转炉双渣法炼钢少渣冶炼

氧气转炉“留渣+双渣〞炼钢工艺技术研究王新华1，朱国森2，李海波2，吕延春2(1.北京科技大学冶金与生态工程学院，北京100083；2.首钢技术研究院，北京100043)摘要：首钢迁钢公司和首秦公司大规模采用了“留渣+双渣〞转炉炼钢新工艺，大幅度减少了炼钢渣量和石灰、白云石消耗。

文章介绍了其中所开发的3项重要技术：①脱磷阶段采用低碱度(w(CaO)/w(SiO2)∶1.3～1.5)和低MgO质量分数(≤7.5%)渣系，形成流动性良好和适度泡沫化炉渣，解决了脱磷阶段结束难以快速足量倒渣和渣中金属铁质量分数高这两大问题；②针对脱磷阶段底吹搅拌弱问题，采用了低枪位和高供氧强度吹炼方法，利用顶吹氧气流加强金属熔池搅拌，获得了良好脱磷效果；③通过加快生产速度，特别是对“炼钢-精炼-连铸〞生产合理组织调配，在转炉冶炼时间增加大约4min情况下，钢产量并没有减少。

关键词：转炉炼钢；少渣；石灰消耗；脱磷；炉渣中国钢铁工业近20年来开展迅速，对国民经济快速增长发挥了重要作用，但在节省资源、能源和减少炉渣等固体废弃物排放等方面，目前面临着巨大的压力和挑战。

以占中国产钢量90%以上氧气转炉炼钢为例，每年生产约6.2亿t粗钢，要产生6000万t以上炉渣，消耗3100万t以上石灰和700万t以上轻烧白云石，而用于生产炼钢石灰和轻烧白云石的石灰石与生白云石矿产均为重要的不可再生资源。

2001年Ogawa等[1]报道了新日铁开发的MURC转炉炼钢新工艺及其在8t转炉的试验情况，该工艺将转炉冶炼分为2个阶段，在第1阶段主要进行脱硅、脱磷，结束后倒出局部炉渣，然后进行第2阶段吹炼，吹炼结束后出钢但将炉渣保持在炉内，下一炉在炉内留渣情况下装入废钢、铁水，然后进行第1和第2阶段吹炼，并以此循环往复。

近年来，新日铁陆续报道了MUCR工艺相关情况[2-10]，新日铁公司的大分、八幡、室兰、君津等钢厂采用了该工艺，产钢占新日铁总产钢量55%左右，转炉炼钢石灰消耗减少40%以上，但对其中许多关键技术，如液态渣固化、脱磷阶段炉渣碱度、供氧参数、脱磷工艺、倒渣控制等根本没有报道。

转炉炼钢少渣冶炼技术的探索实践陈志平;王多刚;虞大俊;左康林【摘要】介绍转炉少渣冶炼、炉渣热循环利用实践.可分两个阶段,脱碳出钢留渣、冶炼中期脱磷倒渣留渣与脱碳出钢留渣同时进行(留渣+双渣).脱碳留渣冶炼,通过出钢后倒渣、调渣过程控制,抑制留渣造成吹炼前期的喷溅.留渣冶炼使吨钢石灰消耗降低28.6％.“留渣+双渣”试验,控制转炉前期炉渣碱度及全铁,选择合适脱磷渣倒炉点及温度,保证前期渣脱磷率和泡沫化,最终前期脱磷率大于60％,排渣率大于50％.“留渣+双渣”技术,吨钢石灰消耗降低46.9％.【期刊名称】《宝钢技术》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】4页(P17-20)【关键词】转炉冶炼;少渣炼钢;炉渣热循环技术;脱磷【作者】陈志平;王多刚;虞大俊;左康林【作者单位】上海梅山钢铁股份有限公司技术中心,江苏南京210039;上海梅山钢铁股份有限公司技术中心,江苏南京210039;上海梅山钢铁股份有限公司炼钢厂,江苏南京210039;上海梅山钢铁股份有限公司炼钢厂,江苏南京210039【正文语种】中文【中图分类】TF723.3高效、低成本、低排放生产是炼钢技术发展主要方向之一［1］。

20世纪90年代，新日铁提出单转炉实现少渣冶炼MURC［2］(MUlti-Refining Converter)技术。

近年来，北京科技大学与首钢开发SGRS(Slag Generation Reduced Steel making)少渣炼钢工艺技术。

以往少渣冶炼技术概念，主要通过铁水预处理“三脱”技术，使有害元素去除负荷前移，减少转炉渣量［3］。

现指的少渣冶炼技术与上述不同，从热力学条件看，脱磷与脱碳存在矛盾。

首钢曹妃甸炼钢流程采取了新的技术，脱磷炉与脱碳炉分离，抓住转炉冶炼的关键任务的特点，原来1座转炉冶炼功能由2座转炉采取串联作业实现［4］，脱磷炉半钢再用于脱碳炉，脱碳炉炉渣用于脱磷炉，实际上是钢水与炉渣在传质转移，体现高效与精细分工。

转炉“留渣+双渣”少渣炼钢工艺实践李伟东;杨明;何海龙;刘鹏飞;乔冠男【摘要】The key technologies on steelmaking based on the slag reserving and duplex slag process in converter in General Steelmaking Plant of Angang Steel Co., Ltd. are introduced, in-cluding slag reserving and slag solidifying technology, slag fluidity controlling and high efficient dephosphorization technology, fast slagging sufficiently and deslagging technology from molten iron, control technology for slag getting dry and content of FeO in final slag and fast operation technolo-gy based on slag reserving and duplex slag process. After these technologies are used the cost is reduced by 12.19 yuan RMB per ton steel.%介绍了鞍钢股份有限公司炼钢总厂转炉“留渣+双渣”工艺的关键技术，包括留渣及炉渣固化技术、炉渣流动性控制及高效脱磷技术、快速足量放渣及渣铁分离技术、炉渣返干控制及终渣FeO控制技术以及“留渣+双渣”快速生产技术，采用这些技术后，吨钢成本降低12.19元。

【期刊名称】《鞍钢技术》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】5页(P41-45)【关键词】转炉;少渣;留渣;双渣;脱磷【作者】李伟东;杨明;何海龙;刘鹏飞;乔冠男【作者单位】鞍钢股份有限公司炼钢总厂，辽宁鞍山114021;鞍钢股份有限公司科技质量部，辽宁鞍山114021;鞍钢股份有限公司炼钢总厂，辽宁鞍山114021;鞍钢股份有限公司炼钢总厂，辽宁鞍山114021;鞍钢股份有限公司炼钢总厂，辽宁鞍山114021【正文语种】中文【中图分类】TF777少渣炼钢是指转炉冶炼总渣量极少化的一种炼钢工艺。

辽宁科技大学科技成果——转炉少渣冶炼与高效脱
磷新工艺
成果简介
转炉少渣冶炼可以同时降低石灰和钢铁料消耗，对降低炼钢成本以及节能环保有重要意义。

本项目通过在转炉冶炼过程中采用留渣-双渣工艺模式实现少渣冶炼，借助含较高有效CaO和FeO的高碱度终渣的热态循环使用，获得了高效脱磷、终点钢水低氧化和原料低消耗的效果。

留渣-双渣新工艺的关键技术包括液态炉渣的快速固化技术、转炉前期的低温高效脱磷技术、快速足量的倒渣技术。

炼钢实践表明，与常用的单渣工艺相比，留渣-双渣工艺可以实现吨钢石灰消耗比单渣法降低10-15kg，转炉工序的吨钢钢铁料消耗降低1-2kg的效果；同时，低氧化性终点控制也为锰矿合金化以及提高中高碳钢纯净度奠定了很好的基础。

转炉炼钢少渣冶炼工艺浅谈为了降低转炉石灰消耗，减少渣量，提高金属收得率，本钢集团北营炼钢厂开展了转炉少渣冶炼工艺技术研究。

通过大量实验性研究对“双渣法”和“留渣法”工艺对比，包括终渣快速固化、高效脱磷、炉渣物性控制、“转炉-连铸”生产组织与周期匹配等关键技术，最终选择了适应于30t小转炉快节奏生产的转炉少渣冶炼工艺—“留渣法”少渣冶炼工艺。

标签：石灰消耗；少渣冶炼；脱磷；留渣法钢铁工业作为重要的基础产业，近三十年来发展非常迅速，但在可持續发展的今天，由于大量消耗资源、能源以及烟尘、炉渣等固体废弃物排放等问题，在科技进步方面面临着巨大压力和挑战。

以氧气转炉炼钢为例（国内转炉钢比率90%以上），每生产一吨钢大约消耗40～60kg石灰，12～20kg轻烧白云石，并产生90～120kg炉渣（含14～25%FetO）。

炼钢炉渣经过热闷、滚筒、水淬等工艺方法处理后，经济价值很低。

为了降低转炉石灰消耗，减少渣量，提高金属收得率，本钢集团北营炼钢厂2014年度首先在4座50t转炉开展了转炉少渣冶炼工艺技术研究。

通过大量实验性研究对“双渣法”和“留渣法”工艺对比，包括终渣快速固化、高效脱磷、炉渣物性控制、“转炉-连铸”生产组织与周期匹配等关键技术。

最终选择了转炉少渣冶炼工艺—“留渣法”少渣冶炼工艺。

采用“留渣法”工艺包括以下工艺环节：（1）转炉出钢结束后将液态炉渣留在炉内（不倒渣）；（2）出钢后向炉底加入一定量石灰（白云石）或碳粉对液态渣进行固化，采用溅渣护炉将部分液态渣溅至炉衬表面加以固化；（3）操作人员对炉渣固化效果确认后，装入废钢、铁水；（4）进行吹炼，吹炼过程不倒渣（5）吹炼结束，倒炉测温、取样时倒出部分炉渣（倒渣量：40～60%）；（6）进入下一循环。

采用“留渣”工艺：（1）由于炉渣再利用，可以大幅度减少炼钢石灰、白云石等渣料消耗和炼钢渣量；（2）炼钢炉渣通常含14～25%FetO，渣量减少因而可以降低钢铁料消耗；（3）常规转炉炼钢，出钢后留在炉内部分钢水随炉渣倒出。

转炉炼钢工艺流程这种炼钢法使用的氧化剂是氧气。

把空气鼓入熔融的生铁里，使杂质硅、锰等氧化。

在氧化的过程中放出大量的热量（含1%的硅可使生铁的温度升高200摄氏度），可使炉内达到足够高的温度。

因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。

转炉炼钢是在转炉里进行。

转炉的外形就像个梨，内壁有耐火砖，炉侧有许多小孔（风口），压缩空气从这些小孔里吹炉内，又叫做侧吹转炉。

开始时，转炉处于水平，向内注入1300摄氏度的液态生铁，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。

这时液态生铁表面剧烈的反应，使铁、硅、锰氧化 (FeO,SiO2 , MnO,) 生成炉渣，利用熔化的钢铁和炉渣的对流作用，使反应遍及整个炉内。

几分钟后，当钢液中只剩下少量的硅与锰时，碳开始氧化，生成一氧化碳（放热）使钢液剧烈沸腾。

炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。

最后，磷也发生氧化并进一步生成磷酸亚铁。

磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙，一起成为炉渣。

当磷与硫逐渐减少，火焰退落，炉口出现四氧化三铁的褐色蒸汽时，表明钢已炼成。

这时应立即停止鼓风，并把转炉转到水平位置，把钢水倾至钢水包里，再加脱氧剂进行脱氧。

整个过程只需15分钟左右。

如果空气是从炉低吹入，那就是低吹转炉。

随着制氧技术的发展，现在已普遍使用氧气顶吹转炉（也有侧吹转炉）。

这种转炉吹如的是高压工业纯氧，反应更为剧烈，能进一步提高生产效率和钢的质量。

转炉一炉钢的基本冶炼过程。

顶吹转炉冶炼一炉钢的操作过程主要由以下六步组成：（1）上炉出钢、倒渣，检查炉衬和倾动设备等并进行必要的修补和修理；（2）倾炉，加废钢、兑铁水，摇正炉体（至垂直位置）；（3）降枪开吹，同时加入第一批渣料（起初炉内噪声较大，从炉口冒出赤色烟雾，随后喷出暗红的火焰；3～5min后硅锰氧接近结束，碳氧反应逐渐激烈，炉口的火焰变大，亮度随之提高；同时渣料熔化，噪声减弱）；（4）3～5min后加入第二批渣料继续吹炼（随吹炼进行钢中碳逐渐降低，约12min后火焰微弱，停吹）；（5）倒炉，测温、取样，并确定补吹时间或出钢；（6）出钢，同时（将计算好的合金加入钢包中）进行脱氧合金化。

转炉双渣法少渣炼钢工艺新进展及操作优化探析摘要：转炉双渣少渣炼钢工艺是减少转炉冶炼渣量的一种炼钢工艺，通过减少渣料加入，不仅是为了脱P、脱S，也是为了保护炉衬、覆盖钢液、减少金属喷溅的作用，也所以进行该工艺操作之前，铁水需要经过预处理。

当前使用工艺是铁水的脱硅、脱磷、脱硫三脱处理之后转炉冶炼，一种方式是转炉双联法。

从工艺上来看这两种方式都需要进行铁水预处理，或者是处理转炉工艺改造。

因此技术推广受到一定的限制。

因此，双渣法工艺的使用，不仅仅可以降低冶炼过程中渣的消耗量与降低生产成本，也可以实现品质提升。

关键词：转炉；双渣法；炼钢；优化近年来很多用户对优质钢材需求量不断上升，出现越来越多的工种，在炼钢方面要求含有较低的杂质元素含量，达到以最低成本实现转炉冶炼净钢，这是当前炼钢工艺研究的重点。

如日本使用转炉“双联法”操作工艺，该工艺对设备要求高，要求在同一座转炉上，进行铁水脱磷、脱碳吹炼的操作工艺，类似传统双渣法。

该工艺还可以将残渣遗留在炉内进行下一次的脱磷，被认为是最洁净的工艺路线。

1.双渣法少渣炼钢工艺1.1 工艺发展现状2009年，新日铁开发出 MURC 转炉双渣工艺，根据研究工艺进行试炼，在工业上取得了成功，但是由于各种原因，对这一方面的报道非常少。

2012年，首钢开发出 SGRS 转炉“留渣 + 双渣”，在技术上取得了成功，在冶炼方面取得了显著效果。

鞍山钢铁企业在2013年，开始开发“留渣 + 双渣”工艺，将该工艺进行试验后，技术逐步熟练，且将其运用在大吨位转炉上。

2009年，新日铁的MURC（Multi-Refining Converter）双渣脱磷工艺在当时的占比就达到53%。

国内的钢铁企业，使用比较成熟的首钢“留渣+双渣”炼钢工艺，可生产出优质的中厚板、管线、桥梁以及高层建筑生产建设所需要的超低磷钢种。

在早期，MURC工艺可实现全连铸作业，2002年，该技术工艺逐步渠道传统的钢包脱P工艺，在操作之前可进行铁水的预处理，从工艺操作上来看，提高了产品质量与生产效率，生产成本也随之降低。