炼钢技术发展

第一篇：炼钢技术发展

转炉、电炉、平炉炼钢各有什么优缺点？炼钢技术有哪些新

发展？

炼钢的方法有很多种，其基本原理是相同的，所不同的是在冶炼过程中需要的氧和热能来源不同，所用的设备和操作方法不同。目前各国采用的炼钢方法有转炉炼钢、电炉炼钢和平炉炼钢等，而主要发展趋势为纯氧顶吹转炉炼钢。至1976年，转炉钢已占世界钢总产量的70％。

（1）纯氧顶吹转炉炼钢法

这种方法是1952年以后发展起来的新技术，它是目前世界上采用较多也是较先进的一种方法。纯氧顶吹转炉炼钢有以下优点：

（i）生产速度快 由于用纯氧吹炼，就会高速降碳，快速提温，大大缩短冶炼时间。一座300t转炉吹炼时间不到20min，包括辅助工作时间在内，一共不超过1h。

（ii）品种多、质量好纯氧顶吹转炉既能炼普通钢，也能炼普通低碳钢。如首都钢厂采用这种方法成功地试炼了一百多种钢材。由于用纯氧吹炼，钢中氮、氢等有害气体含量较低。

（iii）基建投资和生产费用低 纯氧顶吹转炉的基建投资相当于同样生产量的平炉车间的60～70％，生产费用也低于平炉。

目前纯氧顶吹转炉随着氧枪的多孔喷头的研制成功，大大提高了单位时间内的供氧量，并由于操作技术上的革新（例如，用电子计算技术来调节、控制冶炼过程），不论转炉容量的大小，吹炼时间基本上相差不多，即使300t转炉，净吹氧时时也可缩短到12min左右。在一定限度内，炉容量越大，经济效果越好，因此顶吹转炉迅速走向大型化。现在世界上最大的转炉为350t，并且正在研究建造400～450t转炉。

（2）电炉炼钢法

电炉炼钢法主要利用电弧热，在电弧作用区，温度高达4000℃。冶炼过程一般分为熔化期、氧化期和还原期，在炉内不仅能造成氧化气氛，还能造成还原气氛，因此脱磷、脱硫的效率很高。

以废钢为原料的电炉炼钢，比之高炉转炉法基建投资少，同时由于直接还原的发展，为电炉提供金属化球团代替大部分废钢，因此就大大地推动了电炉炼钢。世界上现有较大型的电炉约1400座，目前电炉正在向大型、超高功率以及电子计算机自动控制等方面发展，最大电炉容量为400t。

国外150t以上的电炉几乎都用于冶炼普通钢，许多国家电炉钢产量的60～80％均为低碳钢。我国由于电力和废钢不足，目前主要用于冶炼优质钢和合金钢。

（3）平炉炼钢法

五十年代以前，平炉钢占世界钢产量的85％。近年来，除浇铸大型铸件或供水压机等成材的大钢锭，平炉炼钢仍在发挥其作用外，由于纯氧顶吹转炉炼钢技术的发展，转炉钢的产量大幅度增长，世界各国平炉钢产量才逐年下降。平炉炼钢法的最大缺点是冶炼时间长（一般需要6～8h），燃料耗损大（热能的利用只有20～25％），基建投资和生产费用高。一个年产1200万吨钢的钢厂，只要建成六个250～300t的纯氧顶吹转炉就够了，如果修建平炉却需要500t的大型平炉30～40座。虽然目前世界上仍在生产的平炉已普遍采用氧气炼钢，生产率有较大的提高，但除尘系统复杂，投资高昂，因此平炉炼钢不再发展，甚至有拆除改建为顶吹或底吹转炉的趋势。

第二篇：欧洲炼钢技术发展现状与趋势

欧洲炼钢技术发展现状与趋势

2012年，27个欧盟国家的产量为1.685亿吨，其中有19个国家年粗钢产量超过300万吨。这些国家主要的工艺路线是转炉炼钢和电炉炼钢，其中转炉炼钢比例为58.3%，电炉炼钢为41.7%。但各国工艺路线区别很大。意大利和西班牙电炉炼钢比例超过2/3，卢森堡、葡萄牙和斯洛文尼亚这一比例达到100%。与此相反，在奥地利、荷兰、捷克、斯洛伐克和匈牙利，转炉炼钢比例超过90%。在德国，电炉炼钢比例占32%，转炉炼钢比例占68%。

转炉与电炉：结合显优势

相比于电炉炼钢，转炉炼钢具有更大规模生产特定钢种的能力。精细的钢种用于供应扁平材及长材产品、半成品、线材、热轧卷和冷轧卷的生产使用。氧气转炉炼钢工艺主要分为3种：顶吹LD炉、底吹BOP炉、为了增加废钢比例的顶底复吹Q-BOP炉。

1952年~2007年，底吹BOP转炉粗钢产量远远低于顶吹LD转炉粗钢产量。许多优化LD转炉的工艺和装备技术使其在世界范围内得到广泛使用，其中包括改善工艺自动化的副枪技术、实现出钢温度和成分命中的动态工艺模型的发展、各种形式的出钢挡渣系统和通过炉底透气砖喷吹惰性气体搅拌熔池实现顶底复吹。

底吹转炉改善了炉渣熔池反应和脱碳效果。在出钢时具有相似碳含量的情况下，相比于LD转炉，BOP转炉渣中铁含量降低。

可生产多样性钢种是转炉炼钢和电炉炼钢的共同特征。较少种类的高品质结构钢、耐腐蚀耐热钢和工具钢多采用电炉生产。许多化学元素可以当作合金原料用于生产多种市场所需的钢材产品以满足客户要求。1980年~2011年，欧盟国家电炉炼钢产粗钢比例从20%增长到42%，增幅超过1倍。可持续发展是这些数字背后的驱动力，因为各种级别废钢的循环利用是电炉炼钢的重要任务。此外，电炉炼钢相对于长流程炼钢来说也减少了CO2的绝对和相对排放量。

在德国，28座电炉中有3座是直流电炉，分别位于翁特威伦博恩、派尼和乔治玛林。直流电炉主要具有低噪音、低电耗、长炉龄、对电网冲击小等优点。

就电炉炼钢流程来说，伊斯肯德伦MKK冶金公司拥有300吨容量的电炉（交流电），东京钢铁公司拥有420吨容量的电炉（直流电）。这些电炉炼钢厂粗钢年产能达到250万吨，接近中等规模转炉炼钢厂的产能水平。

Conarc工艺代表了转炉炼钢和电炉炼钢技术的结合。根据原材料的不同，两个独立的熔池可以同时冶炼或者分别作为转炉和电炉冶炼。原材料可从全铁水到全废钢变化，充分考虑原材料的灵活性是Conarc工艺的特点。

采取改善转炉传感器技术和工艺建模等措施的目的在于增加转炉的有效性及保证转炉在换衬和缓冲期的安全准确维护。此外，其也有助于改善能量利用率、二次燃烧率、转炉炉气回收和增加原料废钢比等。但是，电炉炼钢炉气利用仍然是一个重要问题。

因为高品质废钢数量的有限性限制了电炉炼钢生产粗钢比例的提升，所以电炉熔化废钢和海绵铁、转炉冶炼铁水、化石燃料熔炼废钢等复合工艺得到发展。

目前，用气体作为还原剂已经不仅限于研究阶段，奥钢联在德克萨斯投资了新的热压块铁厂。一些地区的天然气价格较低，使得这项技术具有重要意义。

炉外精炼：精细灵活

转炉炼钢厂典型的炉外精炼工艺开始于出钢过程中加入合金元素。LF炉可以用电作为能源对钢液进行加热，这给炼钢工人带来了许多便利且具有其他优点：①出于工艺考虑可以降低转炉出钢温度，②可以延长转炉炉衬寿命，③使加入大量合金原料成为可能。

加热钢液也可以在HALT或者CAS-OB通过铝脱氧放热实现。VD/VOD或者RH可以进行脱气和脱碳。在钢包脱气过程中，利用适宜的炉渣条件可以将钢中硫含量降至最低值。而RH炉为脱碳提供了最适宜的条件。

钢种的多样性和客户的需求导致炉外精炼的工艺路线比较复杂，转炉炼钢和电炉炼钢都是如此，其中考虑到了炼钢、搅拌、RH和VD/VOD脱气、LF和化学升温等因素。实际工艺路线的选择由冶金需求决定，可以同时采取多种工艺路线，而且这些工艺路线互相关联。因此，炼钢厂的调度安排变得越来越重要，这也对工人操作水平和设备有了更高的要求。

客户需求和产品种类决定了所需要的炉外精炼装备。通常来讲，满足残余元素或者微量元素的下限与生产有合金元素上限的钢种是两个不同的任务和工艺。此外，从不同元素的需求来看，LF炉的关键地位是显而易见的。钢种合金元素总体含量越高，采用LF精炼就越重要。这是由于工艺所允许的温度上限有要求，炼钢时输入钢液的能量不能保证添加大量合金元素的需求。

自20世纪50年代装备了第一台炉外精炼设备以来，人们付出了巨大的努力推动精细冶炼工序的发展，这也可以从钢中残余元素最低值要求的变化看出：1960年，钢中[C]、[S]、[N]、[O]、[H]含量总和为600ppm，到2010年，这一值降低到了70ppm。显然，这一数值已经没有必要再向更低的水平发展了。

现在，炉外精炼的主要类型有VD/VOD和RH。采用RH工艺，钢液终点碳含量仅为采用VD/VOD工艺终点碳含量的1/3。另一方面，由于VD可以优化炉渣成分进行脱硫，钢中硫含量约为RH的1/4。因此，VD在中厚板和管线钢的生产中扮演着重要角色。

从欧洲1990年~2010年每5年中新建成的脱气装置可以看出，主要趋势是在转炉炼钢厂装备RH，在电炉炼钢厂装备VD/VOD。但是，也有不同工序的不同组合。大约50%的RH使用的钢包容量超过150吨，而大部分VD/VOD使用的钢包容量都小于150吨。

对LF工艺技术来说，可以总结出以下趋势：转炉炼钢生产高合金钢种是需要LF炉的原因；LF炉可以降低转炉出钢温度以降低钢中磷含量，这也有利于延长炉衬寿命；开发出水冷铜元件可以避免结壳。

预期LF今后会在转炉炼钢中扮演重要的角色。炼钢工艺需要更高的灵活性与更加精细钢种数量的增加相结合，这给炉外精炼带来了一个新挑战。炼钢物质流的持续改善是另一个主要任务。在高合金钢的生产中，合金系统必须升级到更大效率，同时保证更好的分析弹性。在线工艺建模的重要性已经增加，光学检测和摄像系统配合图像分析软件的应用是此技术发展的另一个趋势。炉外精炼设备数量的稳定增加和精细技术的投入使用，确保了该工艺操作的最大灵活性，从而有利于更好地满足当今和未来的市场需求。

连铸：稳中求“精”

比较7年间欧洲吨钢研发投入与吨钢附加值之间的关系和技术差别可看出，薄带连铸仍有很多问题。也就是说高研发投入却获得低附加值。未来几年工艺优化的一个重要方向可能

是提升薄带连铸产品的附加值。薄板坯连铸处于较好态势，但是要获得高附加值仍然需要高研发投入。

当今95%的钢材仍由传统连铸工艺生产，因为其能够以较低的研发投入获得较高的产品附加值。德国厚板厂商迪林格公司正准备采用一种近终型连铸工艺，旨在建造一台可生产最大厚度500mm板坯的连铸机以满足客户在厚板市场的需求，预计将在2014年投产。

薄板坯连铸。自1984年纽科公司第一家薄板坯厂在克劳福兹维尔建成以来，这项技术在高质量热轧板卷的生产中扮演了重要的角色。薄板坯连铸主要的优势在于相对低的能量消耗，约比传统板坯连铸-热轧工艺低一半。

据统计，全世界薄板坯连铸工艺产能总和达到8150万吨。有44家工厂采用CSP工艺，有12家采用FTSC工艺，5家采用其他工艺，如DSP、ESP、ISP。这些技术在电炉炼钢厂和转炉炼钢厂都有使用。这些工厂主要分布在欧洲和北美，也有的部分位于印度、韩国和中国。

目前，欧盟国家有7家薄板坯厂正在运营，年产能达到900万吨，分别采用ESP、ISP、CSP或DSP工艺。为使产量实现最大化，这些厂不断提高连铸坯拉速。比如克雷莫纳厂采用的ESP工艺，最高拉速可达到8.5m/min；土耳其伊斯肯德伦也有一家工厂采用FTSC工艺。

薄带连铸。为了生产厚度为1mm~5mm的近终型产品，双辊薄带连铸工艺被开发出来。由于产品厚度降低，可以减少轧钢机架数量，从而大幅缩短生产线。相对于传统（厚板坯）连铸-热轧工艺，双辊薄带连铸工艺能量消耗最多可降低90%；由于钢液凝固时间为传统连铸的1/700，微观组织也能得到改善，且可以避免微观偏析和宏观偏析，从而允许更高的残余元素含量。在生产高锰和高铝含量的钢种时，薄带连铸具有极大的吸引力。

目前，主要有3家薄带连铸厂正在运营。韩国浦项在2002年建成了一座类似的工厂用于生产不锈钢和硅钢。2002年，纽科公司在美国克劳福兹维尔建成一台双辊轧机，年产能54万吨。此后，其又在美国布莱斯威尔建成了第2台，生产的钢种包括碳素结构钢和低合金钢。

一般来说，表面缺陷不能通过火焰清理和修磨去除，这是双辊薄带连铸技术的主要问题。该技术在侧板密封技术、边缘板型控制、凝固过程控制和工艺收益率等方面还尚待改进优化。

德国扁钢厂商萨尔茨基特公司在世界上首次实现了BCT薄带连铸工业化，相应的试验工厂位于克劳斯塔尔大学。通过旋转，钢液从类似于中间包的容器中浇出，冷却成钢带。初级冷却主要在连铸滚带上进行，凝固过程在惰性气体气氛下进行。浇铸成的钢带厚度在10mm~15mm之间。

相对于双辊薄带连铸工艺来说，BCT薄带连铸工艺表面缺陷没有那么严重，且具有偏析轻、在线轧制能耗低、轧钢机架数量少等优势。同时，由于不用经过弯曲和矫直，该工艺避免了热致裂纹的发生，可专门用于高锰钢的生产。

技术展望。在德国钢铁协会会员公司中，当前连铸技术的发展趋势主要集中在提升工艺可靠性和工艺稳定性、装备模块化和改善灵活性方面。对于传统连铸工艺的优化策略是根据产品市场定位来确定进一步发展的方向。短期来看，薄板坯连铸工艺将会引起极大关注；长远来看，则必须发展精细的设备和工艺流程。然而，未来薄板坯连铸的发展也要取决于技术可行性和经济效益情况。

第三篇：我国炼钢—连铸技术发展和2010年展望

我国炼钢—连铸技术发展和2010年展望 殷瑞钰(钢铁研究总院，北京100081)摘要：系统总结了2000年以来国内炼钢一连铸技术的发展和主要的技术成果，分析了目前炼钢－连铸生产技术的主要问题，并对2010年我国炼钢一连铸的技术发展方向进行了系统阐述。为进一步提高国内炼钢－连铸的生产技术水平，必须确立21世纪新一代钢铁厂的新理念和新目标，通过对炼钢－连铸生产过程的系统优化、解析与集成，建立起高效、低成本洁净钢的生产平台。讨论了洁净钢生产平台建设面临的主要技术问题、解决方法和具体措施。关键词：炼钢；连铸；炉外精炼；洁净钢；流程工程

中图分类号：TF7 文献标识码：A 文章编号：1002一1043(2008)06—0001一12 进入新世纪以来，我国钢铁生产持续发展，钢产量增加，许多企业的技术装备达到了国际水平，钢材品种与质量已接近或达到国际先进水平，说明我国钢铁工业的发展已经迈入一个新的时代。今后几年，我国钢铁工业不但应在规模和质量等方面达到国际先进水平，而且在钢铁生产、工程设计、工艺与装备、节能减排、环保等方面的研究开发、生产运行都应走向国际前沿。

为了实现上述战略发展目标，必须认真回顾总结近几年我国钢铁工业特别是炼钢连铸生产技术发展的成就，分析目前存在的问题，研究今后炼钢一连铸技术的发展趋势和方向，不断创新，为完善和发展新一代炼钢工艺流程做出贡献。1 炼钢－连铸生产技术的发展

2000年以来，国内炼钢一连铸技术取得明显的进步，主要表现在以下几个方面：

1．1 钢产量高速增长

图1给出2000年以来国内钢产量增长趋势，粗钢产量从2000年1．285亿t增长到2007年4．892亿t，平均年增长率为18．2％。

转炉是目前中国最主要的炼钢方法，转炉钢产量从2000年的1．0584亿t增长到2007年的4．4亿t，年平均增长率为19．5％，高于国内粗钢产量的增长速度。转炉钢比例相应从2000年的82．4％增长到90％左右。电炉也是目前国内主要的炼钢方法，随着中国钢产量迅速增长，电炉钢的生产比例在2003年以前缓慢增长，最高达17．6％；2004年以后，由于转炉钢的快速增长，电炉钢比例逐年降低。但电炉钢的产量持续增长，与2000年相比电炉钢产量翻了一番。

在国内钢产量迅速发展的同时，连铸比也不断增长。如图2所示，2000年全国连铸坯产量为1．096亿t，连铸比85．3％；2007年全国连铸坯产量为4．74亿t，连铸比96．95％。随着连铸比的提高，成材率也相应提高，达到了96．2％，这说明连铸技术的进步为我国钢铁工业增产增效、节能减排作出了重要贡献。

1．2 技术经济指标不断优化

国内炼钢一连铸生产技术的进步主要体现在各项技术经济指标不断优化。表1给出2003年至2007年国内转炉、电炉和连铸的主要技术经济指标变化情况。

国内转炉炼钢的技术进步主要体现在：完善溅渣护炉工艺，提高转炉炉龄；推广强化供氧技术，提高转炉作业率；推广长寿复吹工艺，进一步降低钢铁料消耗并提高以终点控制为核心的转炉自动化控制水平。

电炉生产技术发生重大变化：采用大型高功率和超高功率电炉淘汰大批30t以下小型电炉；建设电炉一精炼一连铸一连轧现代化短流程生产线，采用优化配料与供电制度，强化供氧提高化学能输入量和部分电炉采用热装铁水等新工艺技术，达到降低冶炼电耗，缩短冶炼周期，实现多炉连浇。在此基础上实现了电炉生产多元化，形成电炉一普钢长材、电炉一特殊钢长材、电炉一无缝钢管、电炉一中厚板和电炉一薄板坯连铸连轧等多种生产线，完善了电炉钢产品结构，扩大了生产品种。

连铸继续快速发展，自主开发的能力进一步提高。至2007年已建成板坯连铸机(宽度700mm以上)175台，237流；薄(中)板坯连铸机17台，18流；方坯和矩形坯连铸机(150mm×150mm以上)437台，1323流；小方坯连铸机305台，1027流；圆坯连铸机48台，173流。全国总计连铸机996台，2806流，年生产能力达到4．743亿t。

随着国内炼钢一连铸技术的进步和技术经济指标的优化，获得了明显的经济效益。据2007年国内93家大中型企业的统计，年利润达1479．82亿元，比上年同期增长49．78％。

1．3 建立现代化炼钢生产流程 2000年以后国内钢铁企业重点开展钢铁生产流程与工艺结构的优化，基本建立起现代化炼钢生产工艺流程。

转炉流程：铁水脱硫预处理→转炉复合吹炼→二次精炼→全连铸； 电炉流程：大型超高功率电炉(兑铁水)冶炼→二次精炼→全连铸。

近几年铁水脱硫预处理在国内广泛应用。铁水预处理的装备能力逐年提高，至2006年重点大中型钢铁企业铁水预处理比已达56．7％，宝钢、武钢、鞍钢等大型钢铁公司已基本实现100％铁水预处理。

表2给出目前国内采用的主要铁水脱硫工艺的技术经济指标对比，说明国内铁水预处理工艺已经积累了丰富的经验，为钢厂合理选择铁水脱硫预处理工艺提供了广泛的空间[1]。

为提高转炉生产效率和扩大洁净钢生产比例，国内大多数转炉炼钢厂综合采用铁水预处理、复合吹炼、强化供氧、终点动态控制和溅渣护炉等成套先进工艺技术，较大幅度提高转炉的生产效率，降低生产成本，提高钢水的洁净度。

2000年以前国内电炉重点是采用大型超高功率电炉淘汰小型电炉，如2000年我国电炉已从1600多座减少到179座，其中50 t以上的大、中型电炉钢产量占全国电炉产量61％。2000年以后，国内电炉厂综合采用铁水热装、废钢预热、优化配料供电和供氧等先进技术取得了明显的效果。如表3所示。大型电炉采用铁水热装工艺冶炼每吨钢电耗降低约67kWh，减少电极消耗35％，缩短冶炼周期10min。

1．4 钢材洁净度与品种质量的进步

为了满足市场对洁净钢生产的需求，国内钢厂普遍重视二次精炼工艺，完善二次精炼设施。国内大、中型骨干企业钢水二次精炼的比例从2000年不足20％迅速增长到2007年64％。表4给出2007年国内二次精炼设备的台数和吨位数据(不包括吹Ar设备在内)。

随着精炼设备的增长，二次精炼工艺技术也取得明显的进步，形成了以挡渣出钢、合成渣洗、炉渣改质、白渣精炼和喂线与钢中夹杂物形态控制、钢水温度、成分精确控制以及真空脱碳、脱气、夹杂物上浮分离等核心技术为基础的二次精炼工艺技术，能满足不同类型产品的批量生产，达到超低氧、超低碳和超低硫等高品质洁净钢的质量要求。

二次精炼技术的发展使国内钢材的洁净度得到显著的提高。15年前国内绝大 多数钢厂生产的钢水洁净度(ω(S+P+T．O+N+H))波动在(300～350)×10-6，目前国内多数钢厂已可以大批量生产钢水洁净度250×10-6以下的洁净钢，宝钢、武钢、鞍钢和首钢等大型钢铁企业生产的钢水洁净度可以达到100×10-6以下。从表5可以看出，目前国内生产的典型高附加值产品钢水洁净度已达到国际先进水平。

钢材洁净度的大幅提高使我国钢铁产品结构发生了重大改变。如表6所示，近几年国内典型高品质钢种的生产比例迅速增长，不仅给钢铁企业带来更大的经济效益，而且有力地支持了国家经济建设。1．5 节能环保技术的发展近几年国内钢铁企业高度重视节能减排工作，研究开发各种节能环保技术。如表7所示。2000年以来随着国内节能环保技术的发展，吨钢综合能耗和电炉工序能耗逐年降低。与国际先进水平(日本每吨钢转炉工序能耗为－6 kg标煤)相比仍有较大差距，说明国内转炉工序尚有较大的节能空间。

实现负能炼钢的核心是要解决转炉煤气、蒸汽的回收和有效利用问题。转炉煤气含硫低、热值高，适用于生产高品质石灰；而大型转炉蒸汽用于RH或VD炉等 真空设备也具有较大的经济效益。这些都是今后技术改造中应提倡的节能环保技术。

目前国内转炉绝大多数采用OG法除尘工艺，基本解决了转炉烟尘对环境的严重污染。今后要进一步发展半干法或干法转炉除尘工艺，达到节水、节能和保护环境的目标。近几年，太钢、包钢等钢厂推广采用转炉干法除尘新工艺代替OG法获得了明显的效益。如表8所示。

炼钢渣和烟尘的回收与循环利用技术近几年在国内钢厂也得到充分重视。自主研发的转炉渣闷渣处理和滚筒法或轮淬法炉渣连续处理等新工艺，在生产实践中取得了较好的应用效果。转炉烟尘含铁高，基本全部利用，作为烧结矿料或冷却剂供转炉使用。马钢、包钢等企业试验吨钢采用15～20kg的转炉渣作为石灰的替代品返回转炉使用也取得一定成效。为实现炼钢厂固体废弃物“零”排放，提高资源利用率，今后应加强对炼钢渣和烟尘回收利用技术的研发与推广工作。

连铸坯热送热装工艺可以大幅度降低加热炉燃料消耗，已被多数炼钢厂采用。今后的工作应进一步提高铸坯的热送温度和装入温度，解决无缺陷铸坯生产的关键技术和热装相关的冶金质量问题，进一步提高连铸坯热送热装比例。1．6 装备大型化与设备国产化率

近几年，炼钢一连铸生产装备的大型化与设备国产化率日益提高。2003年以后国内钢铁企业大力建设100 t以上的大、中型冶炼设备。至2007年底，国内200 t以上的大型转炉已达到24座，总吨位为6400t，和2003年相比大型转炉的产能增加1倍。

最近2～3年，为提高钢材洁净度，扩大高附加值钢材产品的生产规模，大多数钢厂在配备LF、CAS和吹氩搅拌等常压二次精炼设备的基础上，针对板带材的生产特别是冷轧薄板的生产，又新建了RH和VD等真空精炼设备。随着国内薄板(特别是冷轧薄板)生产比例的增长，RH真空精炼设备的增长尤为迅速。如图3所示，2003年以后国内已投产的RH由20台迅速增长到59台，总吨位达9070t，比目前整个欧洲RH的生产能力(总吨位5790t)大56％。二次精炼的发展促进了精炼设备国产化率的提高。国内已掌握了自主设计、制造、安装、调试大型二次精炼设备(如：300 t RH)的能力，在精炼设备工艺布局、工序衔接以及不同产品的精炼工艺等方面积累了丰富的经验，而且加强了技术创新。如武钢炼钢总厂四分厂采用RH在线布置工艺，将RH布置在转炉出钢线上，并采用RH钢水罐卷扬提升装置、双室平移交替和真空室整体吊装等新技术，取得了良好的效果：可节约行车运行时问10 min左右，减少吊运过程温降10℃，缩短RH设备空置时问5 min，使RH精炼处理比例达到80％。

国内连铸技术的发展促进了连铸机设计和制造能力的提高，已能自主设计和制造小方坯、方坯和板坯连铸机，并实现快速达产。从20世纪90年代初国产连铸机以小方坯为主要机型的格局，逐步扩展到自主设计制造适应各种品种和规格的方坯、圆坯及板坯和中薄板坯等多种机型。

我国自主设计和建造的曹妃甸钢厂是国内大型钢铁联合企业建设的范例，首次采用5500m3超大型高炉、300 t铁水包直装、全量铁水“三脱”预处理与转炉高效冶炼、高拉速连铸、海水淡化等先进技术，标志着国内大型钢铁联合企业设计与设备制造方面达到国际先进水平。

国内炼钢－连铸生产设备大型化与国产化率的提高使钢铁厂的建设投资明显降低：大型联合企业(含冷轧、涂镀层、码头、电厂在内)的吨钢投资已降至6500～6800元；棒线材钢厂由于工序理顺和全面国产化，吨钢投资降低幅度更大。1．7 重大技术创新项目取得好成绩

科技进步是我国钢铁工业迅速发展的主要推动力。近几年，国内钢铁企业日益重视企业技术进步和广泛开展科技创新活动，取得了大量的科技成果。表9给出近几年国内冶金科技奖中炼钢一连铸成果授奖情况。

最近3～5年国内钢铁企业积极研究开发和推广以下重大技术创新成果，取得良好的成绩。

(1)转炉溅渣护炉与长寿复吹技术。近10年转炉溅渣护炉技术在国内大、中、小型转炉上广泛推广，取得了良好的成绩。全国转炉平均炉龄已接近8000炉，最高炉龄已超过30000炉，使我国转炉炉龄达到国际领先水平。国内自主研究开发的长寿复吹转炉技术利用溅渣过程中形成的透气性炉渣蘑菇 头保护底吹喷嘴，使底吹喷嘴的寿命和溅渣后转炉的炉龄同步，底吹喷嘴最高寿命超过30000炉(武钢)。目前，钢铁研究总院已在国内近200座转炉上推广采用该项新工艺技术，达到炉龄10000炉以上，复吹比100％和终点[％C][％O]≤0．002 7的良好效果，如图4所示[2]。

(2)转炉高效吹炼工艺。为了提高转炉的生产效率，不少转炉将供氧强度从传统的3．2～3．5m3／(t·min)提高到3．6～4．4 m3／(t·min)，缩短了冶炼周期，加快了转炉生产节奏，提高了转炉生产效率。如表10所示，采用高效供氧技术使供氧强度平均达到3．65 m3／(t·min)，冶炼周期缩短到36 min；中型转炉供氧强度平均达到3．5 m3／(t·min)，冶炼周期缩短到34．5 min；小型转炉供氧强度可达到4．0m3／(t·min)，冶炼周期缩短到24．7min。随供氧强度的提高转炉作业率大幅度提高，氧气与钢铁料消耗略有降低，具有较明显的经济效益。

(3)高效连铸技术。2000年以后国内钢厂大力推广以高拉速为核心的高效连铸技术，取得了明显的进步，形成了完整的高效连铸技术，主要包括：提高钢水质量，推广采用大容量中间包全保护浇注；采用连续锥度结晶器提高热交换效率；采用板簧导向振动减小振动轨迹误差；采用多点连续优化二冷配水等工艺技术。高效连铸技术的推广不仅提高了连铸机的产量，而且进一步改善了铸坯的表面质量和内部质量，基本实现无缺陷坯生产。如表11所示，通过连铸机高效化改造后，铸机的产量和拉速有明显提高。

从表11中可以看出，国内小方坯高效连铸技术已基本接近国际先进水平，但板坯高效连铸技术尚与国际先进水平存在一定差距。今后要在提高板坯拉速和改进板坯质量，提高铸机产量等方面开展更深入的研究工作。

(4)连铸恒速浇铸技术。连铸浇铸过程由于钢水温度波动和钢水供应节奏的影响造成拉速的波动。随着拉速波动量的增大，铸坯表面纵裂机率上升，表层卷渣严重，中心偏析恶化，氧、氮含量升高。为解决拉速波动引起的铸坯质量问题，武钢炼钢厂二分厂开发出“典型拉速下连铸恒速浇注”技术。典型拉速是指不同钢种在标准浇注温度下所对应的标准拉速，而恒速浇注是指保持典型拉速恒定不变(拉速允许波动±5％)的浇铸过程。实现恒速浇注的关键技术是：优化转炉、二次精炼与铸机的协同、匹配，合理确定不同钢种的典型拉速和浇钢时间；加强工序时间控制，采用计算机在线进行生产调度；加强钢水温度控制，稳定过程温降，使中间包温度合格率达90％以上。通过加强典型拉速达标率的技术考核(如图5所示[3])，使典型拉速达标率提高和稳定，铸坯综合质量合格率大幅度提高，更重要的是促进了炼钢厂内所有工序的稳定运行和协同运行，推动了从铁水脱硫直至连铸机出坯等所有工序的工艺优化和装备管理优化。

(5)薄板坯连铸连轧生产工艺达到国际先进水平。我国已建成投产13条薄板坯连铸连轧生产线，生产能力超过3000万t／a。其中多项技术经济指标达到国际领先水平。珠钢CSP薄板坯连铸机的作业率高达91．2％。薄板坯连铸一连轧的品种开发也取得重大进展，可以大批量生产超高强度集装箱板(Rm≥770MPa)，2006年珠钢生产薄规格(2 mm以下)钢板的比例达到53．8％。包钢在薄板坯连铸连轧生产工艺高效化和品种开发等方面也做出了优异的成绩，多年来在提高生产效率、改进工艺装备和产品开发方面做了大量的、有成效的工作并实现了技术输出[4]。唐钢、马钢、涟钢、济钢等厂薄板坯连铸连轧生产线也在不同方面形成了各自的特点和特色。

(6)专线化生产技术。为实现高效、稳定、低成本生产洁净钢，宝钢开发出炼钢“专线化生产技术”，通过合理优化工艺布置和差异化的设备选型将钢厂生产线按品种进行分工，保证某一类钢种固定在一条专业化生产线上生产。专线化生产模式与传统生产的最大区别是：前者品种钢生产分工明确，相对固定，生产效率高，产品质量稳定；而后者品种钢生产安排是随机的和不固定的，一旦发生生产节奏波动就会造成产品质量的波动，工艺稳定性差。目前宝钢炼钢厂已经建成了汽车板、厚板和硅钢3条专业化生产线，各生产线的工艺装备、产品和工艺特点见表12。

通过推进专线化生产品种钢模式，不仅使钢种质量控制能力显著提高，而且使RH产能得到最大发挥，连铸机拉速进一步提高，产品质量的稳定性得到显著改善。(7)转炉负能炼钢技术。近5年国内转炉吨钢炼钢工序能耗平均波动在26～28 kg标煤，而宝钢、武钢、太钢等近10家钢厂工序能耗实现了负能炼钢，说明在国内推广转炉负能炼钢技术将具有明显的节能效果。实现转炉负能炼钢的技术关键是采用转炉高效冶炼工艺，进一步降低吨钢氧耗和电耗。同时应努力提高转炉煤气和蒸汽的回收利用率。如图6所示，转炉煤气回收量大于90m3／t(煤气热值按7524 kJ／m3计算)，蒸汽回收量大于60kg／t是实现转炉工序负能炼钢的基本条件，在此基础上进一步降低吨钢氧、氮、电和燃料的消耗可进一步降低转炉工序能耗。

(8)全自动转炉炼钢与终点控制技术。随着国内炼钢一连铸生产设备大型化和现代化的发展，不少钢厂积极研究开发和推广转炉自动化炼钢工艺技术，以各生产环节准确计量为基础，通过终点副枪动态控制或吹炼过程炉气分析实现炼钢过程计算机自动控制，进一步提高转炉终点碳和温度的控制精度与命中率。宝钢、武钢、首钢迁安等大、中型转炉采用副枪终点动态控制技术取得良好的应用效果：转炉全自动吹炼控制成功率达到90％，碳控制精度为±0．02％，温度控制精度为±12℃时，碳温双命中率达到93％．补吹率降到5%以下，不倒炉直接出钢比例达到95％以上，达到国际先进水平[5]。马钢、本钢、攀钢等钢厂采朋炉气分析技术实现转炉全自动吹炼也取得较好的成效。马钢120t转炉在目标碳含量(质量分数)在0．03％～0．07％范围内，碳的控制精度可以达到±0．015％，温度控制精度为±16℃，碳温双命中率达88．6％，不倒炉出钢率提高到92．9％。同时冶炼周期可缩短3 min喷溅率降低到7．7％[6]。

1．8 目前国内炼钢一连铸生产中存在的主要问题

在认真总结近几年国内炼钢连铸领域技术进步的同时，还必须充分注意到目前尚存在的主要技术问题：

(1)炼钢厂能耗与国际先进水平相比仍有较大差距；

(2)炼钢厂环境治理和废弃物回收利用与国外先进水平相比有较大差距；(3)企业管理不够精细，应加强对废钢、石灰等辅料、耐材和铁合金的分类管理，实现炼钢精料，进一步减少渣量，减轻转炉回硫，降低生产成本；

(4)钢水成分控制精确度偏低，产品质量稳定性存在差距；

(5)设计理论与设计方法创新不多，炼钢厂平面布置研究不够，主要生产设备的差异化选型研究不够，特别要注意避免精炼丁艺装备选型和位置的失误所造成炼钢一连铸的混乱运行，应该深入研究专线化生产品种钢和动态一有序的运行模式。2010年炼钢一连铸技术发展展望

进入21世纪后，社会对钢铁厂的需求发生了重大转变，从过去单纯要求钢铁厂为社会进步不断提供低成本、高品质的钢材外，还要求充分发挥能源转换功能，节能减排，基本消除自身对社会环境造成的污染，同时要求钢铁厂具有大量处理社会废弃物并融人循环经济社会的功能。由于社会基本要求的改变，新一代炼钢工艺流程的兴起将成为历史的必然。

2．1 21世纪新一代钢铁厂的新理念、新目标

21世纪先进钢铁厂是在20世纪现代化钢铁厂发展的基础上，为满足市场对钢铁产品的需求和钢铁企业与社会和谐发展的要求而建设的新型钢铁厂。其基本技术特点是：生产高效化、产品洁净化和对环境的无害化。新一代钢铁流程将具有高效、低成本、稳定生产高品质钢材的钢铁产品制造功能；提高资源能源利用效率、显著降低污染物排放的能源、资源转换功能和大量消纳社会废弃物的再资源化功能，这是应该树立的新理念。

钢铁生产是典型的流程制造业，因此树立新理念还必须结合流程工业的基本特点：系统复杂性、生产连续性、管理协调性和发展整体性，在有限的时间和空间内将复杂的钢铁生产工艺过程有机地融为一体，真正实现炼钢生产过程动态有序，连续紧凑和高效稳定的生产。

在新理念的指导下研究开发适应21世纪社会需求的新一代炼钢流程应达到以下发展目标：

(1)新流程应具备高效化的生产特点，可以大批量、低成本、稳定地生产各类高品质钢材；

(2)新流程应具备资源能源减量化、可循环和再利用的基本功能，建设环境友好型清洁化生产的新流程；

(3)新流程应具备社会大宗废弃物无害化处理的功能，实现企业内部管理信息化、控制智能和生产自动化，实现钢铁工业的可持续发展；

(4)新流程的工艺程序、流程网络(平面图等)易于实现企业内部生产自动化、控制智能化和管理信息化。

总之，21世纪新型钢铁厂要实现钢铁厂功能的转变，将钢铁生产与能源转换、消纳社会废弃物三大功能有机地融为一体。我们应该设想，能否通过3～5年努力使中国炼钢工艺和装备水平走到世界前列。2．2 炼钢厂的解析与集成

炼钢一连铸生产过程中各单元生产工序冶金功能的解析与集成是实现炼钢工艺流程优化的重要方法。如图7所示。

现代转炉炼钢技术的发展主要得益于转炉冶炼功能的合理解析。传统转炉炼钢工艺包括脱硅、脱碳、脱磷、脱硫和控制铁的氧化以及去除有害气体、非金属夹杂物等基本功能，由于脱硫、脱碳、脱磷、脱硅反应是氧化反应的热力学、动力学要求的不同，在同一反应容器内一起进行反应往往造成顾此失彼、相互影响甚至相互制约，为此有必要按照不同产品性能的要求，对转炉冶炼功能进行必要的解析和集成。形成绝大多数国家采用的炼钢流程：铁水脱硫一转炉脱硅、脱磷、脱碳。日本为了进一步提高转炉生产效率和冶炼钢水的洁净度，提出“分阶段冶炼”的工艺思想，将出铁槽脱硅、铁水脱硫、脱磷与转炉脱碳相分离，达到显著提高钢水洁净度和生产效率及减少渣量等优点。我国在吸收日本技术基础上，提出了先脱硫再脱硅、脱磷一后脱碳、升温、回收煤气的新工艺，并将之集成为一个炼钢厂生产900万t／a左右规模的高效率、低成本、高端薄板产品的洁净钢生产平台，形成了如图7所示的炼钢新工艺流程。

流程解析集成是优化]二艺流程的重要手段，其特点是进一步提高冶金反应效率，达到提高生产效率、降低生产成本和稳定质量的目的。在研究开发新一代炼钢流程中必须强调树立新理念，明确新目标，对炼钢流程的功能进行深入解析与集成研究。

2．3 建立高效、低成本洁净钢生产平台 建立高效、低成本洁净钢生产平台是今后几年国内各类钢铁厂都应努力实现的基本目标之一。为了建立高效、低成本洁净钢平台必须改变传统的质量概念，深入研究以连续运行为基本特点的炼钢厂，实现高效、低成本、稳定运行的生产模式。传统观点认为：质量问题主要包括产品合格率和产品性能两个要求。而广义的质量概念认为：效率、成本和性能是产品质量的基本要素。效率应包括产品的生产效率、资源和能源利用效率以及系统的技术优化；成本主要包括生产成本、管理成本、销售成本和资本成本等多种经济因素；性能应包括产品的加工性能、使用性能和可循环利用等因素。根据广义的质量概念，钢铁厂在考虑品种开发和质量优化的过程中应综合考虑效率、成本和性能等因素，达到高效、优质和低成本的目标。

产品洁净度是保障钢铁产品性能的基本要素，也是炼钢连铸生产过程中控制产品性能的基本功能。洁净钢是指对钢中夹杂物和杂质元素含量的控制达到能够满足用户在钢材加工过程和使用过程的性能要求。因此，建立洁净钢生产平台的基本目标是保证钢厂生产的全部钢材洁净度能达到洁净钢的基本要求。表13给出典型钢种的洁净度控制要求。

建立洁净钢生产平台还应统筹考虑不同品种钢材生产的技术难度和市场份额。通常把钢铁产品分为普通、中档、高档和尖端产品4个级别，生产技术难度可对应分为1～4级，随着产品档次的提高技术难度增大，而对应的市场份额减小：普通产品约占50％～60％，中档产品约占30％～35％，高档产品约占10％左右，尖端产品约为2％～4％。这说明尖端产品虽然反应出企业的产品开发能力和质量控制水平，但在整个企业的经营活动中所占比例并不大。因此，建立洁净钢生产平台不仅着眼于高端产品的研制，更要努力改善量大面广的中、低档产品的质量、生产效率和成本。

按照广义的质量概念，建立洁净钢生产平台不是简单的脱硫、脱磷、脱氧等工艺技术问题或品种质量问题，而应该包括工艺、设备、技术管理和生产运行等诸多因素，实现高效、优质和低成本的目标。因此，在炼钢厂建立洁净钢生产平台必须建立起与产品质量密切相关的生产技术系统、信息软件系统和管理运行系统。如图8所示。

洁净钢生产必须采用高效、稳定的运行模式。通常炼钢一连铸铸造流程中系统的产能不仅仅决定于各单位工序的产能，还决定于工序问物流的流通能力和效率。连续运行的制造流程中·物流的运行动力学决定于上游工序的“推力”、下游工序的“拉力”。对于某道工序(如转炉)如果前道工序“推力”大于本道工序相应的“拉力”则会发生物质流的拥堵；如果后道工序“拉力”过强也会引起本工序物质流供给不足，影响流程整体能力的l发挥。为了平衡工序问的“推力”和“拉力”，需要在工序间建立一定能力的缓冲工序以保证各工序问均衡稳定的生产。通常在工厂设计中大多采用钢铁制造流程中物质流的均值静态运行模式，假定各工序间的物流是稳定和均衡的。但在实际生产中物流往往是随机的和不稳定的．造成各工序间物流的不稳定匹配一对应的紊流运行动力学模式·其结果是物流输入、输出波动，随机匹配，可受控性差．物流的流通能力和效率降低，如图9所示。

为了实现高效化、稳定生产必须建立起铁水预处理一炼钢一二次精炼一连铸流程中物质流的动态一有序、匹配一对应的运行动力学模式，特别是要尽可能避免随机的无序“紊流”运行，实现有序“层流”运行的动力学机制，使输入物流和输出物流基本稳定，整个流程基本可控，如图10所示。

2．4 界面技术与共性技术 2．4．1 界面技术

研究高效化快节奏生产流程中各工序间的工序衔接和稳定运行规律，合理确定炼铁一炼钢工艺界面和连铸轧钢工艺界面中各工序问的时间节点、品质要求与温度控制精度，减少或尽量避免各工序环节因生产延误、设备故障、安全事故等干扰因素对全流程正常生产节奏和平稳运行的影响。图11给出现代炼钢生产流程中最主要的界面技术，其中包括外部界面(又称流程界面)和内部运行界面。如果以炼钢一连铸作为一个整体的生产工序，其外部界面主要是“高炉一转炉界面”和“连铸一热轧界面”；内部运行界面是“炼钢一连铸界面”。

界面技术是保证全流程动态一有序、连续一紧凑和高效稳定生产的关键技术。在炼铁一炼钢界面应重点研究高炉一转炉之间各种物质流、能量流动态一有序运行的界面技术。提倡采用以铁水包多功能化为特点的“一包到底”先进工艺，优化铁水运输环节，避免重复倒运和不必要的转兑，缩短转运周期，减少铁水温降，提高铁水预处理的效率。在连铸一热轧工艺界面重点开发高效铸机高拉速条件下高温无缺陷坯生产技术、热送与热装工艺，提高热坯输送速度，完善热送保温措施，提高铸坯人炉温度。同时，要认真研究高温铸坯热装与直轧过程中的冶金学一材料学问题，研究不同钢种高温热装一轧制过程中轧件的相变、组织变化、微细夹杂物及第二相粒子析出规律和对成品材组织与性能的遗传特性，提出不同钢种的最佳热送工艺。探索以“一钢多级”为目标，研究与不同级别钢材性能相适应的控轧控冷工艺和炼钢一二次精炼一连铸技术，实现炼钢一轧钢工艺过程的系统耦合。

二次精炼是炼钢一连铸工艺区段内最重要的工序界面，具有保证炼钢与连铸两大生产单元的能力匹配与物流衔接，发挥时间节奏缓冲和钢水温度、成分调节等重要作用。是实现动态有序、连续一紧凑运行的重要_T序。今后，随着铁水“三脱”和转炉高速吹炼与高效连铸技术的发展，炼钢与连铸的生产节奏加快，生产周期缩短．二次精炼工序将成为炼钢一连铸生产过程中的“时间瓶颈”。因此，研究开发快速精炼技术特别是RH快速精炼技术，大幅度缩短精炼时问是十分必要的。同时，对炼钢厂内物流输送路线，特别是RH等精炼装置在平面图中的合理位置也必须给予高度重视和科学安排。这些都对今后实现炼钢一连铸生产节奏匹配、提高钢水质量和实现连铸机恒温、恒拉速的稳定化生产工艺具有重要意义。对加速钢水周转和提高车间调度的有效性和生产能力的充分发挥具有重要作用。2．4．2 共性技术

从流程优化的角度考虑．炼钢一连铸区段内的主要共性技术是：炉机匹配技术、钢水二次精炼的优化匹配技术、连铸高效化技术、精料技术、节能减排和环保技术、过程信息化控制技术。

(1)炉机匹配技术。新一代炼钢工艺流程应在采用先进成熟的工艺与装备技术的基础上，结合若干新开发的工艺技术和匹配技术，通过界面技术的匹配、协调。形成优化组合的生产流程。新流程中转炉的容量并非越大越好，而应该依据产品大纲的定位和合理布局的工厂结构，追求最佳的经济效益、环境效益和社会效益。炼钢炉的合理容量不仅要和连铸机相匹配，而且还应适应轧机及其生产产品的需求，保证轧机的生产高效化。对于两套传统热带连轧机协同生产，其钢材的年生产规模应在800万t以上，适宜采用3座280～300t大型转炉。同样规模的企业若采用铁水全“三脱”和转炉高速吹炼新工艺，由于炼钢节奏加快、冶炼周期缩短，应采用230～250 t的脱碳转炉和相应的脱硅、脱磷预处理转炉。对于中板年生产规模在180万t左右的钢厂，一般应选择两座150～180t转炉。对于年生产规模在140～180万t以上的长型材钢厂一般可配置两座50～80t的转炉或两座80～100t的电炉；对于薄板坯连铸连轧生产线为充分发挥连轧机的生产能力，选择两座120～150t转炉或1座230～250t也可以选择两台150～180t电炉与两流薄板坯铸机匹配是合理的。合理选择炼钢炉的炉容，稳定和规范操作程序，提高设备自动化和智能化的运行水平是实现生产高效、稳定的基础条件。

(2)钢水精炼的优化匹配技术。目前国内绝大多数钢铁厂均已配备了钢水二次精炼设施，过去配置炉外精炼装置往往单纯从精炼装备的冶金功能出发进行选择，而新一代钢铁流程要求根据产品和生产流程动态一有序的特点合理选择精炼装置。对于一般以生产普碳钢、低合金钢长材为主的钢厂，二次精炼装置应选择成本低、效率高的炉后吹氩／喂丝装置或CAS。对于以中、厚板材为主要产品的钢厂。应采用LF；如需生产部分高端产品，要求脱氢、深脱氧和控制夹杂物，可同时匹配VD。对于以生产冷轧薄板为主体的炼钢厂，由于要大量生产低碳或超低碳钢材，一般应选择RH真空精炼设备，并合理配备CAS普通精炼设施。对于电炉厂一般应以LF炉作为主要精炼设施，但为了保证高品质钢材生产的需求，可配置VD或RH真空精炼设施。

(3)连铸高效化技术。目前连铸高效化技术的主要目标是：根据不同钢种的特点合理提高拉速、确定典型拉速并稳定拉速．实现恒拉速，保证铸坯的内部和表面质量，促进连铸高效化。要根据轧机配置的 要求选择优化和固定的连铸坯断面尺寸，确定合理的拉速和连浇周期，相应确定精炼炉、炼钢炉的运行节奏和生产能力。进一步优化炼钢一连铸的平面布置，保证物流通畅，缩短调运时间，减小温度波动，为实现连铸机定时、定温、定速的稳定生产创造条件。

铸机断面的合理选择是实现全流程高效化生产的基础。通常对于生产薄板的传统板坯铸机，连铸坯厚度以210～230mm为宜，生产中厚板坯一般可选择连铸坯厚度250～300mm，薄板坯连铸连轧机组生产的薄铸坯厚度一般为70～90mm。对于小方坯连铸机生产普碳钢坯(包括低合金钢)断面为150 mrn×150mm为宜。对于特殊钢生产连铸机断面可选择220rnm×220mm～300 mm×300mm或其它相应的矩形坯断面。

(4)精料技术。这是一个系统的概念，即所有原材料都要符合冶炼、精炼与质量的要求，不但铁水这一最重要的原料需进行预处理后再使用，其它原材料也都要精料。例如：注重提高铁合金的质量，尤其要注重FeMn的硅、铝、磷等元素含量，FeCr中的钛、磷含量，避免对洁净钢水的污染。要进一步提高石灰质量，提倡用回收的转炉煤气烧石灰，严格控制石灰中的硫含量和SiO2含量，提高石灰活性度。要加强对耐火材料的质量监督和管理工作，积极研究开发新型连铸三大件耐火材料；进一步降低耐火材料的消耗，并深入研究减轻耐火材料对钢水洁净度的污染。保护渣的质量稳定性对连铸坯表面质量有重要影响，今后不但要加强新型保护渣的研究开发工作，而且要加强对保护渣质量的管理，严格控制保护渣的加入量，改进保护渣加入技术，进一步提高铸坯质量的稳定性。要加强对废钢的成分、块度分类管理，特别是对于电炉厂要通过加强废钢管理减少加料次数，进一步降低冶炼电耗。

(5)节能减排和环保技术。积极推行转炉负能炼钢工艺，争取实现转炉工序负能炼钢；进一步促进整个炼钢一连铸工序低能耗运行；积极推广转炉闭罩冶炼、煤气回收和干法除尘等先进技术，进一步加强煤气、蒸汽的回收与利用，降低放散率。低硫含量的优质转炉煤气应主要用于生产石灰以降低石灰硫含量，大型转炉回收蒸汽应优先作为炼钢车间内真空精炼设备的汽源，以提高能源转换效率，降低真空精炼的成本。要进一步加强对转炉炉渣、烟气粉尘和废弃耐火材料等固体废弃物的利用与循环利用技术的开发，争取实现炼钢连铸生产无公害化的近“零排放”。积极研究开发低品质蒸汽、煤气发电等新技术。

(6)生产信息化与过程智能化控制技术。随着社会信息化的发展和炼钢连铸的生产日趋准连续化，炼钢一连铸生产过程的信息化建设和智能化控制技术的发展尤为重要。今后应大力在国内炼钢厂推广和完善信息中心和数据平台建设，实现计算机对炼钢一连铸全流程生产过程的在线监控、故障诊断、生产和质量预报与生产调度寻优等信息管理功能，并开展铁水预处理一炼钢一精炼一连铸过程的智能控制技术研究。

多年以来，由于国内不少炼钢一连铸原、辅材料质量不稳定，工艺规程不健全，生产基本沿用人工经验控制技术。因此，生产的稳定性往往受到操作者个 人的体力、精力和经验所局限，造成人为的失误或波动，影响了工艺和产品的稳定性。今后要在加强生产过程精细管理和淘汰落后工艺装备的同时，积极推广转炉副枪动态控制、炉气分析过程控制以及连铸计算机控制等先进技术，进而逐步实现计算机闭环在线智能控制，尽可能减少人为干扰，提高物流流量、成分、温度的控制精度，保证产品性能和生产过程的稳定性。

参考文献

[1] 姜晓东．徐安军，田乃媛．等．喷吹法和搅拌法铁水脱硫工艺成本的综合评估[J]．炼钢．2006，22(4)：55—58． [2]刘浏，苏天森，李凤喜．Technical progress of long life combined blowing converter steelmaking in China[c]／／第10届日中钢铁学术会议论文集，2004：106—115．

[3] 李凤喜，李具中．连铸“典型拉速下恒拉速”的生产实践[C]／／第四届发展中国家连铸国际会议(CCC’08)，2008．

[4] 殷瑞钰，苏天森．中国薄板坯连铸连轧的发展特点和方向[J]．钢铁，2007，42(1)：1—7．

[5]余志祥，刘路长，肖文斌，等．武钢三炼钢计算机炼钢技术的新进展[C]／／第一届中德(欧)冶金技术研究会论文集，2003：80 89．[ 6]吴明，梅忠．转炉烟气分析动态控制炼钢技术[J]．冶金设备．2006，4：68 72．

第四篇：我国炼钢-连铸技术发展和2010 年展望范文

我国炼钢-连铸技术发展和2010 年展望 殷瑞钰

钢铁研究总院北京10081 摘要：本文系统总结了2000 年以来国内炼钢-连铸技术的发展和主要的技术成果，分析了 目前炼钢-连铸生产技术的主要问题，并对2010 年我国炼钢-连铸的技术发展方向进行了系 统阐述。为了进一步提高国内炼钢-连铸的生产技术水平，必须确立21 世纪新一代钢铁厂的 新理念和新目标，通过对炼钢-连铸生产过程的系统优化、解析与集成，建立起高效、低成 本洁净钢生产平台。讨论了洁净钢生产平台建设面临的主要技术问题、解决方法和具体措施。关键词：炼钢、连铸、炉外精炼、洁净钢、流程工程 前言

进入新世纪以来，我国钢铁生产持续发展，钢产量增加，许多企业的技术装 备达到了国际水平，钢材品种与质量已接近或达到国际先进水平，上述事实说明 我国钢铁工业的发展已经进入一个新的时代。今后几年，我国钢铁工业不但应在 规模和质量等方面达到国际先进水平，而且在钢铁生产、工程设计、工艺与装备、节能减排、环保等方面的研究开发、生产运行都应走向国际前沿。

为实现上述战略目标，必须认真回顾总结新世纪以来我国钢铁工业特别是炼 钢-连铸生产技术发展的成就，分析存在的问题，研究今后炼钢-连铸技术的发展 趋势和方向，不断创新，为完善和发展新一代炼钢工艺流程做出贡献。1．炼钢-连铸生产和技术的发展

2000 年以来，国内炼钢-连铸生产和技术取得明显的进步，主要表现在以下 几个方面：

1.1 钢产量高速增长

图1 给出2000 年以来国内 钢铁产量增长趋势，粗钢产量从 2000 年1.285 亿吨增长到2007 年4.892 亿吨，平均年增长率为 18.2%。

转炉是目前中国最主要的

炼钢方法，转炉钢产量从2000 10 80 90 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 0 10000 20000 30000 40000 50000 比例(%)产量(万吨)年份 粗钢 转炉钢 电炉钢 转炉钢比例 电炉钢比例

图1 2000 年以来国内粗钢产量增长与 生产结构的变化 2 年的1.058 亿吨增长到2007 年的4.4 亿吨，平均年增长率为19.5%，高于国内粗 钢产量增长速度。转炉钢比例相应从2000 年的82.4%增长到90%左右。电炉也是目前国内主要炼钢方法，随着中国钢产量迅速增长，电炉钢比例在

2003 年以前缓慢增长，最高达17.6%；2004 年以后，由于转炉钢的快速增长，电 炉钢比例逐年降低，但电炉钢产量持续增长，和2000 年相比电炉钢产量翻了一番。在国内钢产量迅速发 展的同时，连铸比也不断 增长。如图2 所示，2000 年全国连铸坯产量为 1.096 亿吨，连铸比 85.3%；2007 年全国连铸 坯产量为4.74 亿吨，连铸 比96.95%。随着连铸比的

提高，成材率也相应提高，平均达到了96.2%，说明连铸技术的进步为我国钢铁 工业增产增效、节能减排做出了重要贡献。1.2 技术经济指标不断优化

国内炼钢-连铸生产技术的进步主要体现在各项技术经济指标不断优化。表1 给出2003 至2007 年国内转炉、电炉和连铸的主要技术经济指标变化情况。表1 2003 年以来国内大、中型钢铁企业炼钢-连铸技术经济平均指标变化 2003 2004 2005 2006 2007 钢铁料消耗，kg/t 1087.66 1091.62 1088.6 1085.9 1085 日历作业率，% 77.75 83.88 80.82 83.96 82.68 转 炉

平均炉龄，炉4630 5218 5785 6823 7921 电耗，kWh/t 403.29 422 385.2 352.5 328 电极消耗，kg/t 2.85 3.01 2.81 2.6 2.427 电 炉

冶炼周期，min 107.4 97.2 87.6 103.2 76.2 连铸比，% 95.22 97.51 97.51 98.53 98.86 日历作业率，% 70.99 74.16 64.34 79.87 80.26 连 铸

连浇炉数，炉/ 18.64 20.01 20.45 / 国内转炉炼钢技术进步主要体现在：完善溅渣护炉工艺，提高转炉炉龄；推 广强化供氧技术，提高转炉作业率；推广长寿复吹工艺，进一步降低钢铁料消耗 并提高以终点控制为核心的转炉自动化控制水平。年来电炉生产技术发生重大变化：采用大型高功率和超高功率电炉淘汰 60 65 70 75 80 85 90 95 100 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 0 10000 20000 30000 40000 50000 连铸比,成材率 /% 产量/万吨 年

连铸坯产量 连铸比 成材率

图2 2000 年后连铸坯产量、连铸比、成材率的变化 3 大批30 吨以下小型电炉；建设电炉-精炼-连铸-连轧现代化短流程生产线，采用 优化配料与供电制度，强化供氧提高化学能输入量和部分电炉采用热装铁水等新 工艺技术，达到降低冶炼电耗，缩短冶炼周期，实现多炉连浇。在此基础上，实 现电炉生产多元化，形成电炉-普钢长材、电炉-特殊钢长材、电炉-无缝钢管、电 炉-中厚板和电炉-薄板坯连铸连轧等多种生产线，完善了电炉钢产品结构，扩大 了生产品种。世纪90 年代，国内连铸基本以小方坯连铸为主，至2007 年已建成板坯

连铸机（宽度700mm 以上）175 台，237 流；薄（中）板坯连铸机17 台，18 流； 方坯和矩形坯连铸机（>150.150mm）437 台，1323 流；小方坯连铸机305 台，1027 流；圆坯连铸机48 台，173 流。全国总计连铸机996 台，2806 流，年生产 能力达到4.743 亿吨。应该看到新世纪以来，我国连铸呈继续快速发展的态势，而且自主开发的能力进一步提高。

随着国内炼钢-连铸技术的进步和技术经济指标的优化，获得明显经济效益： 据2007 年国内93 家大中型企业的统计，年利润达1479.82 亿元，比上年同期增 长49.78%。

1.3 建立现代化炼钢生产流程

2000 年以后国内钢铁企业重点开展钢铁生产流程与工艺结构的优化，基本 建立起现代化炼钢生产工艺流程：

转炉流程：铁水脱硫预处理→转炉复合吹炼→二次精炼→全连铸； 电炉流程：大型超高功率电炉（兑铁水）冶炼→二次精炼→全连铸。

近几年铁水脱硫预处理技术在国内广泛应用，主要采用KR 法石灰脱硫和喷 吹法脱硫（包括CaO、CaC2 喷吹，纯Mg 喷吹和Mg+CaO 喷吹）等方法。铁水 预处理的装备能力逐年提高，至2007 年铁水脱硫比已接近50%，宝钢、武钢、鞍钢等大型钢铁公司已基本实现100%铁水预处理。表2 给出目前国内常用的几 种铁水脱硫工艺技术的比较，说明国内铁水脱硫预处理工艺已经积累了比较丰富 的经验，为钢厂合理选择铁水脱硫预处理工艺提供了广泛的空间。表2 各种脱硫方法的技术比较

脱硫工艺石灰、CaC2 脱硫Mg 脱硫 脱硫方法KR 脱硫喷粉脱硫纯Mg 混合 脱硫剂CaO 粉CaO+CaC2 Mg Mg+CaO 4 终点[S](%)0.001~0.002 0.004~0.008 0.003~0.006 0.003~0.008 处理时间(min)8~15 23~28 10~15 10~15 处理温降(℃)25~30 30~35 8~12 10~15 脱硫剂消耗(kg/t)6~8 4(CaC2)~12(CaO)0.5~1.0 1.5~2.0 综合处理成本(元/t)[1] 17.21 65.03(CaC2)19.34 25.18 为提高转炉生产效率和扩大洁净钢生产比例，国内大多数转炉炼钢厂综合采 用铁水预处理、复合吹炼、强化供氧、终点动态控制和溅渣护炉等成套先进工艺 技术，较大幅度提高转炉的生产效率，降低生产成本，提高钢水的洁净度。2000 年以前国内电炉技术进步的重点是采用大型超高功率电炉淘汰小型电

炉，如2000 年我国电炉座数已从1600 多座减少到179 座，其中50 吨以上的大、中型电炉占全国电炉钢产量61%。2000 年以后国内电炉厂综合采用铁水热装、废钢预热、优化配料供电和供氧等先进技术，获得明显的效果。如表3 所示，电 炉采用铁水热装工艺冶炼电耗平均降低约67kwh/t 钢，减少电极消耗35%，缩短 冶炼周期10min。国内已有16 座60~150 吨电炉采用铁水热装工艺，其单位公称 吨的生产率超过了8000 吨/吨·年。

表3 国内大型电炉全废钢与兑铁水冶炼工艺的技术经济指标比较 统计工厂数 /个

吨位/MVA 生产工艺 铁水比 % 电耗 kwh/t 氧耗 M3/t 电极消 耗 kg/t 冶炼周 期 min 4 50~120 全废钢+预 热 0 334.25 36.59 2.57 57.00 10 50~150 废钢+铁水20-30 267.32 43.24 1.67 47.39 1.4 钢材洁净度与品种质量的进步表4 2007 年国内二次精炼设备能力 总汇（不包括吹Ar）

为了满足市场对洁净钢生产的需求，国 内钢厂普遍重视二次精炼工艺，完善二次精 炼设施。国内大、中型骨干企业钢水二次精 炼的比例从2000 年不足20%迅速增长到 2007 年64%。表4 给出2007 年国内各种二 次精炼设备的台数和公称吨位总计（不包括 吹Ar 在内）。

随着精炼设备的增长，二次精炼工艺技术也取得明显的进步，形成了以挡渣 精炼种类台数/台总公称吨位/吨 RH 61 9040 AOD 43 1712 VOD 27 1475 LF 295 23440 VD 32 2510 CAS-OB 16 2190 合计474 40367 5 出钢、合成渣洗、炉渣改质、白渣精炼和喂线与钢中夹杂物形态控制、钢水温度、成分精确控制以及真空脱碳、脱气、夹杂物上浮分离等核心技术为基础的二次精 炼工艺技术，能满足不同类型产品的批量生产，达到超低氧、超低碳和超低硫等 高品质洁净钢的质量要求。

二次精炼技术的发展使国内钢材的洁净度得到显著的提高：15 年前国内绝

大多数转炉厂生产的钢水洁净度（.(S+P+T.O+N+H)）波动在300~350.10-6，目 前国内多数钢厂已可以大批量生产钢水洁净度≤250.10-6 的洁净钢，宝钢、武钢、鞍钢和首钢等大型钢铁企业生产的部分钢种洁净度可以达到≤100.10-6。从表5 可以看出，国内生产的典型高附加值产品的洁净度已达到国际先进水平。表5 国内某些高质量要求洁净钢达到的水平(.10-6)钢种[C] [N] [S] [P] T[O] [H] 夹杂物其它 IF 钢<20 <20 <30 <100 <20 <2 d<20.m 高强度汽车板<50 <50 <100 <30 <2 d<20.m 管线钢(X80)<50 <10 <80 <20 <1 轴承钢(GCr15)<50 <100 <10 <1.5 d<10.m [Ti]≤30 帘线钢<40 <30 <100 <30 <2 d<10.m 无Al2O3 夹杂 高速铁路钢轨<40 <30 <100 <15 <1.5 d<20.m [Al]<40 电工钢(35W230)<24 <20 <10 <100 <15 <2 d<20.m 不锈钢(409L)<50 <70 <10 <150 <30 <2 d<20.m 钢材洁净度的大幅度提高导致我国钢铁工业产品结构发生了重大改变。如表 6 所示，近几年国内典型高品质钢种的生产比例迅速增长，不仅给钢铁企业带来 更大的经济效益，而且有力的支持了国家经济建设。表6 2000~2006 年典型高品质钢种增长率 钢种 铁道 用钢 大型 型钢

特厚板中厚板 冷轧 薄板 镀层板 冷轧电 工钢板 无缝管

2000 年产量/万吨158 360 76 1668 495 328 64 415 2006 年产量/万吨334 917 328 8214 2605 1625 330 1484 增长率/% 111.4 154.7 331.6 392.4 426.3 395.4 415.6 257.6 1.5 节能环保技术的发展 年份综合能耗转炉电炉 2000 920 28.88 265.59 2001 876 28.03 230.09 2002 815 24.01 228.94 2003 780 23.56 213.73 表7 国内炼钢工序能耗变化(kgce/t 钢)6近年来，国内钢铁企业高度重视 节能减排工作，研究开发和应用各种 先进的节能环保技术。如表7 所示，2000 年以来随着国内节能环保技术 的发展，吨钢综合能耗和电炉工序能耗逐年降低。和国际先进水平（日本转炉工 序能耗为-6kgce/t）相比仍有较大差距，说明国内转炉工序尚有较大的节能空间。实现负能炼钢的核心是要解决转炉煤气、蒸汽的回收和有效利用问题。转炉 煤气含硫低、热值高，适用于生产高品质石灰；而采用大型转炉蒸汽用于RH 或 VD 炉等真空处理设备也具有较大的经济效益。这些应是今后技术改造中应提倡 的节能环保技术。

目前国内转炉绝大多数采用OG 法除尘工艺，基本解决了转炉烟尘对环境的

严重污染。今后要进一步发展半干法或干法转炉除尘工艺，达到节水、节能和保 护环境的目标。近几年，太钢、包钢等钢厂推广采用转炉干法除尘新工艺代替 OG 法获得了明显的效益，如表8 所示。表8 国内投产的转炉干法除尘技术经济指标 工厂投产时间 除尘水耗 t/t 除尘电耗 kWh/t 煤气回收 Nm3/t 蒸汽回收 kg/t 作业率 % 太钢2006.8 0.01 1.6 103 83 100 包钢2006.9 0.05 3.54 85 21 100 宝钢2006.9 0.01 1.25 100.27 70.23 100 莱芜2004.7 0.01 2.95 76.17 27.72 96 炼钢渣和烟尘的回收与循环利用技术近几年在国内钢厂也得到充分重视，自 主研究开发的转炉渣闷渣处理和滚筒法或轮淬法炉渣连续处理等新工艺，在生产 实践中取得较好的应用效果。转炉烟尘含铁高，基本全部利用，作为烧结矿料或 冷却剂供转炉使用。马钢、包钢等企业试验采用15~20kg/t 钢的转炉渣作为石灰 的替代品返回转炉使用也取得一定成效。为实现炼钢厂固体废弃物“零”排放，提高资源利用率，今后应加强对炼钢渣和烟尘回收利用技术的研发与推广工作。连铸坯热送热装工艺可以大幅度降低加热炉燃料消耗，已被多数炼钢厂采

用。今后的工作应进一步提高铸坯的热送温度和装入温度，解决无缺陷铸坯生产 的关键技术和热装相关的冶金质量问题，进一步提高连铸坯热送热装比例。2004 761 26.57 209.89 2005 747 36.34 201.02 2006* 645 10.11 108.91 注：*按新公布的电折算系数统计。7 1.6 装备大型化与设备国产化率

近几年，炼钢-连铸生产装备的大型化 与设备国产化率日益提高。2003 年以后国 内钢铁企业大力建设100 吨以上的大、中 型冶炼设备。至2007 年底，国内200 吨以 上的大型转炉已达到24 座，公称总吨位为 6400 吨，和2003 年相比大型转炉的产能 增加1 倍。

最近2~3 年，为提高钢材洁净度，扩大高附加值钢材产品的生产规模，大多 数钢厂在配备LF 炉、CAS 和吹氩搅拌等常压二次精炼设备的基础上，针对板带 材的生产特别是冷轧薄板的生产，又新建了RH 和VD 等真空精炼设备。随着国 内薄板（特别是冷轧薄板）生产比例的增长，RH 真空精炼设备的增长尤为迅速。如图3 所示，2003 年以后国内已投产的RH 由20 台迅速增长到59 台，总吨位 达到9070 吨，比目前整个欧洲RH 的生产能力（总吨位5790 吨）大56%。二次精炼的发展促进了精炼设备国产化率的提高。国内已经掌握了自主设

计、制造、安装、调试大型二次精炼设备（如300tRH）的能力，在精炼设备工 艺布局、工序衔接以及不同产品的精炼工艺等方面不仅积累了丰富的经验，而且 加强了技术创新。如武钢新二炼钢厂采用RH 在线布置工艺，将RH 布置在转炉 出钢线上，并采用RH 钢水罐卷扬提升装置、双室平移交替和真空室整体吊装等 新技术，取得了良好的效果：可节约行车运行时间10min 左右，减少吊运过程温 降10℃，缩短RH 设备空置时间5min，使新二炼钢的RH 精炼处理比例达到80%。国内连铸技术的发展促进了连铸机设计和制造能力的提高，已能自主设计和

制造小方坯、方坯和板坯连铸机，并实现快速达产。从20 世纪90 年代初国产连 铸机以小方坯为主要机型的格局，逐步扩展到自主设计制造适应各种品种和规格 的方坯、圆坯及板坯和中薄板坯等多种机型。

我国自主设计和建造的曹妃甸京唐钢厂是国内大型钢铁联合企业建设的范

例，首次采用5500m3 超大型高炉、300 吨铁水包直装、全量铁水“三脱”预处 理与转炉高速冶炼、高拉速连铸和海水淡化等先进技术，标志着国内大型钢铁联 合企业设计与设备制造的综合水平达到国际先进。0 10 20 30 40 50 60 2009 已投产RH台 数/台 年份

1997 1967 1999 2001 2003 2005 2007 图3 历年来国内投产RH 的增长 8 国内炼钢-连铸生产设备大型化与国产化率的提高促使钢铁厂的建设投资明

显降低：大型联合企业（含冷轧、涂镀层、码头、电厂在内）的吨钢投资已降至 6500~6800 元；棒线材钢厂由于工序理顺和全面国产化，吨钢投资降低幅度更大。1.7 重大技术创新项目取得好成绩

科技进步是我国钢铁工业迅速发展的主要推动力。近几年，国内钢铁企业日 益重视企业技术进步和广泛开展科技创新活动，取得了大量的科技成果。表9 给出近几年国内冶金科技奖中炼钢-连铸成果获奖情况。表9 2005~2007 年冶金科技进步奖炼钢-连铸成果获奖情况 特等奖一等奖二等奖三等奖合计 2005 2 5 6 13 2006 2 3 9 14 2007 1 5 7 13 最近3~5 年国内钢铁企业积极研究开发和推广以下重大技术创新成果，取得 良好的成绩。

（1）转炉溅渣护炉与长寿复吹技术

近10 年来，转炉溅渣护炉技术在国内大、中、小型转炉上广泛推广，取得 了良好的成绩。全国转炉平均炉龄已接近8000 炉，最高炉龄已超过30,000 炉，使我国转炉炉龄达到国际领先水平。国 内自主研究开发的长寿复吹转炉技术，利用溅渣过程中形成的透气性炉渣蘑菇 头保护底吹喷嘴，使底吹喷嘴的寿命和 溅渣后转炉的炉龄同步，底吹喷嘴最高寿 命超过30,000 炉（武钢）。目前，钢铁研究总院已在国内近200 座转炉上推广采 用该项新工艺技术，达到炉龄超过10000 炉，复吹比100%和终点[C][O]≤0.0027 的良好效果，如图4 所示[2]。（2）转炉高效吹炼工艺

为了提高转炉的生产效率，不少转炉将供氧强度从传统的3.2~3.5Nm3/t.min 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 重钢 [C][O]=0.00241 本钢 [C][O]=0.00258 武钢 [C][O]=0.00262 首钢 [C][O]=0.00272 [%O] [%C] 图4 长寿复吹转炉终点C-O平衡 9 提高到3.6~4.4Nm3/t.min，缩短了冶炼周期，加快转炉生产节奏，提高转炉生产 效率。如表10 所示，采用高效供氧技术的大型转炉供氧强度平均达到 3.65Nm3/t.min，冶炼周期缩短到36min ； 中型转炉供氧强度平均达到

3.5Nm3/t.min，冶炼周期缩短到34.5min；小型转炉供氧强度可达到4.0Nm3/t.min，冶炼周期缩短到24.7min。随供氧强度的提高转炉作业率大幅度提高，氧气与钢 铁料消耗略有降低，具有较明显的经济效益。

表10 国内大、中、小型转炉高效吹炼工艺的技术经济指标 炉型 炉容量 吨 统计 炉数 炉容 比 M3/t 供氧强度 Nm3/t.min 底吹强度 Nm3/t.min 钢铁料 消耗 kg/t 氧耗 Nm3/t 冶炼 周期 min 炉龄 炉 日历 作业 率 % 大型转炉200~300 14 0.86 3.65 0.03~0.15 1086.86 56.71 36.14 8199.00 60.61 中型转炉80~180 26 0.83 3.49 0.03~0.15 1093.95 56.67 34.52 15488.80 75.43 小型转炉<80 33 0.92 4.0 1079.5 58.9 24.7 10316 85.91（3）高效连铸技术

2000 年以后国内钢厂大力推广以高拉速为核心的高效连铸技术，取得了明

显的进步，形成了完整的高效连铸技术，主要包括：提高钢水质量，推广采用大 容量中间包全保护浇注；采用连续锥度结晶器提高热交换效率；采用板簧导向振 动减小振动轨迹误差；采用多点连续矫直，适当增加冶金长度；推广结晶器电磁 搅拌和优化二冷配水等工艺技术。高速连铸技术的推广不仅提高了连铸机的产 量，而且进一步改善了铸坯的表面质量和内部质量，基本实现无缺陷坯生产。如 表11 所示，通过连铸机高效化改造后，铸机的产量和拉速均有明显提高。表11 连铸机高效化改造前后技术经济指标对比 改造前改造后国际先进 坯形单流产量(万吨/年)拉速(m/min)单流产量(万吨/年)拉速(m/min)单流产量(万吨/年)拉速(m/min)小方坯5~8 1.5~2.0 12~15 2.5~3.0 / 3~3.5 板坯50 1.2 100 1.8 150~200 2~2.5 从表中可以看出，国内小方坯高效连铸技术已基本接近国际先进水平，但板坯高 效连铸技术尚与国际先进水平存在一定差距。今后要在提高板坯平均拉速和改进 板坯质量，提高铸机产量等方面开展更深入的研究工作。（4）连铸恒速浇注技术 10 连铸浇注过程由于钢水温度波动和供钢节奏的影响造成拉速的波动。随着拉 速波动量的增大，铸坯表面纵裂机率上升，表层卷渣严重，中心偏析恶化，氧、氮含量升高。为解决拉速波 动引起的铸坯质量问题，武 钢炼钢厂开发出“典型拉速 下连铸恒速浇注”技术。典 型拉速是指不同钢种在标准 浇注温度下所对应的标准拉

速，而恒速浇注是指保持典型拉速恒定不变（拉速允许波动.5%）的浇注过程。实现恒速浇注的关键技术是：○1 优化转炉与铸机的匹配，合理确定不同钢种的典 型拉速和浇钢时间；○2 加强工序时间控制，采用计算机在线进行生产调度；○3 加 强钢水温度控制，稳定过程温降，使中间包温度合格率≥90%。通过加强典型拉 速达标率的技术考核（如图5 所示[3]），使典型拉速达标率提高和稳定，铸坯综 合质量合格率大幅度提高，更重要的是促进了炼钢厂内所有工序的稳定运行和协 同运行，推动了从铁水脱硫直至连铸机出坯等所有工序的工艺优化和装备管理优 化。

（5）薄板坯连铸-连轧生产工艺达到国际先进水平

我国已建成13 条薄板坯连铸-连轧生产线（其中2 条为中厚度铸机），生产 能力超过3000 万吨/年。其中多项技术经济指标达到国际领先水平。珠钢CSP 薄板坯连铸机的作业率高达91.2%，薄板坯连铸-连轧的品种开发也取得重大进 展，可以大批量生产超高强度集装箱板（Re≥700MPa），2006 年珠钢生产薄规格（≤2mm）钢板的比例达到53.8%。包钢在薄板坯连铸-连轧生产工艺高效化和品 种开发等方面也做出了优异成绩，多年来在提高生产效率、改进工艺装备和产品 开发方面做了大量的、有成效的工作并实现了技术输出。唐钢双流薄板坯连铸-连轧生产线2005 年产量曾达300 万吨，最高连浇炉数达到34 炉。马钢CSP 生产 线在生产低碳冷轧料方面获得明显的进步，打通了铁水预处理-转炉冶炼-二次精 炼-薄板坯连铸-热轧-冷轧-镀锌-彩涂生产流程，2006 年产品冷轧比达到

69.2%，而且通过CSP 线成功地试制了无取向硅钢。涟钢在转炉吨位较小的情况 下克服种种困难，薄板坯连铸-连轧工艺也取得了优异的成绩，特别是≤2mm 热 图5 二分厂典型拉率与综合质量合格率对 比 0.0 4 0.0 5 0.0 6 0.0 7 0.0 8 0.0 9 0.0 1 0 0.0 1 9 9 8 1 9 9 9 2 0 0 0 2 0 0 1 2 0 0 2 2 0 0 3 2 0 0 4 2 0 0 5 2 0 0 6 9 9.6 0 9 9.6 5 9 9.7 0 9 9.7 5 9 9.8 0 9 9.8 5 9 9.9 0 典型拉率，% 综合质量合格率% 11 轧薄规格生产和通过RH 生产冷轧薄板和半无头轧制等方面取得了新的突破。济 钢采用中等厚度板坯连铸机的最高连浇炉数达到86 炉。（6）专线化生产技术

为实现高效、稳定、低成本生产洁净钢，宝钢开发出炼钢“专线化生产技术”，通过合理优化工艺布置和差异化的设备选型将钢厂生产线按品种进行分工，保证 某一类钢种固定在一条专业化产线上生产。专线化生产模式与传统生产的最大区 别在于：前者品种钢生产分工明确，相对固定，生产效率高，产品质量稳定；而 后者品种钢生产安排是随机的和不固定的，一旦发生生产节奏波动就会造成产品 质量的波动，工艺稳定性差。

目前宝钢炼钢厂已经建立了汽车板、厚板和硅钢三条专业化生产线，各生产 线的工艺装备、产品和工艺特点详表12。

表12 宝钢炼钢专线化生产的分工与产品、工艺特点 钢种主要工艺装备产品特点工艺特点 汽车板铁水包脱硫/混铁车脱硫－300 吨 复吹转炉－2#RH－2#板坯铸机 碳低[C]≤13.10-6 表面质量要求严格

提高RH 抽气能力和循环流量 结晶器电磁搅拌

厚板铁水包脱硫/混铁车脱硫－300 吨 复吹转炉－4#RH－3#板坯铸机 洁净度高，S、P、H 要求严格 板坯厚度规格大

大环流、高抽气量RH 连铸采用小辊密排、轻压下

硅钢混铁车（三脱、脱锰）－250 吨复 吹转炉－3#RH－6#板坯铸机 极低的C、S 含量，成份准确 抑制连铸发达的柱状晶 铁水“三脱”,RH 喷粉脱硫 中间包等离子加热 连铸扇形段电磁搅拌

通过推进专线化生产品种钢模式，不仅使钢种质量控制能力显著提高，而且 使RH 产能得到最大发挥，连铸机拉速进一步提高，产品质量的稳定性得到显著 改善。

（7）转炉负能炼钢技术

近5 年国内转炉平均炼钢工序能耗波

动在23~36kgce/t 钢，而宝钢、武钢、太钢 等10 余家钢厂转炉炼钢工序实现了负能 炼钢，说明在国内推广转炉负能炼钢技术 将具有明显的节能效果。

实现转炉负能炼钢的技术关键是采用 转炉高效冶炼工艺，进一步降低吨钢氧耗

和电耗，同时应努力提高转炉煤气和蒸汽的回收利用率。如图6 所示，转炉煤气 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 05 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 ε =-0.43Q+39.02 ε : 转炉工序能耗 Q:煤气回收量

转炉工序能耗(kgce/t)煤气回收量(m 3/t)宝钢 莱钢 武钢 马钢 鞍钢

日本君津厂

图6 转炉煤气回收量与工序能耗 的关系 12 回收量>90m3/t 钢（煤气热值按7524kJ/m3 计算），蒸汽回收量>60kg/t 钢是实现转 炉工序负能炼钢的基本条件，在此基础上进一步降低吨钢氧、氮、电和燃料的消 耗，可进一步降低转炉工序能耗。（8）全自动转炉炼钢与终点控制技术

随着国内炼钢-连铸生产设备大型化和现代化的发展，不少钢厂积极研究开

发和推广转炉自动化炼钢工艺技术，以各生产环节准确计量为基础，通过终点副 枪动态控制或吹炼过程炉气分析实现炼钢过程计算机自动控制，进一步提高转炉 终点碳和温度的控制精度与命中率。宝钢、武钢、首钢迁安等大、中型转炉采用 副枪终点动态控制技术取得良好的应用效果：转炉全自动吹炼控制成功率达到

90%，碳控制精度为±0.02%，温度控制精度为±12℃时，碳温双命中率达到93%，补吹率降到5%以下，不倒炉直接出钢比例达到95%以上，达到国际先进水平[5]。马钢、本钢、攀钢等钢厂采用炉气分析技术实现转炉自动吹炼也取得较好的成效。马钢120t 转炉在目标碳含量0.03~0.07%范围内，碳的控制精度可以达到± 0.015%，温度控制精度为±16℃，碳温双命中率达88.6%，不倒炉出钢率提高到 92.9%，同时冶炼周期可缩短3min，喷溅率降低到7.7%[6]。1.8 炼钢-连铸生产中存在的主要问题

在认真总结近几年国内炼钢-连铸过程技术进步的同时，还必须充分注意到 目前尚存在的主要生产技术问题：

（1）炼钢厂能耗与国际先进水平相比仍有较大差距；

（2）炼钢厂环境治理和废弃物回收利用与国外先进水平相比有较大差距；（3）企业管理不够精细，应加强对废钢、石灰等辅料、耐材和铁合金的分 类管理，实现炼钢精料，进一步减少渣量，减轻转炉回硫，降低生产成本；（4）钢水成分控制精确度偏低，产品质量稳定性存在差距；

（5）设计理论与设计方法创新不多，炼钢厂平面布置研究不够，主要生产

设备的差异化选型研究不够，特别要注意避免精炼工艺装备选型和位置的失误所 造成炼钢-连铸的混乱运行，应该深入研究专线化生产品种钢和动态-有序的运行 模式。

2．2010 年炼钢-连铸技术发展展望

进入21 世纪后，社会对钢铁厂的要求发生了重大转变，从过去单纯要求钢 13 铁厂为社会进步不断提供低成本、高品质的钢材外，还要求充分发挥能源转换功 能节能减排，基本消除自身对社会环境造成的污染，同时要求钢铁厂具有大量处 理社会废弃物并融入循环经济社会的功能。由于社会基本要求的改变，新一代炼 钢工艺流程的兴起将成为历史的必然。

2.1 21 世纪新一代钢铁厂的新理念、新目标 世纪先进钢铁厂是在20 世纪现代化钢铁厂发展的基础上，为满足市场对 钢铁产品的需求和钢铁企业与社会和谐发展的要求而建设的新型钢铁厂，其基本 特点是：生产高效化、产品洁净化和对环境的无害化。

新一代钢铁流程将具有高效、低成本、稳定生产高品质钢材的钢铁产品制造 功能；提高资源能源利用效率、显著降低污染物排放的能源、资源转换功能和大 量消纳社会废弃物的再资源化功能，这是应该树立的新理念。

钢铁生产是典型的流程制造业，因此树立新理念还必须结合流程工业的基本 特点：系统复杂性、生产连续性、管理协调性和发展整体性，在有限的时间和空 间内将复杂的钢铁生产工艺过程有机地融为一体，实现炼钢-连铸生产过程动态 有序、连续紧凑和高效稳定的生产。

在新理念的指导下，研究开发适应21 世纪社会要求的新一代炼钢-连铸流程 应实现以下发展目标：

.新流程应具备高效化的生产特点，可以大批量、低成本、稳定地生产各 类不同品质的钢材；

.新流程应具备资源能源减量化、可循环和再利用的基本功能，建设环境 友好型清洁生产的新流程；

.新流程应具备社会大宗废弃物无害化、资源化处理的功能，实现钢铁工 业的可持续发展；

.新流程的工艺程序、流程网络（平面图等）易于实现企业内部生产自动 化、控制智能化和管理信息化。

总之，21 世纪新型钢铁厂要实现钢铁厂功能的转变，将钢铁生产与能源转 换、消纳社会废弃物三大功能有机地融为一体。我们应该设想，能否通过3~5 年努力使中国炼钢工艺和装备水平走到世界前列。2.2 炼钢厂的解析与集成 14 炼钢-连铸生产过程中各单元生产工序冶金功能的解析与集成是实现炼钢-连铸工艺流程优化的重要方法。如图7 所示，现代转炉炼钢技术的发展主要得益 于转炉冶炼功能的合理解析。传统转炉炼钢工艺包括脱硅、脱碳、脱磷、脱硫和 控制铁的氧化以及去除有害气体、非金属夹杂物等基本功能，由于脱硫、脱碳、脱磷、脱硅反应的热力学、动力学要求的不同，在同一反应容器内一起进行反应 往往造成顾此失彼、相互影响甚至相互制约，为此有必要按照不同产品性能的要 求，对转炉冶炼功能进行必要的解析和集成。形成了绝大多数国家采用的炼钢流 程：铁水脱硫-转炉脱硅、脱磷、脱碳。图7 现代转炉炼钢的功能解析

日本为了进一步提高转炉生产效率和冶炼钢水的洁净度，提出“分阶段冶炼” 的工艺思想，将出铁槽脱硅、铁水脱硫、脱磷与转炉脱碳相分离，达到显著提高 钢水洁净度和生产效率及减少渣量等优点。我国在吸收日本技术基础上，提出了 先脱硫-再脱硅、脱磷-后脱碳、升温、回收煤气的新工艺，并将之集成为一个炼 钢厂生产900 万吨/年左右规模的高效率、低成本、高端薄板产品的洁净钢生产平台，形成了如图7 所示的炼钢新工艺流程。

流程解析集成是优化工艺流程的重要手段，其特点是进一步提高冶金反应效 率，达到提高生产效率、降低生产成本和稳定质量的目的。在研究开发新一代炼 钢流程中必须强调树立新理念，明确新目标，对炼钢流程的功能进行深入解析与 集成研究。

2.3 建立高效、低成本洁净钢生产平台

建立高效、低成本洁净钢生产平台是今后几年国内各类钢铁厂都应努力实现 高炉混铁车转炉连铸 脱 硫 脱 硅 脱 磷 脱 碳 脱 氧

高炉铁水包 连铸 R H 炉渣返回 传统流程 新流程 15 的基本目标之一。为了建立高效、低成本洁净钢平台必须改变传统的质量概念，深入研究以连续运行为基本特点的炼钢厂，实现高效、低成本、稳定运行的生产 模式。

传统观点认为：质量问题主要包括产品合格率和产品性能两个要求。而广义 的质量概念认为：效率、成本和性能是产品质量的基本要素。效率应包括产品的 生产效率、资源和能源利用效率以及系统的技术优化；成本主要包括生产成本、管理成本、销售成本和资本成本等多种经济因素；性能应包括产品的加工性能、使用性能和可循环利用等因素。根据广义的质量概念，钢铁厂在考虑品种开发和 质量优化的过程中应综合考虑效率、成本和性能等因素，达到高效、优质和低成 本的目标。

产品洁净度是保障钢铁产品性能的基本要素，也是炼钢-连铸生产过程中控

制产品性能的基本功能。洁净钢是指对钢中夹杂物和杂质元素含量的控制达到能 够满足用户在钢材加工过程和使用过程的性能要求。因此，建立洁净钢生产平台 的基本目标是保证钢厂生产的全部钢材洁净度能达到洁净钢的基本要求，表13 给出典型钢种的洁净度控制要求。

建立洁净钢生产平台还应统筹考虑不同品种钢材生产的技术难度和市场份

额。通常可把钢铁产品分为普通、中档、高档和尖端商品四个级别，生产技术难 度可对应分为I~IV 级，随着产品档次的提高技术难度增大，而对应的市场份额 减小：普通商品约占50~60%，中档商品约占30~35%，高档商品约占10%左右，尖端商品约为2~4%。这说明尖端产品虽然反应出企业的产品开发能力和质量控 制水平，但在整个企业的经营活动中所占比重并不大。因此，建立洁净钢生产平台不能仅着眼于高端产品的研制，更要努力改善量大面广的中、低档商品的质量、生产效率和成本。

表13 典型钢种洁净度的建议控制水平杂质元素控制 钢材类型

[S]/% [P]/% [N]/% [H]/.10-6 T[O/]% 夹杂物控制

普通建筑用≤0.035 ≤0.040 / / ≤0.004 齿轮、轴件等* 0.002~0.025 ≤0.012 ≤0.008 / ≤0.0012 B、D 类 棒 材

轴承* 0.005~0.010 ≤0.012 ≤0.007 ≤2 ≤0.0008 B、D 类和TiN 普通建筑用≤0.030 ≤0.040 / / ≤0.004 硬线* ≤0.008 ≤0.015 ≤0.008 / ≤0.0025 尺寸≤25.m 线 材

弹簧* ≤0.012 ≤0.012 ≤0.008 ≤2 ≤0.0012 B、D 类 16 超低碳钢([C]≤25ppm)≤0.012 ≤0.015 ≤0.003 / ≤0.0025 尺寸≤100.m★ 低碳铝镇静钢≤0.012 ≤0.015 ≤0.004 / ≤0.0025 尺寸≤100.m★ 冷 轧

板无取向电工钢板≤0.003 ≤0.04 ≤0.002 / ≤0.0025 / 普通碳钢≤0.008 ≤0.02 ≤0.008 / ≤0.003 / 低合金钢≤0.005 ≤0.015 ≤0.008 / ≤0.003 A、B 类 高强度管* ≤0.002 ≤0.015 ≤0.005 / ≤0.002 A、B 类 热 轧 板 管

线抗HIC 管* ≤0.001 ≤0.007 ≤0.005 / ≤0.002 A、B 类

造船板、桥梁板等* ≤0.005 ≤0.015 ≤0.007 / ≤0.0025 A、B 类 高强度厚壁管* ≤0.002 ≤0.012 ≤0.005 ≤2 ≤0.002 A、B 类 低温管线* ≤0.002 ≤0.012 ≤0.005 ≤2.5 ≤0.002 A、B 类 管 线

抗HIC 管线* ≤0.001 ≤0.007 ≤0.005 ≤2 ≤0.002 A、B 类 普 通 碳 钢

海洋平台* ≤0.002 ≤0.005 ≤0.005 ≤2 ≤0.002 A、B 类

注：*表示要求严格控制连铸坯的中心偏析，/表示不做要求。★引自：日本铁钢协会高温プロセ ス部会，日本学术振兴会制钢第 19 委员会反应プロセス研究会，“ 大量生产规模における不纯物元素

の精炼限界 ”，1996 年 3 月，p.2 按照广义的质量概念建立洁净钢生产平台不是简单的脱硫、脱磷、脱氧等工 艺技术问题或品种质量问题，而应该包括工艺、设备、技术管理和生产运行等诸 多因素，实现高效、优质和低成本的目标。因此，如图8 所示，在炼钢厂内建立洁净钢生产平台必 须建立起与产品质量密切相关的生产技术系统、信息软件系统和管理运行系统。

洁净钢生产平台必须采用高效、稳定的运行 模式。通常炼钢-连铸制造流程中系统的产能不 仅仅决定于各单元工序的产能，还决定于工序间 物流的流通能力和效率。连续运行的制造流程 中，物流的运行动力学决定于上游工序的“推力”、下游工序的“拉力”。对于某 道工序（如转炉）如果前道工序推力大于本道工序相应的“拉力”则会发生物质 流的拥堵，如果后道工序拉力过强也会引起本工序物质流供给不足，影响流程整 体能力的发挥。为了平衡工序间的“推力”和“拉力”，需要在工序间建立一定 能力的缓冲工序以保证各工序间均衡稳定的生产。通常在工厂设计中大多采用钢 铁制造流程中物质流的均值静态运行模式，假定各工序间的物流是稳定和均衡 的。但在实际生产中物流往往是随机的和不稳定的，造成各工序间物流的不稳定 匹配-对应的紊流运行动力学模式，其结果是物流输入、输出波动，随机匹配，可受控性差，物流的流通能力和效率降低，如图9 所示。图8 洁净钢生产平台涉及的系统 17 例如：工序1—工序2 [)3 ')] 1 2 1 1 1 1 t..t、（t..t、（t..t [()3 ')] 2 2 2 1 2 2 t..t..t、t、（t..t [()()3 ] 3 2 3 1 ' 3 3 t..t..t、t..t、t.:通过系数<1 或<0.7 图9 钢铁制造流程物质流随机不稳定匹配-对应的紊流运行模式

为了实现高效化、稳定生产必须建立起铁水预处理-炼钢-二次精炼-连铸流程 中物质流的动态-有序、匹配-对应的运行动力学模式，特别是要尽可能避免随机 的无序“紊流”运行，实现有序“层流”运行的动力学机制，使输入物流和输出 物流基本稳定，整个流程基本可控，如图10 所示。

图10 钢铁制造流程物质流动态-有序、匹配-对应的层流运行模式 2.4 界面技术与共性技术 2.4.1 界面技术

研究高效化快节奏生产流程中各工序间的衔接和稳定运行规律，合理确定炼 铁-炼钢工艺界面和连铸-轧钢工艺界面中各工序间的时间节点、品质要求与温度 控制精度，减少或尽量避免各工序环节因生产延误、设备故障、安全事故等干扰 因素对全流程正常生产节奏和平稳运行的影响。图11 给出现代炼钢生产流程中 18 最主要的界面技术，其中包括外部界面（又称流程界面）和内部运行界面。如果 以炼钢-连铸作为一个整体的生产工序，其外部界面主要是“高炉-转炉界面”和 “连铸-热轧界面”；内部运行界面是“炼钢-连铸界面”。单 元 工 艺

炼铁炼钢-连铸连轧 烧结 焦炉

高炉转炉连铸 热连轧冷连轧

“ 一包到底” 加热炉 内部 界面 流程 界面 R H 系统 运行 技术

以大型化为基础的高 效化生产运行技术 以快节奏为基础的高 效化生产运行技术 以连续化为基础的高 效化生产运行技术

计划调度采购供应储运销售 生产指挥系统

图11 现代炼钢生产流程中的界面技术

界面技术是保证全流程动态-有序、连续-紧凑和高效-稳定生产的关键技术。在炼铁-炼钢界面应重点研究高炉-转炉之间各种物质流、能量流动态-有序运行的 界面技术。提倡采用以铁水包多功能化为特点的“一包到底”先进工艺，优化铁 水运输环节，避免重复倒运和不必要的转兑，缩短转运周期，减少铁水温降，提 高铁水预处理的效率。在连铸-热轧工艺界面重点开发高效铸机高拉速条件下高 温无缺陷坯生产技术、热送与热装工艺，提高热坯输送速度，完善热送保温措施，提高铸坯入炉温度。同时，要认真研究高温铸坯热装与直轧过程中的冶金学-材 料学问题，研究不同钢种高温热装-轧制过程中轧件的相变、组织变化、微细夹 杂物及第二相粒子析出规律和对成品材组织与性能的遗传特性，提出不同钢种的 最佳热送工艺。探索以“一钢多级”为目标，研究与不同级别钢材性能相适应的 控轧-控冷工艺和炼钢-二次精炼-连铸技术，实现炼钢-轧钢工艺过程的系统耦合。二次精炼是炼钢-连铸工艺区段内最重要的工序界面，具有保证炼钢与连铸 两大生产单元能力匹配与物流衔接，发挥时间节奏缓冲和钢水温度、成分调节等 重要作用，是实现动态-有序、连续-紧凑运行的重要工序。今后，随着铁水“三 脱”和转炉高速吹炼与高速连铸技术的发展，炼钢与连铸的生产节奏加快，生产 周期缩短，二次精炼工序将成为炼钢-连铸生产过程中的“时间瓶颈”。因此，研 究开发快速精炼技术特别是RH 快速精炼技术，大幅度缩短精炼时间是十分必要 的。同时，对炼钢厂内物流输送路线，特别是RH 等精炼装置在平面图中的合理 19 位置也必须给予高度重视和科学安排。这些都对今后的炼钢-连铸生产时间节奏 匹配、提高钢水质量和实现连铸机恒温、恒拉速的稳定化生产工艺具有重要意义。对加速钢水包周转和提高车间调度的有效性和生产能力的充分发挥具有重要作 用。

2.4.2 共性技术

从流程优化的角度考虑，炼钢-连铸区段内的主要共性技术是：炉机匹配技

术、钢水二次精炼的优化匹配技术、连铸高效化技术、精料技术、节能减排和环 保技术、过程信息化控制技术。（1）炉机匹配技术

新一代炼钢工艺流程应在采用先进成熟的工艺与装备技术的基础上，结合若 干新开发的工艺技术和匹配技术，通过界面技术的匹配、协调，形成优化组合的 生产流程。在新流程中转炉的容量并非越大越好，而应该依据产品大纲的定位和 合理布局的工厂结构，追求最佳的经济效益、环境效益和社会效益。炼钢炉的合 理容量不仅要和连铸机相匹配，而且还应适应轧机及其生产产品的需求，保证轧 机的生产高效化。

对于两套传统热带连轧机协同生产，其生产钢材的规模应在800 万吨/年以

上，适宜采用三座280~300 吨大型转炉。同样规模的企业若采用铁水全“三脱” 和转炉高速吹炼新工艺，由于炼钢节奏加快、冶炼周期缩短，应采用230~250 吨的脱碳转炉和相应的脱硅、脱磷预处理转炉。

对于中板生产规模在180 万吨/年左右的转炉厂一般应选择两座150~180 吨

转炉。对于生产规模在140~180 万吨/年以上的长型材钢厂一般可配置两座50~80 吨的转炉或两座80~100 吨的电炉。对于薄板坯连铸-连轧生产线为充分发挥连轧 机的生产能力，选择两座120~150 吨转炉或1 座230~250 吨转炉也可以选择两台 150~180 吨电炉与两流薄板坯铸机匹配是合理的。合理选择炼钢炉的吨位，稳定 和规范操作程序，提高设备自动化和智能化的运行水平是实现生产高效、稳定的 基础条件。

（2）钢水二次精炼的优化匹配技术

目前国内绝大多数钢铁厂均已配备了钢液二次精炼设施，过去配置二次精炼 装置往往单纯从精炼装备的冶金功能出发进行选择，而新一代钢铁流程要求根据 20 产品和生产流程动态-有序运行的特点合理选择精炼装置。也就是说选择二次精 炼装置不仅要重视冶金功能，而且还要注意其运行节奏和平面布置的合理安排。对于一般以生产普碳钢、低合金钢长材为主的钢厂，二次精炼装置应选择成本低、效率高的炉后吹氩/喂丝装置或CAS。对于以中、厚板材为主要产品的钢厂，二 次精炼设备主要应采用LF 精炼炉；如需生产部分高端产品，要求脱氢、深脱氧 和控制夹杂物，可同时匹配VD 真空精炼炉。对于以生产冷轧薄板为主体的炼钢 厂，由于要大量生产低碳或超低碳钢材，一般应选择RH 真空精炼设备，并合理 配备CAS 普通精炼设施。对于电炉厂一般应以LF 炉作为主要精炼设施，但为 了保证高品质钢材生产的需求，可同时配置VD 或RH 真空精炼设施。（3）连铸高效化技术

目前连铸高效化技术的主要目标是：根据不同钢种的特点合理提高拉速、确 定典型拉速并稳定拉速，实现恒拉速，保证铸坯的内部和表面质量，促进连铸高 效化。要根据轧机配置的要求选择优化和固定的连铸坯断面尺寸，确定合理的拉 速和连浇周期，相应确定精炼炉、炼钢炉的运行节奏和生产能力。进一步优化炼 钢-连铸的平面布置，保证物流通畅，缩短调运时间，减小温度波动，为实现连 铸机定时、定温、定速的稳定生产创造条件。

铸机断面的合理选择是实现全流程高效化生产的基础。通常对于生产薄板的 传统板坯铸机，连铸坯厚度以210~230mm 为宜，生产中厚板坯一般可选择连铸 坯厚度250~300mm，薄板坯连铸-连轧机组生产的薄铸坯厚度一般为70~90mm。对于小方坯连铸机生产普碳钢坯（包括低合金钢）断面为150mm.150mm 为宜，对于特殊钢生产连铸机断面可选择220mm.220mm~300mm.300mm 或其它相应 的矩形坯断面。（4）精料技术

这是一个系统的概念，即所有原材料都要符合冶炼、精炼与质量的要求，不

但铁水这一最重要的原料需进行预处理后再使用，其它原材料也都要精料，例如： 注重提高铁合金的质量，尤其要注重FeMn 的硅、铝、磷等元素含量，FeCr 中 的钛、磷含量，避免对洁净钢水的污染。要进一步提高石灰质量，提倡用回收的 转炉煤气烧石灰，严格控制石灰中的硫含量和SiO2 含量，提高石灰活性度。要 加强对耐火材料的质量监督和管理工作，积极研究开发新型连铸三大件耐火材 21 料；进一步降低耐火材料的消耗，并深入研究减轻耐火材料对钢水洁净度的污染。保护渣的质量稳定性对连铸坯表面质量有重要影响，今后不但要加强新型保护渣 的研究开发工作，而且要加强对保护渣质量的管理，严格控制保护渣的加入量，改进保护渣加入技术，进一步提高铸坯质量的稳定性。要加强对废钢的成份、块 度分类管理，特别是对于电炉厂要通过加强废钢管理减少加料次数，进一步降低 冶炼电耗。

（5）节能减排和环保技术

积极推行转炉负能炼钢工艺，争取实现转炉工序负能炼钢；进一步促进整个 炼钢-连铸工序低能耗运行；积极推广转炉闭罩冶炼、煤气回收和干法除尘等先 进技术，进一步加强煤气、蒸汽的回收与利用，降低放散率。低硫含量的优质转 炉煤气应主要用于生产石灰以降低石灰硫含量，大型转炉回收蒸汽应优先作为炼 钢车间内真空精炼设备的汽源，以提高能源转换效率，降低真空精炼的成本。要 进一步加强对转炉炉渣、烟气粉尘和废弃耐火材料等固体废弃物的利用与循环利 用技术的开发，争取实现炼钢-连铸生产无公害化的近“零排放”。积极研究开发 低品质蒸汽、煤气发电等新技术。

（6）生产信息化与过程智能化控制技术

随着社会信息化的发展和炼钢-连铸的生产日趋准连续化，炼钢-连铸生产过 程的信息化建设和智能化控制技术的发展尤为重要。今后应大力在国内炼钢厂推 广和完善信息中心和数据平台建设，实现计算机对炼钢-连铸全流程生产过程的 在线监控、故障诊断、生产和质量预报与生产调度寻优等信息管理功能，并开展 铁水预处理-炼钢-精炼-连铸过程的智能控制技术研究。

多年以来，由于国内不少炼钢-连铸原、辅材料质量不稳定，工艺规程不健

全，生产基本沿用人工经验控制技术。因此，生产的稳定性往往受到操作者个人 的体力、精力和经验所局限，造成人为的失误或波动，影响了工艺和产品的稳定 性。今后要在加强生产过程精细管理和淘汰落后工艺装备的同时，积极推广转炉 副枪动态控制、炉气分析过程控制以及连铸计算机控制等先进技术，进而逐步实 现计算机闭环在线智能控制，尽可能减少人为干扰，提高物流流量、成分、温度 的控制精度，保证产品性能和生产过程的稳定性。

今年是2008 年，是奥运会即将胜利召开的一年，现在我们召开全国炼钢-22 连铸工作会议，目的是要总结成绩、树立新理念、明确新目标，研究和开发新的 炼钢工艺流程，我们的目光是要看到2010 年以后战略目标的措施，并结合各单 位的实际情况积极探索进展。我们应该有抱负、有信心将中国的炼钢-连铸水平推向世界一流水平。参考文献 [1] 姜晓东，徐安军，田乃媛等，喷吹法和搅拌法铁水脱硫工艺成本的综合评估，炼钢，2006, Vol.22, No.4, P55-58.[2] 刘浏, 苏天森, 李凤喜, Technical Progress of Long Life Combined Blowing Converter Steelmaking in China, 第10 届日中钢铁学术会议论文集, 2004, P106-115.[3] 李凤喜, 李具中, 连铸“典型拉速下恒拉速”的生产实践, 第四界发展中国家连铸国际会

议（CCC’08）, 2008.[4] 殷瑞钰, 中国薄板坯连铸连轧的发展特点和方向, 钢铁, 2007, Vol.42, No.1, P1~7.[5] 余志祥, 刘路长, 肖文斌等.武钢三炼钢计算机炼钢技术的新进展[C], 第一届中德（欧）

冶金技术研究会论文集, 2003: 80-89.[6] 吴明, 梅忠, 转炉烟气分析动态控制炼钢技术[J], 冶金设备, 2006,(4): 68-72.

第五篇：炼钢总结

时光荏苒，岁月如梭。在进厂的一年中，在领导及同事们的关心和帮助下，学到了许多宝贵的知识和经验，从对炼钢厂一无所知到现在有所了解；从对炼钢一窍不通到如今对部门事务的熟悉；从涉世之初的懵懵懂懂,到今天的沉着自信地应对一切事情，这是一个难得可贵的学习过程，同时，也有因不足带来的遗憾和愧疚。

进公司后，分厂给我安排了轮岗学习，在此期间分别在转炉、精炼炉、连铸工序进行工艺、操作、以及设备使用学习。在学习期间，经过自己的不懈努力，不断的查阅资料和现场观察记录，以及向老师傅们请教，渐渐地对炼钢作业有了比较深的了解。

对于炼钢的生产流程，可以总结为转炉（AOD）—精炼（LF）—连铸（CCM），其中有钢种进行VD真空精炼炉。转炉是以铁水为主要原料，然后经过顶吹吹炼，达到脱碳和脱硫的目的，同时使钢水达到不同钢种出钢时要求的成分和温度,最后在出钢时，按照不同的钢种加入所需合金材料。LF炉是钢铁生产中主要的炉外精炼设备，精炼过程中同时加入所需物料，使钢水达到脱硫、温度调节、成分微调和提纯目的，从而进一步的使不同钢种的成分及状态达到目标值。VD精炼炉是在真空环境下，氧化效率高，可降低合金铁使用量。连铸就是将精炼后的钢水连续铸造成不同类型、不同规格的钢坯的过程。

经过了轮岗学习，我对自己有了新的认识，发现自己还有很多的不足之处，需要不断地学习，在总结经验中得到进步。

一、工作需要注重细节。有句话说的是细节决定成败，可见细节的重要性。因此我每天都反复地告诫自己更加严谨、细心地工作，不允许出现任何的错误。

二、做事要有自己的思路。当事情繁多时，有些人自然会感觉无从下手，这个时候要是能自己理清思路，对自己的工作有一个明了的步骤，做那件事先，什么时候需要完成哪些工作，都有一个自己的思路，当然还包括其他计划方面。

三、提高自己思考问题，分析问题和解决问题的能力。对于比较棘手的问题，要懂得分析其脉络，对各个难点逐个击破，不断地总结经验和磨练中，培养出全面分析问题和寻求最优方法解决问题的能力。简单说就是“复杂问题简单化，简单问题标准化，标准问题科学化。”

这段期间，我虽然取得一定的进步和些许的成绩，但离领导的要求尚有一定差距我会为自己制定工作计划和目标，开拓进取，在不懈的努力中完善自己，为公司的发展和个人价值的实现而不懈努力。