世界鋼鐵冶煉技術(shù)發(fā)展方向解析

1、世界鋼鐵冶煉技術(shù)發(fā)展方向解析進(jìn)入21世紀(jì)，世界鋼鐵工業(yè)的發(fā)展環(huán)境發(fā)生了深刻變化。煉鐵原料質(zhì)量下降，資源、能源價格高漲，二氧化碳減排問題，都對鋼鐵制造的各個工序提出更為苛刻的要求。展望新世紀(jì)的鋼鐵技術(shù)，就是能夠適應(yīng)這樣的環(huán)境變化，能綜合應(yīng)對資源、能源乃至環(huán)境問題的技術(shù)。其核心的課題是促進(jìn)環(huán)境保護(hù)和物質(zhì)循環(huán)”，具體的方針是追求二氧化碳的減排及資源的再利用。在新時期對鋼鐵業(yè)的期待是以資源、能源和環(huán)境良好協(xié)調(diào)的物質(zhì)循環(huán)型社會為核心，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。本文即從這一視點出發(fā)，對未來的新鋼鐵冶煉技術(shù)的可能性進(jìn)行概要論述。原料干熄焦（CDQ）技術(shù)隨著世界性能源短缺的不斷加劇，以及各國環(huán)保法律法規(guī)的進(jìn)一步完善，對

2、鋼鐵企業(yè)發(fā)展提出了更高的要求，具有節(jié)能、環(huán)保突出功效的干熄焦技術(shù)，成為鋼鐵企業(yè)焦化生產(chǎn)環(huán)節(jié)中一項重要技術(shù)。干熄焦技術(shù)是使用惰性氣體循環(huán)來回收熱焦炭顯熱，回收顯熱后的循環(huán)氣體，通過余熱鍋爐產(chǎn)生高溫、高壓（或中溫、中壓）蒸汽。在鋼鐵企業(yè)焦化生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，這種蒸汽可以作為鋼鐵廠的熱源，用來發(fā)電。且可避免粉塵和含有有毒、有害物質(zhì)的霧氣對大氣環(huán)境造成污染。除此之外，它還可提高焦炭的內(nèi)在質(zhì)量，使高爐入爐焦比降低2%2.5%,生鐵產(chǎn)量提高1%。因此，已成為國家鼓勵推廣的項目。當(dāng)前世界各國已投產(chǎn)、正在施工和設(shè)計的干熄焦裝置300多套。國際上以日本新日鐵、JFE、德國蒂森斯梯爾奧托公司干熄焦為代表的技術(shù)較為先進(jìn)。

3、這些公司在擴大干熄焦裝置能力、改善冷卻室特性、熱平衡、物料平衡、自動化、環(huán)保等方面采用了最佳化設(shè)計。隨著干熄焦技術(shù)的推廣應(yīng)用，干熄焦設(shè)備的高效化、大型化成為20世紀(jì)80年代中期以來的發(fā)展趨勢。建設(shè)大型干熄焦裝置，具有占地面積??；投資和運行費用低；生產(chǎn)操作、自動控制、維修與管理簡便；同時勞動生產(chǎn)率高等優(yōu)點。20世紀(jì)80年代中期以來，日本相繼開發(fā)設(shè)計并建成了單槽處理能力分別為110t/h、150t/h、180t/h、200t/h以上的大型干熄焦?fàn)t。最近，我國首鋼京唐公司在建的260t/h干熄焦工程建成后，每年可生產(chǎn)蒸汽約110萬t。如果這些蒸汽全部用于發(fā)電，每年可發(fā)電約3億kWh,減少CO2排放量

4、約24萬t（按CDM方法計算）。從國外干熄焦技術(shù)發(fā)展進(jìn)程來看，只有干熄焦裝置大型化、高效化，才能降低投資成本，提高投資效益，我國干熄焦水平才能上一個新臺階。煤調(diào)濕技術(shù)煤調(diào)濕煉焦工藝（CoalMoistureControl,簡稱CMC）是裝爐煤水分控制工藝”的簡稱，是在干燥煤煉焦工藝（將濕煤在爐外預(yù)先脫水干燥至水分含量6%以下，再裝爐煉焦的工藝）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種通過加熱來降低并穩(wěn)定、控制裝爐煤水分的一種煉焦用煤的預(yù)處理技術(shù)。其核心是不管原料的水分是多少，裝爐煤的水分要控制在5%6%的范圍內(nèi)。此工藝是節(jié)能效果顯著、提高焦?fàn)t生產(chǎn)能力、提高焦炭質(zhì)量、穩(wěn)定焦?fàn)t生產(chǎn)的新技術(shù)。該項技術(shù)優(yōu)點：煤調(diào)濕技術(shù)

5、可降低入爐煤水分，將其水分控制在一個適宜的目標(biāo)值，降低煉焦耗熱量，增加入爐煤堆密度，提高焦炭質(zhì)量等。目前，美、德、法、日、英等國家都進(jìn)行了不同形式的煤調(diào)濕實驗和生產(chǎn)。尤以日本最為積極主動，先后開發(fā)出了三代煤調(diào)濕技術(shù)。目前，日本85%的焦化廠采用煤調(diào)濕煉焦工藝。日本各廠采用煤調(diào)濕技術(shù)后，提高了焦?fàn)t生產(chǎn)能力和焦炭機械強度，減少了煉焦耗熱量，焦炭粒度均勻，可多配弱黏結(jié)性煤，生產(chǎn)穩(wěn)定，便于自動化管理。我國近幾年煤調(diào)濕技術(shù)得到快速發(fā)展，自2005年起，寶鋼、太鋼和攀鋼都在自主研發(fā)建設(shè)多管回轉(zhuǎn)式干燥煤調(diào)濕裝置；濟(jì)鋼自主開發(fā)的氣流床煤調(diào)濕裝置也已投產(chǎn)；中冶焦耐也在開發(fā)振動式氣流床煤調(diào)濕裝置。2009年，寶鋼

6、自主研發(fā)的煤調(diào)濕設(shè)備也成功上線，該項目在工藝上進(jìn)行了大膽的改進(jìn)和創(chuàng)新。例如，在國際上首次引入焦?fàn)t煙道廢氣作為載氣，此舉不但降低了干燥機低壓蒸汽的使用量，也有利于控制干燥機系統(tǒng)的氧含量；干燥機主體除塵器入口溫度使用循環(huán)風(fēng)機控制，攻克了除塵中結(jié)露、積灰的難題。該設(shè)備的成功自主集成為寶鋼節(jié)省投資約5000萬元，同時，有效提高了焦?fàn)t的作業(yè)效率，增加了焦?fàn)t煤氣發(fā)生量，進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本。“SCOPE21煉焦技術(shù)“SCOPE21煉焦技術(shù)是日本煤炭利用綜合中心與日本鐵鋼聯(lián)盟從1994年到2008年，歷時14年共同開發(fā)的，即21世紀(jì)高產(chǎn)無污染大型焦?fàn)t。該技術(shù)是以有效利用煤炭資源、提高生產(chǎn)率以及實現(xiàn)環(huán)境/節(jié)能

7、技術(shù)革新的新型工藝。2008年5月30日，新日鐵公司大分廠5號焦?fàn)t作為世界最新煉焦技術(shù)“SCOPE21的首臺設(shè)備正式投產(chǎn)?！癝COPE21生產(chǎn)工藝，是在焦?fàn)t裝料前對煉焦原料煤進(jìn)行快速加熱預(yù)處理來提高焦炭質(zhì)量，同時可大幅度縮短煉焦時間（干儲時間）。其結(jié)果可望擴大低品位煤炭的應(yīng)用范圍，實現(xiàn)節(jié)能。這種新型焦?fàn)t與傳統(tǒng)焦?fàn)t相比有如下四個方面的改進(jìn)。第一是煤炭資源的有效利用。目前焦?fàn)t的原料煤需要大量的強粘結(jié)性煤，該技術(shù)可將低品位原料煤的配比由目前的20%增加至50%。第二是提高生產(chǎn)率。由于預(yù)處理工序的存在可大幅度縮短煉焦時間，且由于干儲爐爐數(shù)的減小，可大幅度削減設(shè)備（包括預(yù)處理設(shè)備在內(nèi)）投資費用。第三是干

8、儲爐產(chǎn)生的NOx銳減30%。防止了粉塵、煙塵等排放，改善了環(huán)境。第四是取得顯著節(jié)能效果。一座年產(chǎn)量百萬噸規(guī)模的焦?fàn)t采用“SCOPE21煉焦技術(shù)，每年CO2排放與傳統(tǒng)焦?fàn)t相比削減量達(dá)到約40萬t。中國目前絕大多數(shù)煉焦企業(yè)仍然采用傳統(tǒng)的煉焦工藝，煤調(diào)濕技術(shù)和干法熄焦尚未大規(guī)模推廣，和發(fā)達(dá)國家相比差距甚大。作為世界上最大的焦炭生產(chǎn)和消費國，我國比其他國家更加迫切需要新煉焦技術(shù)的開發(fā)。SCOPE21技術(shù)給出了一個很好的方向，具有一定的借鑒意義。由于各國各地區(qū)的煤種不同，在結(jié)焦性上的表現(xiàn)也不盡相同。以SCOPE21技術(shù)現(xiàn)有的成果和數(shù)據(jù)，難以涵蓋所有煤種和煉焦工藝。環(huán)保型燒結(jié)技術(shù)Eposint&M

9、EROS為了使燒結(jié)生產(chǎn)的各項環(huán)境排放指標(biāo)滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，近年國際大型鋼鐵設(shè)備制造公司紛紛投入巨資，研發(fā)并實施了一系列節(jié)能減排新技術(shù)，這些新技術(shù)的使用將使燒結(jié)生產(chǎn)的環(huán)境排放指標(biāo)降低到前所未有的水平。由西門子奧鋼聯(lián)開發(fā)的Eposint燒結(jié)廢氣循環(huán)系統(tǒng)并配合西門子奧鋼聯(lián)開發(fā)的MEROS新型廢氣干法除塵系統(tǒng)可以使燒結(jié)車間達(dá)到清潔生產(chǎn)的目的。Eposint工藝可以使燒結(jié)廢氣返回?zé)Y(jié)機進(jìn)行循環(huán)，即典型的燒結(jié)廢氣中含有約12%13%剩余氧，在加入少量空氣補充后重新返回到燒結(jié)工藝中。Eposint工藝可以減少SOx、NOx絕對排放量并可以降低廢氣中的二嗯英和汞濃度，同時也減少了焦炭的單位消耗量。Epo

10、sint系統(tǒng)投產(chǎn)前后的主要生產(chǎn)指標(biāo)于表1。表1Eposint系統(tǒng)投產(chǎn)前后每噸燒結(jié)礦原料消耗和排放濃度對比表項目單位投產(chǎn)前投產(chǎn)后焦粉消耗量kg454043點火氣體消耗量MJ5040灰塵濃度mg/Nm34638g10466SO2濃度mg/Nm3420390g952677NOx濃度mg/Nm3240240g544416HF濃度mg/Nm31.00.6g2.31.0在奧鋼聯(lián)公司的實際操作條件下，由于提高了循環(huán)廢氣的溫度，加上其中固有的CO燃燒產(chǎn)生的熱量，燒結(jié)礦的燃料消耗節(jié)省了25kg/t。MEROS新型廢氣干法除塵系統(tǒng)是極有效的干法廢氣凈化工藝，由西門子奧鋼聯(lián)針對燒結(jié)廠和球團(tuán)廠廢氣處理而開發(fā)。主要有兩

11、種脫硫劑可供選擇，即小蘇打或熟石灰。該工藝能使燒結(jié)廠廢氣中灰塵、酸性氣體以及有害金屬和有機物成分含量大大低于傳統(tǒng)廢氣處理技術(shù)的水平。實際使用顯示：灰塵排放量減少了99%以上，降低到了5mg/Nm3以下；汞和鉛的排放分別減少了97%和99%;有機物比如二嗯英和吠喃（PCDD/F）以及揮發(fā)性有機物（VOCs）去除了99%以上；SO2排放也大大低于以前的水平。煉鐵目前，我國95%的生鐵由高爐生產(chǎn)，生鐵量不斷增加，焦炭需求量相應(yīng)增加，進(jìn)一步加大噴煤量，實現(xiàn)高富氧、高煤比的操作技術(shù)是目前研究的重點。高爐煉鐵國外有許多新技術(shù)，有的非常成熟，應(yīng)用在鋼鐵企業(yè)，有的仍在實驗階段，甚至有的技術(shù)還處于萌芽狀態(tài)。比如

12、無碳煉鐵技術(shù)、生物物質(zhì)煉鐵技術(shù)等還只是處于技術(shù)概念的設(shè)想階段。高爐噴煤綜合技術(shù)過去許多鋼廠為改善噴吹煤的燃燒性，采用了燃燒效率高的氧-煤噴槍。大量噴煤操作技術(shù)在20世紀(jì)90年代未就基本確立。但是，在大量噴煤操作條件下，高爐利用系數(shù)都在2.0以下，還原劑比也大大超過了500kg/t。最近，為應(yīng)對鋼鐵需求的增長，人們的目光又再次轉(zhuǎn)向了提高利用系數(shù)和抑制溫室氣體排放量的低還原劑比下的噴煤操作。韓國浦項鋼鐵公司光陽廠3號高爐2002年5月在噴煤比150kg/t,還原劑比472kg/t的條件下，高爐利用系數(shù)達(dá)到了3.26t/dm3。在焦炭強度DI15015保持在86.2%、CSR保持在71.6的同時，對

13、原料的性能進(jìn)行了改善，通過對焦炭噴撒CaC12,使焦炭的RDI下降了21%。根據(jù)高爐煉鐵實際，高爐采用200kg/thm以上的大噴煤量是體現(xiàn)了采用非焦煤直接用于煉鐵、資源合理利用和節(jié)能的綜合技術(shù)；精料和高風(fēng)溫是提高噴煤量的基礎(chǔ)，大噴煤、低焦比條件下的高爐煤氣流合理分布是大噴煤技術(shù)的突破口；高爐產(chǎn)能的提高主要靠降低燃料比、渣鐵比和提高富氧率來實現(xiàn)；在不同的資源條件下提高高爐操作水平，保持穩(wěn)定順行是高爐操作技術(shù)永恒的主題?？傊郀t生產(chǎn)技術(shù)要向超高生產(chǎn)率、低還原劑比和低環(huán)境負(fù)荷操作、高速還原化操作方向邁進(jìn)。高爐爐頂煤氣余壓發(fā)電技術(shù)現(xiàn)代高爐爐頂壓力高達(dá)0.150.25MPa,爐頂煤氣中存有大量的壓力能

14、。高爐爐頂煤氣余壓透平發(fā)電裝置(TopPressureRecoveryTurbine),是國際上公認(rèn)的頗有價值的能量回收裝置，它是利用高爐爐頂煤氣的壓力能和熱能經(jīng)透平機膨脹做功，從而驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。TRT工藝有干、濕之分，其中采用高爐煤氣濕式除塵后進(jìn)行透平發(fā)電的為濕式TRT,采用干式除塵的則為干式TRTo國內(nèi)目前廣泛采用的是濕式裝置，但總的發(fā)展趨勢是干式。干式除塵排出的煤氣溫度高，煤氣體積大，壓力能損失小、水分少，所以干式TRT要比濕式多發(fā)電約30%。TRT發(fā)電是高壓操作的高爐回收鼓風(fēng)機所消耗的能量的一種技術(shù)，不產(chǎn)生任何污染，發(fā)電成本低，是高爐煉鐵工序的重大節(jié)能技術(shù)。此項技術(shù)在國外較為普及，如

15、日本TRT技術(shù)的普及率已達(dá)90%。而我國目前，TRT技術(shù)在1000m3以上大型高爐的普及率還不到40%,尤其是干式TRT的使用率更少，噸鐵發(fā)電量、噸鐵節(jié)水量等技術(shù)指標(biāo)與國外先進(jìn)產(chǎn)鋼國家還有較大的差距，配套設(shè)備的國產(chǎn)化率也比較低。因此，引進(jìn)、消化吸收國外先進(jìn)技術(shù)，特別是消化吸收后的集成創(chuàng)新，研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的干式TRT技術(shù)與裝備，是我國未來TRT技術(shù)的發(fā)展方向。高爐噴吹廢塑料技術(shù)噴吹廢塑料是高爐噴吹領(lǐng)域里另一個重要發(fā)展，也是鋼鐵企業(yè)從污染行業(yè)向生態(tài)工業(yè)轉(zhuǎn)變的起點。該技術(shù)誕生于德國，后被日本鋼鐵工業(yè)引進(jìn)，并得到大力推廣，又開發(fā)成功了脫氯技術(shù)，使得高爐可以噴吹含氯廢塑料。目前，高爐噴吹廢塑料和焦

16、爐利用廢塑料已經(jīng)得到日本政府的重視，預(yù)計到2010年，日本將在鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)年處理廢塑料100萬噸的規(guī)模。廢塑料成分簡單，含氫量是普通還原劑的3倍，高爐每噴吹1t廢塑料可減排0.28tCO20而單就高爐本身來講，研究表明，廢塑料在風(fēng)口回旋區(qū)內(nèi)滯留、循環(huán)，燃燒行為與焦炭相同，噴吹粗粒且強度高的廢塑料可以提高氣化燃燒率，另外，當(dāng)與煤粉同時噴吹時，煤粉黏附在塑料顆粒上后，在風(fēng)口回旋區(qū)滯留時間延長，會使風(fēng)口回旋區(qū)的高溫區(qū)擴大，從而引發(fā)提高廢塑料氣化燃燒率和煤粉燃燒率的連鎖反應(yīng)。從目前日本的實際應(yīng)用情況和相關(guān)研究看，廢塑料在未來的日子里有望成為高爐標(biāo)準(zhǔn)的還原劑。廢塑料高爐噴吹技術(shù)可以將廢塑料用作煉鐵高爐還

17、原劑和燃料，使廢塑料得以資源化利用和無害化處理，是具有廣闊前景的白色污染”治理方法。但由于該技術(shù)對廢塑料原料要求較高，特別是要求廢塑料有較細(xì)的粒度和較低氯含量，使得廢塑料加工的成本較高，需要進(jìn)一步降低成本和投資費用以及配套的優(yōu)惠政策，才有可能在我國應(yīng)用。環(huán)境友好的新型煉鐵工藝近幾年來，使用鐵水替代廢鋼在電弧爐（EAF）中應(yīng)用的趨勢顯著增加，原因是優(yōu)質(zhì)廢鋼資源越來越難以獲取。同時，隨著煉鋼技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)代EAF鋼廠的混合裝料已經(jīng)快速過渡到高碳廢鋼與鐵水混合使用的工藝。在這種情況下，諸如Tecnored等煉鐵工藝可以在鋼鐵工業(yè)的價值鏈中得到應(yīng)用。Tecnored煉鐵工藝生產(chǎn)高爐型高碳鐵水，投資

18、和運行成本僅有傳統(tǒng)煉鐵工藝的一小部分，而對環(huán)境的影響則大大改善。原因是Tecnored煉鐵工藝除了具有高的能源效率外，工藝?yán)昧撕己丸F的廢料，并且不使用焦炭或燒結(jié)礦，因而省去焦?fàn)t和燒結(jié)廠。目前，建造Tecnored工業(yè)示范廠（IDP）的廠址選在巴西圣保羅州，緊鄰最大的AcosVillares工程鋼廠，設(shè)計能力為250t/d,未來可以將產(chǎn)能擴大到1000t/do增加原始爐身長度，或者在現(xiàn)有基礎(chǔ)上增加后續(xù)模塊，就可以實現(xiàn)產(chǎn)能擴大。Tecnored煉鐵工藝的成功運行是新煉鐵時代的開始。未來發(fā)展重點之一將是不斷提高非傳統(tǒng)原料的利用，單一使用或混合使用。這種想法是通過進(jìn)一步增加適合煉鐵的鐵和碳原料種類

19、，以確定可利用原料范圍，調(diào)整設(shè)備，使此技術(shù)的適應(yīng)性達(dá)到最佳。非高爐煉鐵技術(shù)非高爐煉鐵是21世紀(jì)全世界鋼鐵界的前沿技術(shù)，是技術(shù)發(fā)展的方向，尚存在較多重大技術(shù)問題需要突破。例如：所產(chǎn)生的煤氣如何進(jìn)行整治，得到回收利用；熔融還原如何減少對焦炭的依賴；用普通鐵精礦進(jìn)行非高爐煉鐵工藝經(jīng)濟(jì)性的提高和技術(shù)的提升等問題都需要進(jìn)一步研究。根據(jù)我國資源、能源條件的限制，我國的煉鐵生產(chǎn)工藝將在較長一段時間內(nèi)仍以高爐流程為主。而且，目前高爐生產(chǎn)流程的能源和污染物排放均優(yōu)于非高爐生產(chǎn)流程。特別是在生產(chǎn)規(guī)模、投資和生產(chǎn)成本等方面，高爐流程仍占有較大優(yōu)勢。迄今為止，在我國投產(chǎn)的最大規(guī)模的非高爐煉鐵工藝只有COREX。COR

20、EX是奧鋼聯(lián)開發(fā)的一種用塊煤和球團(tuán)礦（塊礦）生產(chǎn)鐵水的一種煉鐵工藝。COREX法的優(yōu)點是：以非焦煤為能源，擺脫了高爐煉鐵對優(yōu)質(zhì)冶金焦的依賴；對原、燃料適應(yīng)性較強，生產(chǎn)的鐵水可用于氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼；生產(chǎn)靈活，必要時可生產(chǎn)高熱值煤氣以解決鋼鐵企業(yè)的煤氣平衡問題；直接使用煤和氧，不需要焦?fàn)t及熱風(fēng)爐等設(shè)備，減少污染，降低基建投資。但是COREX也存在一些不足：對礦石的質(zhì)量要求較為嚴(yán)格。必須使用球團(tuán)礦、天然塊礦和燒結(jié)礦等中等均勻粒度的塊狀原料，不能使用磷含量高的礦石。還原豎爐中的爐料經(jīng)常發(fā)生粘結(jié)，使COREX入爐鐵料的要求比高爐對鐵料的要求更為嚴(yán)格。離不開小塊焦，對煤的要求嚴(yán)格，燃料比高。COREX煤的消耗

21、量（噸鐵約1000kg）遠(yuǎn)高于高爐流程，其最終能耗及操作成本很大程度上依賴于尾氣的綜合利用。COREX煤氣屬于中等熱值煤氣，CO和H2含量很高，是良好的氣體燃料與化工原料，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，工廠要盡量用COREX煤氣來首先滿足全廠加熱爐氣體燃料的需要。不過，COREX工藝在減少溫室氣體排放方面具有很大潛力，未來將會產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)優(yōu)勢（比如生物材料、回收廢料和其他材料的使用），在煉鐵生產(chǎn)中的比例也將會不斷增加。煉？鋼進(jìn)入21世紀(jì)后，社會對鋼鐵企業(yè)的要求也發(fā)生重大轉(zhuǎn)變，從過去單純要求鋼鐵廠為社會進(jìn)步不斷提供低成本、高品質(zhì)的鋼材外，還要求充分發(fā)揮其能源轉(zhuǎn)換功能，通過節(jié)能減排，基本消除自身對環(huán)境造

22、成的污染，同時要求鋼鐵廠具有大量處理社會廢棄物并融入循環(huán)經(jīng)濟(jì)社會的功能。由于社會基本要求的改變，新一代煉鋼工藝流程的興起將成為歷史必然。轉(zhuǎn)爐冶煉純凈鋼技術(shù)當(dāng)前，世界轉(zhuǎn)爐煉鋼發(fā)展趨勢是提高鋼水潔凈度，即大大降低吹煉終點時的各種夾雜物含量，要求S低于0.005%;P低于0.005%;N低于20Ppm。采用復(fù)合吹煉、對熔池進(jìn)行高水平攪拌并采用現(xiàn)代檢測手段及控制模型，可嚴(yán)格控制化學(xué)成分及終點溫度。減少補吹爐次比例，降低噸鋼耐材消耗。鐵水預(yù)處理對改進(jìn)轉(zhuǎn)爐操作指標(biāo)及提高鋼的質(zhì)量意義重大。美國及西歐各國鐵水預(yù)處理只限于脫硫，而日本鐵水預(yù)處理則包括脫硫、脫硅及脫磷。日本所有轉(zhuǎn)爐鋼廠，美、歐幾十家鋼廠以及其它國

23、家的所有新建鋼廠，在轉(zhuǎn)爐上都裝有檢測用的副槍，在預(yù)定的吹煉時間結(jié)束前的幾分鐘內(nèi)正確使用此槍可保證極高的含碳量及鋼水溫度命中率，使90%95%的爐次都能在停吹后立即出鋼，即無需再檢驗化學(xué)成分，當(dāng)然也就無需補吹。止匕外，這也使產(chǎn)量提高，使補襯磨損大大減少。純凈鋼生產(chǎn)是個系統(tǒng)工程，必須從整體考慮建立純凈鋼生產(chǎn)體制，應(yīng)從鋼鐵生產(chǎn)的每一環(huán)節(jié)抓起，以降低各雜質(zhì)含量。只擁有先進(jìn)單元冶煉工藝技術(shù)是不能穩(wěn)定地生產(chǎn)出純凈鋼的，必須將所有先進(jìn)的單元冶煉工藝技術(shù)系統(tǒng)優(yōu)化，才能穩(wěn)定地大規(guī)模、低成本地生產(chǎn)純凈鋼。轉(zhuǎn)爐負(fù)能”煉鋼技術(shù)轉(zhuǎn)爐負(fù)能”煉鋼，是指轉(zhuǎn)爐煉鋼工序消耗的總能量小于回收的總能量，轉(zhuǎn)爐工序不但不消耗能源，反而外

24、供能源。轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)實現(xiàn)負(fù)能”煉鋼可以降低煉鋼生產(chǎn)成本和噸鋼綜合能耗。轉(zhuǎn)爐工序負(fù)能”煉鋼業(yè)已成為衡量一個現(xiàn)代化鋼鐵企業(yè)煉鋼生產(chǎn)技術(shù)水平的重要標(biāo)志，所以國內(nèi)外轉(zhuǎn)爐煉鋼廠均把能否實現(xiàn)負(fù)能'煉鋼作為煉鋼廠提高經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)的重大工藝技術(shù)加以深入研究。要實現(xiàn)負(fù)能”煉鋼，必須千方百計地提高轉(zhuǎn)爐煤氣和蒸汽的回收數(shù)量與品質(zhì)，同時使回收的蒸汽得以高效利用。轉(zhuǎn)爐煤氣干式回收系統(tǒng)（LT法）是較為先進(jìn)的煤氣回收系統(tǒng)，它是提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收水平的重要技術(shù)支持，其流程如圖1所示。LT法凈化回收技術(shù)在國際上已被認(rèn)定為今后的發(fā)展方向，它可以部分或完全補償轉(zhuǎn)爐煉鋼過程的全部能耗，有望實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐無能耗煉鋼的目標(biāo)。千一五”期

25、間，我國重點大中型鋼鐵企業(yè)中，只有少數(shù)企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)全年負(fù)能”煉鋼，大部分企業(yè)還沒有做到負(fù)能煉鋼，尤其是中、小型轉(zhuǎn)爐。為進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)爐負(fù)能”煉鋼技術(shù)的應(yīng)用，在提高煤氣回收質(zhì)量和減少蒸汽放散量方面：應(yīng)優(yōu)化鍋爐設(shè)計，提高蒸汽壓力和品質(zhì)；開發(fā)真空精煉應(yīng)用轉(zhuǎn)爐蒸汽的工藝技術(shù)，增加煉鋼廠本身利用蒸汽能力；發(fā)展低壓蒸汽發(fā)電技術(shù)，提高電能轉(zhuǎn)化效率；在優(yōu)化轉(zhuǎn)爐工藝方面：可采用高效供氧技術(shù)，縮短冶煉時間，加快鋼包周轉(zhuǎn)；努力降低鐵鋼比，增加廢鋼用量；采用鐵水汽脫”預(yù)處理技術(shù)減少轉(zhuǎn)爐渣；優(yōu)化復(fù)合吹煉工藝，降低氧耗，提高金屬收得率；采用自動煉鋼技術(shù)，實現(xiàn)不倒?fàn)t出鋼；改善鐵鋼界面，提高鐵水溫度；采用單一鐵水罐進(jìn)行鐵水運輸

26、，降低鐵水溫降損失等。雖然負(fù)能”煉鋼并未全部涵蓋煉鋼全工藝過程能量轉(zhuǎn)換與能量平衡，不能作為整體評價煉鋼工序能耗水平的唯一標(biāo)準(zhǔn)，但國際先進(jìn)鋼鐵企業(yè)都把實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐負(fù)能”煉鋼作為重要指標(biāo)。我國轉(zhuǎn)爐鋼比例超過80%,因此負(fù)能”煉鋼技術(shù)全面推廣對鋼鐵行業(yè)清潔生產(chǎn)意義重大。廢鋼預(yù)熱型電弧爐技術(shù)電弧爐煉鋼期間產(chǎn)生的高溫?zé)煔庵泻写罅康娘@能和化學(xué)能，隨電弧爐用氧不斷強化，產(chǎn)生大量高溫?zé)煔馐篃釗p失增加，噸鋼廢氣帶走熱量超過150kWh/to這是電弧爐冶煉過程中最大的一部分能量損失，充分回收這部分能量來預(yù)熱廢鋼可以大幅度地降低電能消耗。理論上廢鋼預(yù)熱溫度每增加100C,可節(jié)約電能20kWh/t。若考慮到能量的有效利

27、用率，一般來講，廢鋼預(yù)熱溫度每增加100c可節(jié)約電能15kWh/t左右。因此，利用煙氣所攜帶的熱量來預(yù)熱廢鋼是電爐鋼節(jié)能降耗的重要措施之一。目前，較具競爭力的廢鋼預(yù)熱方式主要有Consteel系統(tǒng)和手指豎爐式電弧爐。Consteel連續(xù)煉鋼爐是使廢氣和廢鋼在電爐長煙道內(nèi)逆向移動預(yù)熱廢鋼，經(jīng)預(yù)熱的廢鋼和溶劑連續(xù)加入熔池，由鋼水熔化而非由電弧直接熔化，可實現(xiàn)定期出鋼。Consteel工藝的最大優(yōu)點是電極向已形成的熔池和泡沫渣供電，電弧穩(wěn)定，大大降低了因電壓閃爍和諧波電流畸變對供電質(zhì)量的影響，比較適于電網(wǎng)能力較小的地區(qū)建設(shè)電爐。手指豎爐式電爐利用豎爐內(nèi)廢鋼流與廢氣間的連續(xù)逆向流動，回收廢氣及二次燃燒

28、產(chǎn)生的熱量，實現(xiàn)了廢鋼高溫預(yù)熱；同時廢鋼料柱可對含塵煙氣進(jìn)行初級過濾，減少粉塵排放量。豎爐上裝備的能夠托住廢鋼的手指狀裝置，利用前一爐廢氣預(yù)熱下一爐第一籃廢鋼；手指打開后，第一籃廢鋼進(jìn)入爐膛，同時加入第二籃廢鋼。第二籃廢鋼在豎爐內(nèi)預(yù)熱并逐步進(jìn)入熔池直至熔化，實現(xiàn)了100%廢鋼預(yù)熱，現(xiàn)代電弧爐技術(shù)進(jìn)展的另一特點是電能不再是熔化廢鋼的唯一能源。氧燃燒嘴、碳氧槍、二次燃燒等輔助能源噴吹技術(shù)形成電爐的燃燒控制中心，對電爐節(jié)能越來越重要；而引入輔助能源的關(guān)鍵是如何提高能量有效利用率。手指豎爐式電爐成功利用爐內(nèi)噴吹和余熱回收技術(shù)，實現(xiàn)了能量最優(yōu)控制。我國安陽鋼鐵集團(tuán)公司手指豎爐式電弧爐煉鋼生產(chǎn)實踐表明，其100t電爐采用35%熱裝鐵水+65%廢鋼的原料結(jié)構(gòu)冶煉指標(biāo)分別達(dá)到電耗209kWh/t、電極消耗1.14kg/t、通電時間32min,超過原設(shè)計指標(biāo)。安鋼的成功實踐必將為我國