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[摘要]：文章主要介绍了转炉炼钢技术的发展，生产工艺、生产技术以及改造创新方面的未来发展趋势。
[关键词]：转炉炼钢 创新 研究发展
中图分类号：TQ054+.2 文献标识码：TQ 文章编号：1009-914X（2012）20- 0109 -01
炉体可转动，用于吹炼钢或吹炼锍的冶金炉。转炉炉体用钢板制成，呈圆筒形，内衬耐火材料，吹炼时靠化学反应热加热，不需外加热源，是最重要的炼钢设备，也可用于铜、镍冶炼。在转炉炼钢过程中，铁水中的碳在高温下和吹入的氧生成一氧化碳和少量二氧化碳的混合气体，即转炉煤气。转炉煤气的发生量在一个冶炼过程中并不均衡，且成分也有变化，通常将转炉多次冶炼过程回收的煤气经降温、除尘，输入储气柜，混匀后再输送给用户。
一、转炉钢包喷溅机理及预防对策
1、喷溅机理
转炉使用的氧化剂主要是氧气，纯度>98%。使用压力为6～12kgf/cm2通过吹氧来降低钢水中的碳含量。并氧化其它元素。碳氧反应的方程式为：
[C]+[O]={CO}↑+Q
反应生成CO，并放出大量的热。本炉冶炼终点含C0.10%。剔除锰铁及碳化硅进入钢中的碳，冶炼终点碳低于0.05%。说明本炉钢是过氧化钢，根据钢中碳与氧的乘积为一常数
[C][O]=m
这一原理，说明本次钢中含有大量的[0]，钢中氧与投入包底的碳化硅突然反应，产生大量的CO气体，将钢水、钢渣喷出。同时，由于钢水过氧化，钢中氧含量高，钢中氧的溶解度随着温度的降低而下降，随着温度的下降钢中的氧大量析出，产生大量的气体，也是造成大喷的主要原因。
2、预防对策
1）、钢水过氧化是产生喷溅的主要原因。因此，如何避免钢水过氧化是预防钢水大喷的根本措施。
2）、 炉前在冶炼操作时，应采取的措施是增大供氧强度，采用多孔喷头，低枪位操作，这样可以降低渣中FeO含量从而降低钢中氧含量，提高一次拉碳命中率，应尽量减少补吹。加入合金脱氧时，应按照先弱后强的顺序，先加入硅铁，然后加入锰铁，以保证良好的脱氧效果。
3）、保证拉碳准确，避免过低量的碳，然后补加碳粉或SiC来增碳，从而降低钢中的氧含量。
4）、加入碳粉或碳化硅时，不要将碳粉或碳化硅一次性加入包底，以防被钢包底部渣子裹住，钢水翻入后，不能及时反应，待到温度达到碳氧反应条件后，急剧反应，另外，在钢包水中不能自动开浇，用氧气烧眼引流时，大量的氧气进入钢包中，打破钢包内原有的平衡，钢包内原有存在的大量气体，在外界因素的导致下，突然反应而导致大喷。
5）、钢包要洁净，以防钢水注入钢包前期温度过底，碳粉或碳化硅与钢中氧不反应，待温度升高后，突然反应造成大喷。
6）、炉前要加强吹氩搅拌，通过吹氩，来均匀钢水成份、温度，确保气体和夹杂物上浮，保证吹氩时间大于3min，吹氩压力保证钢包内钢水微微浮起为最佳，钢水翻花太大，钢包内钢水渣层被破坏，钢水吸气，使钢水二次氧化，钢水不翻花，吹氩搅拌效果不好，达不到去气去夹杂的效果。
7）、加强终脱氧力度，凡终点碳低于0.05%个时，应加大硅铝钡量用，将硅铝钡用量提高到0.5～1kg/t。
8）、连铸浇铸前必须将包盖扣好，钢包沿要清理好，以防止包盖不严，钢水、钢渣从缝隙中喷出，并在适当增加大包包盖的宽度。
9）、防止钢包喷溅的关键是炉前避免出过氧化钢。因此，规范炉前冶炼操作是杜绝过氧化钢出现的主要措施。
10）、顶吹转炉吹炼低碳钢种，可以直接一次拉碳，但为了一次有效地去除磷、硫，并使终点温度达到钢种要求，在吹炼低碳钢时，都要采用高拉调温一次补吹的工艺操作。
11）、第一次拉碳时，钢中含碳量最好控制在0.16%～0.20%的范围内，倒炉测温、取样，根据炉温确定冷却剂加入数量，根据含碳量确定补吹时间。
12）、 第一次拉碳时的炉渣碱度为3.4～3.6。
13）、注意控制好炉渣，早化渣、化好渣，全程化透。通过调节枪位促进化渣。
14）、第一次倒炉时要尽量多倒渣，可以加入石灰和白云石调温，如果加入调温剂的数量较多，可以在开始氧化时分批加入。
二、转炉负能炼钢与煤气回收技术
1、转炉炼钢工序能耗实现负值——负能炼钢
在转炉内，把铁水炼成钢的过程，主要是降碳、升温、脱磷、脱硫以及脱氧和合金化等高温物理化学反应过程，其工艺操作是控制供氧、造渣、温度及加入合金料等，以获得所要求的钢液并浇铸成钢锭或连铸坯。氧气顶吹转炉炼钢法的特点之一是不需要外来热源，根据物料和热平衡计算：以铁水的物理热和化学热为主要热收入，抵消金属和炉渣的含热量以及各项热损失外，还有剩余热量。因此常将废钢、铁矿石和石灰石等作为冷却剂加入炉内以平衡热量防止炉温过高。
1.1炼钢过程的能量消耗
炼钢过程需要有足够的能量输入才能完成，通常要消耗电力、氧气、燃气、惰性气体、虚缩空气以及水、蒸汽等。
1.2炼钢过程能量的释放
在吹炼过程中，碳氧反应是冶炼过程始终存在的一个重要反应，反应的生成物主要是C0气体（浓度约为85%～90%），但也有少量碳与氧直接作用生成CO2，其化学反应式为
2C+O2→2CO↑
2C+2O2→2CO2↑
2CO+O2→2CO2↑
在冶炼过程中炉内处于高温，碳氧反应形成的CO气体也称转炉煤气，温度约在1600℃。此时高温转炉煤气的能量约为1GJ/t，其中煤气显热能约占1/5，其余4/5為潜能（燃烧时转化为热能，不燃烧时为化学能），这就是转炉冶炼过程中释放出的主要能量。因此，转炉煤气回收利用是炼钢节能降耗的重要途径。
1.3炼钢工序能耗实现负值分析
炼钢工序能耗是按生产出每吨合格产品（钢锭或连铸坯）所用的各种能量之和扣除相应回收的能量（标煤）进行计算的。
消耗能量>回收能量时，耗能为正值
消耗能量-回收能量=0时（称“零”能炼钢）
消耗能量<回收能量时，耗能为负值（称“负”能炼钢）
1.4实现负能炼钢是可能的
转炉炼钢过程中释放出的能量是以高温煤气为载体，若以热能加以度量分析，具体表现为潜热占83.6%，显热占16.4%。显然，煤气所拥有的能量占总热量中的绝大部分。回收煤气对降低炼钢工序能耗所起的作用。因此，要做到负能炼钢必须回收煤气，而且应尽可能提高回收煤气的数量和质量。
1.5实现转炉负能炼钢必须回收煤气
1.6实现负能炼钢的主要技术途径
（1）采用新技术系统集成，提高煤气回收的质量与数量；
（2）采用交流变频调速新技术，降低炼钢工序大功率电机的电力消耗；
（3）改进炼钢（包括连铸等）操作水平，降低物料、燃料消耗；
（4）提高管理水平及人员素质，保证安全、正常、稳定生产。
2、转炉煤气回收技术
我国于1966年在上钢一厂30t转炉上首先实现了煤气回收，是湿法流程，简称OG法，主要采用两级文丘里型煤气除尘器，贮气为湿式煤气柜，至今我国已回收煤气的企业均为湿法流程。此流程基建技资较低，操作运行简单、安全，但运行费用相对较高，要附设除尘污水处理设施。
另一种干法流程，简称LT法，宝钢三期250t转炉引进奥钢联技术建设的煤气回收装置。转炉煤气净化采用干式静电除尘器，贮气为干式煤气柜。此流程基本建设投资较高，运行费用较低，操作较为复杂，没有污水处理设施，将与宝钢250t转炉同时投产。
参考文献：
[1] 王雅贞等·氧气顶吹转炉炼钢工艺与设备·北京：冶金工业出版社， 2001
[2] 谢书明， 柴天佑. 转炉炼钢自动化现状与发展[J] . 炼钢， 1998 （1） ： 1 - 5.
[3] 刘浏. 转炉全自动吹炼技术[J] .河北冶金，1999 （4） ：1 - 6.
[关键词]：转炉炼钢 创新 研究发展
中图分类号：TQ054+.2 文献标识码：TQ 文章编号：1009-914X（2012）20- 0109 -01
炉体可转动，用于吹炼钢或吹炼锍的冶金炉。转炉炉体用钢板制成，呈圆筒形，内衬耐火材料，吹炼时靠化学反应热加热，不需外加热源，是最重要的炼钢设备，也可用于铜、镍冶炼。在转炉炼钢过程中，铁水中的碳在高温下和吹入的氧生成一氧化碳和少量二氧化碳的混合气体，即转炉煤气。转炉煤气的发生量在一个冶炼过程中并不均衡，且成分也有变化，通常将转炉多次冶炼过程回收的煤气经降温、除尘，输入储气柜，混匀后再输送给用户。
一、转炉钢包喷溅机理及预防对策
1、喷溅机理
转炉使用的氧化剂主要是氧气，纯度>98%。使用压力为6～12kgf/cm2通过吹氧来降低钢水中的碳含量。并氧化其它元素。碳氧反应的方程式为：
[C]+[O]={CO}↑+Q
反应生成CO，并放出大量的热。本炉冶炼终点含C0.10%。剔除锰铁及碳化硅进入钢中的碳，冶炼终点碳低于0.05%。说明本炉钢是过氧化钢，根据钢中碳与氧的乘积为一常数
[C][O]=m
这一原理，说明本次钢中含有大量的[0]，钢中氧与投入包底的碳化硅突然反应，产生大量的CO气体，将钢水、钢渣喷出。同时，由于钢水过氧化，钢中氧含量高，钢中氧的溶解度随着温度的降低而下降，随着温度的下降钢中的氧大量析出，产生大量的气体，也是造成大喷的主要原因。
2、预防对策
1）、钢水过氧化是产生喷溅的主要原因。因此，如何避免钢水过氧化是预防钢水大喷的根本措施。
2）、 炉前在冶炼操作时，应采取的措施是增大供氧强度，采用多孔喷头，低枪位操作，这样可以降低渣中FeO含量从而降低钢中氧含量，提高一次拉碳命中率，应尽量减少补吹。加入合金脱氧时，应按照先弱后强的顺序，先加入硅铁，然后加入锰铁，以保证良好的脱氧效果。
3）、保证拉碳准确，避免过低量的碳，然后补加碳粉或SiC来增碳，从而降低钢中的氧含量。
4）、加入碳粉或碳化硅时，不要将碳粉或碳化硅一次性加入包底，以防被钢包底部渣子裹住，钢水翻入后，不能及时反应，待到温度达到碳氧反应条件后，急剧反应，另外，在钢包水中不能自动开浇，用氧气烧眼引流时，大量的氧气进入钢包中，打破钢包内原有的平衡，钢包内原有存在的大量气体，在外界因素的导致下，突然反应而导致大喷。
5）、钢包要洁净，以防钢水注入钢包前期温度过底，碳粉或碳化硅与钢中氧不反应，待温度升高后，突然反应造成大喷。
6）、炉前要加强吹氩搅拌，通过吹氩，来均匀钢水成份、温度，确保气体和夹杂物上浮，保证吹氩时间大于3min，吹氩压力保证钢包内钢水微微浮起为最佳，钢水翻花太大，钢包内钢水渣层被破坏，钢水吸气，使钢水二次氧化，钢水不翻花，吹氩搅拌效果不好，达不到去气去夹杂的效果。
7）、加强终脱氧力度，凡终点碳低于0.05%个时，应加大硅铝钡量用，将硅铝钡用量提高到0.5～1kg/t。
8）、连铸浇铸前必须将包盖扣好，钢包沿要清理好，以防止包盖不严，钢水、钢渣从缝隙中喷出，并在适当增加大包包盖的宽度。
9）、防止钢包喷溅的关键是炉前避免出过氧化钢。因此，规范炉前冶炼操作是杜绝过氧化钢出现的主要措施。
10）、顶吹转炉吹炼低碳钢种，可以直接一次拉碳，但为了一次有效地去除磷、硫，并使终点温度达到钢种要求，在吹炼低碳钢时，都要采用高拉调温一次补吹的工艺操作。
11）、第一次拉碳时，钢中含碳量最好控制在0.16%～0.20%的范围内，倒炉测温、取样，根据炉温确定冷却剂加入数量，根据含碳量确定补吹时间。
12）、 第一次拉碳时的炉渣碱度为3.4～3.6。
13）、注意控制好炉渣，早化渣、化好渣，全程化透。通过调节枪位促进化渣。
14）、第一次倒炉时要尽量多倒渣，可以加入石灰和白云石调温，如果加入调温剂的数量较多，可以在开始氧化时分批加入。
二、转炉负能炼钢与煤气回收技术
1、转炉炼钢工序能耗实现负值——负能炼钢
在转炉内，把铁水炼成钢的过程，主要是降碳、升温、脱磷、脱硫以及脱氧和合金化等高温物理化学反应过程，其工艺操作是控制供氧、造渣、温度及加入合金料等，以获得所要求的钢液并浇铸成钢锭或连铸坯。氧气顶吹转炉炼钢法的特点之一是不需要外来热源，根据物料和热平衡计算：以铁水的物理热和化学热为主要热收入，抵消金属和炉渣的含热量以及各项热损失外，还有剩余热量。因此常将废钢、铁矿石和石灰石等作为冷却剂加入炉内以平衡热量防止炉温过高。
1.1炼钢过程的能量消耗
炼钢过程需要有足够的能量输入才能完成，通常要消耗电力、氧气、燃气、惰性气体、虚缩空气以及水、蒸汽等。
1.2炼钢过程能量的释放
在吹炼过程中，碳氧反应是冶炼过程始终存在的一个重要反应，反应的生成物主要是C0气体（浓度约为85%～90%），但也有少量碳与氧直接作用生成CO2，其化学反应式为
2C+O2→2CO↑
2C+2O2→2CO2↑
2CO+O2→2CO2↑
在冶炼过程中炉内处于高温，碳氧反应形成的CO气体也称转炉煤气，温度约在1600℃。此时高温转炉煤气的能量约为1GJ/t，其中煤气显热能约占1/5，其余4/5為潜能（燃烧时转化为热能，不燃烧时为化学能），这就是转炉冶炼过程中释放出的主要能量。因此，转炉煤气回收利用是炼钢节能降耗的重要途径。
1.3炼钢工序能耗实现负值分析
炼钢工序能耗是按生产出每吨合格产品（钢锭或连铸坯）所用的各种能量之和扣除相应回收的能量（标煤）进行计算的。
消耗能量>回收能量时，耗能为正值
消耗能量-回收能量=0时（称“零”能炼钢）
消耗能量<回收能量时，耗能为负值（称“负”能炼钢）
1.4实现负能炼钢是可能的
转炉炼钢过程中释放出的能量是以高温煤气为载体，若以热能加以度量分析，具体表现为潜热占83.6%，显热占16.4%。显然，煤气所拥有的能量占总热量中的绝大部分。回收煤气对降低炼钢工序能耗所起的作用。因此，要做到负能炼钢必须回收煤气，而且应尽可能提高回收煤气的数量和质量。
1.5实现转炉负能炼钢必须回收煤气
1.6实现负能炼钢的主要技术途径
（1）采用新技术系统集成，提高煤气回收的质量与数量；
（2）采用交流变频调速新技术，降低炼钢工序大功率电机的电力消耗；
（3）改进炼钢（包括连铸等）操作水平，降低物料、燃料消耗；
（4）提高管理水平及人员素质，保证安全、正常、稳定生产。
2、转炉煤气回收技术
我国于1966年在上钢一厂30t转炉上首先实现了煤气回收，是湿法流程，简称OG法，主要采用两级文丘里型煤气除尘器，贮气为湿式煤气柜，至今我国已回收煤气的企业均为湿法流程。此流程基建技资较低，操作运行简单、安全，但运行费用相对较高，要附设除尘污水处理设施。
另一种干法流程，简称LT法，宝钢三期250t转炉引进奥钢联技术建设的煤气回收装置。转炉煤气净化采用干式静电除尘器，贮气为干式煤气柜。此流程基本建设投资较高，运行费用较低，操作较为复杂，没有污水处理设施，将与宝钢250t转炉同时投产。
参考文献：
[1] 王雅贞等·氧气顶吹转炉炼钢工艺与设备·北京：冶金工业出版社， 2001
[2] 谢书明， 柴天佑. 转炉炼钢自动化现状与发展[J] . 炼钢， 1998 （1） ： 1 - 5.
[3] 刘浏. 转炉全自动吹炼技术[J] .河北冶金，1999 （4） ：1 - 6.