科创中国
大型转炉洁净钢高效绿色冶炼关键技术
发布时间: 2023-11-16
基本信息
合作方式：
技术服务
成果类型：
发明专利,实用新型专利
行业领域：
高新技术改造传统产业
成果介绍
国内数家钢铁企业先后建立了200t~350t 的大型转炉，且已经成为我国高品
质洁净钢主要的冶炼手段，并代表着我国炼钢的水平，但由于起步晚，研究工作不系统，生产中还存在如下主要问题：①冶金反应规律缺乏针对性、系统性研究；②由于熔池较大，搅拌效果不好，冶炼终点远离平衡；③冶炼过程脱磷规律不明确，依靠冶炼终点脱磷，脱磷效率低；④冶炼终点过氧化严重，有效复吹寿命短；⑤冶炼终点不稳定，氧化性强，与RH 配合效率低。本项目针对大型顶底复吹转炉冶炼过程开展系统研究，突破了大型转炉高效稳定生产洁净钢的关键技术瓶颈。
针对大型转炉工艺复杂等问题，钢铁研究总院解决了高洁净钢冶炼过程效率低、
耗散大、不稳定、转炉有效复吹寿命低等世界难题，建立了转炉洁净钢高效、绿色、低成本、长寿、稳定生产的多目标高效协同体系。
成果亮点
1、研究揭示了大型复吹转炉熔池均衡搅拌的机理，建立了量化工艺模型，实现了***·min 左右高强度底吹搅拌，与国内复吹转炉的常规底吹搅拌（***·min）相比，熔池搅拌效率提高了40%。
2、针对大型复吹转炉高底吹强度与底吹寿命相矛盾的世界性难题，自主研发了高强度、长寿命复合吹炼工艺和新型顶枪喷头以及大流量底吹元件，转炉供氧强度由***·min 提高到***·min，吹炼时间缩短到15%，冶炼终点的底吹惰性气体强度提高到***·min，实现了全炉役100%复吹比，大型转炉一次性有效炉龄达到7900 炉，全炉役平均碳氧积降至***的世界领先水平。中小转炉有效复吹炉龄达到15000 炉以上。
3、建立了大型转炉高效率脱磷机理模型，开发了高效脱磷工艺和自动化炼钢控制技术，在较低渣量和较低氧化铁的条件下实现了高效率脱磷。
4、研发应用世界转炉最大出钢口和复合高效挡渣技术，300 吨转炉平均出钢时间由*** 缩短到***，出钢速度70t/min，达到了世界领先水平。
团队介绍
项目团队长期从事大型转炉洁净钢高效绿色冶炼关键技术研究，研究团队在该领域获得国家授权发明专利23 件，在国内宝钢、马钢、鞍钢、首钢、攀钢等大型转炉上研发应用，解决了大型转炉冶炼过程效率低、消耗高、能耗高、排放大等问题，达到国际领先水平，获得2020 年冶金科学技术奖唯一特等奖，全面提升了我国大型转炉低碳冶炼的整体技术水平，开辟出一条炼钢工艺领域自主发展的新道路。这对我国钢铁行业绿色化、智能化发展以及炼钢技术的拓展有着极强的示范效应，为我国制造强国战略提供强力支撑。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”高端装备用特种合金制造产业科技服务团 (中国金属学会) 评价时间：2023-11-22
车彦民
中国金属学会
高级工程师
综合评价
该项成果解决了高洁净钢冶炼过程效率低、 耗散大、 不稳定、 有效复吹寿命低等世界难题，实现了理论创新、 关键装备研发和关键技术创新。针对限制大型转炉高效绿色冶炼的难题进行机理理论研究，从机理上准确制定高效率冶炼、绿色化控制的机理、方法和模型，在机理创新基础上形成构建了以定量化关键模型为核心的高效冶炼关键技术，并开发应用了绿色治炼集成控制技术。打通工艺流程，进行全工艺贯通的生产实践，形成适合大型转炉洁净钢高效绿色化稳定生产的治炼关键技术，建立了大型转炉高品质钢高效、绿色、洁净、稳定、低成本生产的多目标协同冶炼体系。该项成果技术先进，市场广阔，值得推荐。
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