶炼不锈钢[D].太原:冶金工业学校,2000.

第2篇：低碳冶金技术范文

关键词：炉外炼钢；技术；研究探讨

【分类号】：TF71

炉外精炼技术是一项提高产品质量，降低生产成本的先进技术，是现代化炼钢工艺不可缺少的重要环节。随着现代科学技术的发展和工农业对钢材质量要求的提高，钢厂普遍采用了炉外精炼工艺流程。笔者结合自身工作实践，在本文中分析了炉外炼钢技术的主要特点，探讨了当前炉外炼钢技术在生产中的应用方法，提出了下一步炉外精炼技术的发展方向。

一、炉外炼钢技术的主要特点

炉外炼钢是指在钢包中进行冶炼的过程，是将真空处理、吹氩搅拌、加热控温、喂线喷粉、微合金化等技术以不同形式组合起来，出钢前尽量除去氧化渣，在钢包内重新造还原渣，保持包内还原性气氛。炉外精炼的目的是降低钢中的C、P、S、O、H、N、等元素在钢中的含量，以免产生偏析、白点、大颗粒夹杂物，降低钢的抗拉强度、韧性、疲劳强度、抗裂性等性能。

1、可以改变冶金反应条件。炼钢中脱氧、脱碳、脱气的反应产物为气体，精炼可以在真空条件下进行，有利于反应的正向进行，通常工作压力≥50Pa，适于对钢液脱气。

2、可以加快熔池的传质速度。液相传质速度决定冶金反应速度的快慢，精炼过程采用多种搅拌形式使系统内的熔体产生流动，加速熔体内传热、传质的过程，达到混合均匀的目的。

3、可以增大渣钢反应的面积。各种精炼设备均有搅拌装置，搅拌过程中可以使钢渣乳化，合金、钢渣随气泡上浮过程中发生熔化、熔解、聚合反应，通常1吨钢液的渣钢反应面积为0.8～1.3mm2，当渣量为原来的6%时，钢渣乳化后形成半径为0.3mm的渣滴，反应界面会增大1000倍。微合金化、变性处理就是利用这个原理提高精炼效果。

4、可以在电炉和连铸之间起到缓冲作用，精炼炉具有灵活性，使作业时间、温度控制较为协调，与连铸形成更加通畅的生产流程。

二、当前炉外炼钢技术在生产中的应用方法

1、钢包精炼炉法

这种方法是1971年由日本大同钢公司发明的，用电弧加热，包底吹氩搅拌。它的工艺有以下优点：

一是电弧加热热效率高，升温幅度大。二是具备搅拌和合金化的功能，吹氩搅拌易于实现窄范围合金成份控制，提高产品的稳定性。三是设备投资少，精炼成本低，适合生产超低硫钢、超低氧钢。

钢包精炼炉法的生产工艺主要有以下要点：

一是加热与控温LF采用电弧加热，热效率高，钢水平均升温1℃耗电0.5～0.8kW・h，LF升温速度决定于供电比功率，而供电的比功率又决定于钢包耐火材料的熔损指数。因采用埋弧泡沫渣技术，可减少电弧的热辐射损失，提高热效率10%～15%。

二是合金微调与窄成份范围控制。使用合金芯线技术可提高金属回收率，齿轮钢中钛的回收率平均达到90%，硼的回收率达65%，钢包喂碳线回收率高达90%，，高的回收率可实现窄成份控制。

钢包精炼炉法在生产实践中有以下应用：

我国现有家重轨生产厂主要有攀钢、包钢、鞍钢和武钢，生产典型工艺路线如下：LDLFVDWFCC，钢包吊到LF处理线的钢包车上后，由人工接通钢包底吹氩的快速接头，根据要求的钢水成分及温度确定物料的投入量重轨钢含碳量较高，因而增碳显得很重要。

2、真空循环脱气法

这种方法是1958年西德发明的，其基本原理是利用气泡将钢水不断的提升到真空室内进行脱气、脱碳，然后回流到钢包中。

真空循环脱气法的优点主要包括：

一是反应速度快。真空脱气周期短，一般10分钟可以完成脱气操作，5分种能完成合金化及温度均匀化，可与转炉配合使用。

二是反应效率高。钢水直接在真空室内反应，钢中可达到超纯净钢。

三是可进行吹氧脱碳和二次燃烧热补偿，减少精炼过程的温降。

真空循环脱气法在生产实践中有以下应用

日本山阳钢厂将LF与RH配合生产轴承钢形成EF-LF-RH-CC轴承钢生产线，钢中总氧量达到5.8×10-6。LF-RH法首先利用LF炉将钢水升温，利用LF搅拌和渣精炼功能进行还原精炼，是钢水脱硫和预脱氧，然后将钢水送入RH中进行脱氢和二次脱氧。经过这样处理大大的提高了钢水的清洁度，同时钢水的温度达到连铸需要的温度。

宝钢炉外精炼设备有RH-OB、钢包喷粉装置、CAS精炼装置，RH-OB的冶炼效果较理想，脱氢率为50%～70%，脱氮率为20%～40%，去除钢中非金属夹杂物一般能达到70%，在RH中合金处理可以提高合金的收得率和控制的精确度，取得较好的炉外精炼效果。

3、真空罐内钢包吹氧除气法

这种方法是1965年西德首先开发应用的，它是将钢包放入真空罐内从顶部的氧枪向钢包内吹氧脱碳，同时从钢包底部向上吹氩搅拌。此方法适合生产超低碳不锈钢，达到保铬去碳的目的，可与转炉配合使用。他的优点是实现了低碳不锈钢冶炼的必要的热力学和动力学的条件-高温、真空、搅拌。

真空罐内钢包吹氧除气法在生产实践中有以下应用：

采用电炉初炼钢水经VODC炉外精炼的工艺方法，精炼超低碳不锈钢、中低合金钢和碳钢，取得很好的冶金效果，钢中非金属夹杂物减少，氢含量小于3×10-6氧含量小于6.5×10-6，不锈钢中铬回收率达98%～99%，精炼后的钢具有十分优越的性能。VODC精炼工艺成熟，控制容易，适应中小型钢厂和铸钢厂的多钢种、小吨位精炼生产需要，对发展铸钢行业的精炼生产会起到很大积极作用，具有广阔的发展前景。

三、下一步炉外炼钢技术的发展方向

至今，炉外精炼技术已经应用40多年，对提高钢的纯净度、精确控制成分含量及细化组织结构等方面都起了重要作用，使冶炼成本大幅降低，同时提高了钢的品质和性能。但在发展的过程中也出现了一些问题，有待于解决，使这项技术更加完美。

一是实现炉外精炼工艺的智能化控制，根据来料钢水的各种技术参数，利用信息技术，制定最佳的精炼工艺方案，并通过计算机控制各精炼工序。精炼工位配备快速分析设备，实现数据网络化，减少热停等待时间。

二是炉外处理设备将实现“多功能化”。在水钢精炼设备中将渣洗精炼、真空冶金、搅拌工艺以及加热控温功能全部组合起来，实现精炼，以满足超纯净钢生产的社会需求。

三是开发高纯度、高密度、高强度的优质碱性耐火材料，以适应不同精炼炉的需要，注重产品质量的稳定性。耐火材料的使用条件应尽可能与炉渣相适应，最大限度地降低侵蚀速度。要根据精炼设备的实际情况形成不同层次的配套材料，研究开发保温和修补技术，提高炉衬的使用寿命。

四是减少精炼过程的污染排放，精炼过程会产生大量废气，其中含SO2、Pb、金属氧化物、悬浮颗粒等，在真空脱气冷却水中含有固态悬浮物、Pb、Zn等，这些污染物须经企业内部的相关处理，把污染程度降低到符合排放标准后再排放，加强环境保护意识。

参考文献：

[1]徐国华；高效预熔精炼渣的冶金效果试验[J]；《炼钢》；2002年01期.

第3篇：低碳冶金技术范文

【关键词】粉末冶金材料 热处理 密度 强度 淬透性 碳氮共渗

中图分类号：J523 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）35-079-01

一. 前言

粉末冶金材料在现代工业中的应用越来越广泛，特别是汽车工业、生活用品、机械设备等的应用中，粉末冶金材料已经占有很大的比重。它们在取代低密度、低硬度和强度的铸铁材料方面已经具有明显优势，在高硬度、高精度和强度的精密复杂零件的应用中也在逐渐推广，这要归功于粉末冶金技术的快速发展。全致密钢的热处理工艺已经取得了成功，但是粉末冶金材料的热处理，由于粉末冶金材料的物理性能差异和热处理工艺的差异，还存在着一些缺陷。各铸造冶炼企业在粉末冶金材料的技术研究中，热锻、粉末注射成型、热等静压、液相烧结、组合烧结等热处理和后续处理工艺，在粉末冶金材料的物理性能与力学性能缺陷的改善中，取得了一定效果，提高了粉末冶金材料的强度和耐磨性，将大大扩展粉末冶金的应用范围。

二. 粉末冶金材料的热处理工艺

粉末冶金材料的热处理要根据其化学成分和晶粒度确定，其中的孔隙存在是一个重要因素，粉末冶金材料在压制和烧结过程中，形成的孔隙贯穿整个零件中，孔隙的存在影响热处理的方式和效果。粉末冶金材料的热处理有淬火、化学热处理、蒸汽处理和特殊热处理几种形式：

1.淬火热处理工艺

粉末冶金材料由于孔隙的存在，在传热速度方面要低于致密材料，因此在淬火时，淬透性相对较差。另外淬火时，粉末材料的烧结密度和材料的导热性是成正比关系的；粉末冶金材料因为烧结工艺与致密材料的差异，内部组织均匀性要优于致密材料，但存在较小的微观区域的不均匀性，所以，完全奥氏体化时间比相应锻件长50%，在添加合金元素时，完全奥氏体化温度会更高、时间会更长。比如，以不同化合碳含量的烧结碳钢为例，淬火温度如表1所示，

在粉末冶金材料的热处理中，为了提高淬透性，通常加入一些合金元素如：镍、钼、锰、铬、钒等，它们的作用跟在致密材料中的作用机理相同，可明显细化晶粒，当其溶于奥氏体后会增加过冷奥氏体的稳定性，保证淬火时的奥氏体转变，使淬火后材料的表面硬度增加，淬硬深度也增加。另外，粉末冶金材料淬火后都要进行回火处理，回火处理的温度控制对粉末冶金材料的的性能影响较大，因此要根据不同材料的特性确定回火温度，降低回火脆性的影响，一般的材料可在175-250℃下空气或油中回火0.5-1.0h。

2.化学热处理工艺

化学热处理一般都包括分解、吸收、扩散三个基本过程，比如，渗碳热处理的反应如下：

2CO≒[C]+CO2 （放热反应）

CH4≒[C]+2H2 （吸热反应）

碳分解出后被金属表面吸收并逐渐向内部扩散，在材料的表面获得足够的碳浓度后再进行淬火和回火处理，会提高粉末冶金材料的表面硬度和淬硬深度。由于粉末冶金材料的孔隙存在，使得活性炭原子从表面渗入内部，完成化学热处理的过程。但是，材料密度越高，孔隙效应就越弱，化学热处理的效果就越不明显，因此，要采用碳势较高的还原性气氛保护。根据粉末冶金材料的孔隙特点，其加热和冷却速度要低于致密材料，所以加热时要延长保温时间，提高加热温度。

粉末冶金材料的化学热处理包括渗碳、渗氮、渗硫和多元共渗等几种形式，在化学热处理中，淬硬深度主要与材料的密度有关。因此，可以在热处理工艺上采取相应措施，比如：渗碳时，在材料密度大于7g/cm3时适当延长时间。通过化学热处理可提高材料的耐磨性，粉末冶金材料的不均匀奥氏体渗碳工艺，使处理后的材料渗层表面的含碳量可达2%以上，碳化物均匀分布于渗层表面，能够很好地提高硬度和耐磨性能。

3.蒸汽处理

蒸汽处理是把材料通过加热蒸汽使其表面氧化，在材料表层形成氧化膜，从而改善粉末冶金材料的性能。特别是对于粉末冶金材料的表面的防腐，其有效期比发蓝处理效果明显，处理后的材料硬度和耐磨性明显增加。

4.特殊热处理工艺

特殊热处理工艺是近些年来科技发展的产物，包括感应加热淬火、激光表面硬化等。感应加热淬火是在高频电磁感应涡流的影响下，加热温度提升快，对于表面硬度的增加有显著效果，但是容易出现软点，一般可以采取间断加热法延长奥氏体化时间；激光表面硬化工艺是以激光为热源使金属表面快速升温和冷却，使奥氏体晶粒内部的亚结构来不及回复再结晶而获得超细结构。

三. 粉末冶金材料热处理的影响因素分析

粉末冶金材料在烧结过程中生成的孔隙是其固有特点，也给热处理带来了很大影响，特别是孔隙率的变化与热处理的关系，为了改善致密性和晶粒度，加入的合金元素也对热处理有一定影响：

1.孔隙对热处理过程的影响

粉末冶金材料在热处理时，通过快速冷却抑制奥氏体扩散转变成其他组织，从而获得马氏体，而孔隙的存在对材料的散热性影响较大。通过导热率公式：

导热率=金属理论导热率×（1-2×孔隙率）/100

可以看出，淬透性随着孔隙率的增加而下降。另一方面，孔隙还影响材料的密度，对材料热处理后表面硬度和淬硬深度的效果又因密度影响而有关联，降低了材料表面硬度。而且，因为孔隙的存在，淬火时不能用盐水作为介质，以免因盐分残留造成腐蚀，所以，一般热处理是在真空或气体介质中进行的。

2.孔隙率对热处理时表面淬硬深度的影响

粉末冶金材料的热处理效果与材料的密度、渗（淬）透性、导热性和电阻性有关，孔隙率是造成这些因素的最大原因，孔隙率超过8%时，气体就会通过空隙迅速渗透，在进行渗碳硬化时，增加渗碳深度，表面硬化的效果就会降低。而且，如果渗碳气体渗入速度过快，在淬火中会产生软点，降低表面硬度，使材料脆变和变形。

3.合金含量和类型对粉末冶金热处理的影响

合金元素中常见的是铜和镍，它们的含量与类型都会对热处理效果产生影响。热处理硬化深度随铜含量、碳含量的增加而逐渐增高达到一定含量时又逐渐降低；镍合金的刚度要大于铜合金，但是镍含量的不均匀性会导致奥氏体组织不均匀；

4.高温烧结的影响

高温烧结虽然可以获得最佳的合金化效果和促进致密化，但是，烧结温度的不同，特别是温度较低时，会导致热处理的敏感性下降（固溶体中的合金减少）和机械性能下降。因此，采用高温烧结，辅助以充分的还原气氛，可以获得较好的热处理效果。

四、结语

粉末冶金材料的热处理工艺是一个复杂的过程，它与孔隙率、合金类型、合金元素含量、烧结温度有关系，同致密材料相比，内部的均匀性较差，要想获得较高的淬透性，要提高完全奥氏体化温度并延长时间，不均匀奥氏体渗碳可得到不受奥氏体饱和碳浓度限制的高碳浓度。另外，加入合金元素也可提高淬透性。蒸汽处理可显著提高其防腐性能和表面硬度。

参考文献：

[1]曹放，粉末冶金材料的热处理工艺试验，粉末冶金技术，1993，11

第4篇：低碳冶金技术范文

【关键词】氧枪 粘钢 高碳低磷钢

一、前言

SWRH82B钢为高强度低松弛预应力混凝土结构用钢，是宣钢高技术含量、高附加值的“双高”产品。为提高钢水洁净度，冶炼工艺采用：高出钢碳 出钢 C≥0.30%，且P≤0.012%，出钢温度1580℃-1620℃，属典型的高碳低磷产品，转炉冶炼难度大，吹炼过程极易粘枪。而氧枪是转炉炼钢的关键设备，高纯度氧气以超音速速度通过氧枪吹入转炉内金属熔池中的。在冶炼过程中，熔池由于氧流的冲击和激烈的碳氧反应且炉渣未呈熔融状态时，飞溅起来的金属夹带炉渣粘在氧枪上，这就是“氧枪粘钢”。严重的氧枪粘钢会在氧枪下部、喷头上部形成一个巨大的“橄榄形”结瘤，使枪体变粗，在烟罩水套处容易造成氧枪升降故障，甚至出现氧枪提不出去，严重影响转炉吹炼，可能造成铸机降速甚至断浇，所以，冶炼82B钢避免粘枪对保障生产顺行、提高钢质量和降低生产成本至关重要。

二、SWRH82B钢氧枪粘钢原因分析

由于我厂开发生产SWRH82B也就三、四年，前两年由于该钢种产量较低，对其操作控制难以很好把握，生产时氧枪粘钢现象严重，有时一个班换2-3支氧枪，生产非常被动，经我厂技术人员分析，粘钢主要原因有以下7点：（一）在造渣制度的执行过程中，认为低磷钢冶炼白灰加入量越多越好，未能掌握最佳灰量；（二）因普钢冶炼通常采用恒流量操作，高碳双渣品种变流量操作不适应，枪位调整不及时；（三）双渣工艺效果不理想，走渣时机掌握不好；（四）过程温度控制过低，一倒温度波动幅度较大；（五）造渣料和化渣料配比不合适，易喷溅或返干；（六）入炉废钢量大，导致过程冷料加的少，需补充（FeO）时无法加入；（七）一倒拉碳靠经验判断，稳定性差，枪位不宜把握，易粘枪。

以上因素造成炉渣难化透，流动性差，金属喷溅严重粘枪或过程供氧过多大于需氧，渣中（FeO）富集，大量喷溅并瞬间渣量减少且结块也易金属粘枪。

三、避免吹炼粘枪的实践研究

以下从装入制度、供氧制度、造渣制度、温度制度几方面进行冶炼SWRH82B钢过程优化避免粘枪的研究。

（一）装入制度

采用定量装入，废钢铁水合理搭配 ，温度留有富余，保证过程可吃进20-25/吨钢的冷料，以提供足够的（FeO），避免炉渣化不好返干粘枪。

（二）供氧制度

首先，及时测量钢水液面，做到对冶炼的枪位心中有数，不使枪位距熔池液面低。吹炼过程枪位控制的基本原则是：化好渣、化透渣、快速脱碳、不喷溅、熔池均匀升温。在碳的激烈氧化期间，尤其要控制好枪位。枪位过低，会产生炉渣“返干”，造成严重的金属喷溅，导致粘枪而烧坏喷头。枪位过高，渣中氧化铁含量较高，又加上脱碳速度快，同样会造成大喷或连续喷溅。吹炼过程中枪位控制的好与坏对粘枪严重程度很关键。其次，在氧压流量控制方面，严禁使用大氧压操作，特别是吹炼中期，C―O反应剧烈的时候。过程采用大小两种氧气流量18000 m3/h和20000 m3/h，枪位偏高保证渣子始终处于活跃状态，供氧量大于熔池需氧量。为保证终点碳，在中后期可采用高枪位低供氧流量操作，这样既可以抑制快速降碳升温，又可以增加渣中FeO含量，促进化渣，提高脱磷率，满足出钢成分要求。而在后期采用高枪位、中等氧量操作，以便在确保化好渣去磷的前提下，对终点碳、温进行有效控制。采用上述控制措施后，效果明显好转，在保障终点w（[C]）≥0.30%，w（[P]）≤0.012%基础上，按上述工艺参数控制，粘枪现象大量减少。

（三）造渣制度

1.转变操作工认识。在操作过程中，强化操作人员的炉渣碱度意识，要求他们必须根据铁水成分及装入量按碱度（R=3.3～3.75）合理使用石灰，在保证炉渣MgO=5～7%之间，控制轻烧白云石的用量，努力引导操作人员从经验炼钢向科学炼钢转变，铁水入炉后，及时取铁水样测铁水温度，根据数据确定吹炼过程石灰、冷料基本加入量。实际操作中，要根据铁水含硅量调整渣料配比、批量及加入时间和枪位等，以适应冶炼过程中渣量变化，避免渣料加入过多导致炉渣碱度高、[MgO]高引起炉渣发粘，或避免原先渣料量因没有根据入炉料变化及时相应改变，导致普遍粘枪现象。

2.双渣操作。原先前期料加入偏多偏集中，走渣效果不佳。走完渣后下枪金属返干严重，既粘枪又难以去磷。现在对双渣进行了规范。

（四）温度制度

冶炼82B钢为保证较高的磷分配比，确保前期去磷效果，前期熔池温度不能过高，而为了促进石灰的熔化，避免因渣化不好，流动性差低温粘枪，熔池温度又不能过低。试验结果表明，吹炼前期双渣时熔池温度应控制在1300一1400℃之间，不宜超过1400℃，走渣时间应控制在250S-300S之间。吹炼中后期，为避免返干现象发生，利用冷料小批量多批次及时调节，均匀升温，抑制脱碳反应速度，一倒时C控制在0.5%-0.7%，温度控制在1570℃-1590℃，并保证起枪时渣子化透不发泡，再下枪点吹时枪位在开氧后停一下再高枪调料化渣，低枪位稳定钢水成分、温度，避免急于降枪粘钢。

四、结论

上述研究与实践表明，通过控制吹炼各时期的供氧、炉渣、温度等工艺参数，在宣钢铁水条件下，转炉可以采用高碳低磷出钢工艺生产82B钢，并大幅降低了粘枪事故。

参考文献：

[1]汪大洲.钢铁生产中的脱磷【M】.北京：冶金工业出版社 1986.

[2]黄希枯.钢铁冶金原理【M】.北京：冶金工业出版社 1986.

第5篇：低碳冶金技术范文

关键词：冶金工业，高速钢轧辊，研究现状

 

一、冶金工业的发展现状

（一）钢铁生产工艺流程逐步优化

20世纪90年代以来,世界钢铁工业在激烈的国际市场竞争中,由20世纪80年代以前的以扩大规模、增加产量为主转向降低消耗、降低成本、提高质量、增加品种和保护环境。博士论文，高速钢轧辊。钢铁工业技术进步的主流是缩短生产流程,减少工序,提高质量,降低消耗,提高效率。技术进步中有两大主要趋向:一是寻找可以替代传统工艺的新工艺流程的研究开发;二是现有工艺和技术装备的完善化。两大技术进步趋向互相竞争、相互渗透,促使钢铁工业不断提高钢材质量、减少消耗、降低成本、减轻对环境的污染,进一步走向集约化。

传统的钢铁生产工艺流程是一种“冷态”下间歇式生产的工艺流程。日本在20世纪60年代建设的10多个大型钢铁厂都是采用这种工艺流程。20世纪80年代以后,世界钢铁业已逐步将上述传统的钢铁生产工艺流程改造成为现代化“热态”连续生产工艺流程。这种工艺流程具有高效、连续、紧凑、智能等特点。20世纪80年代末期,德国、法国、日本、意大利、美国等钢铁工业发达国家开发成功接近最终钢材产品形状的连铸、连轧技术,如带钢、型钢的连铸连轧等。由于该技术具有工艺流程紧凑、生产周期短、物料消耗少、生产效率高等一系列优点,在近十多年来得到了快速发展。自从1989年世界第一条薄板坯连铸连轧生产线在美国纽柯公司克劳福兹维尔厂投产以来, 经过10多年发展,到2002年底,世界上已有38个薄板坯连铸连轧生产厂共56条生产线,总生产能力已超过5 500万吨。我国现已有5个钢铁企业建成8条薄板坯连铸连轧生产线,到目前为止又有5个钢铁企业正在建设厚板坯连铸连轧生产线,不久的将来总生产能力将达2000万吨,预计届时将占全世界同类生产线能力的1/4以上。博士论文，高速钢轧辊。2001年我国连铸比达到89.71%,已经超过了2000年的世界平均水平。2003年达到了96.96%,目前,全国重点大中型企业中,连铸比达到99%以上的企业已达41家。

带钢连铸连轧技术是世界主要钢铁生产国家正在积极开发应用的一项重大钢铁生产前沿技术,它将是21世纪钢铁生产技术的一个主要发展方向。

（二）钢铁产量不断增长

冶金行业的发展受到国内与国际宏观经济环境的共同影响。国内方面,国家采取的宏观调控措施初见成效,钢铁行业投资规模过大,低水平重复建设得到遏制,有效打击了“地条钢”等劣质产品冲击钢材市场的行为,进一步净化了市场,钢铁生产企业对市场更加理性化。消费结构的升级和城镇化速度加快为钢铁行业发展提供了基本的保障;西部大开发和振兴东北老工业基地的战略也为钢铁行业提供了新的发展机会。国际方面,世界经济仍保持总体向好的发展态势,全球钢铁需求持续增长。

二、冶金工业对轧辊的需求

钢铁工业的持续发展,为轧辊制造业提供了广阔的发展空间。博士论文，高速钢轧辊。一方面,随着钢产量的不断增加,轧辊需求量大幅增长。仅就国内而言,据统计,每年消耗的轧辊材料有50万吨以上,价值数十亿元。另一方面,随着轧钢技术和装备水平的不断提高,对轧辊的质量也提出了更高的要求。而国内轧辊生产厂家的制造水平还较落后。仅以宝钢为例,2000年,宝钢用于轧辊的采购资金超过2亿元,其中国内的只占30%,国外的占70%。因此,不断研究新型轧辊材质及制造工艺,为轧机配备高性能的轧辊已成为国内轧辊生产行业面临的重要课题。

三、轧辊材料的研究现状

为提高热轧辊的表面耐磨性,热轧辊材料不断地得到改进,其基本的发展过程是从冷硬铸铁到高铬铸铁到半高速钢和高速钢。高速钢材料用于轧辊制造,使轧辊性能显著提高,轧材质量明显改善。

（一）高速钢轧辊的特点

高速钢轧辊是用具有高硬度,尤其是具有很好的红硬性、耐磨性和淬透性的高速钢作为轧辊的工作层,用韧性满足要求的高强度灰铁、球铁、铸钢及锻钢作为轧辊的芯部材料,把工作层和芯部以冶金结合的方式结合起来的高性能轧辊。

1、高速钢轧辊的化学成分特点

(1)含有较多的C和V。C和V可以形成高硬度的MC型碳化物,提高轧辊耐磨性;

(2)有较高的Cr含量。Cr含量高,可在轧辊组织中形成一定数量的M7C3型碳化物,有利于降低轧制力并改善轧辊辊面的抗粗糙性;

(3)含有一定量的Co(≤10%)。Co可提高高速钢轧辊的红硬性,从而提高轧辊耐磨性;

(4)离心铸造高速钢轧辊中含有≤5%的Nb。Nb可降低轧辊组织中因合金元素密度差大而引起的偏析。

2、高速钢轧辊的组织特点

高速钢轧辊的性能取决于其微观组织结构特征:(1)碳化物的种类、形状、体积分数及分布;(2)马氏体基体的性能特点;(3)晶粒尺寸大小。轧辊用高速钢材料的微观组织结构与合金成分及工艺条件有关。因材料成分和工艺条件的不同,出现了各种不同的研究结果。同以往的高铬铸铁轧辊相比,高速钢轧辊中的碳化物类型较多,除含有MC型碳化物外,还含有M2C、M6C和M7C3型碳化物。

（二）高速钢轧辊的生产工艺及其特点

围绕着轧辊外层与芯部的结合问题,高速钢轧辊的制造技术不断发展。博士论文，高速钢轧辊。目前国外主要采用离心铸造法(CF)、连续浇铸复合法(CPC)和电渣熔铸法(ESR)制造,而热等静压法(HIP)和喷射成形法(Osprey)仍在完善和发展中。CPC法制造轧辊装备复杂,我国仍无法生产;ESR法制造轧辊能耗高,仅适合于制造冷轧辊;用离心铸造法生产轧辊装备简单,工艺稳定,效率高,是制造高速钢轧辊的重要方法。博士论文，高速钢轧辊。离心铸造法生产高速钢轧辊尽管存在着合金元素容易产生偏析的问题,但由于其突出的优点,使它在相当长一段时间内仍处于高速钢轧辊生产的主导地位。博士论文，高速钢轧辊。

（三）高速钢轧辊的应用

自20世纪80年代以来,国外在热带钢连轧机上开始试用高速钢轧辊并取得良好效果。目前高速钢轧辊的比例不断提高,在某些机架上,甚至全部采用了高速钢轧辊。使用高速钢轧辊后,辊耗明显下降,换辊次数显著减少,轧辊研磨量减少,轧机能力提高,燃料和动力消耗降低,有助于降低轧制成本和提高带钢质量。

近年来我国也开展了铸造高速钢轧辊的研究,北京冶金设备研究院采用普通离心铸造方法生产了高速钢辊环,其成分(质量分数,%)为:2.0~2.4C,8~15W,2~3Mo,4~7V,3~5Co;金相组织为:马氏体+共晶碳化物+二次碳化物+残余奥氏体;力学性能为:硬度60~65HRC,冲击韧性(5~10)J/cm,抗拉强度(400~600)MPa。

四、结语

随着轧机向自动化、连续化、重型化方向发展,对轧辊的几何尺寸、表面精度和力学性能提出了更高的要求。轧辊生产厂、研究机构和钢铁生产企业必须加强冶金轧辊材料的基础性研究、轧辊生产技术的研究、轧辊工艺装备的研究和轧辊使用技术的研究,不断提高我国轧辊制造业和钢铁产品的国际竞争力。

参考文献：

[1]符寒光.高速钢轧辊研究的现状及展望[J]钢铁,2000,(05).

[2]翁宇庆.我国冶金工业在新世纪最初几年的科技进步[J]钢铁,2004,(01).

第6篇：低碳冶金技术范文

介绍了MFB顶吹氧枪技术、水环真空泵技术和干式机械泵技术等3种节能技术在RH真空精炼工艺的应用。国内某钢厂300tRH真空精炼系统的应用表明：应用MFB顶吹氧枪技术，RH处理过程钢液温降可减少15．8℃；应用水环真空泵技术，可降低RH吨钢生产成本约2．25元；应用干式机械泵技术，可降低RH吨钢生产成本约6．05元。

关键词：

RH精炼；节能技术；MFB顶枪；水环真空泵；干式机械泵

RH真空精炼工艺1959年由德国Rheinstahl和Hutlenwerke公司开发。经过近60年的发展，RH真空精炼工艺具有吹氧脱碳、脱气（脱氢、脱碳）、成分微调、均匀钢水成分和温度等多种功能，能极大提高钢水品质，改善钢材质量，提高经济效益，同时还具有大批量快速处理钢水的能力，能很好地与转炉和连铸的快速生产节奏匹配。因此，RH真空精炼技术成炼钢工艺最重要的精炼工艺之一［1］。2008年以来，我国钢铁产业受金融危机和产能过剩双重影响，行业经营举步维艰。钢铁公司对于生产成本的控制越来越严格，对于各种节能的冶炼工艺和设备应用也越广泛，作为重要二次精炼工艺之一的RH真空精炼，近年来节能生产工艺也有长足发展［2］。

1MFB多功能顶吹氧枪技术

MFB多功能顶吹氧枪装置由顶枪枪体、顶枪升降旋转装置及密封通道组成。MFB顶枪主要冶金功能包括：1）吹氧脱碳，向真空室吹氧气进行强制脱碳，提高RH脱碳速率，缩短冶炼周期；2）加热升温功能，钢水在真空室内循环时，会产生较大的温降，对于铝镇静钢会向钢水表面投放铝粒对钢水进行加热升温，同时通过顶吹氧气促进铝的燃烧；3）处理间隙烘烤真空室，保持真空室温度在1400℃以上，减少处理时的留钢和留渣，降低钢水处理过程中温降；4）化冷钢，处理间隙通过富氧强化加热，将残留在真空室内的冷钢和钢渣融化，从插入管流出，为冶炼纯净钢和超低碳钢创造良好的生产条件。MFB顶枪真空吹炼处理期间向真空室内吹氧主要存在下面反应：应用MFB多功能顶枪技术后温度补偿见表1。MFB顶吹氧气技术通过顶吹氧气强制脱碳可以提高RH精炼工艺的脱碳速率，在相同的脱碳时间下，可以使转炉出钢钢水的w（C）由0．025％提高到0．050％，同时通过向钢水中吹氧气加热可以减少处理过程钢水温降，可以降低转炉出钢钢水温度，起到节能降耗的目的［3－4］。

2RH高效水环泵技术

RH真空精炼技术发展初始，对于真空系统产生设备的选择就是整个工艺技术的重中之重。通过不断的工艺实践，蒸汽喷射泵技术因强大的获得真空的能力、低廉的造价和维护成本成为首选。生产实践中，蒸汽喷射泵主要使用转炉余热蒸汽并辅助锅炉蒸汽或自备电厂蒸汽。但是，蒸汽喷射泵也存在蒸汽耗量大、车间蒸汽难以平衡等弱点，而RH高效水环泵技术能够较大地降低RH工艺的蒸汽消耗［5］。水环泵工作原理：水环泵工作液（水）通过进水口，当叶轮如图1中顺时针旋转时，水由于离心力的作用被抛向四周，形成1个封闭水环。水环的上部内表面刚好与叶片顶端接触，此时叶轮和水环之间形成1个月牙的空间，叶轮以下部0°为起点，叶轮旋转的前180°时腔体的容积由小变大，且与端面上的吸气口相通，此时气体被吸入，叶轮旋转过程中腔体变小，吸入气体被压缩，叶轮继续旋转，当腔体与排气口连通时，吸入气体排水，完成1个抽气过程。如图2水环泵抽气性能曲线所示，在压力100～20kPa，水环泵工作效率高，抽气速度较快。结合表2RH精炼工艺蒸汽喷射泵的工作模式综合考虑，水环泵能够很好地替代蒸汽喷射泵系统中的第5级喷射泵，形成水环泵加4级喷射泵组成的真空系统。增加水环泵后真空系统的工作模式（如表3）：开始抽气时，启动水环泵WB1和WB2，使真空压力快速降低到35kPa，然后再依次开启四级喷射泵、三级喷射泵、二级喷射泵和一级喷射泵将系统压力降到67Pa左右，完成1个抽气过程。国内某钢厂300tRH通过对蒸汽喷射泵系统进行水环泵改造后，蒸汽耗量由41t／h降低到31t／h，节约蒸汽耗量24．39％。300tRH每年可生产合格钢水267万t，每年可节约生产成本600．75万元，在缓解转炉炼钢系统蒸汽平衡的同时，极大地降低了RH生产成本［6］，见表4。

3RH干式机械泵真空系统

干式机械真空泵很早就出现了，一般来说，能在1个大气压到100Pa的压力范围内工作；在泵的抽气流道（泵腔）中，不使用任何油类和液体，排气口与大气相通，能连续向大气中排气的泵称为干式泵。RH精炼工艺发展伊始，对于真空获得设备就存在2种选择，即多级蒸汽喷射泵和干式真空泵。干式泵由于自身设备机械精密性高，对于进入泵腔的气体粉尘含量有很高要求，RH真空精炼工艺发展伊始，由于除尘设备不能满足工艺要求，干式机械真空泵在RH真空精炼工艺中没有实际运用。随着除尘工艺进步，进入泵腔的气体粉尘含量能满足干式机械泵的工作要求，干式机械泵在RH真空精炼工艺终于有用武之地，并在国内多家钢铁公司实现运用［7］。国内现在应用比较广泛的干式机械泵抽气系统由三级螺杆泵和一级罗茨泵组成，如表5为国内某钢厂300tRH干式机械泵真空系统主要设备配置。真空系统由1级13台抽气能力91800m3／h的螺杆泵，二级13台抽气能力19050m3／h的螺杆泵，三级8台16000m3／h的螺杆泵，四级8台抽气能力2500m3／h的罗茨泵组成。最大抽气能力可达到1248000m3／h，设备总装机容量3924kW。按照300tRH精炼系统年可处理267万t合格钢水计算，采用全机械泵年可节约生产成本1615．35万元。全干式机械真空泵系统与全蒸汽喷射泵系统和水环泵加蒸汽喷射泵系统相比，虽然一次投资成本大，但系统抽气性能稳定，可根据生产工艺连续可调，且生产成本极低见表6，长远

4结语

RH真空精炼工艺经过近60年的发展，工艺设备日趋完备，工艺效果也有极大提高，已成为炼钢工艺不可或缺的工艺之一，是提升钢水品质行之有效的工艺手段。随着技术进步，生产模式由粗放式管理向精细化管理转变，对于生产过程成本的控制成为企业管理控制的重中之重。因此，节能技术在RH真空精炼工艺中也不断得到应用，极大降低了RH工艺生产成本，促进了RH工艺的健康发展。

［参考文献］

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［2］徐国群．RH精炼技术的应用与发展［J］．炼钢，2006，22（1）：12－15．

［3］陈英．武钢二炼钢RH－MFB吹氧技术的应用［J］．钢铁研究学报，2008，20（8）：60－62．

［4］胡伟．RH精炼中顶枪的应用与改进［J］．冶金设备，2009（2）：63－64．

［5］郑奋怡．宝钢4号RH高效水环泵－蒸汽喷射真空泵系统的应用实践［J］．真空，2008，45（3）：32－33．

［6］易红兵．210tRH真空炉真空泵改造后节能效果分析［J］．江西冶金，2016，36（2）：26－27．

［7］杨乃恒．干式真空泵的原理、特征及其应用［J］．真空，2000（3）：2－6．

［8］张昭．干式机械泵在包钢210tRH中的生产应用［J］．包钢科技，2016，42（2）：7－8．

第7篇：低碳冶金技术范文

【关键词】人工冶铁 块炼铁 生铁 出现

【中图分类号】G633.51 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）09-0066-01

打开现行人民版《普通高中课程标准实验教科书・历史・必修二》翻到第14页，我们会看到这样一段描述：“在两河流域、地中海沿岸和埃及出土了世界上最早的铁器。中国使用陨铁和人工冶铁都较前几个地区稍晚，然而冶炼块炼铁和生铁大体与之同期。” 根据上述对于中外人工冶铁业的叙述，我们似乎可以得出这样的结论：中国人工冶铁的出现晚于两河流域、地中海沿岸和埃及，但中国冶炼块炼铁和生铁却与上述地区大体同期。该结论完全正确吗？要想对这一问题作出回答，我们很有必要对中外人工冶铁的出现作一番探讨。

早期人类冶炼技术不够发达，无法从铁矿石中冶炼得到铁，所以，在人工冶铁出现以前，世界上许多民族，都曾有过使用陨铁制器的历史。例如，在尼罗河流域和幼发拉底河流域出土的公元前2000多年前的铁珠和匕首，是目前所发现的世界上最早的陨铁制器;而目前所发现的中国最早的陨铁制器则是在中国河北藁城台西村商代遗址中出土的公元前14世纪前的铁刃铜钺。可以说，人类最早使用的铁，就是陨铁。但陨铁只是一种含铁量较大的陨星，或者说是一种天然铁，陨铁制器与人工冶铁的发明并没有必然的联系。

大约在公元前1400年左右，居住在小亚细亚（地处亚洲最西端之半岛，北临黑海，南滨地中海）的赫梯人发明了冶铁技术。怎么发明的呢？是在炼铜之时发明的！赫梯人生活的地方铁矿较多，他们在向熔炉中投入铜矿石时炼铜时，有时会混杂进去一些铁矿石。在冶炼过程中，矿石中的铁便被高温熔炉中的一氧化碳还原出来。由于当时熔炉的温度不够高，大约在1000℃左右，低于铁的熔点1535℃，所以，一氧化碳还原出来的铁是固态铁块而并非液态铁水。这种固态铁块不会与熔化的铜混在一起，很容易与铜区别，这也就是人类最早冶炼出的“块炼铁”。于是，世界上最早的人工冶铁技术便宣告诞生。由于疏松多孔，块炼铁也常被称为海绵铁。冶铁技术发明之后，赫梯国王严禁其外传。但是，随着赫梯王国的衰败，赫梯工匠四处移民，于是，大约在公元前1300年―公元前1000年左右，冶铁术传入两河流域、古埃及以及欧洲部分地区。

众所周知，我们通常所说的铁分生铁和熟铁两种，包括钢在内，它们都是以铁和碳两种元索为主的一种合金，而其区别主要在于含碳量不同。我们通常把含碳量在0.02%以下的叫熟铁，0.02%―2.11%的叫钢，2.11%―6.69%的叫生铁。人类最早所冶炼出的块炼铁含碳量低于0.02%，实际上也就是一种熟铁。无论是生产还是使用，块炼铁都存在着不少的缺点：一是块炼铁为固态铁块而非液态铁水，不能从熔炉中流出，而要将之从熔炉中取出时很容易导致炉膛遭到不同程度的损坏，从而无法连续生产，所以块炼铁的生产效率是比较低的;二是块炼铁所含杂质比较多，需要通过不断反复加热锻打才能将之挤出从而制成各种器具，费工费时;三是块炼铁含碳量较低，质地较软，使用受限制较多。也正因如此，在发明块炼铁冶炼技术之后，先人们就不断努力对其进行改进，于是，生铁、钢的冶炼技术也得以发明。同块炼铁相比。生铁和钢有不少的优点。以生铁为例，“生铁的冶炼温度是1150℃到1300℃，出炉产品呈液态，可以连续生产，可以浇铸成型，杂质比较少，质地比较硬，冶炼和成形率比较高，从而产量和质量都大大提高。所以说，由块炼铁到生铁是炼铁技术史上的一次飞跃。”但是，在国外，这一过程却是极其漫长的。以欧洲为例，虽然早在公元前1000年左右其部分地区就已经出现了块炼铁冶炼技术，但是，直到公元14世纪，生铁冶炼技术在欧洲才得以出现。也就是说，从能够冶炼块炼铁到能够冶炼生铁，欧洲大约经历了2400多年的时间！

如果要问人工冶铁技术在中国何时出现？目前，学术界对此还无法给出一个一致的答案。但是，比较普遍的观点认为是在公元前6世纪左右，也就是春秋时期。因此，可以这样说，中国人工冶铁的出现的确是晚于地中海沿岸、两河流域、埃及和欧洲地区的。但是，有一点大家是一致的，那就是不管是哪一地区，其最早冶炼出的铁都是块炼铁。前面曾谈到，在世界其它地区，从能够冶炼块炼铁到能够冶炼生铁、钢，这期间往往会有一个较长的发展过程。但是，与上述地区有所不同的是，在古代中国，在块炼铁技术出现后，我们的祖先却很快就发明了生铁以及钢的冶炼技术！有多快呢？时间大约是100年左右！也就是说，中国大约在公元前5世纪前后即春秋末期和战国初期就出现了生铁及钢的冶炼技术。以生铁为例，如果同欧洲进行对比，从能够冶炼块炼铁到能够冶炼生铁这一发展过程，中国远远短于欧洲，大约要短2300年左右。因此，我们也会常常看到这样的叙述：在古代中国，块炼铁、生铁、钢的冶炼技术均几乎是同时出现的，这是古代中国人所创造的一个世界冶铁史上的奇迹！那么，在公元前6世纪前后块炼铁技术在中国出现之后，我们的祖先又是如何发明生铁和钢的冶炼技术的呢？

春秋战国时期中国的生铁冶炼工艺，在原料、燃料使用上与块炼铁冶炼基本一样，例如，在燃料上使用的都是木炭。它们之间主要的差别在冶炼炉温的不同。块炼铁冶炼时的炉温大约在1000℃左右，而生铁冶炼时炉温却达到了1100-1200℃。简而言之，生铁冶炼技术之所以在公元前5世纪左右就能够在古代中国出现，主要就是因为我们的祖先能够将冶铁熔炉的温度提升到足够之高。在冶铁过程中，一方面，当时我国使用了较强的鼓风装置，另一方面，我们还使用了比较高大的冶炼竖炉，因此，进行生铁冶炼所必须达到的炉温，我们完全有能力提供。在高温冶铁过程中，被还原生成的固态铁会吸收含于木炭中的碳元素，而且，随着温度的升高，这种吸收的速度会不断加快。随着对碳元素的不断吸收，铁的熔点会不断降低，最低可降至1146℃。在这种条件下，炉温就可使铁熔化，从而就得到了液态的生铁。而液态生铁可以直接浇铸成器，且质地较块炼铁坚硬，适合用来铸造农具，这就大大推动了古代中国铁器以及农业的生产和发展。

春秋战国时期中国炼钢技术的发明，从基本原理上讲，与生铁冶炼技术的发明有一些相似。如前所述，块炼铁所含杂质比较多，需要通过不断反复锻打才能将之排除以便制器，而也就在这不断反复锻打的过程中，中国出现了块炼钢技术。当时，人们在锻打块炼铁的过程中，使用木炭不断反复加热，而块炼铁则吸收了木炭中的碳元素，含碳量得以提高，而且杂质也有所减少，变得较为坚硬，从而成为了块炼渗碳钢。在当时，块炼钢在农业中使用并不很多，而是主要用来制作刀剑等兵器。

综上所述，我们不难发现，现行人民版《普通高中课程标准实验教科书・历史・必修二》第14页对于中外人工冶铁业的叙述，应该说是存在一定错误的，或者说表述不够清楚。在我看来，我们不妨作出这样的调整：“在两河流域、地中海沿岸和埃及出土了世界上最早的陨铁制器，但陨铁制器与人工冶铁的发明并没有必然的联系。世界上最早的人工冶铁技术在公元前15世纪左右出现于西亚地区的赫梯王国，其所冶炼出的铁为块炼铁。同生铁相比，无论是生产还是使用，块炼铁都存在着不少的缺点，因此，由块炼铁到生铁是人类炼铁技术史上的一次飞跃。但是，这一过程的完成却并不短暂，例如，欧洲就经历了2400多年。中国使用陨铁和人工冶铁都较前几个地区稍晚，然而块炼铁和生铁的冶炼技术却几乎是同时出现。”

参考文献：

第8篇：低碳冶金技术范文

一、优化能源结构，提高能源利用效率

低碳经济是以“低能耗、低污染、低排放”为基础，低碳技术创新为核心，通过转变能源结构、提高能源效率、转变生产和消费方式、增加碳汇潜力等实现低碳排放目标的一种经济形态。工业化和城市化加快推进的江西，正处在能源需求快速增长阶段。江西作为欠发达地区，建设小康社会，提高人民生活水平和生活质量必然带来能源消费的增长。近年来，江西省能源消费呈快速增长态势。从1995年到2008年，江西省能源消费总量由2391.7万吨标准煤增加到5375.8万吨标准煤。从能源消费构成来看，1995年原煤消费占总量的79.8%，2008年则占73.8%，比重虽有降低，仍居高不下，能源消费以煤为主。1995年原油占10%，2008年增加到14.8%，共增长了4.8个百分点。2008年天然气消费占0.6%，相对于2006年的0.2%而言，增速较快。整体来看，江西省能源需求增长趋势明显，化石能源尤其是煤炭能源是江西省能源利用的主体。

从能源供需及来源来分析，尽管能源生产总量和能源消费总量从2000年到2008年都在递增，显然能源消费总量增速更快。江西省能源供需缺口不断增大，目前半数以上的能源消费依赖外省调入，调入量从2000年的1157.2万吨标准煤迅猛增加到2008年的3183.9万吨标煤，增长了2.75倍。能源调入量占能源消费总量的比重也从2000年的46.2%增长到2008年的59.2%，能源自给率不断下降，从外省调入能源的数量和比重迅速增大。江西省能源发展无法自给自足，越来越依赖外来能源的特点日益突出。按照目前发展态势可以预见，江西省能源总供应将无法满足需求，若再考虑到外煤调运成本增加因素，江西省能源安全前景堪忧。能源格局的改变不是一蹴而就的，而是一个逐步调整过程。为此，江西要逐步调整优化煤炭调入网络结构，增加输油输气管道的投资建设力度，发挥铁路、管道等多种运输方式联运作用，形成分工合作、高效畅通、较为完善和现代化的江西省能源综合运输系统。

在煤炭、石油和天然气这三种化1石能源中,煤的含碳量最高。据计算，每燃烧一吨煤炭会产生4.12吨的二氧化碳气体，比石油和天然气每吨多30%和70%。从保证能源安全和保护环境的视角看，发展低碳或无碳能源，促进能源供应的多样化，是江西优化能源结构、减少煤炭消费的必然选择。为此，江西应积极构建多样、安全、清洁、高效的能源供应和消费体系，重点发展以利用洁净煤技术为基础的电力工业，加大水力发电的应用，进一步开发利用风力发电；积极推广使用天然气，提高天然气在工业能源和居民能源消费中的比重；开发利用新能源和再生能源，加快开发太阳能、光电和光热技术；此外，要积极推广农村沼气综合利用技术、秸秆气化技术和新型液体燃料技术等。尽管调整能源结构可以大量减少温室气体的排放，但在一定的技术经济条件下，能源结构调整受到成本和资源禀赋的双重约束，能源结构调整的减排效应是有限的。从江西省的发展来看，江西作为欠发达地区，提高能源利用效率是降低能源强度的主要动力。

为了对江西省发展低碳经济的潜力进行对比分析，特选取东部的广东和山东，中部的湖北，西部的陕西和青海五省作为江西省的比照对象。根据IPCC碳排放计算指南计算出广东、山东、湖北、江西、陕西、青海六省的低碳经济相关指标（表1）。

人均碳排放反映人均意义上的碳排放水平。从表2可知，广东等六省人均碳排放存在较大差异，山东的人均碳排放最高，为2.787吨/人，江西的人均碳排放最低，为0.750吨/人，山东的人均碳排放是江西的3.7倍；从碳排放总量来看，青海碳排放总量最低，为773.15吨，其次是江西，为3254.30吨；碳生产率是衡量低碳技术水平高低的指标。广东碳生产率最高，为3.380万元/吨碳，其次是山东，为2.416万元/吨碳，江西碳生产率居第三位，为1.690万元/吨碳。虽然江西的GDP和陕西接近，但因为能源消耗量较低使江西具有相对较高的碳生产率。尽管如此，和东部发达省份相比，仍有较大差距。碳能源排放系数用碳排放总量和能源消费总量的比值来表示，是衡量能源效率的一个重要指标。江西的碳能源排放系数为0.640吨碳/吨标煤，在六省中居第三位，能源效率还处于较低水平。上述分析可知，尽管江西省的人均碳排放量最低，但低碳发展仍处于较低水平，碳生产率有待提高，碳能源排放系数有待降低。为此，江西发展低碳经济必须调整能源使用结构，提高能源利用效率，才能达到降低碳排放总量的目的。

二、改进生产体系，推动产业结构升级

最大程度缓解经济发展和资源环境消耗之间的矛盾是低碳发展的关键。江西改进生产体系是改变传统的“高投入，低产出”生产体系，建立资源节约和环境保护的新型生产体系，进而推进江西生产体系的低碳化。目前，江西工业化程度相对较低，工业发展模式还未定型，生产体系改进的阻力较小，工业发展具有后发优势。具体而言，改进生产体系达到实现清洁生产、集约生产、循环生产的目标，关键在于以下四方面：一要对污染严重的企业进行优化重组，推进集约化生产降低污染并依靠重组形成的财力合力积极开发清洁技术实现清洁生产；二是江西在承接沿海地区产业转移时应选择性接收，应制定承接产业转移的接受标准，规避资源利用大、环境破坏强的企业；三要继续推进工业园区建设，进行综合治理、综合排放，提高治理效率、减少治理成本；四要大力推行循环经济发展模式及“6R”理念，即减少排放（Reduce）、重复使用（Reuse）、循环利用（Recycle）、可再生（Renewable）、可替代（Replace）、恢复或重建（Recovery）。

江西省产业结构处于演进和优化进程中。1990年江西省三次产业比为41：31.2：27.8，为“一二三”产业结构；2008年江西省三次产业比为16.4：52.7：30.9，升级为“二三一”产业结构。这种第二产业为主的产业结构决定了江西省能源消费的主要部门是工业，工业生产技术水平的相对落后，又加重了江西工业发展的高碳特征。

从产业耗能结构来看，江西省第一产业能源消耗量从2000年的151万吨标煤增加到2008年的166.6万吨标煤，年均增长1.24%，但在能源总消费总量中所占比重较小，仅占3%-6%；第二产业能源消耗量由2000年的1759.5万吨标煤增加到2008年的4052.7万吨标煤，年均增长10.99%，在能源总消耗量中所占比重一直保持在65%以上；第三产业能源消耗量由2000年的208.6万吨标煤增加到2008年的481.6万吨标煤，年均增长11.03%，在能源总消费量中所占比重逐年上升，由2000年的8.33%上升到2008年的8.96%。数据分析显示，近年江西省第二产业能耗最多，占总能耗的65%以上；第三产业能耗次之，约占8.5%，且有逐年上升趋势；第一产业能耗最少，不到6%。

工业是江西省能源消费的主要领域。江西省工业能耗2000年的1543.8万吨标准煤增加到2008年的4013.9万吨标准煤，工业能耗占全省总能耗的百分比由69.5%上升到74.7%。其中，工业耗煤由2000年的2263.8万吨上升到2008年的5028.3万吨，占全省煤炭总消费的95.5%。工业电力消费由2000年的174亿千瓦时上升到2008年的378.3亿千瓦时，占全省当年电力消耗的69.2%。

从江西省工业能耗及能耗结构来看，工业中的非金属矿物制品业、黑色金属冶炼及压延加工业、有色金属冶炼及压延加工业、石油加工炼焦、化工原料及制品、电力热力生产和供应业等是工业耗能较大的六个行业。2008年江西省上述六个行业的能源消耗占工业能源消耗的76.3%和全省能源消耗的57%。江西省工业能耗一半以上集中在非金属矿物制品业等六个行业。其中，石油加工炼焦的能源消费总量从2000年的145.6万吨标准煤增加到2008年的202.8万吨标煤，增长了1.39倍，年均增长4.23%；化工原料及制品由2000年的171.9万吨标煤增加到2008年的279.7万吨标煤，年均增长6.27%；非金属矿物制品业能源消费总量从2000年的313.4万吨标煤增加到2008年的880.9万吨标煤，年均增长13.79%；黑色金属冶炼及压延加工业能源消耗量由2000年的323.1万吨标煤增加到2008年的1161.9万吨标煤，年均增长17.35%；有色金属冶炼工业能源消耗量由2000年的102.2万吨标煤增加到2008年的228.4万吨标煤，年均增长10.57%；电力热力生产和供应业能源消耗量由2000年的164.7万吨标煤增加到2008年的309万吨标煤，年均增长8.18%。可见，黑色金属冶炼及压延加工业和非金属矿物制品业是江西省能源消耗增长最快的行业，其次为有色金属冶炼工业和电力热力的生产和供应业，提高高耗能行业的能源效率，是工业节能减排的突破口。

为此，江西发展低碳经济要走新型工业化道路，推进产业结构优化升级和经济发展方式转变，重点优化第二产业内部结构，尤其是要调整高耗能产业结构，淘汰高投入、高耗能、高污染、低效益的劣势企业；提升第三产业比重，扶持高科技、低能耗的新兴产业发展，提高技术密集型产业的比重，形成以现代服务业和先进制造业为主的产业结构。要围绕低碳农业、低碳工业、低碳服务业逐步形成资源节约环境保护新型生产体系，保证江西经济又好又快发展。

三、推进技术创新，发展低碳产业群落

低碳经济是世界经济发展的大势所趋。从长远战略来看，今后的区域经济竞争将是碳生产率的竞争。尽管目前江西推进低碳技术创新的成本较高，但打造江西产品、产业、经济的战略优势和竞争潜力，才能在未来经济地域分工与竞争中占有一席之地。此外，基于碳基能源的高碳经济模式会排放大量的二氧化碳等温室气体，而可再生能源的环境负荷要低很多。因此，江西发展低碳经济须有长远眼光，综合考虑未来经济发展的竞争力和环境成本，以推进低碳技术创新引领低碳经济竞争力是江西获取低碳经济发展高位的关键。

具体而言，江西首先必须强化自主创新能力，鼓励企业开发低碳技术和低碳产品，整合市场现有的低碳技术，加强节能减排技术的示范与推广。尤其要开发包括节约能源技术、可再生能源技术和碳捕存技术等低碳高端技术。鼓励并扶持企业积极投入节能和清洁能源、煤的清洁高效利用、油气资源和煤层气的勘探开发、可再生能源、核能、碳捕集和封存、清洁汽车技术等新技术。此外，要加强与发达国家或省份在低碳领域的合作，形成低碳研发技术体系，为江西低碳经济的发展创造条件。

从空间维度来看，江西要重视低碳产业群落建设。低碳产业群落是指以高科技含量、高附加值、低耗能、低污染的产业群为核心，以科技创新、人才培育、资本运营、信息共享、现代物流等为支撑，以生态环境优美、基础设施良好、社会保障稳定、法制诚信完善的产业发展环境为依托，相互协调、相互制约且在一定地域空间集聚的低碳产业集群。江西培育和发展低碳产业群落，要充分发挥低碳产业群落的创新性、集聚性和竞争性，实现经济发展、环境治理和节能降耗等目标。具体而言，设低碳产业集群要以园区为平台，产业集聚为导向，着力发展高新技术产业、生产业、现代农业和文化创意产业；其次，可借力鄱阳湖生态经济区规划成为国家战略的契机，积极开展低碳经济试点工作。可先选择鄱阳湖生态经济区的滨湖地区作为全省发展低碳经济的试点区，吸引社会资本和外资参与，主动做好相关政策和制度配套，积极引导低耗能、低消耗、低排放、高效益的企业在这里集聚，形成分工合理、相互联系、空间集聚和具有竞争优势的低碳产业群落。再将滨湖地区低碳产业群落模式推广到鄱阳湖生态经济区，实现鄱阳湖生态经济区低碳发展和绿色崛起，最终带动江西经济的整体发展。

四、引导公众消费，倡导低碳生活方式

构建低碳消费生活方式的核心是消费结构低碳化。城市居民生活行为消耗的能源和排放的二氧化碳远高于农村。所以，在加速推进环鄱阳湖城市群的背景下，引导城市居民消费低碳化是江西倡导低碳生活方式的重点。具体来看，居住是城镇居民最大的能源密集型行为，占城镇居民生活行为对能源消费的45.1%，其次是直接生活用能，占26.43%。需要说明的是，居住和直接生活用能也是较大的碳密集行为，分别占城镇居民生活行为二氧化碳排放总量的43.82%和24.47%。由此可知，江西节能减排在很大程度上依赖于城镇居民消费方式的转变。为此，江西需要不断调整居民消费结构，引导居民由高碳消费向低碳消费的转变。具体可鼓励大众选择高效利用能源、少排放污染物、有益健康的出行方式，鼓励使用自行车、轨道交通、公共汽车等交通工具；此外，发挥信息化办公优势，减少不必要出行，从而提高政府办事效率。

形成低碳生活方式，“节流”的作用也不容小视。江西可建立健全绿色消费的激励机制，引导全社会勤俭节约，反对奢靡浪费，在日常生活中主动节水、节电、节油，引导购买绿色环保产品。政府可以发挥公共财政政策作用促进节能，加快研究出台有关税收政策，尽快建立节能专项基金，通过征收碳税和能源消费税，提高能源使用成本，在一定程度上能起到节约能源的作用。

五、加强环境保护，充分发挥碳汇潜力

江西发展低碳经济是江西实现生态、经济与社会可持续发展的战略选择。从上世纪80年代开始实施“山江湖”工程，到“要金山银山，更要绿水青山”观念的提出，再到“生态立省、生态强省”理念的实施，一直到鄱阳湖生态经济区战略的推进，江西根据自身优势，不断探索一条生态文明和经济文明高度融合的、科学发展的绿色崛起之路。目前，江西生态示范区面积占全省国土面积的57.3%，全省森林覆盖率达60.05%，位居全国第2位。鄱阳湖是我国最大的淡水湖，享有“世界生命湖泊”之誉，湿地面积达3841km2，占鄱阳湖总面积的80%。环鄱阳湖地区拥有丰富的森林生态资源，森林覆盖率达60%以上。在我国五大淡水湖泊之中，鄱阳湖区的生物资源最为丰富、生物量最大、生物多样性程度也最高。鄱阳湖生态经济区也形成以鄱阳湖为中心，由“山、丘、平、湖”组成的从中心向较为完整的水陆环带状生态系统。综上可知，江西具有发展低碳经济最为重要的生态优势。

第9篇：低碳冶金技术范文

关键词：炼钢工艺 炉外精炼 技术

把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼,即得到钢。钢的产品有钢锭、连铸坯和直接铸成各种钢铸件等。通常所讲的钢,一般是指轧制成各种钢材的钢。钢属于黑色金属但钢不完全等于黑色金属。

1、国内外炉外精炼技术的发展历程和现状

炉外精炼:将炼钢炉（转炉、电炉等）中初炼过的钢液移到另一个容器中进行精炼的炼钢过程,也叫二次冶金。炼钢过程因此分为初炼和精炼两步进行。初炼:炉料在氧化性气氛的炉内进行熔化、脱磷、脱碳和主合金化。精炼:将初炼的钢液在真空、惰性气体或还原性气氛的容器中进行脱气、脱氧、脱硫,去除夹杂物和进行成分微调等。将炼钢分两步进行的好处是:可提高钢的质量,缩短冶炼时间,简化工艺过程并降低生产成本。炉外精炼的种类很多,大致可分为常压下炉外精炼和真空下炉外精炼两类。按处理方式的不同,又可分为钢包处理型炉外精炼及钢包精炼型炉外精炼等。

铁中脱磷问题的认识和解决,在钢铁生产发展史上具有特殊的重要意义。钢的大规模工业生产开始于1856年贝塞麦(H.Bessemer)发明的酸性转炉炼钢法。但酸性转炉炼钢不能脱磷;而含磷低的铁矿石又很少,严重地阻碍了钢生产的发展。1879年托马斯(S.Thomas)发明了能处理高磷铁水的碱性转炉炼钢法,碱性炉渣的脱磷原理接着被推广到平炉炼钢中去,使大量含磷铁矿石得以用于生产钢铁,对现代钢铁工业的发展作出了重大的贡献。

我国早在20世纪50年代末,60年代中期就在炼钢生产中采用高碱度合成渣在出钢过程中脱硫冶炼轴承钢、钢包静态脱气等初步精炼技术,但没有精炼的装备。60年代中期至70年代有些特钢企业(大冶、武钢等)引进一批真空精炼设备。80年代我国自行研制开发的精炼设备逐渐投入使用(如LF炉、喷粉、搅拌设备),黑龙江省冶金研究所等单位联合研制开发了喂线机、包芯线机和合金芯线,完善了炉外精炼技术的辅助技术。现在这项技术已经非常成熟,以炉外精炼技术为核心的“三位一体”短流程工艺广泛应用于国内各钢铁企业,取得了很好的效果。初炼(电炉或转炉)精炼连铸,成了现代化典型的工艺短流程。

2、炉外精炼技术的特点与功能

炉外精炼是指在钢包中进行冶炼的过程,是将真空处理、吹氩搅拌、加热控温、喂线喷粉、微合金化等技术以不同形式组合起来,出钢前尽量除去氧化渣,在钢包内重新造还原渣,保持包内还原性气氛。炉外精炼的目的是降低钢中的C、P、S、O、H、N、等元素在钢中的含量,以免产生偏析、白点、大颗粒夹杂物,降低钢的抗拉强度、韧性、疲劳强度、抗裂性等性能。这些工作只有在精炼炉上进行,其特点与功能如下:

(1)可以改变冶金反应条件。炼钢中脱氧、脱碳、脱气的反应产物为气体,精炼可以在真空条件下进行,有利于反应的正向进行,通常工作压力≥50Pa,适于对钢液脱气。

(2)可以加快熔池的传质速度。液相传质速度决定冶金反应速度的快慢,精炼过程采用多种搅拌形式(气体搅拌、电磁搅拌、机械搅拌)使系统内的熔体产生流动,加速熔体内传热、传质的过程,达到混合均匀的目的。

(3)可以增大渣钢反应的面积。各种精炼设备均有搅拌装置,搅拌过程中可以使钢渣乳化,合金、钢渣随气泡上浮过程中发生熔化、熔解、聚合反应,通常1吨钢液的渣钢反应面积为0.8～1.3mm2,当渣量为原来的6%时,钢渣乳化后形成半径为0.3mm的渣滴,反应界面会增大1000倍。微合金化、变性处理就是利用这个原理提高精炼效果。

(4)可以在电炉(转炉)和连铸之间起到缓冲作用,精炼炉具有灵活性,使作业时间、温度控制较为协调,与连铸形成更加通畅的生产流程。

3、发展炉外精炼技术需解决的问题及发展方向

炉外精炼技术已经应用40年,对提高钢的纯净度、精确控制成分含量及细化组织结构等方面都起了重要作用,使冶炼成本大幅降低,同时提高了钢的品质和性能。但在发展的过程中也出现了一些问题,有待于解决,使这项技术更加完美。

(1)实现炉外精炼工艺的智能化控制,根据来料钢水的各种技术参数,利用信息技术,制定最佳的精炼工艺方案,并通过计算机控制各精炼工序。精炼工位配备快速分析设备,实现数据网络化,减少热停等待时间。

(2)钢包精炼:钢包精炼型炉外精炼的简称。其特点是比钢包处理的精炼时间长（约60～180分钟）,具有多种精炼功能,有补偿钢水温度降低的加热装置,适于各类高合金钢和特殊性能钢种（如超纯钢种）的精炼。真空吹氧脱碳法（VOD）、真空电弧加热脱气法（VAD）、钢包精炼法（ASEA-SKF）、封闭式吹氩成分微调法（CAS）等,均属此类;与此类似的还有氩氧脱碳法（AOD）。

(3)减少精炼过程的污染排放,精炼过程会产生大量废气,其中含SO2、Pb、金属氧化物、悬浮颗粒等,在真空脱气冷却水中含有固态悬浮物、Pb、Zn等,这些污染物须经企业内部的相关处理,把污染程度降低到符合排放标准后再排放,加强环境保护意识。

4、结语

炉外精炼技术是一项提高产品质量,降低生产成本的先进技术,是现代化炼钢工艺不可缺少的重要环节,具有化学成分及温度的精确控制、夹杂物排除、顶渣还原脱S、Ca处理、夹杂物形态控制、去除H、O、C、S等杂质、真空脱气等冶金功能。只有强化每项功能的作用,才能发挥炉外精炼的优势,生产出高品质纯净钢种。

参考文献

[1]王雅贞等.氧气顶吹转炉炼钢工艺与设备.北京:冶金工业出版社,2001.