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高爐低碳冶煉技術(shù)范文第1篇

【關(guān)鍵詞】鋼鐵業(yè) 隱含碳 減排對(duì)策

一、中國(guó)鋼鐵業(yè)隱含碳排放現(xiàn)狀

鋼鐵行業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，也是工業(yè)領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，素來(lái)被稱為“工業(yè)的糧食”，但同時(shí)它也是我國(guó)能源消費(fèi)和碳排放大戶，它的發(fā)展是建立在巨大的化石能源消耗基礎(chǔ)上的，并且伴隨大量的二氧化碳的排放。自從1996年以來(lái)，我國(guó)鋼產(chǎn)量已連續(xù)十多年位居世界第一。2010年我國(guó)鋼鐵產(chǎn)量首次突破6億噸，約為6.37億噸，2011年約為6.85億噸，約比上年增長(zhǎng)了7.5，2012年約為7.23億噸，到2013年我國(guó)鋼產(chǎn)量達(dá)到7.79億噸，占全球粗鋼產(chǎn)量的48.5%。2014年我國(guó)粗鋼產(chǎn)量82269.8萬(wàn)噸，占全球粗鋼產(chǎn)量的49.5%，同比增長(zhǎng)0.9%，創(chuàng)歷史新高，增幅為2001年以來(lái)最低，，比2013年下降0.2個(gè)百分點(diǎn)。2015年，全國(guó)生產(chǎn)生鐵69141.51萬(wàn)噸，同比下降3.45%，生產(chǎn)粗鋼80382.26萬(wàn)噸，同比下降2.33%，生產(chǎn)鋼材112349.52萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)0.56%；平均日產(chǎn)粗鋼220.23萬(wàn)噸。隨著鋼鐵產(chǎn)量的增加，二氧化碳的排放趨勢(shì)也不曾減弱。在我國(guó)，鋼鐵行業(yè)二氧化碳的排放量?jī)H次于電力系統(tǒng)和建材行業(yè)，居全國(guó)第三位。自改革開放以來(lái)，中國(guó)每年的二氧化碳排放總量都在增加，其中鋼鐵業(yè)二氧化碳排放所占比重甚高，從2002年開始，每年鋼鐵業(yè)排放的二氧化碳數(shù)量達(dá)5億噸以上，根據(jù)IPCC碳排放系數(shù)估算，2009年二氧化碳排放量約為8.5億噸，2010年碳排放量約為9.01億噸，約占全球的12%左右，2011年約為9.64億噸，而2012年碳排放量達(dá)到了10十億噸以上，約為10.02億噸，2013年約為10.53億噸。從2012年開始，中國(guó)已成為全球第一大碳排放國(guó)家，碳排放量約占全球的29%。目前全球每年增加碳排放的65%來(lái)自中國(guó)。從鋼鐵業(yè)最近幾年的碳排放數(shù)據(jù)可以看出，每年的碳排放總量都在增加，且增加幅度相差不大，這說(shuō)明我國(guó)鋼鐵行業(yè)的碳減排措施仍未達(dá)到預(yù)期的功效。降低鋼鐵業(yè)二氧化碳的排放，是中國(guó)鋼鐵行業(yè)所面臨的一個(gè)重大問(wèn)題，這也是我國(guó)鋼鐵冶金業(yè)的重要目標(biāo)之一，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展、走可持續(xù)發(fā)展之路的必嚴(yán)要求。

二、中國(guó)鋼鐵業(yè)隱含碳排放源頭分析

（一）礦床開采過(guò)程中碳排放

我國(guó)礦床的開采方式有兩種：露天開采和地下開采。目前主要采用露天開采方式。在露天開采工藝中，主要的碳排放源自采掘和運(yùn)輸設(shè)備以及爆破技術(shù)器材。露天開采的主要作業(yè)方式有間斷式、連續(xù)式、半連續(xù)式。在這三種作業(yè)方式中，采掘和運(yùn)輸所用設(shè)備不同，但其在使用過(guò)程中或多或少產(chǎn)生碳排放。另外，巖石炸藥、銨油炸藥等也相繼在露天開采爆破技術(shù)上得到應(yīng)用，這些炸藥爆破過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵、含碳、硫等污染性氣體，使得礦床周圍環(huán)境惡化。在地下開采工藝中，主要的碳排放源自采礦方法、鑿巖裝運(yùn)兩個(gè)方面。在這些地下采礦方法中，大多用到爆破技術(shù)，其可能產(chǎn)生的碳排放不言而喻。而在鑿巖裝運(yùn)上，設(shè)備的機(jī)械化是其產(chǎn)生碳污染的主要原因。

（二）選別作業(yè)中產(chǎn)生的碳?xì)怏w

開采出來(lái)的鐵礦石經(jīng)粉碎后進(jìn)入選別作業(yè)，使其中有用的礦物和脈石分離，或使各種有用礦物彼此分離。在選別方式中，主要有兩大類，即物理選和化學(xué)選。其中物理選包括揀選、重選、電選、浮選、磁選。在物理選方式中，電選、磁選會(huì)需要電力支撐，對(duì)電的消耗，會(huì)間接產(chǎn)生碳排放。而在化學(xué)選中經(jīng)常要用到萃取劑、浸取劑等使之與礦石發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在反應(yīng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生二氧化碳。

（三）產(chǎn)品運(yùn)輸途中產(chǎn)生的碳

這里所指的產(chǎn)品是指鋼鐵冶煉所需的所有材料以及成型鋼材產(chǎn)品。鋼鐵冶煉不僅需要鐵礦石原料還需要燃料，在鋼鐵廠冶煉之前，這些材料都需要從各地運(yùn)往冶煉廠，路途有遠(yuǎn)有近，因鋼鐵廠的位置而定。另外，在鋼鐵廠冶煉出各種鋼鐵產(chǎn)品后，會(huì)將其運(yùn)往所需地方，不論運(yùn)輸工具是汽車或是游輪等等，在運(yùn)輸過(guò)程中交通工具排放的尾氣中含有二氧化碳?xì)怏w，這增加了溫室效應(yīng)。鋼鐵工業(yè)是資源密集型產(chǎn)業(yè)，鋼鐵企業(yè)每生產(chǎn)1噸鋼，廠內(nèi)運(yùn)輸量將高達(dá)5噸。鋼鐵企業(yè)物流實(shí)現(xiàn)方式主要包括鐵路、公路、水路、輥道、行車、臺(tái)車和皮帶運(yùn)輸?shù)?。其中，公路運(yùn)輸占比通常在20%以上，部分中小企業(yè)公路運(yùn)輸?shù)恼急瘸^(guò)70%。公路運(yùn)輸產(chǎn)生的揚(yáng)塵，重載貨運(yùn)卡車排放的尾氣都會(huì)造成污染，一些廠區(qū)內(nèi)，道路路面未硬化處理、散落的物料未及時(shí)清理，運(yùn)輸造成的污染更加嚴(yán)重。對(duì)于燃料煤炭來(lái)說(shuō)，隨著我國(guó)煤炭產(chǎn)業(yè)主要產(chǎn)區(qū)的西移，商品煤的平均運(yùn)輸距離已超過(guò)580km，并還在逐漸延長(zhǎng)，隨著新疆自治區(qū)煤炭的大量外運(yùn)，商品煤運(yùn)輸距離還在加大。

（四）進(jìn)入高爐冶煉以前所產(chǎn)生的碳排放

鐵礦石并不是運(yùn)往鋼鐵冶煉廠后就可直接進(jìn)入高爐冶煉，在此之前還需進(jìn)行兩部分作業(yè)。一是進(jìn)行煉焦煤焦化，二是鐵礦石燒結(jié)球團(tuán)。在對(duì)煉焦煤焦化前，要對(duì)原煤進(jìn)行清洗，原煤作為燃料，相比較氫氣 、天然氣、 液化石油氣等，污染是最嚴(yán)重的。它含碳、硫、磷等燃燒后生成有污染氣體的元素，直接作為燃料供應(yīng)進(jìn)行燃燒，產(chǎn)生的危害特別大。提前進(jìn)行原煤清洗，可以消除部分污染物，能夠更清潔高效使用。原煤先集中進(jìn)行洗選潔凈化和均質(zhì)化后，留下灰分、硫分等污染物，再分散供應(yīng)市場(chǎng)。此后再進(jìn)行煉焦，而煉焦釋放的污染物也是焦化廠區(qū)污染和大氣污染的重要來(lái)源。在焦化過(guò)程中產(chǎn)生的碳顆粒、一氧化碳、二氧化碳等擴(kuò)散到周圍環(huán)境中，造成污染。

（五）煉鋼、連鑄、軋鋼過(guò)程中碳排放

進(jìn)入高爐流程以后，主要是煉鋼、連鑄、軋鋼過(guò)程，在這些過(guò)程中產(chǎn)生的碳污染主要是由于電力的使用所間接引起。鋼鐵業(yè)高爐流程以后主要靠火電廠供電來(lái)進(jìn)行作業(yè)，而在我國(guó)，84%的火力發(fā)電燃燒煤炭，燃煤污染物排放嚴(yán)重，大量粉塵、碳、硫等氣體。

三、中國(guó)鋼鐵業(yè)低碳策略

（一）引進(jìn)低碳采礦設(shè)備和技術(shù)

隨著礦業(yè)開采規(guī)模的擴(kuò)大，對(duì)采礦設(shè)備的要求也越加嚴(yán)格。然而不管是露天采礦還是地下采礦，其采礦過(guò)程中，因其設(shè)備或是技術(shù)因素，二氧化碳的排放不可避免，對(duì)周圍環(huán)境造成污染成為慣例。因此，引進(jìn)低碳采礦設(shè)備和技術(shù)成為綠色采礦的一個(gè)新途徑。國(guó)外露天采礦設(shè)備逐漸大型化、自動(dòng)化、智能化。我們可以引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)設(shè)備，如大噸位礦用電動(dòng)輪汽車、電鏟斗容、低孔徑牙輪鉆機(jī)鉆孔，露天礦大型設(shè)備單機(jī)載計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控等等。對(duì)于地下采礦設(shè)備，實(shí)現(xiàn)裝備的無(wú)軌化、液壓化、自動(dòng)化、微型化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化。

（二）多采用揀選、重選、浮選方式，減少電選、磁選和化學(xué)選使用

為了減少碳排放，在選別作業(yè)中應(yīng)多采用揀選、重選、浮選方式，而相應(yīng)減少電選、磁選和化學(xué)選。揀選方式主要是用于丟除廢石，它包括手選和機(jī)械揀選。手選是人工揀選，消耗勞動(dòng)量大，效率低。在這里主要建議采用機(jī)械揀選，可以采用光揀選、電性揀選和磁性揀等。重選主要是利用礦石在介質(zhì)中顆粒比重的不同進(jìn)行選別，它可以在其他選別方式使用之前對(duì)礦石進(jìn)行預(yù)選。這種選別方式成本低、污染少，適合貧礦、細(xì)礦的揀選。浮選通常指泡沫浮選，它是指利用各種礦物原料顆粒表面對(duì)水的潤(rùn)濕性（疏水性或親水性）的差異進(jìn)行選別。它能用于選別各種礦物原料，適用性強(qiáng)，污染小。對(duì)于電選、磁選方式，在處理量小顆粒物時(shí)，應(yīng)該盡量少用?；瘜W(xué)選分離效果好，成本高，污染大，應(yīng)努力研制生物化學(xué)法，以降低成本減少污染。

（三）優(yōu)化鋼鐵工業(yè)布局，減少產(chǎn)品運(yùn)輸量

我國(guó)鋼鐵工業(yè)總的布局特點(diǎn)是，大型鋼鐵廠比較接近原料、燃料產(chǎn)地或沿海消費(fèi)區(qū)，中小型鋼鐵企業(yè)布局比較分散，廣泛分布于全國(guó)各地【5】。由于煤炭和鐵礦石是鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)的兩大必備原料，鋼鐵業(yè)冶煉廠的建設(shè)也與這兩種原料的產(chǎn)地息息相關(guān)。我國(guó)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)的布局，按其離原料、燃料產(chǎn)地及消費(fèi)地區(qū)的關(guān)系，大致可分為5種類型：及靠近鐵礦石基地又靠近煤炭基地，如本剛、攀鋼等；靠近鐵礦石基地，如鞍鋼、馬鋼等，靠近煤炭基地，如太鋼、唐鋼、撫鋼等；位于交通樞紐，接近消費(fèi)中心，如首鋼、武鋼等；遠(yuǎn)離原料產(chǎn)地，位于消費(fèi)中心，如上海寶鋼、天津各鋼廠等。從這五種類型中可以看出，我國(guó)大部分鋼鐵企業(yè)選址存在不足，無(wú)法兼顧原料、燃料產(chǎn)地和消費(fèi)地區(qū)，造成了大量的時(shí)間浪費(fèi)在運(yùn)輸途中，產(chǎn)生了大量運(yùn)輸廢氣。又原材料運(yùn)輸占總運(yùn)輸量的73～83，故應(yīng)將鋼鐵企業(yè)的地址選在靠近原料產(chǎn)地，減少運(yùn)輸路程，即可以降低物流成本又可以減少碳排放。

（四）積極研發(fā)“非涉碳”冶金技術(shù)

鐵礦石從開采到最終軋制成各類鋼材產(chǎn)品，需要的不僅僅是原鐵礦石，還需要多種輔助材料，煤、焦、水、電、氣等。例如在燒結(jié)過(guò)程中，需要將礦粉、溶劑、燃料按一定比例進(jìn)行燒結(jié)，焦粉、煤粉這些含碳物質(zhì)的使用，經(jīng)過(guò)燃燒發(fā)生化學(xué)反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生碳?xì)怏w污染環(huán)境。因此在冶煉過(guò)程中，盡量減少碳材料的使用，可以減少碳排放，積極研發(fā)“非涉碳”冶金技術(shù)也就成了鋼鐵業(yè)冶金技術(shù)發(fā)展的新方向，使用清潔能源冶金可以有效控制碳排放。清潔能源運(yùn)行可與含碳能源共同運(yùn)行，也可組成獨(dú)立制度運(yùn)行，獨(dú)立運(yùn)行的清潔能源鋼鐵生產(chǎn)系統(tǒng)一般具有高速反應(yīng)與運(yùn)行的特征，它可以進(jìn)行多次能源的高效轉(zhuǎn)化和運(yùn)行，與含碳能源共同運(yùn)行可減少二氧化碳排放外，基本上無(wú)二氧化碳排放。例如利用風(fēng)能冶金、太陽(yáng)能冶金等，完全不涉及碳材料的使用和產(chǎn)生碳的化學(xué)反應(yīng)，從根本上杜絕了二氧化碳的產(chǎn)生。

（五）積極采用清潔能源發(fā)電，減少煤炭源電的使用

在鋼鐵的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)電力的使用不可避免，而且耗電量大。一般鋼鐵企業(yè)所使用的電力大多來(lái)源煤炭發(fā)電，這從間接上增加了化石能源的消耗，增加了二氧化碳的排放。因此要想減少碳排放，也可以從減少使用煤炭發(fā)電這一點(diǎn)出發(fā)，使用清潔能源發(fā)電，減少碳排放。目前，清潔能源的種類很多，有太陽(yáng)能、風(fēng)能等。對(duì)于鋼鐵企業(yè)來(lái)說(shuō)，使用太陽(yáng)能、生物質(zhì)能發(fā)電較為有利。太陽(yáng)能能源豐富，免費(fèi)試用，不需運(yùn)輸，無(wú)污染。而生物質(zhì)能是化廢為寶，在冶金過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)廢棄物，可以利用其中的有機(jī)廢棄物來(lái)發(fā)電反過(guò)來(lái)供鋼鐵的冶煉。這樣即可以減少煤炭的使用，減少二氧化碳的排放，也可以為鋼鐵業(yè)減少冶煉成本。

在清潔能源研究與應(yīng)用方面，氫還原研究早已開始，如日本焦?fàn)t煤氣重整后制成高氫含量的煤氣輸入高爐，加速還原鐵礦石等；歐洲也開始利用太陽(yáng)能進(jìn)行高溫爐研究；韓國(guó)POSCO研究院還開展核能制氫氫還原的前沿研究等。鞍鋼鲅魚圈從風(fēng)能發(fā)電供生活用電供軋鋼用電供冶煉用電的研究正逐步按計(jì)劃進(jìn)行。多家高校、研究院開展氫冶金實(shí)驗(yàn)研究。另外，除了使用清潔能源發(fā)電外，在鋼鐵的生產(chǎn)過(guò)程中還可以有效利用轉(zhuǎn)爐蒸汽、軋鋼加熱爐蒸汽和燒結(jié)余熱等進(jìn)行發(fā)電，確保能源高效回收綜合利用。

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高爐低碳冶煉技術(shù)范文第2篇

關(guān)鍵詞：爐殼；焊接；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TG333 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

前言

鋼鐵生產(chǎn)的集中專業(yè)化、和設(shè)備的大型高效化是現(xiàn)代國(guó)內(nèi)外鋼鐵工業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。高爐大型化是煉鐵原料、設(shè)備、操作綜合發(fā)展的結(jié)果，同時(shí)也是衡量一個(gè)國(guó)家生產(chǎn)水平的重要指標(biāo)。作為鋼鐵生產(chǎn)的主要設(shè)備，在生產(chǎn)中承擔(dān)著主要角色。長(zhǎng)時(shí)間使用，會(huì)影響其使用壽命，降低高爐的安全可靠性。而高爐爐殼局部更換則是解決這一問(wèn)題的主要途徑。當(dāng)今冶煉事業(yè)飛速發(fā)展，高爐新舊爐殼焊接，被越來(lái)越多的煉鋼生產(chǎn)廠家和冶金施工企業(yè)所采用。高爐局部更換的恢復(fù)性大修比較常見，目前我國(guó)沒(méi)有專門的有關(guān)高爐結(jié)構(gòu)、焊接規(guī)程和規(guī)范，現(xiàn)行相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)程和控制標(biāo)準(zhǔn)；相關(guān)的科技文獻(xiàn)也極少，基本上還是以經(jīng)驗(yàn)和參照國(guó)外設(shè)計(jì)圖紙為主方式進(jìn)行。

1 高爐爐殼更換

對(duì)高爐爐殼局部更換或者焊接，主要還是憑借經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行操作。采用拆一塊、鑲補(bǔ)一塊的逐塊更換施工法，有時(shí)爐殼要分成十幾塊進(jìn)行更換，這種方法使?fàn)t殼的更換質(zhì)量難以得到保證。施工工期長(zhǎng)，不利于高效生產(chǎn)。高爐本體爐殼更換分兩種情況：

第一種情況：為滿足工藝需要進(jìn)行的更換。即高爐爐殼在生產(chǎn)中變形超過(guò)設(shè)計(jì)允許的變形范圍時(shí)；

第二種情況：為滿足施工需要進(jìn)行的爐殼更換。即位現(xiàn)場(chǎng)開控部分而進(jìn)行的爐殼更換。新爐殼是用新軋制的鋼板冷制作出來(lái)的，其材質(zhì)一般選用Q235B，化學(xué)成分未發(fā)生任何變化。而舊爐殼則在日常煉鐵生產(chǎn)中常年處于高溫環(huán)境，其化學(xué)成分已經(jīng)發(fā)生了非常大的變化。通過(guò)對(duì)兩者的成分進(jìn)行分析，和在新、舊爐殼間的焊接實(shí)驗(yàn)證明，新、舊爐殼結(jié)合焊接在改進(jìn)焊接工藝的基礎(chǔ)上是可以進(jìn)行的。

更換高爐爐腰以上的爐殼時(shí)，有時(shí)采取將需要更換的爐殼以上的爐體及附屬部件懸吊處理，從而實(shí)現(xiàn)爐殼整圈更換。這樣可以加快工期，有利于施工質(zhì)量。無(wú)論采取哪一種更換方式，都存在由于上部爐體在自身重力、新舊爐殼水平縫焊接時(shí)的收縮應(yīng)力和其他因素的作用下，上部爐體會(huì)出現(xiàn)下沉現(xiàn)象。因此，必須要有可靠的措施將其下沉量控制在允許范圍內(nèi)。

2 焊接方法

在新、舊爐殼的焊接過(guò)程中，要根據(jù)新、舊材料的機(jī)械性能、化學(xué)成分、工作環(huán)境等制定撞門焊接工藝，嚴(yán)格對(duì)輔助材料進(jìn)行選擇，對(duì)焊條要按照規(guī)范烘干，對(duì)焊接規(guī)范、焊接順序等進(jìn)行調(diào)整。在考慮鋼板的進(jìn)料時(shí)，應(yīng)考慮因制造和安裝時(shí)需要的對(duì)焊縫收縮余量以及氣割縫等的加工余量。還應(yīng)該考慮舊爐殼的制造安裝誤差和實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的可能變形量等因素。爐殼焊縫豎縫時(shí)為x型坡口，采用數(shù)控自動(dòng)火焰切割；水平縫時(shí)為單面V型坡口，采用機(jī)械刨削加工。

為保證新、舊爐殼焊接牢固，密封嚴(yán)密，新、舊爐殼一律打雙面K形坡口，雙面焊接，坡口角度45°，鈍邊2mm，對(duì)口間隙2mm，坡口形式日下圖：

爐殼安裝過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)舊爐殼變形比較嚴(yán)重，與新爐殼對(duì)接焊接錯(cuò)邊比較大時(shí)，需要用火焰將其烤軟，然后用大錘或其他工具進(jìn)行捶擊，使其向相反方向變回初始狀態(tài)，以便與新路口入對(duì)接焊接。所有新、舊結(jié)合處焊縫必須都用磨光機(jī)將焊道打磨干凈，露出金屬光澤，并經(jīng)技術(shù)人員檢驗(yàn)確認(rèn)后方可施焊。所有新、舊爐殼的焊接盡量采用CO2氣體保護(hù)焊，以減小焊接變形，加快焊接速度。焊接過(guò)程中，應(yīng)采用大電流、快速度的方法進(jìn)行焊接。趕熱鬧局對(duì)縫隙的間隙和板材的厚度，掌握焊縫熔敷系數(shù)和焊接的熱循環(huán)規(guī)范參數(shù)要求進(jìn)行施焊。

一般情況下，高爐爐殼的厚度都在3mm以上，所以，要進(jìn)行多層次的焊接，對(duì)每層焊接縫都要清理干凈后，方可進(jìn)行下道焊縫的焊接。在對(duì)新、舊爐殼結(jié)合吃進(jìn)行打底焊接、填充焊接的過(guò)程中，必須進(jìn)行分段對(duì)稱焊接，盡量減小焊縫變形中的殘余應(yīng)力。新、舊爐殼結(jié)合焊接也可以采用電焊條進(jìn)行焊接，此時(shí)應(yīng)根據(jù)母材選擇焊材，常采用E4316焊條焊接。E4316焊條是低氫型焊條，主要用于焊接重要的低碳鋼和低合金鋼的結(jié)構(gòu)，如造船、橋梁、壓力容器等。焊接參數(shù)列表：

結(jié)語(yǔ)

按照上述方法焊接后的新、舊爐殼焊縫，表面不會(huì)有裂縫、焊瘤、氣孔等缺陷，焊縫表面非常平整光滑。焊接完畢對(duì)其進(jìn)行探傷，合格率在100%。隨著高爐大修、檢修的新探索新實(shí)踐，新、舊爐殼結(jié)合焊接的成功案例越來(lái)越多，其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)效益越來(lái)越明顯。此技術(shù)既節(jié)約了臨時(shí)支撐的材料用量，同時(shí)也節(jié)約了制作、安裝費(fèi)用，為今后高爐爐殼檢修施工提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

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高爐低碳冶煉技術(shù)范文第3篇

科技創(chuàng)新,事關(guān)社會(huì)進(jìn)步和企業(yè)發(fā)展。對(duì)于企業(yè),創(chuàng)新不僅是企業(yè)活力和生命力的表現(xiàn),也是落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀,實(shí)現(xiàn)又好又快發(fā)展的基礎(chǔ),是培育品牌、實(shí)現(xiàn)品牌增值和溢價(jià)的主要途徑,也是提高企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù),更是保持可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。

6月18日,筆者受邀參加了河北龍鳳山鑄業(yè)有限公司鑄造用高純生鐵產(chǎn)品鑒定會(huì)。鑒定會(huì)由邯鄲市科技局主辦,河北工業(yè)大學(xué)及機(jī)械科學(xué)研究總院等多位領(lǐng)域知名專家參加,對(duì)河北龍鳳山鑄業(yè)有限公司研發(fā)生產(chǎn)的“LFS”系列鑄造用高純生鐵進(jìn)行了產(chǎn)品鑒定。以河北工業(yè)大學(xué)教授錢立任主任委員、機(jī)械科學(xué)研究總院教授級(jí)高工曾藝成為副主任委員、邯鄲市科技局李冠軍局長(zhǎng)出席的專業(yè)鑒定會(huì)一致認(rèn)為:該產(chǎn)品目前領(lǐng)先國(guó)內(nèi),而且已經(jīng)科技查新證實(shí)。

河北龍鳳山鑄業(yè)有限公司始建于1999年,由鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)接手改造擴(kuò)建而成,是一家技術(shù)裝備現(xiàn)代化、重環(huán)保、講節(jié)能、遵循循環(huán)經(jīng)濟(jì)“3R”原則組織生產(chǎn)的專業(yè)化企業(yè),以生產(chǎn)鑄造用優(yōu)質(zhì)生鐵為主營(yíng)業(yè)務(wù)。是河北省百?gòu)?qiáng)私營(yíng)企業(yè)、邯鄲市30強(qiáng)民營(yíng)企業(yè)、武安市重點(diǎn)保護(hù)企業(yè),也是河北省鑄造協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)單位。公司自成立以來(lái)先后榮膺“年創(chuàng)利稅超億元企業(yè)”和中鑄協(xié)“全國(guó)優(yōu)質(zhì)鑄鐵生鐵生產(chǎn)示范基地”等美譽(yù)。

我國(guó)是世界鑄造大國(guó),也是世界鑄造業(yè)的發(fā)源地,鑄件產(chǎn)量連續(xù)10年穩(wěn)居世界首位。但由于工藝技術(shù)相對(duì)落后等原因,在鑄件質(zhì)量和穩(wěn)定性方面長(zhǎng)期以來(lái)一直落后于工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家。其主要原因之一,是鑄造用生鐵的質(zhì)量問(wèn)題。一直以來(lái),我國(guó)沒(méi)有自己的高純生鐵,依賴進(jìn)口提供高純生鐵。進(jìn)口高純生鐵的市場(chǎng)價(jià)位持續(xù)上漲,高成本的原材料進(jìn)口始終牽絆著我國(guó)鑄造業(yè)。

據(jù)資料顯示,根據(jù)我國(guó)目前鑄造業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀,每年約需至少100萬(wàn)噸的高純生鐵以滿足產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的需求,且逐年呈倍增趨勢(shì)上升。龍鳳山鑄業(yè)有限公司負(fù)責(zé)人給筆者算了一筆帳:如果按國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求年100萬(wàn)噸計(jì)算,高純生鐵實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化后,可為鑄造廠家年節(jié)約原材料采購(gòu)成本和創(chuàng)造效益5億元以上。因?yàn)辇堷P山生產(chǎn)的高純生鐵現(xiàn)行市場(chǎng)售價(jià)比從加拿大QIT公司南非子公司的進(jìn)口價(jià)每噸低500元。而且經(jīng)國(guó)內(nèi)部分高端鑄件廠生產(chǎn)實(shí)踐證實(shí),使用龍鳳山公司的高純生鐵后,廢品率顯著降低。按此計(jì)算,如果廢品率降低2%,以50萬(wàn)噸高純生鐵用于120萬(wàn)噸鑄件計(jì),年可減少?gòu)U品損失2.4萬(wàn)噸,若以每噸1萬(wàn)元市場(chǎng)價(jià)計(jì)算,則直接減少因廢品而損失的價(jià)值高達(dá)2.4億元人民幣。

高純生鐵中,磷、硫、錳、鈦等有害元素含量低,而且,對(duì)特定微量元素含量極少的高端鑄件專用生鐵,業(yè)內(nèi)有“人參鐵”之稱。主要用于風(fēng)電鑄件、核電鑄件、大斷面球鐵鑄件及有低溫沖擊韌度和抗疲勞性能要求的球鐵鑄件等工業(yè)領(lǐng)域。目前,國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家大都采用氧化法生產(chǎn),例如,加拿大QIT公司是以鈦磁鐵礦為原料,利用高爐還原及另爐氧化吹煉法,使二氧化鈦轉(zhuǎn)入爐渣,再經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化和提取得到貴金屬鈦,而高純生鐵只是其提取貴金屬的一個(gè)副產(chǎn)品。

高爐低碳冶煉技術(shù)范文第4篇

1．1深入研究轉(zhuǎn)爐低氧位控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)碳、氧全面降低

轉(zhuǎn)爐低氧位控制技術(shù)是指頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐脫碳過(guò)程加強(qiáng)動(dòng)力學(xué)條件，實(shí)現(xiàn)在1個(gè)大氣壓下碳氧反應(yīng)平衡均勻進(jìn)行，降低鋼水冶煉終點(diǎn)氧含量，減小爐渣氧化性的一種冶煉技術(shù)。該技術(shù)采用以下兩大控制方法。

1.1.1合理控制爐底漲幅，提高底吹效果

控制爐底漲幅不超過(guò)100mm，確保轉(zhuǎn)爐底吹效果。動(dòng)態(tài)掌握底吹供氣效果，通過(guò)數(shù)量判斷底吹效果是否滿足要求。

1．1．2優(yōu)化轉(zhuǎn)爐超低碳鋼冶煉模式

對(duì)轉(zhuǎn)爐冶煉超低碳鋼操作過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化:1)轉(zhuǎn)爐造高堿度渣，堿度控制在3.5～4.0;2)采用高硅高溫鐵水，確保轉(zhuǎn)爐操作熱量富裕，過(guò)程礦石加入量達(dá)到5t以上，確保全程化渣效果;3)終點(diǎn)前加入一批石灰，稠化爐渣;4)終點(diǎn)前，提前測(cè)量TSO，根據(jù)TSO溫度調(diào)整供氧量，保證轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)溫度為1710℃左右，保證進(jìn)RH爐溫度滿足生產(chǎn)要求，終點(diǎn)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.04%～0.05%，保證氧含量滿足要求。

1．2優(yōu)化改質(zhì)劑配比，實(shí)現(xiàn)鋼包頂渣改質(zhì)的最優(yōu)化

和頂渣低全鐵含量控制目標(biāo)改質(zhì)劑的主要作用是降低鋼包頂渣全鐵含量，提高頂渣吸附夾渣的能力，提高鋼水的純凈度。因鋁鎮(zhèn)靜鋼夾渣主要是Al2O3型，根據(jù)Al2O3—CaO—SiO2三元系相圖分析，將渣成分控制在CaO飽和區(qū)，向低熔點(diǎn)區(qū)靠攏，具體做法是將爐渣CaO/Al2O3控制在1．7～1．9。優(yōu)化前，改質(zhì)劑中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在8%左右，改質(zhì)后全鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，達(dá)到13%左右，改質(zhì)效果不明顯。為深入研究改質(zhì)劑配比，對(duì)改質(zhì)劑鋁含量進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算:轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)爐渣全鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)按17%計(jì)算，改質(zhì)后爐渣全鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)按5%計(jì)算，鋼包頂渣按100mm厚度計(jì)算，鋼包直徑為3.3m，渣密度按3.4g/cm3計(jì)算。按照生產(chǎn)DDQ轉(zhuǎn)爐加入改質(zhì)劑300kg計(jì)算，對(duì)改質(zhì)劑中鋁配比按87/300=29%進(jìn)行控制，根據(jù)理論計(jì)算，對(duì)改質(zhì)劑進(jìn)行了優(yōu)化和成分調(diào)整，增加鋁含量，提高爐渣的堿度。采用鋁粒30%、顆粒石灰10%、預(yù)熔渣60%的混合配比，提高鋼包頂渣改質(zhì)效果。

1．3優(yōu)化RH低氧位深脫碳技術(shù)，穩(wěn)定控制鋼中碳含量

冶煉SPHE，DDQ級(jí)冷軋鋼等超低碳鋼要求RH進(jìn)行深脫碳處理，針對(duì)低氧位深脫碳技術(shù)要求，在保證終點(diǎn)碳含量穩(wěn)定的前提下，對(duì)深脫碳冶煉過(guò)程進(jìn)行低氧位控制，為此建立了RH低氧位深脫碳模型。利用該模型并結(jié)合RH氣體分析儀，對(duì)終點(diǎn)碳含量可以進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)判。

1．4實(shí)施連鑄機(jī)全保護(hù)澆注，提高鑄坯質(zhì)量

根據(jù)萊鋼板坯連鑄機(jī)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采用以下控制技術(shù)，對(duì)連鑄機(jī)鋼水進(jìn)行全面保護(hù)。

1)設(shè)計(jì)全新中間包包蓋，增加包蓋吹氬功能，在澆注料內(nèi)布有氬氣管道。全新包蓋設(shè)計(jì)成弧形，應(yīng)用后具有防掉料、防變形、使用壽命高、密封效果好的優(yōu)點(diǎn)。

2)對(duì)中間包沖擊區(qū)進(jìn)行全面改造，增加活動(dòng)小包蓋，大幅度減小了中間包沖擊區(qū)與空氣接觸面積，進(jìn)一步減少了鋼水二次氧化。

3)在包沿與包蓋接觸處和塊與塊對(duì)接處墊約40mm厚的硅酸鋁耐火纖維氈，并在中間包蓋各孔處使用纖維蓋板預(yù)制密封件，以增強(qiáng)中間包蓋的密封隔熱功能，達(dá)到全保護(hù)的目的。

4)中間包沖擊區(qū)采用環(huán)形氬氣裝置。主要是在沖擊區(qū)鋼液面上形成氬氣沉淀，防止因鋼水造成二次氧化。

2效果

解決了連鑄機(jī)澆注過(guò)程中二次氧化大的問(wèn)題，澆注過(guò)程增氮量明顯減少，通過(guò)低倍檢測(cè)分析，DDQ級(jí)冷軋料鑄坯中心偏析、中心疏松、中間裂紋達(dá)到了“零”級(jí)。

3結(jié)論

1)采用轉(zhuǎn)爐低氧位碳氧積控制技術(shù)、鋼包頂渣低全鐵含量控制技術(shù)，解決了超低碳鋼鋼水氧化性強(qiáng)、鋼包頂渣改質(zhì)效果不穩(wěn)定等問(wèn)題，獲得了良好的效果。

2)采用精煉RH爐低氧位深脫碳處理模型預(yù)判終點(diǎn)碳技術(shù)，應(yīng)用廢氣分析儀，準(zhǔn)確判斷終點(diǎn)碳含量，提高超低碳鋼終點(diǎn)碳的命中率，縮短了脫碳時(shí)間，為生產(chǎn)超低碳鋼提供了技術(shù)保障。

3)應(yīng)用連鑄機(jī)全保護(hù)澆注技術(shù)，鋼水在澆注過(guò)程中二次氧化明顯減少，過(guò)程增氮量減少，保護(hù)效果顯著。

高爐低碳冶煉技術(shù)范文第5篇

關(guān)鍵詞：降低 鋼鐵料消耗 分析 措施

0 引言

近年來(lái)酒鋼結(jié)合煉鋼工序的生產(chǎn)和鋼鐵料實(shí)際消耗情況采取了一系列的管理和技術(shù)措施，使煉鋼工序鋼鐵料消耗有了大幅度的降低，2014年鋼鐵料消耗降至1090kg/t鋼，提高了市場(chǎng)適應(yīng)能力，取得了較為顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

1 影響鋼鐵料消耗的因素

以酒鋼120噸轉(zhuǎn)爐冶煉Q345B為例，其主原料中鐵水105噸約占83%，華北生鐵塊19噸約占15%，廢鋼3噸約占2%。根據(jù)數(shù)據(jù)分析研究，將鐵水Si、P、S、渣中帶鋼、轉(zhuǎn)爐噴濺、氧耗、石灰加入量、石灰加入時(shí)機(jī)等確定為影響吹損的主要因素

1.1 元素氧化損失（化學(xué)成分取平均值計(jì)算）

酒鋼冶煉Q345B所用金屬料的化學(xué)成分及終點(diǎn)控制

■

根據(jù)表計(jì)算損失合計(jì)%：4.25%，實(shí)際冶煉過(guò)程受鐵水條件，品種的影響，成分存在一定波動(dòng)。但鐵水元素變化尤其是Si元素的變化對(duì)鋼鐵料消耗影響較大。

1.2 鐵水P、S含量與吹損的關(guān)系 從轉(zhuǎn)爐吹損與鐵水P、S含量變化趨勢(shì)圖可看出，轉(zhuǎn)爐吹損與鐵水P、S含量均具有正相關(guān)性。鐵水P、S含量的變化均對(duì)轉(zhuǎn)爐吹損具有較大的影響作用，鐵水P含量每升高0.01%，則吹損升高1.3kg/t;鐵水S每升高0.01%，則吹損升高8.6kg/t。

1.3 轉(zhuǎn)爐渣量、含鐵量與吹損的關(guān)系 轉(zhuǎn)爐爐渣中Fe2O3及FeO折算成鐵損在1.3～1.6%左右，另外爐渣中還懸浮8%左右的金屬鐵珠。按渣量為金屬裝入量9%計(jì)算，則渣中帶走的鐵量為2.5左右。

■

1.4 噴濺造成的金屬損失 轉(zhuǎn)爐噴濺大概在0.5～

3.6%，噴濺量由于人工估量存在一定偏差，轉(zhuǎn)爐的噴濺與造渣料的加入量有關(guān)及二批料加入時(shí)機(jī)有關(guān)，伴隨著石灰用量的增加，轉(zhuǎn)爐渣量增加，使鋼中的C氧化產(chǎn)生的CO氣體受轉(zhuǎn)爐爐渣的壓制難以排除，積壓到一定程度時(shí)，將產(chǎn)生爆發(fā)性噴濺帶出鋼液和爐渣，增加轉(zhuǎn)爐吹損。

1.5 鋼鐵料結(jié)構(gòu) 在鋼鐵料結(jié)構(gòu)中，存在理論與實(shí)際投入的鐵量的差異，目前公司轉(zhuǎn)爐消耗的生鐵塊主要是外購(gòu)生鐵，含硅、錳、硫較高;外購(gòu)廢鋼中輕薄廢鋼較多，成分波動(dòng)較大。在個(gè)別情況下，還存在全鐵水冶煉的情況，由于無(wú)生鐵與廢鋼降溫，需要增加生白云石及石灰用量達(dá)到降溫目的，渣量大增的同時(shí)，導(dǎo)致噴濺、吹損大幅增加。

1.6 造渣料結(jié)構(gòu) 從吹損與石灰單耗變化趨勢(shì)和線性分析圖可看出，轉(zhuǎn)爐吹損隨石灰單耗的增大而升高，石灰單耗每增加1kg/t則轉(zhuǎn)爐吹損升高0.32kg/t。

在吹煉前期加入一定量的石灰脫P(yáng)，轉(zhuǎn)爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)鋼渣之間P存在一定的平衡關(guān)系，在達(dá)到平衡點(diǎn)時(shí)，脫P(yáng)效果最差，吹氧只能增加Fe的氧化燒損。為達(dá)到進(jìn)一步去磷的目的，中途倒渣，致使FeO隨爐渣一起流失，鋼中的Fe和渣中的FeO平衡被打破，繼續(xù)加入石灰吹氧脫P(yáng)，增加了鋼中的Fe的氧化，導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐吹損增加。

轉(zhuǎn)爐吹損隨石灰單耗的增加而升高，石灰單耗每增加1kg/t則轉(zhuǎn)爐吹損升高0.32kg/t。

2 降低鋼鐵料消耗的主要措施

2.1 加強(qiáng)管理工作 煉鋼保障金屬損失主要包括兩大部分：脫硫鐵損，轉(zhuǎn)爐吹損。完善鋼廠鋼鐵料消耗的控制管理體系，強(qiáng)化工序過(guò)程控制。管理上一要加強(qiáng)廢鋼回收，杜絕廢鋼流失。煉鋼回收廢鋼包括：鐵水預(yù)處理區(qū)域產(chǎn)生的各類渣鐵，轉(zhuǎn)爐區(qū)域產(chǎn)生的各類渣鋼等。廢鋼回收量的核定以廢鋼中轉(zhuǎn)站開具的磅單為準(zhǔn)。煉鋼各類渣鋼計(jì)劃為：3kg/t，源泉廢鋼回收5.5kg/t。二是要加強(qiáng)生鐵塊、廢鋼的過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控及周、月庫(kù)存盤點(diǎn)。三是落實(shí)各責(zé)任崗位鋼鐵料消耗考核指標(biāo)，規(guī)范煉鋼、連鑄工序操作， 提高吹煉控制水平，減少折罐、回爐、漏鋼等生產(chǎn)事故。

2.2 優(yōu)化入爐原料 轉(zhuǎn)爐煉鋼鐵水使用量達(dá)到70%以上，近年來(lái)鐵水帶硫增加，而品種鋼產(chǎn)量和高質(zhì)量需求的增加，脫硫比例的不斷上升，控制鐵水帶S量至0.030%。導(dǎo)致脫硫鐵損增加。為降低脫硫鐵損，要求脫硫渣中Fe含量控制在35%以內(nèi)。溜槽、鐵包粘包損失控制在1.76kg/t以內(nèi)。調(diào)整裝入，增加氧化鐵皮球、燒結(jié)礦等消耗量，平均消耗達(dá)到15kg/t以上。利用其化渣效果及與廢鋼的價(jià)格差，不僅可以提前化渣，保護(hù)爐襯，提高脫磷效果，也可以提高Fe的回收率高，有效增加鋼水量，達(dá)到降低鋼鐵料消耗的目的。

2.3 改進(jìn)吹煉工藝，減少過(guò)程吹損 ①提高轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)C、Mn含量，轉(zhuǎn)爐平均化學(xué)損控制在47.5kg/t。②提高造渣材料質(zhì)量，實(shí)施少渣冶煉，降低渣中鐵量損失。酒鋼碳鋼廠實(shí)施少渣冶煉，減少石灰用量15kg/t，少渣比例達(dá)到30以上，綜合減少渣量4.5kg/t，轉(zhuǎn)爐渣量控制在110.75kg/t以內(nèi)。③控制終渣FeO含量 提高終點(diǎn)命中率， 在酒鋼碳鋼轉(zhuǎn)爐冶煉中要求普碳鋼爐渣∑FeO≤15%;薄板坯低合金、低碳鋼爐渣∑FeO≤22%;過(guò)RH爐轉(zhuǎn)爐爐渣∑FeO≤24%;綜合爐渣∑FeO≤17.6%。④提高操作水平，降低噴濺損失。作為優(yōu)化鋼鐵料結(jié)構(gòu)的措施，增加了鐵礦石用量，但礦石的使用過(guò)程中容易出現(xiàn)噴濺，為減少噴濺，吹煉過(guò)程中，礦石加入應(yīng)該分批少量，既要增多批數(shù)，減少批量，在冶煉前期分二至三批加入，確保熔池均勻升溫，C-O反應(yīng)平穩(wěn)，避免因爐膛溫度的劇烈變化而導(dǎo)致噴濺。⑤紅包受鋼，擋渣出鋼。出鋼溫度高會(huì)增加鐵水燒損及耐材的消耗，降低合金收得率。采用紅包受鋼可以降低出鋼溫度15～20°C，不僅有利于減少鋼中夾雜和氣體，減少回磷及吹損，提高爐襯及鋼包壽命。同時(shí)也有利于穩(wěn)定連鑄操作。提高拉坯速度。為提高擋渣效果，采用擋渣帽阻擋一次下渣，在出鋼即將結(jié)束時(shí)按照轉(zhuǎn)爐出鋼角度，用擋渣錐定位投放阻擋二次下渣，可以有效的減少鋼包內(nèi)爐渣量和鋼水回磷量，提高鋼水質(zhì)量和轉(zhuǎn)爐鋼水合格率。

2.4 優(yōu)化連鑄工藝 提高連鑄金屬收得率 減少事故停澆，提高中包包齡，方坯包齡21爐，板坯包齡22爐，薄板坯包齡15.5爐。嚴(yán)格控制中包注余損失量，常規(guī)中包注余4噸/次，薄板坯碳中包注余7.5噸/次，薄板坯中包注余8噸/次。合理控制大包注余鋼水損失，常規(guī)中包注余200kg/t爐，薄板坯普碳中包注余800kg/t，薄板坯普碳低碳注余1200kg/t。提高熱注余回收率，CSPQ235B、CSPSPHC-A/B回收比率達(dá)到30%以上，綜合回收率27%。

3 結(jié)論

嚴(yán)格生產(chǎn)管理，增強(qiáng)轉(zhuǎn)爐車間各工序（轉(zhuǎn)爐――精煉――連鑄）之間的協(xié)調(diào)組織能力，做到過(guò)程受控，對(duì)降低鋼廠的鋼鐵料消耗具有重要影響。加強(qiáng)原料管理與控制，提高鐵水及石灰質(zhì)量并保證其質(zhì)量的穩(wěn)定，減少因原料成分波動(dòng)對(duì)操作穩(wěn)定性的影響。規(guī)范吹煉制度穩(wěn)定操作。終點(diǎn)雙命中率的高低取決于煉鋼工操作的水平，減少后吹，合理控制吹煉搶位及氧壓，控制終點(diǎn)鋼水氧化性，提高合金收得率，減少鐵損，可有效降低轉(zhuǎn)爐鋼水消耗。

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