氧气转炉“留渣+双渣”炼钢工艺技术131210王新华
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转炉双渣法炼钢少渣冶炼.
国内已经发表的工业试验和生产的报告有20余篇，
基本反映了该炼钢方法的技术操作特点。从已发 表的报道来看，值得注意的有以下2点。
（1）转炉容量：80t～300t，表明少渣冶炼生产
的规模大
（2）讨论内容：操作技术；经济效益；前期渣
特点，形成了完整的工艺方法
1、转炉双渣法少渣冶炼现状
已经发表文章的单位（不完全统计）及生产转炉 的容量：
双渣法之所以能够在吹炼前期造渣倒掉，吹炼中
期再造渣，减少了总渣量也能够达到单渣法吹炼 大渣量的那种脱磷效果，原因就在于利用了脱磷 与温度的关系和基本原理。
2、双渣法少渣冶炼原理
由（2）式可知，温度对脱磷反应的影响非常显著， 当温度由1680℃降低至1350℃时，脱磷反应平衡
常数可大幅度增加６个数量级。少渣冶炼的基本
③传统工艺出钢后会有钢水留在炉内，一部分会
替部分石灰和镁球。 钢研总院研究对300t转炉的前期渣打水后返回使 用，每炉次加入3～6t返回渣，每炉可节约0.7～1t 石灰。
鞍钢鲅鱼圈研究含磷钢冶炼，不加石灰而只加轻
烧白云石。
2、双渣法少渣冶炼原理
双渣法过去主要用来冶炼高硅、高磷铁水，或者
在铁水硅、磷不高时要冶炼低磷钢或超低磷钢。
用的相关情况，在大分、八幡、室兰、君
津等钢厂采用，产钢量占新日铁总产钢量
55%左右，转炉炼钢石灰消 耗 减少了40%
以上。
1、转炉双渣法少渣冶炼现状
MUCR工艺将转炉冶炼分为２个阶段，在
第１阶段主要进行脱硅、脱磷，结束后倒 出部分炉渣，然后进行第２阶段吹炼，吹 炼结束后出钢但将炉渣保持在炉内，下一 炉在炉内留渣情况下装入废钢、铁水，然 后进行第１和第２阶段吹炼，并以此循环 往复。
基本反映了该炼钢方法的技术操作特点。从已发 表的报道来看，值得注意的有以下2点。
（1）转炉容量：80t～300t，表明少渣冶炼生产
的规模大
（2）讨论内容：操作技术；经济效益；前期渣
特点，形成了完整的工艺方法
1、转炉双渣法少渣冶炼现状
已经发表文章的单位（不完全统计）及生产转炉 的容量：
双渣法之所以能够在吹炼前期造渣倒掉，吹炼中
期再造渣，减少了总渣量也能够达到单渣法吹炼 大渣量的那种脱磷效果，原因就在于利用了脱磷 与温度的关系和基本原理。
2、双渣法少渣冶炼原理
由（2）式可知，温度对脱磷反应的影响非常显著， 当温度由1680℃降低至1350℃时，脱磷反应平衡
常数可大幅度增加６个数量级。少渣冶炼的基本
③传统工艺出钢后会有钢水留在炉内，一部分会
替部分石灰和镁球。 钢研总院研究对300t转炉的前期渣打水后返回使 用，每炉次加入3～6t返回渣，每炉可节约0.7～1t 石灰。
鞍钢鲅鱼圈研究含磷钢冶炼，不加石灰而只加轻
烧白云石。
2、双渣法少渣冶炼原理
双渣法过去主要用来冶炼高硅、高磷铁水，或者
在铁水硅、磷不高时要冶炼低磷钢或超低磷钢。
用的相关情况，在大分、八幡、室兰、君
津等钢厂采用，产钢量占新日铁总产钢量
55%左右，转炉炼钢石灰消 耗 减少了40%
以上。
1、转炉双渣法少渣冶炼现状
MUCR工艺将转炉冶炼分为２个阶段，在
第１阶段主要进行脱硅、脱磷，结束后倒 出部分炉渣，然后进行第２阶段吹炼，吹 炼结束后出钢但将炉渣保持在炉内，下一 炉在炉内留渣情况下装入废钢、铁水，然 后进行第１和第２阶段吹炼，并以此循环 往复。
转炉炼钢中留渣技术的原理及应用
钢厂的油炸比例控制在60%范围内，减少炉渣，如果 炉渣多次循环使用，会导致有害物质的积累。如果五 氧化二磷的含量过度饱和，则无法充分发挥前期的 脱磷作用。
2.3留渣安锂 近年来，随着我国转炉炼钢技术不断发展和完
善，由于顶底复合吹炼、溅渣护炉等一系列的工艺出 现之后，能有效地解决喷溅问题。对于渣循环来说, 它能够带来良好的经济效益，从单扎法中衍生出各 种各样的操作工艺，自从留渣技术应用之初,要考虑 到它自身的安全,采取留渣操作之后进入废钢以后,
间,这对前期脱离有着积极的推动作用,经过反复的 实践研究，其中影响脱离效率撮主要的因素就在于 物质的酸碱度和炉渣的含量，避免炉渣中氧化铁过 多，产生的喷溅，必须要确保它的游离氧含量大于 900x10电科学的调整留渣含量叫 32稳定留渣量
对于绝大部分的炼钢厂来说，冶炼效果和留渣 量的稳定性，两者密切相关。如果炉渣发泡过稀，此 时可以使用氮气进行溅渣 ，能有效的控制问题的发 生，进而实现渣量稳定控制。我国首先使用的是
钢工艺实践［J］.新疆钢铁,2018（2）：26-30.
（编辑:苗运平）
（下转第116页）
・116・
.山酉肖金 E—mail:sxyjbjb@
第44卷
问题根源，实施改进措施。
3结论 1） 棒材劈头堆钢主要由钢坯质量问题引起（偏
析、夹杂）。
2） 钢坯内裂属于铸造缺陷，但与冶炼时成分相关。 3） 冶炼时应避开包晶点，可以有效避免偏析、 内裂。
4） 提高钢中镒硫比例可防治方坯内裂。 5） 轧制过程中，粗轧岗位密切盯钢，尽量及时处 理钢质问题。
6 ）年修时,对轧机的轧制线对正,跟换更耐磨的
3、5架导卫衬板。 7）适当调大2、4机架导卫扭转角。
参考文献
[1 ]王凯.降低高线粗轧机轧辐轴承消耗的措施[J] •轧钢,2006,23
2.3留渣安锂 近年来，随着我国转炉炼钢技术不断发展和完
善，由于顶底复合吹炼、溅渣护炉等一系列的工艺出 现之后，能有效地解决喷溅问题。对于渣循环来说, 它能够带来良好的经济效益，从单扎法中衍生出各 种各样的操作工艺，自从留渣技术应用之初,要考虑 到它自身的安全,采取留渣操作之后进入废钢以后,
间,这对前期脱离有着积极的推动作用,经过反复的 实践研究，其中影响脱离效率撮主要的因素就在于 物质的酸碱度和炉渣的含量，避免炉渣中氧化铁过 多，产生的喷溅，必须要确保它的游离氧含量大于 900x10电科学的调整留渣含量叫 32稳定留渣量
对于绝大部分的炼钢厂来说，冶炼效果和留渣 量的稳定性，两者密切相关。如果炉渣发泡过稀，此 时可以使用氮气进行溅渣 ，能有效的控制问题的发 生，进而实现渣量稳定控制。我国首先使用的是
钢工艺实践［J］.新疆钢铁,2018（2）：26-30.
（编辑:苗运平）
（下转第116页）
・116・
.山酉肖金 E—mail:sxyjbjb@
第44卷
问题根源，实施改进措施。
3结论 1） 棒材劈头堆钢主要由钢坯质量问题引起（偏
析、夹杂）。
2） 钢坯内裂属于铸造缺陷，但与冶炼时成分相关。 3） 冶炼时应避开包晶点，可以有效避免偏析、 内裂。
4） 提高钢中镒硫比例可防治方坯内裂。 5） 轧制过程中，粗轧岗位密切盯钢，尽量及时处 理钢质问题。
6 ）年修时,对轧机的轧制线对正,跟换更耐磨的
3、5架导卫衬板。 7）适当调大2、4机架导卫扭转角。
参考文献
[1 ]王凯.降低高线粗轧机轧辐轴承消耗的措施[J] •轧钢,2006,23
氧气转炉“留渣+双渣”炼钢工艺技术分析
某 钢厂公 司有５ 座２ １ ０ ｔ 顶 底 复 吹 转 理 ，如 果 硬 要 Ｓ ＧＲＳ 工 艺 ，那 么 炉 渣 的 固 结语 Ｓ ＧＲＳ 工 艺 利 用转 炉 终 渣 在 下一 炉 脱 炉 ，马 赫 数 是 ２ ． ０ ，氧枪 应 用 的 是 ５ 孑 Ｌ 喷 化 就 是十 分 困难 的 。为 了解 决 这种 问题 ， 头 ，其 热 轧钢种 有 容器 、船板 、管 线 用钢 在转 炉 出钢工 作完 成 之后 ，可 以在 炉 中加 磷 阶段 重复 使用 的特 点 ，能够 达 到降低 原
渣进 行 固化 处理 ，在 完成 固化 工作 之后 ， 即 可将 铁水 与废 钢装 入其 中 ，开展 脱磷 吹 炼 ，这 一步 骤完 成后 即可 开展 倒渣 工作 ， 并 步入 到脱 碳环 节 中 ，结 束 出钢与 留渣 工 作 ，循 环往 复 。该种 工艺 利用 了热 力学 原 理 ，在 炼终 点 ，温度 非 常高 ，此 时钢水 中 基 本上 没有 磷 ，不会 进行 脱磷 反应 ，在炉 中 留出一 定量 的终 渣 。在 进行 下一 吹炼 工 作 时 ，温度 也是 较低 的 ，但是 钢水 中 已经 有 大量 的磷 ，此 时炉 渣有 开始 能够 脱磷 ， 在 吹炼 工作 的进 行下 ，在 温度 升高 之后 ， 即 可在脱 磷 不利 的状 态下 将炉 渣倒 出 ，再 进行 脱碳 吹炼 ，这一 工艺 将上 炉 留渣原 理 充分 利 用起来 ，能够 减少 白云石和 石灰 的
中 ，一般 不会 由于倒 渣损 失钢 铁料 量 ，该 之 后 ，必 须要及 时将 炉 渣倒 出 ，而采 用快
种工 艺 的优势是 非常 显著 的。 速 足量倒 渣工 艺 即可完成 这一 目的。 ２ “ 留渣 ＋ 双渣 ”炼 钢 工艺 开 发 与 使 ２ － ３ Ｓ Ｇ Ｒ Ｓ ３ ２ 艺磷 控制 方式 。与一 般 的
渣进 行 固化 处理 ，在 完成 固化 工作 之后 ， 即 可将 铁水 与废 钢装 入其 中 ，开展 脱磷 吹 炼 ，这 一步 骤完 成后 即可 开展 倒渣 工作 ， 并 步入 到脱 碳环 节 中 ，结 束 出钢与 留渣 工 作 ，循 环往 复 。该种 工艺 利用 了热 力学 原 理 ，在 炼终 点 ，温度 非 常高 ，此 时钢水 中 基 本上 没有 磷 ，不会 进行 脱磷 反应 ，在炉 中 留出一 定量 的终 渣 。在 进行 下一 吹炼 工 作 时 ，温度 也是 较低 的 ，但是 钢水 中 已经 有 大量 的磷 ，此 时炉 渣有 开始 能够 脱磷 ， 在 吹炼 工作 的进 行下 ，在 温度 升高 之后 ， 即 可在脱 磷 不利 的状 态下 将炉 渣倒 出 ，再 进行 脱碳 吹炼 ，这一 工艺 将上 炉 留渣原 理 充分 利 用起来 ，能够 减少 白云石和 石灰 的
中 ，一般 不会 由于倒 渣损 失钢 铁料 量 ，该 之 后 ，必 须要及 时将 炉 渣倒 出 ，而采 用快
种工 艺 的优势是 非常 显著 的。 速 足量倒 渣工 艺 即可完成 这一 目的。 ２ “ 留渣 ＋ 双渣 ”炼 钢 工艺 开 发 与 使 ２ － ３ Ｓ Ｇ Ｒ Ｓ ３ ２ 艺磷 控制 方式 。与一 般 的
转炉留渣双渣操作生产实践
转炉留渣双渣操作生产实践吕凯辉(福建三安钢铁有限公司炼钢厂，福建泉州362411)摘要：介绍了福建三安炼钢厂的转炉留渣双渣操作，以及留渣操作中安全问题的解决措施，分析了应用留渣双渣操作工艺的石灰消耗、钢铁料耗、转炉炉龄、氧耗、冶炼周期、脱磷等效果。
通过优化顶底复吹转炉留渣双渣工艺制度，提高转炉前期脱磷效果，在无铁水预处理的设备条件下可以冶炼高铬铁水，满足了对钢的洁净度要求。
关键词：转炉；留渣；双渣；操作；实践0引言留渣双渣操作是将转炉上炉部分或全部的高碱度、高氧化亚铁的渣留在炉中，然后在吹炼第一期结束时倒出来，重新造渣的操作模式[1]。
该工艺具有高的碱度和比较高的∑(FeO)含量，对铁水具有一定的去磷和去硫能力，且本身还含有大量的物理热，将该种炉渣部分地甚至全部留在炉内可以显著加速下一炉初期渣的成渣过程，提高吹炼前期去磷率、节省石灰用量和提高炉子的热效率。
但在留渣双渣操作中，必须特别注意防止兑铁水时产生严重喷溅[2]。
福建三安炼钢厂研究了留渣操作喷溅和预防的机理，摸索出了1套留渣操作方法，取得了显著的经济效益。
1福建三钢的留渣双渣操作三安炼钢厂结合本厂的实际情况(高炉使用“印尼高铬矿”时，铁水铬含量高，由于铬能显著降低磷的活度，铁水中的铬氧化生成大量Cr2O3，使脱磷渣“硬化”，不利于脱磷反应的进行，转炉渣脱磷能力下降)，实行的生产工艺为：“留渣双渣法”加“高拉后吹”的生产冶炼工艺，留渣双渣法工艺对于高磷高硅高铬等铁水的冶炼比较具有实用性，其工艺流程为：溅渣留渣→进废钢铁水→下枪冶炼→起泡沫渣时提枪倒渣下枪→脱碳升温出钢。
该工艺和一般工艺的差异在于倒渣操作在吹炼中途进行，其原理是：在温度为1320～1420℃时，转炉冶炼脱磷脱硅效果较明显；而温度>1550℃时，转炉渣对于脱磷是反效果的，也即会回磷。
所以在脱硅、脱磷操作基本完成后进行倒渣操作，能有效脱磷，不影响冶炼周期，可以降低转炉石灰消耗和钢铁料消耗。
首秦100t氧气转炉“留渣双渣”炼钢工艺实践
SGRS工艺应用效果
➢渣量的确定— 理论计算渣量
使用普通活性石灰，铁水Si含量在0.50%左右， SGRS工艺渣量70-80kg/t，普通工艺渣量100-120kg/t。 SGRS工艺比普通工艺降低35kg/t，降低比例31.8%。
➢渣量的确定—铁水称量实测渣量
使用普通石灰，铁水Si含量在0.50%左右，SGRS工 艺渣量75kg/t，普通工艺渣量108kg/t。SGRS工艺比普通 工艺降低33kg/t，降低比例31.4%。 渣量的降低和Tfe含量的变化合计钢铁料消耗降低8.25 kg/t钢。
脱磷期回收工艺：
CO浓度>30%，O2<1.5%; 下枪吹炼≥2分钟; 达标时间≤3.5分钟; 氧枪下枪吹炼（氧枪在开氧点以下） 罩裙低位；
SGRS转炉煤气的回收技术应用
脱碳期回收工艺技术优化 脱碳期吹炼前期转炉煤气发生特点： •前期CO浓度上升很快，且波动小 •O2浓度下降速率较快，稳定 前期达标即回收，CO>30%,O2<1.5%,无时间和延时限制； 回收末期控制条件与常规冶炼工艺相同；
脱磷期结束倒渣控制研究
脱磷期结束倒渣量,t
6
5
4
3
2
1
0
0
5
10
15
脱磷期结束倒渣时间,min
倒渣时间增加到一定程度后，倒渣量增加不再显著。
脱磷期结束倒渣控制研究
25.0
出钢后倒渣
20.0
脱磷倒渣
15.0
12.7
倒渣量，t
10.0
5.0 4.3 6.5 7.1 7.0 7.3 6.8 7.2
0.0 第一炉 第二炉 第三炉 第四炉 第五炉 第六炉 第七炉 SGRS循环周期
氧气转炉“留渣+ 双渣” 炼钢工艺技术研究
氧气转炉“留渣+双渣〞炼钢工艺技术研究王新华1，朱国森2，李海波2，吕延春2(1.北京科技大学冶金与生态工程学院，北京100083；2.首钢技术研究院，北京100043)摘要：首钢迁钢公司和首秦公司大规模采用了“留渣+双渣〞转炉炼钢新工艺，大幅度减少了炼钢渣量和石灰、白云石消耗。
文章介绍了其中所开发的3项重要技术：①脱磷阶段采用低碱度(w(CaO)/w(SiO2)∶1.3～1.5)和低MgO质量分数(≤7.5%)渣系，形成流动性良好和适度泡沫化炉渣，解决了脱磷阶段结束难以快速足量倒渣和渣中金属铁质量分数高这两大问题；②针对脱磷阶段底吹搅拌弱问题，采用了低枪位和高供氧强度吹炼方法，利用顶吹氧气流加强金属熔池搅拌，获得了良好脱磷效果；③通过加快生产速度，特别是对“炼钢-精炼-连铸〞生产合理组织调配，在转炉冶炼时间增加大约4min情况下，钢产量并没有减少。
关键词：转炉炼钢；少渣；石灰消耗；脱磷；炉渣中国钢铁工业近20年来开展迅速，对国民经济快速增长发挥了重要作用，但在节省资源、能源和减少炉渣等固体废弃物排放等方面，目前面临着巨大的压力和挑战。
以占中国产钢量90%以上氧气转炉炼钢为例，每年生产约6.2亿t粗钢，要产生6000万t以上炉渣，消耗3100万t以上石灰和700万t以上轻烧白云石，而用于生产炼钢石灰和轻烧白云石的石灰石与生白云石矿产均为重要的不可再生资源。
2001年Ogawa等[1]报道了新日铁开发的MURC转炉炼钢新工艺及其在8t转炉的试验情况，该工艺将转炉冶炼分为2个阶段，在第1阶段主要进行脱硅、脱磷，结束后倒出局部炉渣，然后进行第2阶段吹炼，吹炼结束后出钢但将炉渣保持在炉内，下一炉在炉内留渣情况下装入废钢、铁水，然后进行第1和第2阶段吹炼，并以此循环往复。
近年来，新日铁陆续报道了MUCR工艺相关情况[2-10]，新日铁公司的大分、八幡、室兰、君津等钢厂采用了该工艺，产钢占新日铁总产钢量55%左右，转炉炼钢石灰消耗减少40%以上，但对其中许多关键技术，如液态渣固化、脱磷阶段炉渣碱度、供氧参数、脱磷工艺、倒渣控制等根本没有报道。
转炉双渣法炼钢少渣冶炼
1、转炉双渣法少渣冶炼现状
对于转炉吹炼前期渣的操作控制也进行了研究，
北京科技大学的王新华等在首钢迁安210t转炉上 试验，脱磷阶段采用低碱度（R=1.3～1.5）和低
MgO质量分数（≤7.5%）的渣系，能够形成流动
性良好和适度泡沫化的炉渣，解决了脱磷阶段结
束难以快速足量倒渣和渣中金属铁含量高这两大
3、少渣冶炼的关键技术
图７和图８分别为氧枪枪位和炉渣FeO含量
对脱磷阶段结束[P]含量的影响，可以看到， 采用较低枪位和高强度供氧，由于熔池搅 拌显著加强，尽管炉渣FeO含量降低至 9.5%附近，脱磷效率非但没有降低，反而 有较大幅度的提高。
3、少渣冶炼的关键技术
采用上述高效脱磷工艺，在铁水磷含量为
溅，引发重大安全事故。迁钢公司曾采用加入多
量石灰、白云石或废钢直接冷却对液态炉渣进行 固化的方法，但发现存在以下问题： ①如石灰、白云石加入量多，造成脱磷阶段炉渣 碱度和MgO含量过高，导致倒渣困难；
3、少渣冶炼的关键技术
②如采用废钢对液态渣进行冷却固化，由于废钢
尺寸不均衡，常发生炉内废钢“搭棚”情况，炉 底液态渣不能被充分固化，存在安全隐患。通过
稳定运行。
3、少渣冶炼的关键技术
为了使炉渣具有良好的流动性，还须对MgO含量
进行严格控制。后面的图为210t转炉脱磷阶段结
束时倒渣量与渣中MgO含量的关系，当将MgO含
量控制在7.5%以下时，倒渣量可在8t以上，能够
满足少渣冶炼工艺稳定运行的要求，为此规定对 脱磷阶段炉渣MgO含量按低于7.5%控制。这一 MgO含量控制目标低于常规工艺初期渣的MgO含 量控制目标值，采用后并未发现对炉龄有不利影
③传统工艺出钢后会有钢水留在炉内，一部分会
8-转炉“留渣-双渣”少渣炼钢工艺实践
“留渣-双渣”工艺示意图
3.转炉脱磷影响因素
3.脱磷的基本原理
2[P]+5(FeO)+4(CaO)=4CaO·P2O5+5[Fe]
a 4CaO P2 O 5 a a
2 p 5 F eO
Kp
a
4 C aO
% 4CaO P2 O 5 4CaO P O 4 5 4 % P 2 f P2 % F e O 5 F e O % CaO C aO
演变：首钢公司从2011年开始，在首钢首秦和迁钢分别连续试验单
转炉“留渣-双渣”操作，取得较好的效果，目前首钢集团首钢长治， 首钢水钢均推广应用“留渣-双渣”少渣炼钢操作工艺，工艺相对成熟 。
1. 大幅度减少炼钢石灰、白云石等渣料消耗和炼钢渣量； 2. 可以利用出钢后炉渣的物理热，预热废钢； 3. 炼钢终渣含Tfe：15~25%，渣量减少可以降低钢铁料消耗； 4. 双渣倒渣的炉渣主要为脱磷阶段低碱度渣，自由CaO含量低， 可以简化炉渣处理； 5. 常规转炉出钢后留在炉内钢水随炉渣倒出，采用“留渣-少渣”工 艺终点少倒渣、出钢后不倒渣，可以提高钢水收得率。
FeO%
H11Mn2SiA
3A14306-1 3A14306-2 3B14615-1 3B14615-2 3C14935-1 3C14935-2 3A14301-1 3A14301-2 3B14603-1 3B14603-2 3B14612-1 3B14612-1
1 冶炼周期影响
类别 加料 脱磷期 双渣 脱碳期 终点 加废钢 兑铁时间 前期吹炼时间 氮气刹渣 倒渣时间 中后期吹炼 拉碳、补吹时间 等待终点成分 出钢时间 溅渣时间 总冶炼周期 留渣-双渣 1.7 2.4 4.5 2.1 3 8.8 2 1 2.5 2 30 单渣法 1.7 2.2 4.5 / / 8.7 2 1 2.5 2.5 25.1
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迁钢在铁水[Si]含量0.22-0.40%范围，脱磷结束倒渣量应达到 6.0-12.5吨； 首秦公司在铁水[Si]在0.40-0.60%条件下，倒渣量应达到4.0 -8.0吨。
29
炉渣流动性控制
能否快速倒出足量脱磷炉渣，主要取决于对炉渣流动性的控制， 为此必须做到：
1. 炉渣充分熔化，不含未溶石灰颗粒以及方镁石(MgO)、 2CaOSiO2等高熔点析出相； 2. 控制炉渣组成使其具有较低粘度值； 3. 采用较低枪位，加强搅拌促进化渣；
10
新工艺基本原理
在温度升至对脱磷不利前尽量将炉渣倒出， 加入渣料进行第二阶段吹炼。 冶炼结束炉渣在高温下 已基本不具备去磷能力。
下炉吹炼前期，由于温度低， 所留炉渣重新具备去磷能力。
11
MURC工艺能够显著降低石灰耗量
T. Matsumiya, et al, 10th Japan-China Symposium on Science and Technology of Iron and Steel, 2004, Chiba
（3）倒渣增加冶炼时间，渣量波动对吹炼过程控制稳定性造成很大影 响。
•
迁钢和首秦公司采用SGRS工艺后相当长时间里，遇到了脱磷阶段 倒渣量不足和渣中裹入铁珠量大(15~20%)造成的严重困难。
28
倒渣量影响计算
210t转炉 铁水[Si]：0.35% 脱磷阶段碱度：1.5 脱碳阶段碱度：3.5
• •
19
首钢转炉“留渣+双渣”工艺试验研究
• • 2010年开始，在迁钢五座210t复吹转炉和首秦公司三座 100t复吹转炉，对“留渣+双渣”炼钢工艺开展试验研究； 开发了终渣快速固化、炉渣物性控制、高效脱磷、快速足量 倒渣、吹炼稳定控制、干法除尘与煤气回收、“转炉 -精炼连铸”生产组织与周期匹配等关键技术； 根据该工艺能够大幅度减少炼钢渣量的特点，命名为 SGRS 工艺（Slag Generation Reduced Steelmaking）。
2. 大分製鉄所(900万吨)： 3. 名古屋製鉄所(550万吨)：
一炼钢厂： 160t转炉×2 (脱P、脱S)； 二炼钢厂： 270t转炉×3 一炼钢厂： 170t转炉×2 三炼钢厂： 350t转炉×3
4. 八幡製鉄所(350万吨)：
5. 室蘭製鉄所(特殊钢棒线材)。
9
基本原理：温度对脱磷反应影响
•
•
转炉炼钢渣量减少30%以上；
钢铁料消耗分别降低了6.07kg/t和6.31kg/t。
23
二、关键工艺技术
技术难度：
1. 冶炼周期延长 (影响“转炉-精炼-连铸”工序间匹配；降 低钢产量）； 2. 难以快速、足量倒渣(炉内渣量蓄积导致循环中断；倒出炉 渣含大量金属铁珠)； 3. 脱磷难度增大 (初始渣P2O5含量高；国内转炉底吹弱)； 4. 过程控制精度降低 (改为两阶段吹炼；炉内渣量变化)； 5. 留渣装铁水存在安全隐患 (所留炉渣-铁水剧烈反应)。
16
新日铁对两种炼钢工艺方法评价
17
新日铁对两种炼钢工艺方法评价
18
国内“留渣+双渣”工艺应用情况
上世纪60~70年代：
小转炉、侧吹转炉； 高磷含量铁水； 目的：提高脱磷效率（早成渣，增加渣量）。
近年来三明钢厂试验采用MURC工艺：
目的：促进脱磷（厚板磷含量控制要求严）； 未能解决倒渣量不足、倒渣含铁珠量多的难题； 报道很少。
13
新日铁8t转炉试验
14 小川雄司，転炉を用いた脱りん脱炭連続処理プロセスの開発，鉄と鋼，2001，Vol.87，No.1，p21-28
石灰消耗随连续炉次变化（计算）
15 小川雄司，転炉を用いた脱りん脱炭連続処理プロセスの開発，鉄と鋼，2001，Vol.87，No.1，p21-28
新日铁对LD-ORP和MURC工艺方法评价云石均为重要的不可再 生资源，我国石灰石资源并不富裕； • 据北京市规划设计院2007年资料， 已探明石灰石矿储量(750亿吨)， 按目前石灰石耗量仅可用45年；
• 此外，大量开采石灰石、白云石还 会加剧植被破坏、水土流失，对生 态环境造成不利影响。
首钢石灰石矿山
冶炼前期温度较后期低300℃左右，脱磷反应 平衡常数较后期高出4个数量级以上。
2[P]+5[O]=P2O5(l)
△G0= -832384+632.65T
log K log
a P2O5 a a
2 5 [P] [O]
前期温度(~4min)： 1320~1380℃。
43443 33.02 T
冶炼终点温度： 1630~1680℃。
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转炉脱磷预处理 + 转炉脱碳炼钢
• 日本钢铁企业开发了“转炉脱磷预处理 + 转炉脱碳炼钢” 工艺（LD-ORP，SRP，H炉）： • • • • 高效经济生产洁净钢（包括低磷、超低磷钢）； 缩短炼钢生产周期； 降低40%以上石灰消耗和30%以上渣量(早期称为 Less Slag炼钢法)。
需要专门脱磷转炉(新建钢厂或炼钢能力有较大富余钢厂)。
SGRS工艺：
SGRS工艺应用情况
• • • 迁钢和首秦公司采用SGRS工艺产钢比率分别达到了79.1% 和81.1% ； 吨钢石灰消耗分别降低了47.3%和41.1% (迁钢降低至 22.0kg/t，首秦降低至37.2kg/t)； 轻烧白云石消耗分别降低了55.2%和56.6% (迁钢降低至 8.0kg/t，首秦降低至8.2kg/t)；
3. T. Matsumiya and M. Ichida, Recent Progress and Topics in Iron- and Steelmaking Technology in Japan, The 10th Japan-China Symposium on Science and Technology of Iron and Steel, Nov.18-19, 2004, Chiba, p1-11
• “双渣”工艺：
• • 主要目的：生产低磷钢； 石灰消耗和渣量多于常规单渣工艺。 主要目的：降低石灰、钢铁料等消耗，减少渣量； 石灰消耗和渣量少于常规单渣工艺。
•
SGRS工艺：
• •
2. 与传统“留渣兑铁”工艺不同：
• • 传统留渣兑铁：
• • 液态渣条件下兑铁，安全隐患大。 液态渣固化后兑铁，无安全隐患。
氧气转炉“留渣+双渣” 炼钢工艺技术
王新华
2012年12月
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一、背景和意义
钢铁工业是重要基础产业，近十多年来 发展迅速，其中尤以中国钢铁工业的崛 起令人瞩目； 钢铁生产在资源、能源消耗和炉渣等废 弃物排放方面存在很大问题； 氧气转炉炼钢(产钢比>91%)：
为去除磷、硫杂质等需要，炼钢过程 必须加入石灰、白云石等造渣； 全国氧气转炉年产钢6.45亿吨以上， 每年消耗4400万吨以上石灰石和 1000万吨以上白云石，产生6200万 吨以上炉渣。
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渣量比较
工艺A：传统炼钢工艺； 工艺B：铁水罐脱磷预处理； 工艺C：转炉铁水脱磷预处理； 工艺D：转炉铁水预处理，80% 脱碳转炉渣返回脱磷转 炉利用。
S. Kitamura, et al., 9th China-Japan Symposium on Science and Technology of Iron and Steel, 2001, Xian 7
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新日铁MURC工艺相关报道
1. 小川雄司，矢野正孝，北村信也，平田浩，転炉を用いた脱りん脱炭連続処理プ ロセスの開発，鉄と鋼，2001，Vol.87，No.1，p21-28 2. K. Kume, K. Yonezawa, M. Yoshimi, H. Hondo and M. Kumakura, CAMP-ISIJ, 2003, Vol.16, p116
新日铁开发“MURC”炼钢工艺
岩崎正樹，松尾充高，製鋼技術開発の歩みと今後の展望，新日鉄技報， 2011 ，第 391 号，p88-93 8 小川雄司，転炉を用いた脱りん脱炭連続処理プロセスの開発，鉄と鋼， 87(2001) ， p21-28
新日铁炼钢工厂
1. 君津製鉄所(950万吨)：
一炼钢厂： 220t转炉×3 二炼钢厂： 300t转炉×2 炼钢厂： 380t转炉×3
4. K. Morita, M. Kumakura, T. Washizu and K. Kume, Efficiency Promotion of Refining Process in Nippon Steel Corporation, The 4th International Congress on the Science and Technology of Steelmaking, Oct.6-8, 2008, Gifu, p253-256 5. Y. Ueshima and K. Saito, Recent Advances and Topics of Iron- and Steel-making Technology in Japan, The 12th Japan-China Symposium on Science and Technology of Iron and Steel, Oct.17-19, 2010, Nagoya, p11-18 6. 岩崎正樹，松尾充高，製鋼技術開発の歩みと今後の展望，新日鉄技報，2011， 第391号，p88-93
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1、脱磷阶段低碱度渣系开发与炉渣物性控制
• • 采用SGRS炼钢工艺，脱磷阶段结束后能否快速倒出足够量炉渣具 有非常重要的意义； 如倒渣量不足：
（1）炉内渣量逐炉蓄积，碱度不断增加，倒渣愈加困难，最后导致 SGRS工艺无法接续，循环被迫停止；
（2）炉渣流动性逐炉变差，渣中裹入金属铁珠量大，钢铁料消耗增加 ；