氧气转炉留渣双渣炼钢工艺技术王新华
钢铁工业是重要根底产业,近十多年来开展迅速,其中尤以中国钢铁工业的崛起令人瞩目;
钢铁生产在资源、能源消耗和炉渣等废弃物排放方面存在很大问题;
氧气转炉炼钢(产钢比>91%):
为去除磷、硫杂质等需要,炼钢过程必须参加石灰、白云石等造渣;
,每年消耗4400万吨以上石灰石和1000万吨以上白云石,产生6200万吨以上炉渣。
一、背景和意义
氧气转炉炼钢示意图
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石灰石资源
石灰石和白云石均为重要的不可再生资源,我国石灰石资源并不富裕;
据北京市规划设计院2007年资料,已探明石灰石矿储量(750亿吨),按目前石灰石耗量仅可用45年;
此外,大量开采石灰石、白云石还会加剧植被破坏、水土流失,对生态环境造成不利影响。
首钢石灰石矿山
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转炉脱磷预处理 + 转炉脱碳炼钢
日本钢铁企业开发了“转炉脱磷预处理 + 转炉脱碳炼钢〞工艺〔LD-ORP,SRP,H炉〕:
高效经济生产干净钢〔包括低磷、超低磷钢〕;
缩短炼钢生产周期;
降低40%以上石灰消耗和30%以上渣量(早期称为Less Slag炼钢法)。
需要专门脱磷转炉(新建钢厂或炼钢能力有较大充裕钢厂)。
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80年代日本开场开发少渣炼钢工艺
T. Shima, 6th International Iron and Steel Congress , ISIJ, -26, 1990, Nagoya, , 1
新日铁君津钢铁厂开发的ORP炼钢工艺
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90年代后期开发“转炉脱磷-转炉少渣炼钢〞工艺
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渣量比较
S. Kitamura, et al., 9th China-Japan Symposium on Science and Technology of Iron and Steel, 2001, Xian
工艺A:传统炼钢工艺;
工艺B:铁水罐脱磷预处理;
工艺C:转炉铁水脱磷预处理;
工艺D:转炉铁水预处理,80% 脱碳转炉渣返回脱磷转炉利用。
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新日铁开发“MURC〞炼钢工艺
小川雄司,転炉を用いた脱りん脱炭連続処理プロセスの開発,鉄と鋼,87(2001),p21-28
岩崎正樹,松尾充高,製鋼技術開発の歩みと今後の展望,新日鉄技報,2021,第391号,p88-93
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君津製鉄所(950万吨):
一炼钢厂: 220t转炉×3
二炼钢厂: 300t转炉×2
大分製鉄所(900万吨):
炼钢厂: 380t转炉×3
名古屋製鉄所(550万吨):
一炼钢厂: 160t转炉×2
(脱P、脱S);
二炼钢厂: 270t转炉×3
八幡製鉄所(350万吨):
一炼钢厂: 170t转炉×2
三炼钢厂: 350t转炉×3
室蘭製鉄所(特殊钢棒线材)。
新日铁炼钢工厂
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根本原理:温度对脱磷反响影响
2[P]+5[O]=P2O5(l)
△G0
前期温度(~4min):
1320~1380℃。
冶炼终点温度:1630~1680℃。
冶炼前期温度较后期低300℃左右,脱磷反响平衡常数较后期高出4个数量级以上。
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