節(jié)能減排已成為冶金行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展最重要的科技創(chuàng)新任務(wù)之一，流程功能的解析、優(yōu)化、重組，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)的緊湊化，即工序時(shí)間的最小化、銜接最優(yōu)化，這是最首要的節(jié)能措施。

中冶華天工程技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“中冶華天”）多年來(lái)一直致力于從事煉鋼節(jié)能減排領(lǐng)域的研究和創(chuàng)新。2011年成功研制的“低成本節(jié)能環(huán)保120t轉(zhuǎn)爐煉鋼集成技術(shù)”，于2012年通過(guò)了中冶集團(tuán)組織的科技成果鑒定，達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。該技術(shù)創(chuàng)新成果首次成功應(yīng)用于天津天鋼聯(lián)合特鋼有限公司120t轉(zhuǎn)爐煉鋼，經(jīng)過(guò)近3年的生產(chǎn)實(shí)踐，取得了顯著的冶煉效果，噸鋼鋼鐵料消耗為1060kg，噸鋼石灰消耗僅27～28kg。

據(jù)悉，該成果先后全部或部分應(yīng)用于遼寧營(yíng)口嘉晨鋼鐵公司、山東魯麗鋼鐵公司、山東傳洋鋼鐵公司等120t轉(zhuǎn)爐煉鋼，取得了可喜的成績(jī)。

1、技術(shù)研發(fā)背景

作為天津天鋼聯(lián)合特鋼有限公司的總體設(shè)計(jì)單位，中冶華天在設(shè)計(jì)中采用了“3R+人性化”設(shè)計(jì)的理念，按照循環(huán)經(jīng)濟(jì)的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，以物流順、節(jié)能降耗、環(huán)境保護(hù)、降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力為中心，通過(guò)實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，將該工程建設(shè)成為一個(gè)能源和資源節(jié)約型的綠色工廠。

目前大多數(shù)轉(zhuǎn)爐煉鋼廠存在著如下問(wèn)題：

1.1鐵水供應(yīng)問(wèn)題

轉(zhuǎn)爐的鐵水供應(yīng)方式有：（1）高爐鐵水罐+混鐵爐+轉(zhuǎn)爐鐵水罐；（2）混鐵車(chē)+轉(zhuǎn)爐鐵水罐；（3）高爐與轉(zhuǎn)爐共用同一鐵水罐。第一種工藝，是國(guó)家明令淘汰的高耗能、高污染的工藝，不能采用。第二種工藝存在著如下問(wèn)題：一、鐵水溫降較大；二、增加了加料跨起重機(jī)作業(yè)率；三、倒罐產(chǎn)生大量煙塵，對(duì)煉鋼車(chē)間造成污染；四、設(shè)置倒罐及除塵設(shè)施，不僅投資較高，而且運(yùn)行成本較高。

1.2加料系統(tǒng)與汽化冷卻系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)布置問(wèn)題

國(guó)內(nèi)外轉(zhuǎn)爐煉鋼車(chē)間的加料系統(tǒng)與汽化冷卻系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)常規(guī)集中布置在同一側(cè)，對(duì)設(shè)備的安裝、檢修、更換等存在著的一定的難度，而且作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，降低了轉(zhuǎn)爐的有效生產(chǎn)時(shí)間，影響了轉(zhuǎn)爐車(chē)間的經(jīng)濟(jì)效益。

1.3加料系統(tǒng)卸料口密封問(wèn)題

轉(zhuǎn)爐加料系統(tǒng)振動(dòng)給料器卸料口密封常規(guī)采用帆布密封，鋼絲固定。由于振動(dòng)給料器的振動(dòng)，帆布經(jīng)常容易脫落、磨損，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)檢修頻繁，崗位含塵量得不到有效、徹底的改善。

1.4氧槍粘渣問(wèn)題

轉(zhuǎn)爐常規(guī)采用直筒式氧槍。由于采用直筒式氧槍，易出現(xiàn)渣粘槍的現(xiàn)象，尤其是在濺渣護(hù)爐時(shí)，粘渣更嚴(yán)重。

1.5轉(zhuǎn)爐底吹系統(tǒng)問(wèn)題

轉(zhuǎn)爐底吹透氣元件常規(guī)采用均布形式。由于采用均布易出現(xiàn)透氣元件布置在爐前位置，轉(zhuǎn)爐加廢鋼時(shí)易出現(xiàn)透氣元件機(jī)械性損壞的現(xiàn)象，增加煉鋼運(yùn)行成本。

1.6轉(zhuǎn)爐除塵系統(tǒng)的供水模式

轉(zhuǎn)爐濕法除塵系統(tǒng)常規(guī)采用并聯(lián)供水模式，一文、二文、濕旋擋板脫水器采用單獨(dú)供水，供水量較大，運(yùn)行成本高。

1.7爐渣綜合處理

轉(zhuǎn)爐爐渣處理方式大多為熱悶渣、熱潑渣等傳統(tǒng)方法，處理后的爐渣大部分鋼渣不能自行分離，還需其他工藝過(guò)程進(jìn)行分離（如破碎、篩選等），爐渣利用率低。

2、創(chuàng)新成果的主要特點(diǎn)、創(chuàng)新點(diǎn)

2.1“一罐制”鐵水直供工藝方案

將高爐鐵水罐與轉(zhuǎn)爐鐵水罐統(tǒng)一，也叫“一罐制”。采用鐵水罐車(chē)將鐵水從高爐出鐵場(chǎng)通過(guò)鐵路運(yùn)輸至煉鋼車(chē)間，經(jīng)過(guò)脫硫工序處理后兌入轉(zhuǎn)爐內(nèi)。

“一罐制”鐵水直供工藝方案將煉鐵、煉鋼兩道工序有效銜接，最大限度的減少了鐵水溫降、噴濺損失和占地面積，減少了鐵水倒罐對(duì)煉鋼車(chē)間造成的污染，降低一次性投資及長(zhǎng)期運(yùn)行成本。

“一罐制”鐵水直供方案已成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)流程設(shè)計(jì)的優(yōu)先選擇方案，沙鋼200t轉(zhuǎn)爐鋼廠、新余210t轉(zhuǎn)爐鋼廠、濰坊150t轉(zhuǎn)爐鋼廠、富倫150t轉(zhuǎn)爐鋼廠、魯麗150t轉(zhuǎn)爐鋼廠等采用了此方案，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2加料系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)及汽化冷系統(tǒng)布置方案

轉(zhuǎn)爐加料系統(tǒng)布置在加料高跨，除塵系統(tǒng)和汽化冷卻系統(tǒng)則布置在轉(zhuǎn)爐高跨。

加料系統(tǒng)與除塵系統(tǒng)、汽化冷卻系分跨布置方案，其與同跨布置相比有如下特點(diǎn)：

（1）有利于汽化冷卻煙道的安裝、更換及相關(guān)維修；

（2）減輕轉(zhuǎn)爐高跨鋼結(jié)構(gòu)量，可適當(dāng)減小轉(zhuǎn)爐跨跨度，減少一次性建設(shè)投資；

（3）增大轉(zhuǎn)爐高跨設(shè)備安裝及維修空間；

（4）減少對(duì)爐襯的破壞；

（5）汽化冷卻煙道壽命長(zhǎng)。

2.3加料系統(tǒng)新型密封方案

加料系統(tǒng)的振動(dòng)給料器上部和下部連接方式采用了新型的密封型式。該方案已申請(qǐng)實(shí)用新型專利一項(xiàng)。其與傳統(tǒng)密封方案相比有如下特點(diǎn)：

橡膠制品取材容易，成本較低；

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝及維修容易；

能克服振動(dòng)給料器振動(dòng)所帶來(lái)的密封方式的脫落。

2.4大錐度氧槍

設(shè)計(jì)采用大錐度氧槍。槍身總長(zhǎng)保持不變，爐渣靠自身重力自動(dòng)脫落。

大錐度氧槍與傳統(tǒng)直筒式氧槍相比有如下特點(diǎn)：

爐渣處于氧槍錐度區(qū)，靠自身重力自動(dòng)脫落，減少刮渣器設(shè)備的投資；

氧槍幾乎不粘渣，大大減輕現(xiàn)場(chǎng)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

國(guó)內(nèi)天津聯(lián)合特鋼、濟(jì)鋼、濰坊鋼廠、重鋼等企業(yè)采用此技術(shù)，并取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。

2.5轉(zhuǎn)爐底吹系統(tǒng)采用透氣元件非對(duì)稱布置方案

轉(zhuǎn)爐底吹系統(tǒng)采用6個(gè)透氣元件非均勻布置形式。

與傳統(tǒng)對(duì)稱布置形式相比有如下特點(diǎn)：

圍繞耳軸中心線布置透氣元件，克服轉(zhuǎn)爐加廢鋼所造成的透氣元件機(jī)械性損壞的現(xiàn)象；

有效提高轉(zhuǎn)爐熔池?cái)嚢鑴?dòng)能，降低碳氧濃度積（終點(diǎn)碳氧濃度積~0.0025%），縮短了轉(zhuǎn)爐冶煉周期。

目前，轉(zhuǎn)爐底吹系統(tǒng)透氣元件非均勻布置形式已成為國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)沙鋼、傳洋鋼鐵、天津聯(lián)合特鋼、濟(jì)鋼等企業(yè)也采用此技術(shù)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.6除塵系統(tǒng)采用串聯(lián)供水模式

除塵系統(tǒng)的冷卻水采用串聯(lián)供水模式。它與傳統(tǒng)并聯(lián)供水模式相比有如下特點(diǎn)：

（1）除塵系統(tǒng)供水量節(jié)約約40%；

（2）濁環(huán)水泵房及相關(guān)設(shè)備一次性投資減少。

此技術(shù)先后在濰坊150t轉(zhuǎn)爐、富倫150t轉(zhuǎn)爐、天鋼聯(lián)合特鋼120t轉(zhuǎn)爐等企業(yè)使用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.7熱潑渣與新型鋼渣水淬綜合處理方案

本項(xiàng)目采用渣箱熱潑與安全環(huán)保型鋼渣水淬法結(jié)合的處理方式。根據(jù)爐渣的特性，一部分進(jìn)入渣箱進(jìn)行熱潑，一部分進(jìn)入安全環(huán)保型鋼渣水淬裝置（中冶華天自主研發(fā)）處理，提高爐渣處理率。

安全環(huán)保型鋼渣水淬系統(tǒng)由大塊度鋼渣輸送系統(tǒng)、?；?、渣罐液壓傾翻機(jī)構(gòu)組成。其中，渣罐液壓傾翻機(jī)構(gòu)，直接由兩側(cè)傾翻臂液壓缸同時(shí)驅(qū)動(dòng)，傾翻平穩(wěn)，同時(shí)，還設(shè)置止擋臂，避免渣罐傾翻時(shí)脫落的危險(xiǎn)。水淬后的渣采用大塊渣輸出輥道，用于解決水淬后的鋼渣進(jìn)行篩選、大塊渣直接進(jìn)入水池易發(fā)生爆炸、后期分離處理成本較高等問(wèn)題。同時(shí)，大塊渣輸出系統(tǒng)由于輥?zhàn)又g留有較小的間隙，既保證了小顆粒的鋼渣順著輥道間隙滑落進(jìn)入水池，又使得未?；耆拇髩K鋼渣通過(guò)輥道輸送到旁側(cè)，以便轉(zhuǎn)運(yùn)。另外，所述驅(qū)動(dòng)輥、從動(dòng)輥上交錯(cuò)布置“十字形”撥爪，既能幫助篩選鋼渣，又使得大塊渣不卡輥、輸送可靠。

通過(guò)綜合處理后的鋼渣利用率大大提高。經(jīng)磁選后的鋼渣可作為轉(zhuǎn)爐冷卻劑、廢鋼或返燒結(jié)作為原料使用，尾渣外供水泥原料、道路填料等使用，明顯減少了石灰的加入量和廢鋼的使用量，節(jié)約成本。

新型鋼渣水淬為中冶華天自主開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，該技術(shù)已申請(qǐng)發(fā)明專利一項(xiàng)，實(shí)用新型專利兩項(xiàng)。

2.8污泥就地造球

轉(zhuǎn)爐除塵系統(tǒng)回收的污泥，采用小循環(huán)處理，就地制成合成渣球團(tuán)，直接返給轉(zhuǎn)爐作冷卻劑使用，不僅回收了鐵資源，降低鋼鐵料消耗，而且縮短了冶煉時(shí)間，鋼廠的經(jīng)濟(jì)效益約4～5元/噸鋼。

3、推廣應(yīng)用前景

我國(guó)城市化、工業(yè)化、現(xiàn)代化的進(jìn)程正在加快，現(xiàn)正處于經(jīng)濟(jì)建設(shè)高速增長(zhǎng)的階段。這也就要求我們節(jié)約能源，提高三廢的綜合治理和回收利用，做到負(fù)能煉鋼。使原本的耗能大戶成為新型的綠色環(huán)保鋼廠，使煉鋼廠成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)過(guò)程中十分重要的一環(huán)。

該科研成果集成創(chuàng)新了多項(xiàng)煉鋼生產(chǎn)的工藝技術(shù)，旨在降低生產(chǎn)成本及能耗，方便廠方組織生產(chǎn)。研究成果可廣泛應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)工藝，應(yīng)用后能保護(hù)環(huán)境、節(jié)能降耗，具有明顯的環(huán)境保護(hù)效益和綜合的社會(huì)效益。該項(xiàng)目的推廣可改善環(huán)境，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，具有良好的企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和顯著的社會(huì)效益。