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钢铁工业转型发展期,炼钢科技进步体现五点

2020-07-14 15:11170梁柏勇 世界金属导报

10月25日,在由中国金属学会主办的“2018年可持续发展炼钢技术国际研讨会”上,北京科技大学教授王新华指出,我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段,经济增速放缓,使我国对钢铁产品的需求大幅减少,同时国家加严钢铁工业的环保政策,导致我国钢铁工业增速放缓,进入转型发展期。转型发展期具有以下特点:


一是钢产量增速放缓,在峰值平台区上下徘徊;


二是未来5-7年,我国将淘汰2亿吨左右的钢铁产能,预计到2025钢铁产能将降至8亿吨,产量降至7亿吨;


三是在这个转型发展期,钢企多生产并不意味着能获得更多利润,随着钢铁产品需求的减少,企业间竞争会越来越激烈,要求企业自身必须降本增效,生产高质量的钢铁产品,提高服务质量并与下游用户紧密合作;


四是随着钢铁工业发展,我国废钢产生量逐年增加,到2030年将达到3.2亿吨,相当于比2017年增加一倍,促使钢企增加废钢使用量或者转成电炉工艺;


五是各级政府严格控制环境污染,要求部分钢厂搬离大城市,并要求企业投入更多资金控制污染排放。


王新华表示,钢铁工业转型发展期,炼钢科技进步主要体现在以下五点:


一是溅渣护炉技术进步。我国溅渣护炉技术最早从美国引进,上世纪90年代迅速大面积推广,使我国转炉炉龄提高至5000-13000炉,当时大大提高了我国钢铁产量,但溅渣护炉技术也存在一些问题,比如转炉炉底厚度增长堵住底吹孔从而影响底吹强度、降低脱磷效率、吹炼终点[O]和FeO含量增加、吹炼周期延长等。在现在钢铁工业转型发展期,钢企多生产并不意味着能获得更多的利润,要求企业开始重新评估溅渣护炉技术,一些钢厂,尤其是大型钢厂,不再延长转炉寿命,比如宝钢将炉龄控制在4000-4500炉、首钢控制在6000-6500炉,还有一些钢厂使用少渣技术。随着钢铁工业转型的进一步发展,越来越多的钢厂尤其是冷轧板材厂将尝试不再使用溅渣护炉技术。


二是顶底转炉复吹技术进步。我国大部分钢厂转炉都应用顶底转炉复吹技术,为减少炉底侵蚀速率,一般选择弱的底吹强度(<0.07Nm³/min/t),底吹气体使用N2或者Ar气,不使用氧化性气体O2或CO2;且我国钢厂转炉为减少底吹流量喜欢布置多底吹孔,大于100吨转炉一般布置8-12个底吹孔,有的甚至布置16个。但底吹流量小容易导致炉底吹孔堵塞,在转炉炉役后期更容易发生堵塞,从而导致转炉碳氧积在炉役前期和后期波动较大。因此,最近许多钢厂做试验改进转炉底吹强度,例如首钢迁钢将底吹孔由12个减少至4个,底吹强度维持0.05Nm³/min/t,避免了上述问题,转炉碳氧积在炉役期间稳定在0.0020左右。大转炉钢厂冶炼低碳、超低碳、超低磷钢时会要求大底吹强度(>0.13Nm³/min/t),将来会有更多的钢厂为提高底吹效率采取措施,一些钢厂还可能尝试底吹O2工艺。

钢铁工业转型发展期,炼钢科技进步体现五点

三是RH工艺生产精品钢技术进步。上世纪90年代,RH只在少数钢厂应用,2000年后,随着RH设备价格降低和精品钢冶炼的需要,RH快速推广应用,目前宝钢、首钢的脱气钢种占比已达到50%-75%。为减少脱气辅助时间,现在大部分RH采用双工位,每套RH设备有两套真空处理装置共用一套抽真空系统,但是双工位RH有处理期间钢水温降大和冶炼超低碳钢时要求出钢温度高(控制在1690-1710℃)两大缺点,而高出钢温度会降低脱磷效率、增加生产成本、减少废钢使用等。因此,在武钢,为避免上述缺陷,将新建RH直接跟转炉布置在同一条线上,钢水出钢完毕,直接将钢包吊装至对面的RH真空脱气,脱气完毕直接吊装至连铸,这样在RH处理期间辅助时间可节省10min,也可减少大于10℃的钢水温降。


四是炼钢环保技术进步。在过去钢铁工业高速发展的30年里,环保问题已经变得很严重,在2015年,中央政府发布了最严格的环保控制政策,转炉粉尘排放量必须要<50mg/m³。目前,炼钢厂必须安装屋顶除尘系统,粉尘排放量必须≤10mg/m³。传统湿法转炉除尘系统粉尘排放量≤40-70mg/m³,传统干法转炉除尘系统粉尘排放量≤20mg/m³,半干法转炉除尘系统粉尘排放量≤50mg/m³,三种方法均不能稳定达到国家最新钢厂粉尘超低排放要求(≤10mg/m³)。目前首钢迁钢炼钢厂在传统OG系统后增加一套湿法电除尘装置达到国家超低排放标准。。


五是生产高质量钢技术进步。在上世纪七十至九十年代间,我国重要用途的高质量钢大部分从国外进口,虽然我国高表面质量冷轧钢、镀锡板、X70/80管线钢、轴承钢、电工钢、不锈钢等高质量钢生产取得了显著进步,但是每年仍进口钢材1100万-1400万吨,占我国总钢材消费的1.5%-2%,其中冷轧带钢和镀锌板进口量较多,分别占进口总量的16.1%和25%,进口冷轧带钢和镀锌板大部分用于汽车和家电。汽车板对钢材质量要求非常高,要求零缺陷,也就是说在数千米长的钢卷上没有任何表面缺陷。我国钢企在生产零缺陷钢板时可以通过提高底吹强度减少[O]和(FeO)、加强钢渣改质降低(FeO)、快速脱气促进夹杂去除、密封中间包和应用电磁搅拌等改进钢水质量,生产高质量钢。


在本次会议上,中国金属学会常务副理事长赵沛系统梳理了炼钢工艺技术发展并回顾了我国钢铁工业近年的发展,韩国延世大学Dong Joon MIN、日本东京大学Fumitaka TSUKIHASHI、加拿大多伦多大学John D Young、Primetals公司WIMMER Gerald博士分别就碱度与Al2O3含量对炼钢炉渣硫容量和MgO溶解度的影响、环境友好型炼钢工艺的钢渣利用技术、如何改进钢厂的设计和生产、提高转炉炼钢过程中废钢使用比例等内容作了报告,大会还就转炉炼钢、连铸、环保、钢的回收利用等议题进行了讨论。


本次会议的召开为推动钢铁工业尤其是炼钢系统可持续绿色发展,进一步加强科技交流合作,推动炼钢技术创新发展发挥了重要作用。

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