高炉低碳冶炼技术精选(九篇)

第1篇：高炉低碳冶炼技术范文

关键词：低成本；精炼；外加电场；夹杂物

0.前言

当前全球钢铁行业产能过剩、钢材市场竞争残酷。钢铁产品正面临着被新型材料如铝、塑料、玻璃等替代的巨大压力和挑战。我国正处于钢铁工业结构的调整和优化的关键时期，随着经济危机的深化，各行各业对钢材产品的性价比提出了更严格的要求，现存冶炼工艺存在排放量大、高能耗、高成本的问题。因此要想在日趋激烈的钢材市场竞争中立于不败之地，钢铁企业必须尽快掌握钢材的低成本生产技术，做到节能减排、高效经济。本文结合一些研究成果对低成本冶炼新工艺及技术进行介绍，为降低冶炼成本提供思路。

1 二氧化碳用于低成本冶炼

1.1 二氧化碳作为炼钢过程的反应介质

二氧化碳在高温下具有弱氧化性，因此可以部分代替氧气作为炼钢过程中脱碳的反应介质。由于存在CO2 +C=2CO这个反应，直接气化脱碳所需的氧气用量降低，进而减少因局部氧气过剩而引起铁被氧化，从而造成铁损。朱荣课题组 对转炉炼钢过程烟尘的形成机制进行详细研究后发现：氧气射流直接与高温铁液接触，能够产生2500℃以上的高温火点区，该区域温度最高可达到3000℃，而金属铁的沸点为2750℃因此金属铁将会部分被氧化、挥发（这也是细粉尘形成的主要因素），形成高温烟尘随烟气排放。文献[4]中工业实验证明了：同常规冶炼比较，底吹模式渣中铁及其氧化物数目大幅度减少，减少量平均达1/3。所以减少炼钢过程中氧气的用量，可以减少铁损、增加产能，利于降低冶炼成本是有利的。

1.2 二氧化碳作为炼钢过程搅拌气体

冶炼过程中向钢液中吹人CO2气体，会发生CO2+C=2CO的反应，气体分子体积变为反应前的二倍，可以强化熔池搅拌作用。日本在底吹炼钢方面进行了大量的研究，证明了底吹加大了对熔池的搅拌力度，有利于夹杂物和气体的去除。2009年朱荣等进行的底吹工业试验，试验结果表明：转炉底吹是完全可行的。在保持C含量基本不变的情况下，同常规冶炼相比，底吹CO2模式P含量从0.030%降至0.023% ，降幅高达23%。T.Bruce等人也报道了用CO2替代Ar对钢液进行搅拌，并在60t和200t钢包中进行了CO2喷吹搅拌的工业试验得到了底吹CO2对钢液基本没有不良影响的结论。因此，二氧化碳可以替代Ar等成本高的气体，作为炼钢过程搅拌气体。

1.3 二氧化碳冷却喷嘴和炼钢熔池

我们曾应用热分析技术对碳的二氧化碳气化反应进行了研究，研究表明：1）二氧化碳与碳的反应分为一步和多步反应，多步反应时的限制反应步骤为脱附反应过程。2）无论是一步还是多步反应，碳与二氧化碳气化均为吸热反应。佐野正道 曾得到界面化学反应不足以成为脱碳的限制性环节，因此限制性环节是气体与碳的吸附和脱附。CO2+C=2CO反应不仅增大了搅拌气流的体积，同时增加了碳与二氧化碳吸附、脱附的接触概率和接触面积。从而促进了反应的进行，消除/削弱了限制性环节的作用。

碳的二氧化碳气化为吸热反应，对炉底喷嘴有良好的冷却效果。将CO2掺入氧气射流中进行CO2一O2混合喷吹，利用CO2作为氧化剂参与熔池反应，可降低熔池温度，减少金属铁的氧化蒸发。通过研究发现：随着射流中CO2比例的提高，烟尘的产生量逐步减少，当二氧化碳比例达到某一定值时，烟尘基本不再产生。

2 外加电场用于低成本冶炼

研究通过控制钢液中的分电压，使其达到或高于夹杂物的分解电压从而使夹杂物分解形成的气体在阳极逸出，电解出的金属在阴极富集、析出。在外加直流电场来处理钢液时，降低钢中的[s]、[0]的同时还可以减少了钢中夹杂的数量，实现夹杂物的形态的人为控制。在外加电场为交流或脉冲电场时，钢中的夹杂物受到“攻击”，进而使粒径较大的颗粒夹杂物被“击碎”或“蚕食”变为较小的颗粒。同时随着电流的变化钢液产生的涡流促使夹杂上浮从而被去除。钢液涡流的自身搅拌作用减少了搅拌气体的用量、降低了对耐火材料的冲刷，同时提高了钢液洁净度、降低了冶炼成本。该技术在冶金温度下应用，夹杂物离子在液态钢液中迅速迁移、传输，可大大缩短冶炼处理时间。

综上该外加电场技术可以达到快速有效去除钢中夹杂及其形态控制的目的，实现少渣或无渣冶炼，减轻耐材的渣料侵蚀及搅拌气体冲刷，提高钢液洁净度降低冶炼成本。

3 高效低成本冶炼平台的建立

我国大型钢铁企业的传统生产工艺为：铁水脱硫预处理一LD―LF―RH―CC。由于传统炼钢工艺流程长，生产流程中存在着炼钢回硫、低碳脱磷、铝脱氧与夹杂物控制及强还原精炼四个基本问题，是造成钢材质量不稳定、能耗高、成本高和CO2排放量大的主要原因。因此解决基本问题便可以节能减排，增产降耗。

解决这四个基本问题的措施如下：

1）如果在铁水预脱磷过程中，采用低氧位脱磷工艺，适当提高炉渣碱度和降低渣中TFe含量，提高硫在渣钢间的分配比，可以抑制转炉炼钢回硫。

2）采用铁水预脱磷处理工艺，可以提高脱磷效率；通过采用低FeO渣脱磷工艺，能够降低铁耗，也能抑制脱磷预处理过程中半钢增硫；严格控制铁水硅含量，减少渣量。通过以上方法就能够控制低碳脱磷。

3）减少铝加入量，提高铝脱氧的收得率；尽可能采用真空碳脱氧工艺，减少Al2O3脱氧产物对钢水的污染；改变Al2O3上浮机制，缩短弱搅时间；优化钙处理工艺。

4）改进强还原精炼的措施主要是提高转炉终点碳含量，降低钢水氧化性，采用真空脱碳脱氧工艺降低加铝前钢水氧含量。

由上述的传统工艺存在的问题的解决措施可见，传统钢铁流程中存在着重复还原和氧化、升温和降温、增碳和脱碳等复杂过程。综合上述问题后提出的新的工艺流程。

4 结论

现今钢铁行业正处于低迷的时期，生产高附加值的钢种，并降低其冶炼成本势在必行。本文介绍了几种低成本高效的生产途径，归纳如下：

（1）应用二氧化碳替换氧气作为炼钢过程反应介质；使用二氧化碳替代价格较高的氩气作为炼钢过程搅拌气体和保护气体。以上应用在获得高效的同时也起到冷却喷嘴和炼钢熔池的作用，从另一角度节约了生产成本。

（2）应用外加电场去除钢中夹杂及控制夹杂物的形态，该技术不但能起到LF般利用温度梯度去除夹杂的作用，同时对钢液中的夹杂物还存在电解和电场力学作用，因此更有利于夹杂物的快速去除及形态控制。

（3）传统的冶炼工艺存在重复冶炼、重复能耗等问题。应用新的工艺流程，可以有效的、较大限度的避免重复问题及降低生产成本。

参考文献

[1]庞建明，郭培民，赵沛. 钒钛磁铁矿的低温还原冶炼新技术[J]. 钢铁钒钛，2012，02：30-33.

[2]陈晓霞. 钢铁冶炼新技术与耐火材料[J]. 武钢技术，2005，06：6-11+39.

[3]刘洋，宗男夫. 环保型低成本冶炼新技术[J]. 辽宁科技学院学报，2013，01：1-3.

[4]杨利群. 钨湿法冶炼新工艺技术的应用[J]. 稀有金属与硬质合金，2006，02：52-54.

第2篇：高炉低碳冶炼技术范文

【关键词】铬铁合金；生产；发展

文章编号：ISSN1006―656X（2014）05-0332-01

一、引言

铬是一种非常重要的合金元素。在我国，铬矿资源非常缺乏，大多数的铬矿都是从国外进口的。铬被广泛的应用在工业生产中，其中有75%都应用在冶金行业中，它在钢铁生产中起着不可替代的重要作用。在钢铁生产过程中或加入铬合金元素，但会根据不同的实际需要选择不同的铬铁合金。铬铁合金根据含碳量可将其分为高、中、低、微四种碳铬铁。铬铁合金是铁合金三大品种之一，仅次于锰硅合金。随着社会经济的快速发展和生产技术的不断进步，铬铁合金生产在我国得到了快速的发展，其产品逐渐的应用到了各个领域当中，发挥的作用也越来越明显。

二、铬铁合金发展的概况

解放前，我国对于铬铁合金的生产可以说为零。新中国成立以后，随着国民经济的发展需求，在1957年由吉林一个铁合金厂生产出了高碳铬铁，次年，又生产出了硅铬合金，并通过利用电硅热法生产出了微碳铬铁。在1960年，该厂建立了两台微碳铬铁电炉。随后，我国各地的铁合金厂纷纷建立起来微碳铬铁电炉并投入到生产当中，这也就标志着我国结束了对微碳铬铁进口的历史。改革开放后，随着社会经济的快速发展，铬铁合金生产进入了一个新的发展阶段。

这四十多年来，我国的铬铁合金生产工艺和技术得到的极大的发展和进步。60年代研究和使用了“真空固态脱碳”的新工艺，特别是90年代使用的波伦法工艺，生产出了品种多样的铬铁合金，使我国的铬铁合金的技术指标达到了国际先进水平。同时，不过铬铁合金的产量也在不断地提高。

三、各类铬铁合金生产的发展

（一）高碳铬铁

1957年，吉林的一个铁合金厂通过对铬矿进行工业规模的试验，生产出了1424t的高碳铬铁，在冶炼过程中平均耗电5710kWh/t。1964年，在9MVA矿热炉上进行封闭式高碳铬铁的冶炼试验使用一种耐热的混凝土作为炉盖，由于在试验过程中，烟道发生严重性的堵塞，导致料管被烧坏而停止了试验。1968年，在12.5MVA的矿热炉上完成了封闭式的冶炼，并且进一步对煤气净化系统进行了加强和改进。1970年，把回收的煤气投入到蒸汽锅炉的使用中，进行了70多天的实验，运行状态处于基本稳定。1974年，再一次对煤气洗涤、污水处理进行了试验同时走了大量的除氰试验和污水闭路循环试验，从中得到了大量的重要数据，为工业更好的进行试验提供了必要的资料。

由于我国铬矿的缺乏，所以在进行高碳铬铁的冶炼过程中，所使用的铬矿石大多数都是从不同的国家进口的，使用的铬矿石品种多种多样。就因为使用各种的铬矿品种，造成冶炼难度增加。但经过不断的实验，也逐渐了解和掌握了各国铬矿的冶炼特性，从中研究出了单一矿及矿种搭配使用的丰富经验。

为了实现精料进炉的目标，各个铬铁厂家在铬粉矿处理方面进行了深入的研究，如在70年代末到80年代初，吉林厂就不断对铬粉矿球团预还原和冷压球进行了试验研究，使球团预还原度达到了40%以上。在以后，虽然也有很多的厂家进行了相关的试验，但是该实验的投资过大，最后这项工作没有持续下去。

随着科技的不断进步，现代化大型设备也得到了快速的发展。1987年，吉林厂建立了一台25MVA的全封闭矿热炉，实现了煤气的回收，大量的生产高碳铬铁，运行状态稳定。如今大多数的高碳铬铁电炉都在使用的电子计算机来进行控制。

（二）硅铬合金

我国主要使用的是“二步法”进行硅铬合金的生产，虽然也对一步法进行过试验，但受各种条件的限制没有继续下去。在60年代，仅仅只有吉林厂在进行硅铬合金的生产，在70年代后，上海、湖南等铁合金厂才逐渐投入到生产当中。70年代末，上海场引入了“脱硫摇包”将其用于硅铬合金的降碳当中，并取得了试验成功，脱碳率高达96%以上，一级品从以往的18～70%提高至90%以上.这样极大的减少了单位耗量和铬含硅量，使日产量得到了有效的增加。这种工艺是硅铬合金生产的一大进步，为微碳铬铁的工艺出现提供了良好的条件。

1987年，上海厂再次对“一步法”生产硅铬合金进行研究，并取得了成功，继而，横山厂、重庆厂也先后在“一步法”生产硅铬合金中取得了成功。如今西方国家大多数采用的都是“一步法”，通过利用大容量的矿热炉进行硅铬合金的生产。而我国主要使用的都是小容量电炉，也没有良好的原料条件，因此不适合用“一步法”进行生产。

（三）精炼铬铁（中、低、微碳）

1957年，吉林厂首先在1MVA矿热炉上，对越南和南斯拉夫的铬矿进行搭配，生产出了中、低碳铬铁，在生产过程中，平均耗费电能2823kMh/t，后又在3.5MVA矿热炉上进行试验，将硅铬和硅铁作为还原剂，最后炼出了一些VCr10铬铁。1962年，使用一种“回渣引弧”的新工艺，使一级品率得到了较大的提升。而后，横山厂、上海厂也先后的投入近精炼电炉的生产当中，开始生产微碳铬铁他们引进外国先进设备，学习吉林厂的丰富经验，不断吸收和研究，提高了投产后的一级品率。三家厂对微碳铬铁的生产在一定程度上满足和社会的发展需求。1963年～1968年，我国对精炼铬铁操作技术进行了不断改进并取得了较大的发展，主要表现为：低温强化冶炼、使用真空进行脱气；不需要烘炉直接投入生产；使用“硅铁堆底法”新工艺等。改革开放后，引入了一种“波伦法”工艺，对铬、硅的回收率都相对较高。

（四）采用真空固态脱碳法生产微碳铬铁

1963年，吉林厂开始进行试验，在60年代末建立了6MVA真空电阻炉，它的年产量达到3000t。该工艺具有工艺简单、易机械化、冶炼强度低、冶炼产品质量好等优点，可以将含碳量控制在0.01%以下，生产成本低，并可以使铬铁获得较高的回收率。上海城/首钢厂也先后建立了小容量的真空电阻炉，通过利用真空法生产微碳铬铁铁和氮化铬铁产品。

四、总结

通过这几十年的快速发展，我国也已经成为一个铬铁生产大国，铬铁的生产技术和工艺都得到了非常大的改进，铬铁合金质量也达到了世界先进水平。但同时，我国铬铁合金的生产和技术也存在一些问题，如对环境造成污染、精料入炉、普遍采用小型电炉、大型化电炉缺乏、消耗高等问题，因此，这就需要铁合金厂对存在的问题进行不断的改善，加强管理，促进企业的快速发展。

参考文献：

[1]陈津，王社斌，林万明，张猛，赵晶. 21世纪中国铬业资源现状与发展[J]. 铁合金，2005，02：39-41+38.

[2]仉宏亮. 铬铁精矿球团烧结―电炉冶炼高碳铬铁合金工艺及机理研究[D].中南大学，2010.

[3]李磊. 我国铁合金行业发展现状及未来需求展望[J]. 冶金管理，2013，05：15-24.

第3篇：高炉低碳冶炼技术范文

【关键词】高炉 高炉对焦炭的要求质量控制 新工艺

中图分类号： O213.1文献标识码： A

一．引言

焦炭中的硫分硫是生铁冶炼的有害杂质之一，它使生铁质量降低。在炼钢生铁中硫含量大于0.07%即为废品。由高炉炉料带入炉内的硫有11%来自矿石；3.5%来自石灰石；82.5%来自焦炭，所以焦炭是炉料中硫的主要来源。焦炭硫分的高低直接影响到高炉炼铁生产。当焦炭硫分大于1.6%，硫份每增加0.1%，焦炭使用量增加1.8%，石灰石加入量增加3.7%,矿石加入量增加0.3%高炉产量降低1.5—2.0%.冶金焦的含硫量规定不大于1%，大中型高炉使用的冶金焦含硫量小于0.4—0.7%。焦炭从入炉到达炉缸，受到内外部多种因素的影响，要经受碰撞、挤压、磨损等机械力学作用;碳溶损反应、碱金属侵蚀、渣铁溶蚀，以及向铁水溶解等化学作用。因此焦炭从入炉到炉缸，平均粒度要减小20%-40%。在上中部粒度变化不大，在软熔带的焦炭有剧烈的碳溶反应，粒度变化较大。焦炭质量对焦炭自身的劣化起重要的作用。其中以焦炭灰分，块度，强度影响最为显著。

二．高炉冶炼对焦炭质量的要求。

燃料是高炉冶炼中不可缺少的基本原料之一。现代高炉都使用焦炭做燃料，全部从炉顶装入。近年来，喷吹技术的发展，从风口喷入一些燃料(如无烟煤粉、重油、天然气等)，替代一部分焦炭，但只占全部燃料用量的10％～30％，焦炭仍然是高炉冶炼的主要燃料。

1. 焦炭在高炉冶炼中的作用.

焦炭在高炉冶炼中主要作为发热剂、还原剂和料柱骨架。焦炭在风口前燃烧放出大量热量并产生煤气，煤气在上升过程中将热量传给炉料，使高炉内的各种物理化学反应得以进行。高炉冶炼过程中的热量有70％～80％来自焦炭的燃烧。焦炭燃烧产生的C0及焦炭中的固定碳是铁矿石的还原剂。焦炭在料柱中占1/3～1/2的体积，尤其是在高炉下部高温区只有焦炭是以固体状态存在，它对料柱起骨架作用，高炉下部料柱的透气性完全由焦炭来维持。

另外，焦炭还是生铁的渗碳剂。焦炭燃烧还为炉料下降提供自由空间。

2. 高炉冶炼对焦炭质量的要求.

焦炭质量好坏，直接影响高炉冶炼过程的进行及能否获得好的技术经济指标，因此对入炉焦炭有一定质量要求。

焦炭的化学成分。

焦炭的化学成分常以焦炭的工业分析来表示。工业分析项目包括固定碳、灰分、硫分、挥发分和水分的含量。

（1）. 固定碳和灰分 焦炭中的固定碳和灰分的含量是互为消长的。固定碳按下式计算：ω(C固)=[100—(灰分十挥发分十硫)]％。要求焦炭中固定碳含量尽量高，灰分尽量低。因为固定碳含量高，发热量高，还原剂亦多，有利于降低焦比。

生产实践证明：固定碳含量升高l％，可降低焦比2％。焦炭中灰分的主要成分是Si02、A12O3。灰分高，则固定碳含量少，而且使焦炭的耐磨强度降低，熔剂消耗量增加，渣量亦增加，使焦比升高。生产实践还证明：灰分增加l％，焦比升高2％，产量降低3％。我国冶金焦炭灰分一般为11％～l4％。

（2）. 硫和磷在一般冶炼条件下，高炉冶炼过程中的硫有80％是由焦炭带入的。因此降低焦炭中的含硫量对降低生铁含硫量有很大作用。在炼焦过程中，能够去除一部分硫，但仍然有70％～90％的硫留在焦炭中，因此要降低焦炭的含硫量必须降低炼焦煤的含硫量。焦炭中含磷一般较少。

（3）. 挥发分 焦炭中的挥发分是指在炼焦过程中未分解挥发完的H2、CH4、N2等物质。挥发分本身对高炉冶炼无影响，但其含量的高低表明焦炭的结焦程度。正常情况下，挥发分一般在0．7％～l．2％。含量过高，说明焦炭的结焦程度差，生焦多，强度差；含量过低，则说明结焦程度过高，易碎。因此焦炭挥发分高低将影响焦炭的产量和质量。

（4）. 水分。 焦炭中的水分是湿法熄焦时渗入的，通常为2％～6％。焦炭中的水分在高炉上部即可蒸发，对高炉冶炼无影响。但要求焦炭中的水分含量要稳定，因为焦炭是按重量入炉的，水分的波动将引起入炉焦炭量波动，会导致炉缸温度的波动。可采用中子测水仪测量入炉焦炭的水分，从而控制入炉焦炭的重量。

变电站综合自动化与一般自动化区别在于：自动化系统是否作为一个整体执行保护、检测和控制功能。

三．焦炭对高炉冶铁的作用以及质量要求。

1.作用。

（1）. 炉料的骨架作用：支撑炉内料柱，提供炉料的透气性;

（2）. 提供冶炼能量：与氧气燃烧放热，占炼铁总热量的58%;

（3）. 铁矿石的还原剂：碳和碳与氧反应生成的CO;

（4）. 对最初生成的铁进行渗碳，生铁中含碳量为2.2-6.0%;

（5）. 填充炉缸作用：活跃炉缸，提高炉缸的空间系数，使高炉休风后易恢复炉况。

2.质量要求。

建设大搞炉一定要要有高质量焦炭的保证，企业高炉扩容也要以提高焦炭质量为前提，焦炭质量水平决定喷煤比的水平。因此一般高炉炼铁对焦炭的要求是：

（1）. 大高炉对焦炭的质量要求高于中小高炉、巨型高炉用焦炭质量更高，粒度要大一些。

（2）. 工业发达国家高炉炼铁用焦炭质量普遍高于中国。如灰分一般在10%作用，含硫小于0.6%。

（3）. 炼铁精料技术要求：炉料

（4）. 注意焦炭和煤粉灰中带入有害杂质含量，如元素K、Na等。

（5）. 焦炭要进行整粒。目的是要实现粒度均匀。如焦炭要保证60mm左右粒度>80%，大于80mm的要小于10%，75mm)在炉内易破碎，产生较多的粉末。这些粉末会使炉料透气性恶化，高炉压差升高，被破减少风量，产量下降、焦比升高，需要加以控制。

四．新工艺的选择。

扩大炼焦煤源的炼焦工艺，已进入工业化的有煤预热炼焦、湿煤捣固和预热捣固炼焦、型焦生产、添加粘接剂、配入型煤炼焦等，虽然上述工艺都能改变焦炭质量，但从煤种及投资改造难易程度上比较和分析，湿煤捣固式炼焦有较大优势。挥发份高、弱粘结性的兖矿气煤，改造过程不影响正常生产，且效果显著。

采用湿煤捣固，其原理是增加入炉煤的堆比重，有利于提高煤料的粘结性。

堆比重增加，煤粒间的间隙减小，填充间隙所需胶质体液相产物的数量也相对减

少，较少的胶质体可以在煤粒之间形成较强的界面结合；堆比重增加，煤饼的透

气性差，使炼焦过程中产生的干馏气体不易导出，煤粒的膨胀压力增加，中间产物靠得更紧密，接触时间长，更容易反应生成稳定的胶质体，从而改善煤的粘结性。焦炭形成后使耐磨指数M10降低，即耐磨强度改善，还有利于提高抗碎强度和反应后强度。

通过捣固可将煤料堆比重由0.70～0.80t/m3提高到1.05～1.20t/m3,焦炭抗碎强度M10提高2%～4%,耐磨强度M10可改善3%～5%。

五．结束语

我们应大力的投入资金，提高配煤的准确性，从而在一定基础上保证焦炭的均匀成熟，为稳定焦炭质量提供可靠的保证，保护国家资源，提高生产经营的灵活性。

参考文献：

[1] 糜克勤 李家新 高炉内焦炭质量的控制 [会议论文] 1994 - 第三届全国冶金工艺理论学术会议

[2] 张孝天 焦炭热性质的控制和几个问题的讨论 [会议论文] 2007 - 中国金属学会2007年高炉炼铁用焦炭质量技术研讨会

[3] 齐婳QI Hua 济钢焦化厂焦炭质量波动分析及应对措施 [期刊论文] 《煤化工》 -2007年5期

[4] 杜屏 雷鸣 刘建波 田口整司 高炉操作对炉缸侵蚀的影响 [期刊论文] 《钢铁》 -2012年12期

[5] 于景峰 王立富 炼焦煤选择粉碎和水分控制技术及其在我国应用前景 [会议论文] ，2000 - 中国炼焦行业协会第二届三次理事会

第4篇：高炉低碳冶炼技术范文

关键词：转炉双渣法；少渣炼钢；工艺新进展

在炼钢时采用转炉少渣炼钢工艺， 使在单位时间内铁水最终获得量与初始投入量之比得到提高，从而增加了冶炼的经济效益。通常情况下在炼钢时需要石灰来造渣，而由于采用少渣工艺在炼钢时铁水硅含量很低， 所以减少了石灰的用量，进而降低了成品也减少了污染物的排放[1]。在实际生产过程中通过对转炉双渣法少渣练钢工艺在实施过程的研究并对所遇加以解决，得出转炉双渣法少渣炼钢工艺在降低渣料消耗和降低钢铁料消耗等方面有显著效果。

一、少渣炼钢工艺的概述

转炉双渣法少渣炼钢工艺就是在金属冶炼时将转炉吹炼时分为两个阶段，第一阶段吹炼首先对金属溶液进行脱硅和脱磷处理，待脱硅、脱磷结束后倒出部分炉渣进行第二阶段吹炼；第二阶段吹炼是以脱碳处理为主，待脱碳处理结束后出钢，并将液态炉渣留在炉内。在进行下一炉金属冶炼时，要根据炉内留渣情况兑入废钢、铁水进而进行第一阶段吹炼；待第一阶段吹炼结束中间倒渣后再进行第二阶段吹炼，从此循环反复。转炉双渣法少渣冶炼可以降低钢铁原料和白灰的消耗，并使转炉的脱磷率提高。

二、少渣炼钢工艺制度分析

（一）少渣炼钢炉内部分合金化

在少渣炼钢时，由于造渣材料的消耗量的减少，在有多余热量的情况下，可以使锰矿或铬矿直接合金化。

（二）少渣炼钢造渣制度

转炉少渣吹炼时，根据吹炼的时间段来投入生石灰及其它造渣材料，一般情况下在吹炼开始或吹炼中期投入比较有效。当转炉化渣不良时，加入适量的萤石能够帮助转化炉化渣；当铁水硅未达到预期控制目标时，在铁水中加适量的软硅石，能够使铁水中的硅含量达到控制范围。少渣炼钢时，在保证造渣材料消耗降低的前提下，将前一炉的高碱度、高氧化性、高温的最终料渣保留一部分在转炉内，然后其中加入少量石灰或白云石，最后兑铁炼钢，可以有效的保护炉衬、覆盖钢液及减少金属喷溅。

（三）少渣炼钢供气制度

在少渣炼钢脱碳转炉时刚开始由于转炉内铁水的硅、锰含量较低，所以使碳氧反应提前，前期由于转炉的炉渣量很少如果在前期顶吹氧枪枪位低会造成金属喷溅。而在前期转炉内铁水的硅、锰含量较低时采用较高枪位操作能够快速成渣， 能够增加吹炼前期渣中氧化铁的含量。根据在布置顶吹氧枪枪位时要根据化渣情况逐步降低枪位来满足生产需求。与常规吹炼相比，前期少渣吹炼时氧气流量应适当减少，而在吹炼后期时应加大氧气流量，这样有利于降低铁损和提高锰的收得率。所以，在少渣炼钢全的过程，顶吹氧枪枪位应采用“ 高 - 低 - 低 ”三段式控制这样分布比较合理[2]。

（四）少渣炼钢温度制度

在对铁水进行吹炼时，合理选用造渣材料和废钢用量是保证温度制度的关键所在，温度制度的平衡常常因铁水温度的降低和放热反应元素减少或增加而导致铁水热量的改变，通常情况下减少造渣材料和废钢用量可以使铁水的温度达到一个平衡状态。

三、双渣法少渣冶炼的关键技术

（一）控制炉渣的流动性是决定能否快速倒出足量的脱磷炉渣的关键因素，为此我们在冶炼的我们必须控制以下事项：1）保证转炉的炉渣的粘度非常低；2）在脱磷阶段适当的提高炉内温度；3）保证炉内炉渣充分熔化，无颗粒状析出；

（二）脱磷阶段高效脱磷工艺技术：脱磷阶段钢水不能充分脱磷，这就加重钢水在脱碳阶段的负担。如果最终钢水中磷含量不合格就必须进行后吹、补吹，加大了劳动量，提高了生产成本。当采用双渣法少渣冶炼工艺时，由于前一次冶炼所留炉渣中已包含百分之一点五的五氧化二磷含量，采用较低的碱度渣系虽然保证炉渣流动性良好，但是使脱磷阶段脱磷难度明显增加。采用少渣冶炼工艺在吹炼前期脱磷阶段高效脱磷的关键有三方面，其一在金属熔池内加强金属搅拌加快熔池内部磷的传输；其二在转化炉前期通过调整供氧或加入铁矿石、氧化铁皮等方式提高渣中氧化铁的活跃度；其三采用少渣冶炼工艺时，在脱磷阶段结束后能否快速倒出足量的炉渣在冶炼工艺流程方面具有及其重要的意义。

四、采用少渣冶炼的优点与缺点

（一）降低钢铁料消耗。由于在转炉双渣冶炼前期降低了渣中氧化镁的含量降低了渣中铁珠比例，从而降低了钢铁的料消耗。

（二）提高收得率。采用少渣冶炼工艺在吹炼最后不进行倒渣，所以提高了钢水的收得率。

（三）为未来研发优质产品打下良好基础。

（四）降低料损耗。由于炉渣中的铁排出量减少，从而节省了钢铁量消耗；但由于磷已在前期排除故为降低排磷量。

（五）降低渣量排放。由于双渣法在吹炼前期造渣倒掉并在吹炼中期再造渣，从而减少了总渣量的排放。

五、双渣法少渣冶炼的发展前景展望

由于市场的需求钢铁的产量迅猛增长，从而造成钢铁行业受到资源、能源和环境的限制。而在金属冶炼时采用转炉双渣法少渣冶炼工艺可以有效的提高铁水的收得率、缩短了冶炼时间、提高了转炉作业率、提高生产能力， 延长了转炉炉龄、提高了转炉终点命中率，从而提高了经济效益，改善了钢水的纯净度为生产超纯净钢创造了条件。通过对国内外钢铁工艺的研究和实践表明， 少渣炼钢工艺能够满足于大产量、经济地生产纯净钢，而由于少渣炼钢工艺钢铁料消耗低， 能够有效的缓解国内铁矿资源的紧张状况，使之在未来的应用前景十分可观[3]。

六、总结

近年来社会随着经济的发展，对工业生产提出了更高的要求，同时经济的供给关系也让我们正在经历一次又一次的技术革命。本文主要针对转炉双渣法少渣炼钢工艺新进展及操作优化展开论述，转炉双渣法少渣炼钢工艺是有效减少物料消耗和炉渣排放量并达到降本增效的方法，它能为未来中国钢铁事业发展打下坚实可靠的基础。

参考文献：

[1]丁瑞锋，冯士超，王艳红等.转炉双渣法少渣炼钢工艺新进展及操作优化[J].上海金属，2015，37（5）：57-61.

第5篇：高炉低碳冶炼技术范文

冶炼技术的发展

与世界上最早使用铁器的民族一样，中国人最早冶炼出来的铁也是块炼铁。块炼铁是一种含有大量非金属夹杂的海绵状固体块，它是铁矿石在800～1000℃左右的条件下用木炭直接还原得到的。我们知道，生铁、熟铁和钢的主要区别在于含碳量上，含碳量超过2％的铁，叫生铁；含碳量低于0.05％的铁，叫熟铁；含碳量在0.05％～2％当中的铁，称为钢。块炼铁的含碳量低于0.05％，因此属于熟铁。块炼铁和生铁比较起来，有如下几个缺点：一是不能从炉里流出，取出铁块时炉膛要受到不同程度的破坏，不能连续生产，生产率比较低，产量比较小；二是成形费工费时；三是所含非金属夹杂比较多，要通过反复锻打才能排除；四是含碳量往往比较低，因而很软。生铁的冶炼温度是1150～1300℃，出炉产品呈液态，可以连续生产和浇铸成型，非金属夹杂比较少，质地比较硬，冶炼和成形率比较高，产量和质量都大大提高。由块炼铁到生铁是炼铁技术史上的一次飞跃。

国外一般是先有块炼铁，经过长期缓慢发展之后才有生铁。欧洲许多地方的块炼铁是公元前1000年前后发明出来的，但是直到公元14世纪也就是中世纪才有生铁。而我国却不是这样。我国冶铁术大约发明于西周时期，比欧洲晚，可是它一经发明，由于在青铜器时代高炉与鼓风机的普遍应用，因此能够轻易让块炼铁熔化为生铁。于是后来者居上，使我国成为世界上最早发明并使用生铁的国家。在发明生铁制造技术之后，中国的铁器制造开始真正进入实用阶段，为早期的铁器农具等工具制造打下了深厚的基础。

当然，生铁冶炼方法的发明虽然是一个巨大的进步，使中国农民很早就能使用铁器农具进行耕作，在农业方面远远领先欧洲。但是由于生铁本身的特性，并不适合造成兵器，而普通的块炼铁与当时的青铜武器比较起来并没有多少优势，产量也并不高。因此，中国人就开始追求更适合的材料来进行兵器的制造。

所谓一通百通，与生铁制造几乎同时出现的则是钢的冶炼技术。当然，早期的钢铁冶炼技术与冶炼生铁是大不相同的，此种技术被叫做“块炼渗碳钢”技术。出土文物表明，我国最迟在战国晚期已经掌握了这种最初期的炼钢技术。人们在锻打块炼铁和熟铁的过程中需要不断地反复加热，铁吸收了木炭中的炭成份，提高了含碳量、减少了夹杂物，就成为钢。这种当时的新型金属组织紧密、碳份均匀，非常适用于制作兵器和刀具。

当然，单单知道钢的冶炼还远远不够，与之配套的还有一系列的技术，例如“淬火”与“退火”技术。与此同时发明的淬火与退火技术则对刀剑技术制造的影响亦十分深远，进一步增强了中国刀剑的锋锐与韧性。

炼钢技术的进一步发展是“百炼钢”技术。这是人们在打制器物时有意识地增加折叠、锻打次数，一块钢往往需要打打烧烧、烧烧打打，重复很多次，甚至上百次，所以称之为百炼钢。百炼钢碳分比较多，组织更加细密、成份更加均匀，所以钢的质量有很大提高，主要用于制作宝刀、宝剑。

百炼钢的需要越来越大，由于其原料――块炼铁的生产效率很低，冶炼出来以后必须经过“冷化”才能得到，所以发展受到限制。为了突破这种限制，中国古代工匠又发明了一种新的生铁炼钢技术――炒钢，就是把生铁加热到熔化或基本熔化之后，在熔炉中加以搅拌，借空气中的氧把生铁中所含的碳化掉，从而得到钢。由于我国很早便掌握了生铁的制造技术，因此这种炼钢技术很快使得钢刀成为战场上的主流。炒钢的发明是炼钢史上的一次技术革命，使得钢制兵器能够普遍大量制造出来。在欧洲，炒钢始于18世纪的英国，比中国要晚1600多年。

由于青铜时代打下的坚实基础，因此中国铁器时代与钢时代几乎同时出现，钢刀在汉朝成为了主流兵器。此时的钢刀直体长身、薄刃厚脊、短柄，柄首加有扁圆状的环，因此被称为“环首刀”。此刀为汉军打击匈奴、开疆拓土立下了汗马功劳。到了南北朝，由于重甲骑兵的流行，对钢的需求达到了一个新的高度。因此綦毋怀文发明了更高级的灌钢法，将含碳量高、熔融状态的生铁和含碳量低的熟铁合炼，使碳分逐渐扩散、趋于均匀，最后成为合碳量较高的优质钢。在高温下，液态生铁中的碳分及硅、锰等与熟铁中的氧化物夹杂发生剧烈氧化反应，这样可以去除杂质、纯化金属组织、提高金属质量。因此，灌钢法可以减少造钢刀时的反复折叠、锻打的次数，提高劳动生产率；而且操作简便、易于掌握、便于推广。中国钢刀在材料方面又一次得到飞跃。

唐刀的锻制

在前朝各代的深厚基础之上，唐朝横刀终于横空出世，它继承了中国刀的优良传统，在吸取了百炼钢和局部淬火的技术之后，再加上覆土烧刃和包钢夹钢的技术，形成了新式的中国战刀。

首先还是需要介绍一下覆土烧刃与包钢这两种当时先进的制刀技术。覆土烧刃，说白了就是一种局部淬火的技术，基本方法是以调配的泥土覆盖刀身不需要高硬度的位置，然后将刀剑加热至特定温度。当红热的刀身进入水中后，的部分迅速冷却，而有泥土覆盖部位的温度变化不会非常明显，导致硬度与部位不同。这样可以精确控制刀条不同部位淬火时的不同冷却速度，冷却速度与硬度成正比，与韧度成反比。包钢技术则是在对于钢材有深刻研究与认识之后所发明出来的制刀技术，主要方法是在V字形坚硬的高碳钢中夹入较软的低碳钢；而夹钢则是在两层低碳钢中间夹上一块高碳钢。这两种技术都体现了“好钢用在刀刃上”这一制作上等刀剑的基本思想，亦使得钢刀拥有了极佳的韧性。由此，横刀成为当时世界上最为优良的刀剑之一。

当然，在材料方面，唐代的中国人依然下了很大的心思。当时世界上最好的钢材――印度乌兹钢，即我们所熟知的大马士革钢（当时被称之为镔铁），被中国刀匠所青睐，成为高级钢刀的必备原料，平均价格超过普通上等钢刀的三倍。

在上述技术下制造出来的横刀在唐代战争中发挥了极大的作用，可以步骑两用，在造型上分为双手握柄以及单手握柄，造型依然继承了汉代环首刀的直刃，但去掉了汉代的环首造型。在实战当中基本都是单手横刀，双手刀一般都是用于仪仗。高级的横刀柄部以木夹裹铁茎，外缠丝绳，刀首包裹金属饰件，刀柄与鞘均镶金刊嵌玉、裹以鲛革，装饰华丽非常，反映出了唐代雍容华贵的大国风范。

唐刀与日本刀

今天我们再看唐朝的横刀，会发现其形制跟日本刀极为相似，这清楚地说明了这二者之间的血缘关系。自公元6年开始，日本人从中国江南和朝鲜半岛传入炼钢技术，此后又不断地向中原地区吸取制刀制铁的经验。到了隋唐时期，由于在朝鲜半岛被唐朝击败，日本为了向唐朝学习先进的知识而派遣了大量遣唐使，按现在的话来说就是留学生，其中就有为数不少的刀匠。这些日本刀匠从中国学去了覆土烧刃、包钢以及淬火技术，成为日本刀后1200多年的基本造刀法。不过日本工匠在学习制刀的过程中也使得日本刀与唐刀有了不同，最明显的差异便是唐刀均为直刃，但东传日本之后却开始变弯。这是因为日本虽然学到了锻造刀剑的方法，但是却未能学到高温熔炼的技术，因此要炼制均质的刀剑就非常困难。为克服这一问题就必须应用”折返锻炼”的技术，也就是将钢材反复折迭、重回焊接，只消重复 10 次就可以造出有 1024 层的钢材 (2 的 10 次方)；层次愈多，钢材中的碳和各种成份就会更加均一，铁晶体也会更细致，制成品的强度亦会较高。

在“折返锻炼”期间，不断的锤打会令钢材中的大部份杂质化为火花飞走。杂质是钢材的“强度弱点”，损害往往由“强度弱点”开始，慢廷至材质的整体，成为全面的损坏。“强度弱点”的数目愈少，慢廷破坏的机会也随之减少。所以，钢材愈纯净，其强度和韧性就会愈高。

世界各地以高温炼炉制成的刀剑成形后都会有铁晶体肥大的问题。根据热力学的解释，在高温炼制过程中，细少的铁晶体为减少其数目 (减低总表面积)，会自行互相结合，重组成数目较少、体积较大的铁晶体。如此一来，钢材的强度就会受到影响。所以，以高温炼炉制成的刀剑在淬火之后 必须重新置回低温炉火数小时，令细少的铁晶体在原有晶体之间重新结晶，回复强度和韧性。不过，长时间的炉火锻炼又会令碳含量过份流失，影响制成品的表面硬度和锋利程度。

第6篇：高炉低碳冶炼技术范文

【关键词】低铝低碳低硅；半沸腾钢；热轧钢带；经济效益

【Abstract】Shandong Iron and Steel Group introduced the Jinan Steel Sheet Co.， Ltd. low carbon low-silicon aluminum semi-rimmed steel smelting process. Active low carbon low silicon aluminum research and development， through continuous improvement and improve the level of control of the trial program， successfully developed a low-carbon low-silicon aluminum composite materials， hot-rolled strip， to achieve mass production has made significant economic benefit.

【Key words】Low aluminum low carbon low silicon； Semi-rimmed steel； Hot-rolled strip； Economic benefit

0 前言

面对钢铁市场竞争的日趋激烈，钢铁企业必须开发高附加值产品。低铝低碳低硅复合材料用钢带广泛应用于电厂的冷却装置，具有较为广阔的市场前景。技术人员通过对工艺和试制方案的不断改进，成功开发低铝低碳低硅复合材料用热轧钢带，创造了良好的经济效益。

1 工艺路线的制定

高炉铁水KR脱硫120t转炉冶炼CASLFRHASP连铸机加热高压水除鳞粗轧飞剪精除鳞F1-F6精轧层流冷却卷取取样检验标志入库

2 主要熔炼成分要求

3 冶炼与连铸工艺过程分析

低铝低碳低硅复合材料用热轧钢带具有“三低（Al低、C低、Si低）”的特点，所以冶炼难点是在控制AL和Si等脱氧元素较低的情况下如何脱氧的问题，控制好各元素含量，特别是防止AL和O高至关重要。

3.1 冶炼过程成分控制

3.1.1 [Al]含量的控制

采用LF预造渣工艺主要脱除部分钢水的氧含量，钢水到RH后首先进行脱碳处理，再根据定氧结果及钢水温度等情况精确计算用于脱氧AL含量，自由氧小于30ppm可少量喂钙线操作，自由氧大于30ppm应进行喂钙线处理，直至钢中自由氧小于30ppm，吹氩强度要严格控制，严禁吹氩强度过大。

3.1.2 [C]含量的控制

低铝低碳低硅钢的碳含量要求比较低，因此必须使用RH真空处理设备。出钢采用铝块预脱氧合金化，并优化LF加热工艺参数， LF进行预脱氧和造渣工艺，RH根据碳含量情况进行自然脱碳或吹氧脱碳，使碳含量最低可以达到15ppmm，很好的满足了技术要求。

3.1.3 [Si]含量的控制

1）尽可能减少转炉下渣量，稀释大包顶渣中SiO2的浓度，适当增加出钢时的石灰量，提降低大包顶渣中SiO2的活度，适当降低吹氩后钢水酸溶铝含量，尽可能降低辅料中所含杂质SiO2的浓度。

2）实际LF炉精炼过程中，当顶渣中SiO2得不到补充时，顶渣向钢水回硅的趋势必然减弱，不可能达到钢水回硅至理论计算的程度。提高钢水硅含量的控制精度，必须进一步降低LF炉出站时顶渣中SiO2的活度。

3.2 连铸钢水可浇性控制

脱氧不好、夹杂物上浮不充分、夹杂物熔点偏高或者钢水二次氧化都会导致连铸机塞棒出现涨行程、浸入式水口出现堵塞或偏流的现象，最终影响生产的稳定与顺行。

3.2.1 钢水纯净度的控制

1）大包镇静时间大于8分钟；

2）连铸中间包使用低碳低硅中包渣；

3）铸机进行严格的保护浇注，减少钢水二次氧化；

4）同时保证钢包的自开率，避免钢包开浇烧眼；

5）使用高拉速低碳钢保护渣。

3.2.2 钢水钙处理

用钙处理的方法使钢中高熔点的Al203夹杂物与CaO形成低熔点低密度的12CaO・7Al203（熔化温度1455℃，密度2.83g/cm3），从而消除水口絮流。钙加入量不足，易生成高熔点的铝酸钙（熔点1750℃以上），如CaO・6Al203，导致水口发生堵塞。当钢中钙铝比大于0.09时，Al203类夹杂物才会大多变性成为12CaO・7Al203或成分接近12CaO・7Al203的低熔点钙铝酸盐夹杂物，从而获得良好的钙处理效果。

4 工艺试制

4.1 成分控制情况

RH不但进行脱碳、脱氧操作，而且加铝初步预造渣，减轻LF造渣负担，缩短了LF的处理时间，AL一次性不能加的太多，另外钢包底吹必须良好，Si含量控制从转炉终点、防止转炉下渣、顶渣控制做起。

通过对冶炼工艺和攻关方案的严格执行，各个成分都很好的达到了技术要求，并且非常稳定。

4.2 轧制及性能情况

试制低铝低碳低硅钢YBFe各项性能指标均符合技术协议要求，对试样进行非金属夹杂物评级，夹杂物级别均在2.0级以下。

5 结论

通过对BOF+CAS+LF+RH+CCM+热轧的生产工艺进行优化，在山东钢铁集团济钢板材有限公司现有的炼钢-ASP-热连轧生产线上，完全有能力生产C含量小于0.005%的低铝低碳低硅钢，在满足客户使用要求的同时进行批量生产，创造可观的经济效益。

【参考文献】

第7篇：高炉低碳冶炼技术范文

【关键词】高炉冶炼;焦炭;化学组成;作用;喷煤工艺

原料在煅烧过程中的变化是复杂的，既有物理变化又有化学变化一一原料在低温烘干阶段所发生的变化(主要是排除水分)，基本上是属于物理变化：而在挥发分的排出阶段，卞要是化学变化，既完成原料中的芳香族化合物的分解，义完成某些化合物的缩聚。焦炭在煅烧中发生一定的氢化作用，可提高体系的活动性，从而加速在各温度范围内进行有序化和深度有序化过程。但是，在炭化阶段焦炭氧化，将导致横向键的形成，而妨碍石墨化的进行。

1．焦炭的化学组成

焦炭的化学性质主要包括固定碳、挥发分、水分、灰分、硫分和磷分。

1．1固定碳和挥发分

固定碳是焦炭的主要成分。将焦炭再次隔绝空气加热到850℃以上，从中析出挥发物，剩余部分系固定碳和灰分。挥发物含量是焦炭成熟度的重要标志，挥发物含量过高表示焦炭不成熟(生焦)，挥发物含量过低表示焦炭过烧 (过火焦)。生焦耐磨性差，使高炉透气性不好，并能引起挂料、增加吹损，破坏高炉操作制度。过火焦易碎，容易落人熔渣中，造成排渣困难、风口烧坏等现象。

1．2灰分

焦炭燃烧后的残余物是灰分，它是焦炭中的有害杂质，其中主要是二氧化硅和三氧化二铝，还有氧化钙、氧化镁等氧化物。灰分含量增高，固定碳减少。高炉冶炼过程中，为造渣所消耗的石灰石和热量将增加，高炉利用系数降低，焦比增加。因煤在炼焦过程中灰分全部转入焦炭，故焦炭灰分高低决定于煤的灰分，焦炭灰分越低越好，对高炉操作越有利。

1．3水分

焦炭在102-105℃的烘箱内干燥到恒重后的损失量为水分。冶金焦水分一般为3％-5％。焦炭水分力求稳定，因高炉生产一般以湿焦计量，焦炭水分波动，对高炉操作不利，造成炉况波动。

1．4硫分

焦炭含硫占高炉配料中硫来源的80％以上，硫进入生铁造成生铁含硫量高，为除去这部分硫，需增加熔剂脱硫，影响高炉正常生产。在炼焦过程中，煤中含硫量的70％-90％转入焦炭，故焦炭硫分高低，决定于煤的硫分，一般冶金焦硫分不大于0．9％。

1．5磷分

焦炭中的磷分在炼铁时大部分转入铁中，尘铁含磷使其冷脆性变大，用于转炉炼钢时，磷难以除掉，因此生铁中磷分越低越好。煤炼焦时磷分全部转入焦炭。故焦炭磷分高低决定于煤的磷分。

2.焦炭在高炉冶炼中的作用

焦炭在高炉冶炼中主要作为发热剂、还原剂和料柱骨架。焦炭在风口前燃烧放出大量热量并产生煤气，煤气在上升过程中将热量传给炉料，使高炉内的各种物理化学反应得以进行。

2．1作发热剂

高炉冶炼所消耗的热量70％-80％是由焦炭燃烧来提供的。

2．2作还原剂

焦炭中的固定碳、它燃烧后产生的CO、H2可与铁石中的各价位铁氧化物反应，将铁还原出来。铁矿石还原所需要的还原剂几乎全部由燃料所供给。

2．3作料柱骨架

高炉内的铁矿石和熔剂下降到高温区时，全部软化并熔化成液体，而焦炭则既不软化也不熔化，所以它可以作为高炉内料柱的骨架来支承上部的炉料。焦炭在高炉料柱中约占整个体积的1／3～1／2，它又是多孔的固体，同时起着改善料柱透气性的作用。

2．4作渗碳剂

焦炭中的碳渗人命属铁中，可降低铁的熔点，保证生铁在高炉内熔化。

3.高炉冶炼对焦炭的质量要求

焦炭质量的奸坏直接影响高炉冶炼过程的进行及能否获得好的技术经济指标，因此对入炉焦炭有一定的质量要求。

3．1焦炭的化学成分

焦炭的化学成分常以焦炭的工业分析来表示。工业分析项目包括固定碳、灰分、硫分、挥发分和水分的含量。

3．2焦炭的物理性质

3．2.1机械强度

焦炭的机械强度是指焦炭的耐磨性和抗撞击能力。它是焦炭的重要质量指标。高沪冶炼要求焦炭的机械强度要高。否则，机械强度差的焦炭会在转运过程中和高炉内下降过程中破裂，产生大量的粉末进入初渣，使炉渣的黏度增加，煤气阻力增加，造成炉况不顺。

3．2．2粒度均匀、粉末少

对于焦炭粒度，既要求块度大小合适，又要求粒度均匀。大型高炉焦炭粒度范围为20-60mm，中小高炉用焦炭粒度分别以20-40mm和大于15mm为宜。但这并不是一成不变的标准。高炉实用大量熔剂性烧结矿以来，矿石粒度普遍降低，焦炭利矿石间的粒度差别扩大，这不利于改善料柱透气性，因此，有必要适当降低焦炭粒度，使焦炭粒度与矿石粒度相适应。

3．2．3焦炭抗压强度

焦炭在外力作用下产生形变与断裂的特性，即焦炭的力学性质可用焦炭抗压强度、焦炭抗拉强度、焦炭显微强度和焦炭杨氏模量等宋表述。焦炭抗压强度即是焦炭在压力作用下断裂时，单位面积上所能承受的最大压应力。室温下焦炭抗压强度大约为12-30Mpa，在1500℃高温下测量时，抗压强度将增大20％左右。抗压强度的高低与气孔率大小有关，焦炭抗压强度比焦炭抗拉强度大一个数量级，它比焦炭在高炉内实际承受的压应力(约0．2MPa)大两个数量级，即焦炭的抗压强度远大于焦炭在高炉内承受的料柱压力，故压应力不是焦炭破坏的主要原因。

3．3焦炭的化学性质

焦炭的化学性质包括焦炭的燃烧性和反应性两方面。

燃烧性是指焦炭在一定温度卜与氧反应生成CO：的速度，即燃烧速度。其反应式为：C+02=CO2

反应性是指焦炭在一定温度下和CO：作用生成CO的速度。反应式为：C+CO2=2CO

若这些反应速度快，则表明燃烧性利反应性好。—般认为，为厂提高炉顶煤气中的CO2含量，改善煤气利用程度。在较低温度下，希望焦炭的反应性差些为好：为厂扩大燃烧带，使炉缸温度及煤气流分布更为合理，使炉料顺利下降，也希望焦炭的燃烧性差一些为好。

4.高炉冶炼喷煤工艺简述

第8篇：高炉低碳冶炼技术范文

[关键词]转炉炼钢；发展；运用；分析

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）21-0005-01

早在前十年我国钢铁产量就已经突破2.5亿t的大关，成为世界上最大的一个产钢国家。炼钢作为钢铁产生一条线上的主要工序，对于提升钢铁生产质量、降低生产成本、扩大品种范围有着主要的影响。转炉技术则是现代世界主要的炼钢设备，世界上所用的转炉占全球粗钢总产量的70%到80%。武钢、鞍钢此等很多大型炼钢厂都开始使用全转炉进行冶炼。

一、复合吹转炉生产技术特点

随着经济社会的不断发展，洁净钢的需求量开始不断增加，所以，要能够从根本上建立并完善一种可以大规模廉价生产纯净钢、全新的生产体制。所以，依靠单纯的生产工序技术进行改进，很难获得较为显著的经济效果。[1]为了能够完成这一目标，日本有关专家学者基本解决了这种新流程所面临的相关技术问题，新工艺技术投入使用之后，原转炉钢水生产效率以及质量都获得了显著的提升，从根本上改变了“三吹二”或者“二吹一”的生产模式，进一步实现了转炉生产工作体制。

二、复吹转炉冶金特征

转炉冶金特征受到供氧方式的影响较为明显，与底吹、顶吹转炉相比较，复合转炉具有几个显著的优点。

（一）熔池内钢水温度和成分匀速快

将气体从底部供气元件吹入，从而增加熔池的搅拌能，保证熔池内钢水温度和成分能够实现均匀发展。

（二）吹炼操作条件得以改善

在对底吹气体进行搅拌处理之后，从而保证吹炼实现平稳发展，钢中含量能够实现降低，减少渣中FeO以及喷溅，提升终点命中率。

（三）提升转炉吹炼终点锰收得率

因为复吹转炉吹炼终点钢水中的具体氧以及渣中含有的FeO呈现降低趋势，因此，钢水中的实际锰收得率也开始不断提升。

（四）复吹炼钢钢水含氧量呈现降低趋势

复吹转炉常规吹炼以及少渣炼钢吹炼终点H含量以及C含量的关系可以通过以下图表进行表述，通过以图1表不含发现，采取复合吹炼技术时，钢水中的实际氧含量将会呈现不断降低的趋势。

（五）不断提升脱碳效率

受到底吹气体强搅拌的影响，钢水中的氧含量与碳含量需要在近乎平衡的状态下进行，从而保证脱碳效率能够不断提升，从而生产出更多的低碳量。

二、国内转炉炼钢技术的进展

转炉技术自从在我国运用之后，已经获得了较为显著的发展，并开始成为我国较为主要的一种炼钢方法。目前，通过转炉生产的钢产量占我国总量的90%左右。鞍钢、武钢等其他大型钢铁厂所生产的所有钢产品都是通过转炉工艺实现生产。

（一）铁水预处理

铁水质量将会对转炉炼钢的质量和产量产生直接的影响，我国一些先进的钢铁厂大都使用全量铁水进行预处理，日本很多钢铁厂采用的都是铁水全量三脱处理。[2]在社会发展的影响下，洁净钢需求量开始不断增加，铁水预处理技术在较短的时间内实现推广，很多钢厂都已经达到了国际先进发展水平，例如宝钢二炼厂生产的钢产品几乎全部都是通过铁水预处理，其中35%的钢产品都接受了预脱磷处理，保证铁水含硫量不超过0.003%，含磷量不超过0.0025%。我国铁水预处理采用的都是预脱硫技术，大都是通过喷吹法或者机械搅拌法进行处理。通过CaO基脱硫剂处理方法要比喷吹法能够达到更高效率的脱硫处理，处理时间相对较短，处理之后的硫含量更低。

（二）转炉复合吹炼

我国钢产品生产过程中，通过溅渣护炉技术的运用，能够保证炉龄满足国际先进水平的要求。我国自主研制和开发的长寿复吹转炉工艺技术已经能够从根本上解决底吹喷嘴与炉龄呈现的不同步技术问题，改造后的顶吹转炉能够将渣中铁含量降低到2%到3%，金属收得率提升到0.5%到1.5%，终点碳含量降至0.02%。

（三）未来发展趋势

与国外钢铁厂转炉设备条件、生产现状以及产品未来市场现状分析，钢厂在运用转炉生产时，需要从以下几个方面来实施。[3]随着我国钢铁产量的不断增长，受到能源、原料以及环境因素的限制，转炉通过运用少渣冶炼工艺技术，能够从根本上提升铁水收得率，从根本上降低整个铁矿石的消耗量，获得更大的经济效益。

现在欧洲钢铁产大都是通过炉气分析动态控制技术来替代副枪动态控制，从根本上降低生产实际成本，钢厂要根据实际状况，研究和开发出吹炼终点动态控制技术，通过对炉气成分进行在线检测，计算出熔池的实际脱碳速度，对整个吹炼过程实施跟踪分析，精确地计算出终点碳。[4]

结语

转炉炼钢技术之所以在实际运用过程中产生较大的效益，主要就是该项技术能够对炼钢工艺流程进行优化，从根本上实现转炉高速吹炼，建立并完善相对廉价的生产节能体系，从而获得更大的经济以及社会效益。

参考文献

[1] 特约分析师崔红.国内电炉炼钢发展现状及趋势[N].现代物流报，2014-11-17002.

[2] 刘浏.中国转炉炼钢技术的进步[J].钢铁，2005，02：1-5.

第9篇：高炉低碳冶炼技术范文

关键词：套眼 CAS SPHC

中图分类号：TF761文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）01（a）-0000-00

自首钢京唐投产以来，低碳铝镇静钢SPHC的产量和其他品种大幅度增加，如何提高钢水质量和可浇性，保证生产顺行成为最关键的问题。冶炼预防水口结瘤，分析原因并采取得当措施是顺利生产的保证。

1 首钢京唐CAS-OB炉冶炼SPHC情况

首钢京唐从2010年1月份开始试制CAS工艺路线冶炼SPHC，到2010年4月份已经冶炼400多炉，套眼发生率达40%。冶炼初期，由于操作、设备等原因，造成套眼现象严重，甚至套眼回炉，套眼断浇。

2 水口堵塞机理及分析

2.1 水口堵塞机理

水口堵塞最重要的原因是钢水中的固态夹杂物在水口壁上的沉积；固态夹杂物来源较多，如炼钢及精炼过程中的脱氧产物、二次氧化产物、卷渣、化学反应形成的固态夹杂物等。其他还有水口接缝处的吸气，造成氧气与钢中[Al]反应生成Al2O3夹杂；水口耐火材料和钢水之间的反应、钢水在水口壁上的凝固。

2.2 水口堵塞物质的检验结果

取水口中堵塞物质进行化学分析，剔除堵塞物中的铁粉后，堵塞物中的主要化学成分见表1，水口中的堵塞物质主要为Al2O3。取样时发现堵塞物质与水口的防堵层之间界限分明，水口内壁耐材的侵蚀不明显，说明耐材不构成堵塞。而钢水中Al2O3的来源：一是转炉的终点脱氧；二是CAS进站顶渣氧化性高；三是连铸过程中的二次氧化。

表1 水口堵塞物成分

化学成分 SiO2 Al2O3 CaO MgO MnO K2O Na2O F

含量1/% 0.72 86.07 1.02 0.86 0.11 0.016 0.33 0.1

含量2/% 0.22 85.03 0.61 1 0.12 0.008 0.13 痕迹

2.3 CAS进站顶渣的影响

（1）顶渣的氧化性

顶渣的氧化性是钢水中Al2O3的一个重要来源，渣的氧化性越高，生成的Al2O3就越多。

图1 进站钢包顶渣中TFe+MnO与套眼比例关系

用TFe+MnO来代表渣子氧化性，从图1可以看出，渣子氧化性越高，越容易套眼。由于渣中氧与钢中Al反应，生成Al2O3。这样渣的氧化性越强，生成的Al2O3就越多。

（2）下渣量

渣量大，排渣困难，CAS罩内会罩住很多渣子，钢水与氧化性的顶渣发生二次氧化反应，不断生成细小夹杂物。大量氧化性的顶渣与钢水顶部不断发生扩散脱氧反应，消耗钢水内部[Als]，生成的细小夹杂到浇注后期也会加剧套眼现象。

为了防止此类现象的发生，要求转炉出钢过程加强挡渣操作，减少过程下渣，同时在渣面撒缓释脱氧剂，保证CAS进站顶渣厚度

2.4 钢水的二次的氧化

（1） 钢水中酸溶铝的变化

表2列出了1-4月钢水从精炼处理完毕到中间包内酸溶铝的减少值Als%。

表2 从精炼结束到中包钢水中酸溶铝的减少值Als

Als/% 0.008

炉数 138 73 129

由表2可知，有37.9%钢水中的酸溶铝减少量达到0.008%以上，至少有0.008%的酸溶铝被氧化形成Al2O3夹杂。一般，水口堵塞往往表现出多炉钢水连续浇注过程中夹杂物的积累黏结，当达到某一程度时，表现出严重的水口堵塞现象。酸溶铝的减少量越大，说明钢水出精炼站到中间包，钢水氧化严重。

（2） 钢水中N含量的变化

钢液吸收氧与吸收氮是同时进行的，一般可以根据钢液吸氮情况来推断钢液的吸氧情况。各月连铸增氮统计结果见表3。

表3 各月增N情况

增N量比例 1月 2月 3月 4月

5-10ppm 23% 25% 13% 27%

>10ppm 24% 20% 27% 18%

从表3可以看出，1/2以上炉数的钢水吸氮幅度在5ppm以下，但仍然有超过40%的炉次增N在5ppm以上，说明在连铸过程中，钢液和空气发生了接触，有可能造成二次氧化。

3 结论

水口堵塞物质主要为Al2O3。导致水口堵塞的因素有：进站钢包顶渣量和氧化性、浇注过程钢水的二次氧化和生产组织稳定性差。

通过挡渣操作，减少出钢过程下渣，同时在渣面撒缓释脱氧剂，保证CAS进站顶渣厚度

连铸加强保护浇注，保证增N

加强生产组织，保证冶炼周期±5min可信度超过95%。

参考文献

[1] 李宗强，张永全，陆志坚. LF炉冶炼铝镇静钢预防水口结瘤的措施. [J] 柳钢科技，2009（2）：15-20

[2] 元伟伟，霍孝，新杨旭等. 莱钢低碳铝镇静钢SPHC开发[J]. 莱钢科技，2007（2）：45-50