廢鋼是鋼鐵工業(yè)的綠色原料，隨著取締“地條鋼”和國(guó)家對(duì)環(huán)保的嚴(yán)格要求，各大鋼鐵企業(yè)都在大力提高廢鋼比。目前，我國(guó)電爐鋼的比例還不到10%，轉(zhuǎn)爐流程仍是我國(guó)產(chǎn)鋼的主流程，因此有必要開發(fā)高效、清潔的轉(zhuǎn)爐流程提高廢鋼比技術(shù)。目前，轉(zhuǎn)爐流程大生產(chǎn)中采用的提高廢鋼比的手段主要有：廢鋼預(yù)熱（鐵水包預(yù)熱、轉(zhuǎn)爐爐前及爐后預(yù)熱等）、轉(zhuǎn)爐加入補(bǔ)熱劑（焦炭、焦丁、FeSi、SiC等）。但上述兩類提高廢鋼比的技術(shù)均有一定的不足：前者需要專門的加熱設(shè)備，后者往往以犧牲鋼水質(zhì)量為代價(jià)。此外，國(guó)外還開發(fā)了KMS工藝，但因存在噴粉元件壽命短等不足，并沒有在大生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。因此，如何在不污染鋼液的前提下提高轉(zhuǎn)爐廢鋼比，已成為亟須解決的關(guān)鍵共性難題。此外，單轉(zhuǎn)爐超40%的大廢鋼比技術(shù)也一直是冶金工作者關(guān)注的熱點(diǎn)課題。 轉(zhuǎn)爐二次燃燒氧槍是一種在不污染鋼液的前提下提高轉(zhuǎn)爐廢鋼比的技術(shù)。二次燃燒氧槍是在傳統(tǒng)煉鋼氧槍的基礎(chǔ)上，通過設(shè)計(jì)合理的副孔，使主孔射出氧氣射流進(jìn)行脫碳反應(yīng)，利用副孔射出的氧氣射流與爐內(nèi)一氧化碳燃燒產(chǎn)生大量的熱量，使轉(zhuǎn)爐自身熱量得到較充分利用，進(jìn)而提高轉(zhuǎn)爐廢鋼比。盡管國(guó)內(nèi)外已對(duì)轉(zhuǎn)爐二次燃燒氧槍技術(shù)進(jìn)行了大量研究，且有的已達(dá)到工業(yè)應(yīng)用水平，但目前國(guó)外關(guān)于該技術(shù)在大工業(yè)生產(chǎn)中規(guī)?；瘧?yīng)用的報(bào)道很少，而國(guó)內(nèi)目前還未見該技術(shù)的大生產(chǎn)規(guī)模化應(yīng)用。因此，有必要對(duì)二次燃燒氧槍技術(shù)進(jìn)行深入研究并使其實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。本文首先進(jìn)行了提高廢鋼比的轉(zhuǎn)爐二次燃燒氧槍技術(shù)大生產(chǎn)規(guī)?；瘧?yīng)用研究；在此基礎(chǔ)上，基于二次燃燒氧槍技術(shù)，研究者提出了一種廢鋼比超過40%的單轉(zhuǎn)爐大廢鋼比技術(shù)，并通過大生產(chǎn)試驗(yàn)，驗(yàn)證了其大生產(chǎn)應(yīng)用的可行性，為其大生產(chǎn)規(guī)?；瘧?yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

【中國(guó)環(huán)保在線 應(yīng)用方案】為貫徹《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》《中華人民共和國(guó)大氣污染防治法》，推動(dòng)大氣污染防治領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步，滿足污染治理對(duì)先進(jìn)技術(shù)的需求，生態(tài)環(huán)境部編制并發(fā)布了2018年《國(guó)家先進(jìn)污染防治技術(shù)目錄(大氣污染防治領(lǐng)域)》(生態(tài)環(huán)境部公告2018年第76號(hào))(簡(jiǎn)稱《目錄》)。在生態(tài)環(huán)境部指導(dǎo)下，中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)具體承擔(dān)《目錄》的項(xiàng)目篩選和編制工作。為便于各相關(guān)方使用《目錄》，中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)配套編制了《目錄》典型應(yīng)用案例，將陸續(xù)在微信平臺(tái)上發(fā)布。所有案例均來(lái)自目錄入選項(xiàng)目的申報(bào)材料，案例內(nèi)容經(jīng)業(yè)主單位和申報(bào)單位蓋章確認(rèn)。技術(shù)概要工藝路線轉(zhuǎn)爐一次煙氣經(jīng)濕法洗滌除塵后進(jìn)入濕式電除塵器除塵，形成濕法除塵與雙電場(chǎng)濕式電除塵器串聯(lián)形式的復(fù)合除塵系統(tǒng)。濕式電除塵極板上收集的粉塵經(jīng)水沖洗后送至水處理廠處理。主要技術(shù)指標(biāo)出口顆粒物濃度可<20mg/m3。技術(shù)特點(diǎn)濕法洗滌結(jié)合濕式電除塵，大幅提高轉(zhuǎn)爐煙氣除塵效率。適用范圍鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)爐一次煙氣除塵。工藝流程轉(zhuǎn)爐一次煙氣依次通過一文、重力脫水器、二文、雙電場(chǎng)臥式電除塵器、風(fēng)機(jī)。如果煙氣中一氧化碳含量未達(dá)到20%，將通過煙囪排放到環(huán)境中，如果含量達(dá)到20%，將回收到煤氣柜中。除塵系統(tǒng)有三條管道，即定期沖洗系統(tǒng)管道、連續(xù)霧化系統(tǒng)管道和污水回流系統(tǒng)管道。在出鋼結(jié)束后，風(fēng)機(jī)抽拉的煙氣為環(huán)境空氣，二文位置不再需要使用更多的濁環(huán)水，可以均出多余濁環(huán)水對(duì)極線極板進(jìn)行沖洗，沖洗水通過灰斗流到下方的污水罐，然后，通過污水泵及污水管道送至污水處理廠處理。霧化水采用凈環(huán)水，24h持續(xù)噴霧，具有調(diào)理煙氣的作用。每個(gè)電場(chǎng)配有一臺(tái)高壓電源，高壓電源的端子采用氮?dú)獯祾呙芊?。主要工藝運(yùn)行和控制參數(shù)極距400mm，運(yùn)行壓力損失≤300Pa，設(shè)計(jì)電負(fù)荷250kW/kVA，運(yùn)行電耗40kW，氮?dú)庀牧?00m3/h，采用加熱器加熱到100℃以上，送入瓷瓶。凈環(huán)水(霧化水)2m3/h，24h使用。濁環(huán)水(沖洗水)35m3/h，每冶煉周期使用約4min。濕式電除塵器設(shè)計(jì)參數(shù)：入口顆粒物要求不高于300mg/m3，處理后的煙氣顆粒物排放濃度低于30mg/m3。實(shí)際濕式電除塵器入口顆粒物濃度在120mg/m3～140mg/m3，高壓電源一次電壓控制在300V左右。

鋼鐵行業(yè)的生產(chǎn)有三個(gè)流程，即高爐轉(zhuǎn)爐流程、電爐流程、特種熔煉。高爐、轉(zhuǎn)爐流程稱為長(zhǎng)流程，生產(chǎn)的鋼稱為轉(zhuǎn)爐鋼，它是以鐵礦(590, -14.50, -2.40%)石和焦炭(1872, -37.50, -1.96%)為主要原料冶煉成鐵水，再由轉(zhuǎn)爐冶煉成鋼；電爐流程稱為短流程，生產(chǎn)的鋼稱為電爐鋼，它以廢鋼為主要原料冶煉成鋼。1工藝技術(shù)的比較分析轉(zhuǎn)爐流程和電爐流程是鋼鐵冶金行業(yè)兩個(gè)主要流程，其在煉鋼方面的主要差別在于：1) 所用主要鋼鐵料不同。轉(zhuǎn)爐煉鋼主要以鐵水為主要原料，還有一般15%左右的廢鋼，近一年多時(shí)間，由于廢鋼價(jià)格低，噸鋼利潤(rùn)較高為轉(zhuǎn)爐煉鋼用高比例的廢鋼消耗提供了條件，廢鋼消耗比例大幅提高，有的甚至高達(dá)40%，但存在轉(zhuǎn)爐內(nèi)熱量不足的問題，解決轉(zhuǎn)爐內(nèi)熱量問題是提高廢鋼比的關(guān)鍵；電爐煉鋼主要以廢鋼為主要原料，還有鐵水(生鐵)、直接還原鐵，脫碳粒鐵、碳化鐵及復(fù)合金屬料等廢鋼替代品。2) 主要能源不同。轉(zhuǎn)爐煉鋼主要是鐵水的物理熱和化學(xué)熱；電弧爐煉主要是電弧的物理熱，廢鋼預(yù)熱的物理熱、加鐵水帶來(lái)的部分物理熱和化學(xué)熱。3) 主要操作目標(biāo)不同。轉(zhuǎn)爐煉鋼是在給定的時(shí)間內(nèi)完成脫碳、脫磷及溫度控制的冶金操作，實(shí)現(xiàn)成份（碳、磷）及溫度的命中；電爐煉鋼是在全廢鋼的條件下，在給定的時(shí)間內(nèi)完成廢鋼的升溫、熔化和過熱等，加鐵水等廢鋼替代品的情況下，也有部分脫碳的要求。另外電弧爐煉鋼可分別控制成分和溫度。4) 工藝技術(shù)進(jìn)步的方向不同。轉(zhuǎn)爐煉鋼主要是通過包括提高供氧強(qiáng)度的高效吹煉技術(shù)、碳及溫度中率的全自動(dòng)化吹煉技術(shù)、不倒?fàn)t出鋼的快速出鋼技術(shù)、采用爐外處理和鐵水預(yù)處理減輕轉(zhuǎn)爐冶金負(fù)荷等措施，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)高效化；通過接近平衡的冶煉工藝、高效脫磷工藝、出鋼擋渣技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的潔凈化，通過少渣冶煉與爐渣返回、使用合金元素熔融還原(Cr、Mn)礦、干法除塵用水減量化,煤氣余熱回收等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)低成本及負(fù)能煉鋼。電爐煉鋼主要是通過強(qiáng)化供能（包括強(qiáng)化供電和輔助能源），采用“環(huán)境友好型” 廢鋼預(yù)熱系統(tǒng)預(yù)熱廢鋼和加鐵水工藝，增加物理熱和化學(xué)熱；采用不開爐蓋及出鋼時(shí)仍能通電的連續(xù)冶煉技術(shù)，有效地減少非通電時(shí)間；50%左右或更高的大留鋼量平熔池冶煉技術(shù)，減少冶煉過程電弧輻射對(duì)耐火材料的損害；降低電極消耗。以上技術(shù)的應(yīng)用，縮短冶煉周期，實(shí)現(xiàn)高效化生產(chǎn)，降低噸鋼能耗。5) 冶金質(zhì)量方面的差異。鋼中的殘余元素(Cu、Ni、Mo、As、Sb、Bi、Sn)不同，電弧爐煉鋼由于廢鋼多次循環(huán)使用，造成鋼中殘余元素含量高；鋼中氮含量不同，電弧爐煉鋼由于電弧區(qū)空氣電離增氮及原料中氮含量高，造成鋼中氮含量高。

為消除對(duì)大氣環(huán)境的污染，必須進(jìn)一步做好煙塵處理，積極采用干法除塵技術(shù)，節(jié)約水資源。回收能源介質(zhì)的高效利用都有許多項(xiàng)目需要認(rèn)真研發(fā)。努力將煉鋼廠建設(shè)成為無(wú)污染、零排放的綠色工廠3.2、吹煉終點(diǎn)動(dòng)態(tài)控制技術(shù)終點(diǎn)控制是煉鋼操作的技術(shù)關(guān)鍵。國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)多采用人工經(jīng)驗(yàn)控制，無(wú)法滿足潔凈鋼和高品質(zhì)鋼種生產(chǎn)的質(zhì)量要求。因此，盡快采取措施提高煉鋼終點(diǎn)的控制精度和命中率已成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)煉鋼生產(chǎn)中迫切需要解決的技術(shù)問題。提高轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)控制水平的關(guān)鍵技術(shù)主要有以下兩點(diǎn)。1)優(yōu)化復(fù)吹工藝，促進(jìn)鋼渣平衡，穩(wěn)定終點(diǎn)操作；　　2)采用計(jì)算機(jī)終點(diǎn)動(dòng)態(tài)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)不倒?fàn)t出鋼及提高出鋼口壽命，縮短出鋼時(shí)間，進(jìn)而縮短轉(zhuǎn)爐輔助作業(yè)時(shí)間，也是提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率的重要技術(shù)措施。3.3轉(zhuǎn)爐高效吹煉工藝　　近年來(lái)，國(guó)內(nèi)各大鋼企陸續(xù)開展了提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率，加大供氧強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)吹煉的技術(shù)研究，并開發(fā)出一整套轉(zhuǎn)爐高效冶煉技術(shù)，使轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率大幅提高。采用以下技術(shù)有利于進(jìn)一步提高供氧強(qiáng)度，從而使轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率得到提高。1)提高我國(guó)轉(zhuǎn)爐底吹攪拌強(qiáng)度，優(yōu)化底吹攪拌工藝，保證全爐役內(nèi)底吹效果，并結(jié)合該工藝進(jìn)行轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)壽技術(shù)研究；2)大幅減少渣量，對(duì)于少渣冶煉轉(zhuǎn)爐，由于渣量減少可大幅提高供氧強(qiáng)度；3)優(yōu)化改進(jìn)氧槍結(jié)構(gòu)，加快研發(fā)集束氧槍在轉(zhuǎn)爐中應(yīng)用、CO2和高比例CaCO3在轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)中的應(yīng)用等全新工藝與裝備，提高噴槍化渣速度，減少熔池噴濺和避免產(chǎn)生大量FeO粉塵是大幅提高供氧強(qiáng)度的關(guān)鍵。1)我國(guó)小型轉(zhuǎn)爐目前還有相當(dāng)大的比例，與精煉、連鑄的匹配關(guān)系還有待優(yōu)化?！　?/p>

2)轉(zhuǎn)爐煉鋼原料質(zhì)量有待提高。我國(guó)轉(zhuǎn)爐煉鋼用石灰的含硫量比較高，許多鋼廠達(dá)0.06%甚至更高，這不僅影響轉(zhuǎn)爐鋼的性能，而且冶煉過程中產(chǎn)生的二氧化硫?qū)Νh(huán)境也會(huì)造成嚴(yán)重污染。3)我國(guó)轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制水平，特別是動(dòng)態(tài)控制水平需要進(jìn)一步提升。目前，歐洲大部分鋼鐵企業(yè)轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)都實(shí)現(xiàn)了快速出鋼，即大部分爐次終點(diǎn)不倒?fàn)t、不取樣而直接出鋼。國(guó)內(nèi)企業(yè)的控制水平與先進(jìn)指標(biāo)還有一定差距。4)我國(guó)轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)發(fā)展不平衡。無(wú)論是自動(dòng)煉鋼水平、同樣爐齡復(fù)吹條件下的碳氧積水平、煤氣蒸汽回收量、對(duì)精煉工藝掌握的深度還是供氧強(qiáng)度與冶煉周期等主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，先進(jìn)與落后的鋼廠差距較大。5)我國(guó)轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)鋼水氧含量普遍偏高，這大大增加了高品質(zhì)鋼冶煉的難度。高效率低成本的轉(zhuǎn)爐脫[Si]和[P]工藝還未能全面推廣。我國(guó)先進(jìn)企業(yè)全新流程在原料消耗與生產(chǎn)效率上與國(guó)外先進(jìn)企業(yè)還有一定差距。今后，我國(guó)鋼鐵企業(yè)還要進(jìn)一步增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)，進(jìn)一步做好煉鋼節(jié)水、節(jié)能和生態(tài)環(huán)境保護(hù)等工作。

有觀點(diǎn)認(rèn)為，由于標(biāo)準(zhǔn)比較高，不排除一些企業(yè)知難而退，如果企業(yè)的規(guī)模效益不足以覆蓋改造的投入，可能退出市場(chǎng)，混鐵爐傾動(dòng)齒條施工專業(yè)長(zhǎng)治這在一定程度上意味著鋼鐵行業(yè)的重新洗牌。我國(guó)煉鋼技術(shù)的巨大變革離不開技術(shù)創(chuàng)新。幾十年來(lái)，我國(guó)鋼鐵工業(yè)始終遵循引進(jìn)、消化、再創(chuàng)新的科技發(fā)展方針大力開展煉鋼工藝技術(shù)創(chuàng)新，通過引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備，消化吸收國(guó)外先進(jìn)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，逐步建立起新的技術(shù)理念，混鐵爐傾動(dòng)齒條施工專業(yè)長(zhǎng)治并結(jié)合國(guó)內(nèi)實(shí)際情況和各鋼廠的具體實(shí)踐進(jìn)行再創(chuàng)新。一是濺渣護(hù)爐與長(zhǎng)壽復(fù)吹工藝。濺渣護(hù)爐是美國(guó)發(fā)明的一項(xiàng)重大工藝技術(shù)，將轉(zhuǎn)爐爐齡從2000爐提高到10000爐以上。我國(guó)是全世界最早引進(jìn)該項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的國(guó)家，并在全國(guó)范圍內(nèi)大量推廣。國(guó)內(nèi)學(xué)者首先研究證明不同煉鋼產(chǎn)品和生產(chǎn)工藝所形成的濺渣層及與爐襯相結(jié)合的機(jī)理完全不同，由此提出低碳高FeO高M(jìn)gO爐渣（美國(guó)發(fā)明）和專業(yè)混鐵爐傾動(dòng)齒條施工高碳低FeO高堿度爐渣兩種濺渣工藝，分別適合于低碳鋼和中高碳鋼冶煉，完善并發(fā)展了濺渣護(hù)爐工藝；進(jìn)一步優(yōu)化大中小各類轉(zhuǎn)爐的濺渣操作，解決了爐膛變形和爐口大量粘渣的技術(shù)難題。我國(guó)自主研發(fā)了利用濺渣護(hù)爐形成透氣性蘑菇頭保護(hù)復(fù)吹轉(zhuǎn)爐底部噴嘴的工藝技術(shù)，解決了復(fù)吹轉(zhuǎn)爐底部噴嘴壽命無(wú)法與濺渣后轉(zhuǎn)爐壽命同步的世界性難題。通過這些技術(shù)創(chuàng)新，我國(guó)轉(zhuǎn)爐爐齡普遍超過10000爐，最高達(dá)到30000爐，底吹噴嘴壽命基本與濺渣后轉(zhuǎn)爐壽命同步，整個(gè)爐役期內(nèi)終點(diǎn)鋼水[C]·[O]在0.0023%~0.0027%波動(dòng)。