钢铁行业社会责任蓝皮书（2022）｜中国钢研（案例七）

通过应用大型转炉绿色冶炼控制技术，节能减排效果显著：钢铁料消耗降低5千克/吨以上，炉渣减少20%，转炉工序能耗达到-32.01千克标准煤/吨，间接减少二氧化碳排放11.37千克/吨以上，达到国际领先水平，荣获冶金行业特等奖，关键技术在全国80多家钢铁核心企业，450余座转炉进行了应用，涵盖了我国约70%的钢铁核心企业，具有显著的经济效益和社会效益。

（一）创新自主研发出转炉高强度长寿命复合吹炼关键装备及控制模型

形成了大流量低喷溅氧枪技术，既满足了高供氧强度的需求，又解决了因流量增加导致的副作用。研发了具有自主知识产权的新一代大流量长寿命底吹环缝式供气元件，能够适应高复吹及洁净钢长炉役稳定生产的要求。环缝式供气元件与其他形式元件对比的优势较为突出：1）气路单支路单独控制，易控制，透气性能和维护能够保证；2）透气当量直径大，阻力损失小，冲击动能大；3）便于维护：缝隙小，气流对元件的反作用冲击小，不易侵蚀，冷却能强，维护工艺成熟，易形成透气性能良好的冷却保护层；4）底吹流量调节范围大 (0.02-0.4Nm3/min.t)，全炉役20倍大范围调节。

新一代高强度长寿命环缝底吹元件及新一代智能底吹集成供气系统及控制模型

（二）创新自主研发出高强度、长寿命复合吹炼工艺

通过300吨转炉的复吹条件下数值模拟研究，得到底吹强度对熔池死区（搅拌不充分地区）的影响，可知随着底吹供气强度增加，死区面积迅速减小，与常规底吹（0.06Nm3/min.t）相比，熔池搅拌效率提高40%以上。国内转炉普遍采用溅渣护炉技术，炉渣有一定渣层，会对有效底吹强度有一定的抵消，在保证底吹寿命的前提下，提高供气强度达到0.2Nm3/min.t以上。

针对大型复吹转炉高底吹强度与底吹寿命相矛盾的世界性难题，自主研发了高强度、长寿命复合吹炼工艺，有效提高了供氧强度11%，缩短吹氧时间14%，冶炼终点底吹强度提高到0.20Nm3/min.t，实现了全炉役100%复吹比，全炉役平均碳氧积降至0.00133的世界领先水平。

（三）技术应用示范成效

1. 攻克大型复吹转炉高底吹强度与底吹寿命相矛盾的世界性难题，实现高强度、长寿命顶底复合吹炼：高强度复吹技术应用后，炉底侵蚀速率降低60%以上，300吨转炉有效提高复吹炉龄提高90%，炉役使得转炉终点碳氧积大幅降低，有效复吹比100%。

2. 显著降低冶炼终点氧化性：由于实现了在长炉役条件下的高强度顶底复合吹炼技术，有效降低了冶炼过程及终点的平衡状况，冶炼终点钢水碳氧积显著降低，平均降低到0.00133，炉渣氧化性降低18%，达到16%以内。

3. 基于高效率脱磷机理模型的脱磷工艺和自动控制技术的应用，实现了在较低渣量和较低氧化铁的条件下实现了高效率脱磷：炉渣T.Fe含量降低18%，渣量降低20%。大幅促进了钢渣反应平衡，冶炼终点Lp显著提高，大幅提高脱磷效率，实现100%不等样出钢。

4. 通过技术集成应用，冶炼效率大幅提升，实现了高效率冶炼：吹氧时间缩短14%，溅渣时间缩短20%，出钢时间缩短48.7%，各工序生产周期已经明显缩短，生产效率提高18%。

5. 通过应用大型转炉绿色冶炼控制技术，节能减排效果显著：钢铁料消耗降低5千克/吨以上，炉渣减少20%，减少补炉耐材消耗降幅达50%，同时减少辅料及合金消耗。转炉工序能耗达到-32.01千克标准煤/吨，间接减少二氧化碳排放11.37千克/吨以上。

300吨转炉6,000炉后炉底状况

PART 04·展望

钢铁冶炼技术的突破，使我国制造业的发展有了新的进步。正是这一项又一项技术的突破，中国钢研一代又一代人的奋斗，中国才从积贫积弱发展到如今的欣欣向荣。“民族兴大业，万众齐踊跃”，只有坚持共性关键技术的创新，求实创新，攻坚克难，才能抓住机会谱写我国高质量发展新篇章。