低碳炼钢技术

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低碳炼钢技术范文第1篇

[关键词]钢铁产业；能耗；碳排放；系统动力学

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.04.080

[中图分类号]F426；F205 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2017）04-0-03

近年来，我国钢铁企业通过不断提高炼钢技术、升级炼钢设备等措施降低能源消耗和减少二氧化碳的排放量。这些节能减排措施的实施促使我国吨钢综合能耗从1994年1 178千克标准煤/吨下降到2013年的591.88千克标准煤/吨，年均下降率为3.5%。然而与发达国家钢铁产业相比，我国钢铁产业的能源利用效率仍然处于劣势，因此，二氧化碳的排放量还有较大的下降空间。

1 钢铁产业能耗与碳排放关系的研究背景

钢铁产业是典型的能源密集型工业，其对煤炭资源的需求占据着主导地位，这也导致我国钢铁产业成为全国工业部门中二氧化碳排放的大户。因此，钢铁产业是我国重点需要节能减排的对象。能源消耗与二氧化碳排放量之间具有较强的正相关性和因果关系。本文利用系统动力学（System Dynamics）构建了我国钢铁产业“能源消耗与碳排放”的模型，划分为三种不同情景，并分析能源消耗与二氧化碳排放量之间关系的变动。

2 钢铁产业能耗与碳排放关系的研究方法

本文构建了我国钢铁产业“能源消耗与碳排放”的系统动力学模型。其包含了四个子系统，分别是：人口经济、钢铁产业、钢铁生产流程能源消耗和钢铁产业碳排放。其中，人口子系统，如图1所示，其主要反映社会经济的发展趋势，人口总量的变化以及城镇化的发展趋势；钢铁产业子系统，如图2所示，图中的因素之间存在着动态的反馈关系，影响着钢铁资源供给和消费的变动，同时还影响着能源消耗量的变动，主要反映了钢铁资源的供给状况；能源消耗子系统如图3所示，其主要分为长流程和短流程来反映钢铁生产过程中的能耗状况；碳排放子系统，如图4所示，反映了生产过程中，由于不同程度的能耗结构和能耗程度所产生的不同碳排放水平。依据历史数据的方法，结果显示模型所得出的数据和历史数据之间的误差值基本在10%以内。因此，证明“能源消耗与碳排放”的模型是合理的。

3 钢铁产业能耗与碳排放关系的情景分析

3.1 情景设定

本文设定了三种情景分析钢铁行业能耗和碳排放之间的联动关系。这三种情景分别是基准情景（Base）、弱低碳情景（Low）、强低碳情景（High）。基准情景表示在2013年发展趋势的基础上，进行顺势外推。炼钢生产流程中，转炉炼钢占比不低于70%，处于主要的利用地位。焦炭和煤炭仍属于主要的能源消耗种类。弱低碳情景中考虑国家“十二五”规划中对节能减排的要求。电炉炼钢的占比开始提升，化石能源的使用逐渐下降。经济增长和人口的增长速度均开始放缓。强低碳情景意味着经济增长和人口的增长继续放缓，人口老龄化严重。电炉钢比例有了进一步的提高，化石能源的消耗得到进一步的下降。

3.2 源消耗与碳排放的关系讨论

基于情景分析得到的结果，进行炼钢总能耗与总碳排放量、吨钢综合能耗与吨钢碳排放量之间关系的分析。

3.2.1 炼钢总能耗与总碳排放量关系的分析

从2013年到2030年的情景结果可以看出，三种情景下的炼钢总能耗与二氧化碳总排放量都呈现出明显的下降趋势。炼钢总能耗和总碳排放量之间是线性相关的关系，如图5和图6所示。

与总碳排放量的线性关系与总碳排放量的线性关系，如图7所示。

从图5，6，7中可以看出，在三种不同情景下，炼钢总能耗和总碳排放关系。

在基准情景下，炼钢总能耗与总碳排放之间的线性关系为：

y=4.267xC4E+07（1）

弱低碳情景下，炼钢总能耗与总碳排放之间的线性关系为：

y=3.7418xC3E+07（2）

强低碳情景下，炼钢总能耗与总碳排放之间的线性关系为：

y=3.2262x-2E+07（3）

3.2.2 钢综合能耗与吨钢碳排放量

吨钢综合能耗与吨钢碳排放量，如图8和图9所示。

与吨钢碳排放量的线性关系与吨钢碳排放量的线性关系，如图10所示。

从图8～图10中可以看出，在三种不同情景下，吨钢综合能耗与吨钢碳排放量关系。

基准情景下，吨钢综合能耗与吨钢碳排放量之间的线性关系为：

y=4.6422xC664.22（4）

弱低碳情景下，吨钢综合能耗与吨钢碳排放量之间的线性关系为：

y=4.4076xC741.44（5）

强低碳情景下，吨钢综合能耗与吨钢碳排放量之间的线性关系为：

y=3.9894xC717.7（6）

4 结 语

通过建立我国钢铁“能源消耗与碳排放”系统动力模型，并依据三种不同情景对其进行分析，得出的结果表明，三种情景下的能源消耗和碳排放量均呈现出正相关的线性关系。根据以上情景结果的分析，可提出钢铁产业相关政策。第一，继续产业结构的优化，淘汰落后产能，增加企业进入钢铁行业的准入门槛。第二，积极推广碳排放量较低的清洁能源的使用，同时鼓励技术进步。第三，限制低效、低附加值钢铁企业的固定资产投资额。同时，鼓励高附加值、高技术含量钢铁制品的生产。第四，政府鼓励各省市建立自己的钢铁产业信息库，适应当地钢铁产业的产业信息、企业规模、污染情况等。并根据钢铁产业能源消耗所处的环境来制定相关节能减排的政策。

主要参考文献

[1]S Zeng，Y Lan，J Huang.Mitigation Paths for Chinese Iron and Steel Industry to Tackle Global Climate Change[J].International Journal of Greenhouse Gas Control，2009（6）.

[2]L Dong，H Zhang，S Ohnishi，et，al.Environmental and Economic Gains of Industrial Symbiosis for Chinese Iron/Steel Industry：Kawasaki’s Experience and Practice In Liuzhou and Jinan[J].Journal of Cleaner Production，2013（59）.

低碳炼钢技术范文第2篇

【关键词】 管线钢 过程控制 发展趋势

面向 21 世纪的管线钢正出现一个蓬勃发展的趋势。管线钢发展的动力来自两个方面。其一是世界石油工业的发展。由于海上油气田、极地油气田和腐蚀环境油气田的开发, 不仅要求管线钢具有高的强度, 而且要求应有好的韧性、疲劳性能、抗断裂特性和耐腐蚀性能, 同时还要求力学性能的改善不应当恶化钢的焊接性能和加工性能。其二是冶金技术的进步。目前, 管线钢的设计和生产过程由于采用了冶金数学、清洁的试验室、生产过程的计算机控制等高新技术, 因而管线钢已成为低合金高强度钢和微合金钢领域内最富有活力、最具研究成果的一个重要分枝。

1 北营炼钢厂成功开发的管线系列钢种过程控制及成果

北营炼钢厂已成功开发的管线系列钢种有X42、X46、X52、X56、X60、L360NB、L415MB。

1.1 管线系列钢种化学成分:管线系列钢种化学成分如表1所示。

表1 已开发的管线系列钢种化学成分一览表

1.2 工艺路线:所有的管线系列钢种均需要采用微合金化改变其综合性能的工艺，为改善钢的塑性指标，钢中气体和夹杂物的含量要很低，为此必须采取合理的工艺路线及更严格冶炼过程控制措施，其工艺路线一致：

900t混铁炉铁水预处理（脱硫）120t顶底复吹转炉钢包底吹氩LF炉精炼板坯连铸

1.3 过程工艺控制要点:过程工艺控制要点如下：

（1）入炉铁水［S］小于0.005%；扒渣达到"镜面"效果；采用精料废钢冶炼。

（2）为控制钢水纯净度，降低钢水氮含量，副吹转炉底吹采用全程氩气；吹炼后期禁止加矿石降温；采用转炉拉低碳留氧操作，保证氩前有一定的氧活度；转炉加强挡渣操作，保证下渣量符合工艺要求。

（3）精炼过程禁止大氩气吹氩，防止大吹氩情况下钢水直接与空气接触吸氮；造高碱度的炉渣，保证白渣出离站；喂线结束保证足够的静吹时间，以便夹杂物充分上浮。

（4）大包保护套管保证全程保护浇注，氩气量充足，密封必须严密。保护浇注，每炉对保护套管吸气情况进行检查，对保护套管烧氧时，套管下口不允许对准中包注流口；生产时，保证足够的中包液面高度，既能确保夹杂物进一步上浮又能防止钢水卷渣。

1.4 管线钢开发成果

北营炼钢厂从07年至今，共计开发管线系列7个品种，从当初生产低级别X42的试生产，到现阶段已具备规模生产管线X60的综合能力，并逐步向更高级别的X70过度，这之间凝聚了众多科技工作者的心血。现以X60为例，就最近两年北营炼钢厂开发管线系列钢种的成果介绍如下。

(1) X60化学成分:管线X60实际化学成分控制情况如表2所示。

表2 管线X60实际化学成分控制情况

由表2可见，除了［AIs］以外，其余元素内控合格率达91%，其中C能精确控制在0.10%±0.02%范围之内；P能控制在0.020%以下；S能控制在0.005%以下（S的控制已基本具备生产更高级别管线钢的能力）。

(2) 内部质量控制:低倍检验结果见表3。

由表3板坯低倍检验结果可见，内部缺陷轻微，其管线X60板坯内部质量较理想。

表3 X60板坯低倍组织检验结果

(3)夹杂物控制:金相检验结果见表4。

由表4板坯金相检验结果可见，夹杂物的级别均不高。通过加强冶炼过程控制，有能力将夹杂物控制更低。

表4 X60板坯金相检验结果

(4) 气体元素含量控制:从热轧钢带取样检验气体元素含量，结果见表5。

由表5可见，X60热轧钢带全氧含量平均46.1×10-6；氮含量平均41.8 ×10-6。个别炉次全氧含量和氮含量超过50×10-6，稍微偏高，钢中气体含量对钢的塑性影响很大，氧含量高，氧化物夹杂就多。所以对X60一类的管线系列，尽量控制钢中全氧不大于40×10-6。

表5 X60热轧钢带气体检验结果

2 北营炼钢厂未来管线钢开发思路

现阶段炼钢厂已具备生产X60及以下级别管线系列钢种的能力，为适应市场需求，实现产品升级，炼钢厂开发管线系列钢种下一目标是全力组织X70的生产。X70对气体含量要求相当严格，需要采用RH进行脱气。X70控制思路如下

2.1工艺流程

混铁炉复吹转炉LFRHCC。

2.2过程控制

（1）利用复吹转炉求钢水低碳，吹炼终点C≤0.04%。

（2）合金化用低碳合金或纯金属，最大减少限度减少合金增碳。

（3）脱氧顺序由弱到强，且在出钢末期加强脱氧元素脱氧，减少出钢过程吸氮。

（4）LF在强吹氩脱硫过程中，除尘风机能力减弱，实现炉内微正压，减少钢水增氮。

（5）所有渣罐均为格栅罐，并用石灰喷涂，允许转炉、连铸少量剩钢水操作，降低炉渣对钢水危害。

（6）RH只进行脱气和合金微调。

（7）铸机二冷采用合金包晶钢冷却水且严禁扇形段漏水。

（8）连铸采用特殊保护渣，实现结晶器缓冷。

（9）部分铸坯进行角部清理。

（10）中间包流场优化设计，设置稳流器、挡墙和坝。

3 管线钢发展方向趋势及展望

随着北营1780连轧生产线的投产，RH设备的投产，北营炼钢厂也将具备研制开发管线钢X70的能力。因此，研究管线钢的发展方向，掌握国内管线钢的生产情况是非常必要的。

管线运输是长距离输送石油、天然气最经济合理的运输方式。随着全球能源结构的优化调整使石油、天然气的需求量增加，促进了管线工程的迅速发展。同时，为了提高输送效益、降低能耗、减少投资，长输管线向高压、大口径输送发展已成为趋势，并对管线用钢提出高强度高韧性的要求，管线钢的生产技术也得到了快速发展 。目前国际上长输管线多采用X60～X70级别的管线钢占有相当大的数量。

4 结论

低碳炼钢技术范文第3篇

关键词：降低 钢铁料消耗 分析 措施

0 引言

近年来酒钢结合炼钢工序的生产和钢铁料实际消耗情况采取了一系列的管理和技术措施，使炼钢工序钢铁料消耗有了大幅度的降低，2014年钢铁料消耗降至1090kg/t钢，提高了市场适应能力，取得了较为显著的经济效益。

1 影响钢铁料消耗的因素

以酒钢120吨转炉冶炼Q345B为例，其主原料中铁水105吨约占83%，华北生铁块19吨约占15%，废钢3吨约占2%。根据数据分析研究，将铁水Si、P、S、渣中带钢、转炉喷溅、氧耗、石灰加入量、石灰加入时机等确定为影响吹损的主要因素

1.1 元素氧化损失（化学成分取平均值计算）

酒钢冶炼Q345B所用金属料的化学成分及终点控制

■

根据表计算损失合计%：4.25%，实际冶炼过程受铁水条件，品种的影响，成分存在一定波动。但铁水元素变化尤其是Si元素的变化对钢铁料消耗影响较大。

1.2 铁水P、S含量与吹损的关系 从转炉吹损与铁水P、S含量变化趋势图可看出，转炉吹损与铁水P、S含量均具有正相关性。铁水P、S含量的变化均对转炉吹损具有较大的影响作用，铁水P含量每升高0.01%，则吹损升高1.3kg/t;铁水S每升高0.01%，则吹损升高8.6kg/t。

1.3 转炉渣量、含铁量与吹损的关系 转炉炉渣中Fe2O3及FeO折算成铁损在1.3～1.6%左右，另外炉渣中还悬浮8%左右的金属铁珠。按渣量为金属装入量9%计算，则渣中带走的铁量为2.5左右。

■

1.4 喷溅造成的金属损失 转炉喷溅大概在0.5～

3.6%，喷溅量由于人工估量存在一定偏差，转炉的喷溅与造渣料的加入量有关及二批料加入时机有关，伴随着石灰用量的增加，转炉渣量增加，使钢中的C氧化产生的CO气体受转炉炉渣的压制难以排除，积压到一定程度时，将产生爆发性喷溅带出钢液和炉渣，增加转炉吹损。

1.5 钢铁料结构 在钢铁料结构中，存在理论与实际投入的铁量的差异，目前公司转炉消耗的生铁块主要是外购生铁，含硅、锰、硫较高;外购废钢中轻薄废钢较多，成分波动较大。在个别情况下，还存在全铁水冶炼的情况，由于无生铁与废钢降温，需要增加生白云石及石灰用量达到降温目的，渣量大增的同时，导致喷溅、吹损大幅增加。

1.6 造渣料结构 从吹损与石灰单耗变化趋势和线性分析图可看出，转炉吹损随石灰单耗的增大而升高，石灰单耗每增加1kg/t则转炉吹损升高0.32kg/t。

在吹炼前期加入一定量的石灰脱P，转炉内化学反应钢渣之间P存在一定的平衡关系，在达到平衡点时，脱P效果最差，吹氧只能增加Fe的氧化烧损。为达到进一步去磷的目的，中途倒渣，致使FeO随炉渣一起流失，钢中的Fe和渣中的FeO平衡被打破，继续加入石灰吹氧脱P，增加了钢中的Fe的氧化，导致转炉吹损增加。

转炉吹损随石灰单耗的增加而升高，石灰单耗每增加1kg/t则转炉吹损升高0.32kg/t。

2 降低钢铁料消耗的主要措施

2.1 加强管理工作 炼钢保障金属损失主要包括两大部分：脱硫铁损，转炉吹损。完善钢厂钢铁料消耗的控制管理体系，强化工序过程控制。管理上一要加强废钢回收，杜绝废钢流失。炼钢回收废钢包括：铁水预处理区域产生的各类渣铁，转炉区域产生的各类渣钢等。废钢回收量的核定以废钢中转站开具的磅单为准。炼钢各类渣钢计划为：3kg/t，源泉废钢回收5.5kg/t。二是要加强生铁块、废钢的过程质量监控及周、月库存盘点。三是落实各责任岗位钢铁料消耗考核指标，规范炼钢、连铸工序操作， 提高吹炼控制水平，减少折罐、回炉、漏钢等生产事故。

2.2 优化入炉原料 转炉炼钢铁水使用量达到70%以上，近年来铁水带硫增加，而品种钢产量和高质量需求的增加，脱硫比例的不断上升，控制铁水带S量至0.030%。导致脱硫铁损增加。为降低脱硫铁损，要求脱硫渣中Fe含量控制在35%以内。溜槽、铁包粘包损失控制在1.76kg/t以内。调整装入，增加氧化铁皮球、烧结矿等消耗量，平均消耗达到15kg/t以上。利用其化渣效果及与废钢的价格差，不仅可以提前化渣，保护炉衬，提高脱磷效果，也可以提高Fe的回收率高，有效增加钢水量，达到降低钢铁料消耗的目的。

2.3 改进吹炼工艺，减少过程吹损 ①提高转炉终点C、Mn含量，转炉平均化学损控制在47.5kg/t。②提高造渣材料质量，实施少渣冶炼，降低渣中铁量损失。酒钢碳钢厂实施少渣冶炼，减少石灰用量15kg/t，少渣比例达到30以上，综合减少渣量4.5kg/t，转炉渣量控制在110.75kg/t以内。③控制终渣FeO含量 提高终点命中率， 在酒钢碳钢转炉冶炼中要求普碳钢炉渣∑FeO≤15%;薄板坯低合金、低碳钢炉渣∑FeO≤22%;过RH炉转炉炉渣∑FeO≤24%;综合炉渣∑FeO≤17.6%。④提高操作水平，降低喷溅损失。作为优化钢铁料结构的措施，增加了铁矿石用量，但矿石的使用过程中容易出现喷溅，为减少喷溅，吹炼过程中，矿石加入应该分批少量，既要增多批数，减少批量，在冶炼前期分二至三批加入，确保熔池均匀升温，C-O反应平稳，避免因炉膛温度的剧烈变化而导致喷溅。⑤红包受钢，挡渣出钢。出钢温度高会增加铁水烧损及耐材的消耗，降低合金收得率。采用红包受钢可以降低出钢温度15～20°C，不仅有利于减少钢中夹杂和气体，减少回磷及吹损，提高炉衬及钢包寿命。同时也有利于稳定连铸操作。提高拉坯速度。为提高挡渣效果，采用挡渣帽阻挡一次下渣，在出钢即将结束时按照转炉出钢角度，用挡渣锥定位投放阻挡二次下渣，可以有效的减少钢包内炉渣量和钢水回磷量，提高钢水质量和转炉钢水合格率。

2.4 优化连铸工艺 提高连铸金属收得率 减少事故停浇，提高中包包龄，方坯包龄21炉，板坯包龄22炉，薄板坯包龄15.5炉。严格控制中包注余损失量，常规中包注余4吨/次，薄板坯碳中包注余7.5吨/次，薄板坯中包注余8吨/次。合理控制大包注余钢水损失，常规中包注余200kg/t炉，薄板坯普碳中包注余800kg/t，薄板坯普碳低碳注余1200kg/t。提高热注余回收率，CSPQ235B、CSPSPHC-A/B回收比率达到30%以上，综合回收率27%。

3 结论

严格生产管理，增强转炉车间各工序（转炉――精炼――连铸）之间的协调组织能力，做到过程受控，对降低钢厂的钢铁料消耗具有重要影响。加强原料管理与控制，提高铁水及石灰质量并保证其质量的稳定，减少因原料成分波动对操作稳定性的影响。规范吹炼制度稳定操作。终点双命中率的高低取决于炼钢工操作的水平，减少后吹，合理控制吹炼抢位及氧压，控制终点钢水氧化性，提高合金收得率，减少铁损，可有效降低转炉钢水消耗。

参考文献：

[1]张岩，张红文.氧气转炉炼钢工艺与设备[M].冶金工业出版社.

[2]干勇，等.炼钢-连铸新技术800问[M].冶金工业出版社.

[3]冯捷，张红文.转炉炼钢生产[M].冶金工业出版社.

[4]王兆红，张超，胡庆利.对影响转炉钢铁料消耗因素的分析与探讨[J].金属世界，2007（4）.

低碳炼钢技术范文第4篇

【关键词】炼钢污水；炼钢粗颗粒污泥：技术改造；技术进步

1.前言

宝钢集团八钢公司的两台265m2烧结机，先后于2006年12月18日和2008年10月5日建成投产，一台430m2烧结机2011年8月1日建成投产。八钢烧结坚持以技术进步为核心，不断创新，不断改进，始终坚持节能减排以取得经济效益和社会效益为追求目标。

2.节能减排与环保新技术应用与工艺完善，解决现场难点问题

2.1炼钢污水用于生石灰消化，实现了污水排放为零的目标

以前，部分炼钢和轧钢污水由泥浆泵泵入A265烧结混合机，多余的污水则通用罐车倒到附近山上晾晒，干污泥再配入烧结混匀料中，这种污水处理法既污染了环境，又增加了运输成本。

B265、C430烧结投产后，随着水幕除尘的使用，我厂将污水直接加入生石灰消化器中。烧结生石灰消化平均耗水约2100m3/天，八钢污水产出量约为1200-1500吨/天，因此污水可完全消耗掉，不足用水由生石灰水幕除尘排放的冲洗水补充。

污水用于生石灰消化，产生了良好的经济和社会效益：除减少环境污染外，每年回收污泥（干基）约7.3万吨，烧结矿水耗降低0.38m3/吨，降低运输费用134万元。

2.2水幕除尘在生石灰消化中的运用

生石灰消化对提高烧结矿的产质量效果非常明显，但是由于生石灰在消化过程中放出大量的热，产生大量蒸汽，温度高达200-300℃，同时夹带大量有腐蚀性的粉尘，对岗位的环境影响较大。因此，很多烧结厂因环境问题都没有使用。

我们在对兄弟烧结厂和除尘器厂家考察、论证的基础上，采用湖南金钟环保除尘器厂生产的水幕除尘器很好的解决了此项难题。

3.环保新技术应用与现场实际相结合的提高与完善，解决现场难点问题

3.1配料胶带机加装导流罩隔绝粉尘蒸汽外溢保证混合料料温，因受到建厂后厂房限制，水幕除尘器只在生石灰消化器处安装了两台，保证了配料皮带消化端的现场环境，配料皮带进混合机仍有约100米的通廊处在粉尘蒸汽的恶劣环境中，因此我们采用了在配料皮带上加装一层导流罩，导流罩上架设风管安装轴流风机。使用轴流风机通过风管将导料槽内的粉尘和蒸汽抽走，环境改善明显。但生石灰配加污水消化产生了大量的粉尘蒸汽，一段时间后，轴流风机叶片粘泥严重，轴流风机烧损严重，增加了设备维护成本。为保证人员设备安全及现场环境，配料环节被迫停止熔剂加水消化，从而导致烧结机产能受限。

3.2配料胶带机原导流罩上方加装二层导流罩风管移位消除设备事故的根源

在原导料槽上方在增加一层密封罩，风管位置上移。具体实施方式：密封罩在导料槽上方，将导料槽密封住，密封罩为梯形，使用φ20mm长为1000mm圆钢作为密封罩的支撑腿，上方用40mm*40mm的角钢做架，两面用帆布密封，帆布上方用螺栓固定，下方不固定，便于打开，不影响点检设备和更换胶带机托辊，前后用0.5mm铁皮密封。将轴流风机风管上移至密封罩内，只抽取密封罩内的粉尘和蒸汽，密封罩内的粉尘量小，这样可有效减少轴流风机叶片粘泥的现象。

通过加装二层密封罩和风管位置的移动，减少轴流风机叶片粘泥的现象造成的轴流风机烧损，保证风机的正常运行，也可以对混合料起到保温效果提高烧成效率，消除皮带通廊内的蒸汽及粉尘，有效解决了环境污染问题，保证了生产的正常运行。

4. 炼钢粗颗粒污泥在烧结配料环节生产过程中的直接配加回收利用

炼钢工序不但产生大量的污水而且还产生了含水量30%以上的粗颗粒污泥，含水量30%以下的粗颗粒污泥可通过污水泵车加入配料混合系统参与生石灰消化。含水量30%以上的粗颗粒污泥则通过车辆拉运倾倒晾晒后再拉运至料场参与混匀，不但污染了环境还增加了生产及运输成本。

为治理炼钢粗颗粒污泥堆存场地污染问题，降低工序环节的生产运输成本，八钢公司决定由烧结工序直接配加利用炼钢粗颗粒污泥，因此需加新增烧结工序直接配加炼钢粗颗粒污泥的装置设施，达到能够完全消化掉炼钢粗颗粒污泥的问题。通过在烧结直接配加使用炼钢粗颗粒污泥，每日接收处理炼钢工序产生的粗颗粒污泥160-180吨。

炼钢粗颗粒污泥项目采用地坑进料，行车抓斗上料，螺旋输料的方式。污泥配加点选取在265烧结的B混-1皮带上。考虑到新疆冬季时间长及物料特点，需新建一工房（配套采暖设施），面积约119平方米，长14米，宽8.5米，高度12米，污泥地坑、行车及螺旋设备均设置在工房内。采用一台φ500无轴螺旋输送机及配套的小料仓（容积7.2m3，采用称重传感器）等，一台7.5米跨度5吨单梁桥式抓斗起重机抓料，污泥卸料地坑长6米，宽6米，深3米，容积108立米。

2012年11月炼钢粗颗粒污泥项目建成投入运行，通过3个月的生产运行每天全部处理掉炼钢工序产生的粗颗粒污泥160-180吨，预计年处理量达55000吨以上。产生了良好的经济和社会效益：除减少环境污染外，每日处理量160吨×365天×95%作业率×（代替铁料成本500元/吨-污泥压滤运输成本50元）-项目投入=2346.6万元/年。

5.结语

为提倡低碳、环保、节能的生存理念，八钢公司以技术进步为核心，深入现场不断创新，不断改进，节能减排与环保新技术相结合取得了社会效益和经济效益的双赢。

低碳炼钢技术范文第5篇

关键词：Al2O3-C耐火材料；碳含量；抗折强度；耐压强度

1 前言

Al2O3-C耐火材料是指以刚玉材料与石墨为主体原料，加入Si粉和Al粉等作为抗氧化剂，并以树脂为结合剂，在适当烧结工艺下烧结而成的一类用途广泛的耐火材料。由于其具有高强度、高耐火度、耐腐蚀性好和抗热震性强等特点，而被广泛应用于炼钢连铸系统。它分为不烧铝碳质耐火材料和烧成铝碳质耐火材料，主要用于连铸系统中的滑板、长水口及塞棒等，是现代炼钢系统中不可或缺的一种优质耐火材料制品[1，2]。近年来，随着连铸、炉外精炼及洁净钢等炼钢新技术发展，不仅对耐火材料的使用性能提出了更高的要求，而且还要求耐火材料的含碳量进一步降低，以避免钢液增碳，影响钢的质量[3，4]。因此，在保证含碳耐火材料高性能的基础上，低碳化成为其发展趋势[5，6]。

本文以刚玉为主体原料，以Si粉和SiC粉为抗氧化剂，热固性5405树脂为结合剂，并加入乌洛托品作为固化剂，同时加入10%、15%、20%、25%的石墨，采用埋碳环境烧结Al2O3-C耐火材料，来研究不同含碳量对样品力学性能的影响。

2 实验内容

2.1 实验原料

本实验采用刚玉原料和石墨原料为主体原料，加入研磨后的SiC和Si粉作为抗氧化剂，利用5405树脂作为结合剂，并添加乌托作为树脂固化剂，同时设计了四种不同含碳量（10%、15%、20%、25%）的原料，来研究不同含碳量对样品力学性能的影响。其具体的配方如表1 所示。

2.2 实验步骤

首先，将称量好的原料在混料机中进行混料，将混合好的原料进行干燥并控制挥发分在1%左右；然后将干燥好的原料装入模具中进行等静压成型制成样块；其次，将样块再次进行干燥后，在埋碳气氛下的马弗炉中进行烧结得到样品。烧结温度为900 ℃，保温时间为3 h。由于需要完成4种不同配方试样的抗折强度、耐压强度、体积密度和显气孔率的测试，需制备条形试样（规格为：25 mm×25 mm×125 mm）四块和方形试样（规格为：25 mm×25 mm×25 mm）四块（受成型条件所限，方形试样为条形试样利用切割机切割并打磨而成），并取平均值。

2.3 实验表征

本实验采用阿基米德排水法测量试样的致密度；采用三点弯曲法在InCstron5585型材料万能试验机测量抗弯强度；在YAW-300D型全自动压力机测试耐压强度。

3 结果分析与讨论

图1为试样密度与含碳量的关系。

从图1中可以看出，试样密度随着碳含量的增加而降低。当碳含量为10%、15%、20%和25%时，样品的密度为2.68 g/cm3、2.63 g/cm3、2.59 g/cm3和2.56 g/cm3。造成此结果的原因主要在于原料中刚玉的密度大于石墨密度[8]。石墨量的不断升高，导致刚玉量不断降低，致使密度成下降趋势。

图2为试样抗折强度与含碳量的关系。

从图2中可以看出，试样抗折强度同样随着碳含量的增加而降低。当碳含量为10%、15%、20%和25%时，样品的抗折强度为7.74 MPa、7.36 MPa、6.49 MPa和6.04 MPa。由上述数据，可以做出以下分析，铝碳耐火材料的常温抗折强度与其原料中含碳量有很大的关系。这是由于本实验所选用的石墨为鳞片石墨（石墨-895和石墨-195），在混料，压制和烧成过程中，石墨与刚玉材料之间的堆积无法按照层状堆积的方式进行堆积，导致压制过程中，孔隙的出现使材料的空间架构并不十分稳固，造成抗折强度在石墨含量较高时逐渐变低。从另一方面解释，铝碳耐火材料具有高强度的原因，也是由于氧化铝自身性质的因素，由于碳含量的增高，相应氧化铝含量会逐渐下降，强度也随之下降。

图3为试样耐压强度与含碳量的关系。

从图3中可以看出，试样耐压强度同样随着碳含量的增加而降低。当碳含量为10%、15%、20%和25%时，样品的耐压强度分别为38.46 MPa、36.92 MPa、33.85 MPa和32.69 MPa。这与其抗折强度降低的原因大致相同。

4 结论

用埋碳的方法，在刚玉中加入含量为10%、15%、20%和25%的石墨，以Si粉为抗氧化剂，热固性5405树脂为结合剂，并加入乌洛托品作为固化剂，烧结得到了Al2O3-C 耐火材料。实验研究表明：随着含碳量增加，力学性能会随之降低。当含碳量为10%、15%、20%和25%时，样品的密度分别为2.68 g/cm3、2.63 g/cm3、2.59 g/cm3和2.56 g/cm3；样品的抗折强度分别为7.74 MPa、7.36 MPa、6.49 MPa和6.04 MPa；样品的耐压强度分别为38.46 MPa、36.92 MPa、33.85 MPa和32.69 MPa。

参考文献

[1] Khanna R， Spink J， Sahajwalla V. Role of ash impurities in the depletion of carbon from alumina-graphite mixtures into liquid iron [J]. ISIJ International， 2007， 47（ 2） ： 282-288.

[2] 宋希文，章军，郭贵宝，等.Al2O3-C耐火材料的性能研究[J].包头钢铁学院学报，2000，6：111-114.

[3] 李享成，潘剑波，朱伯铨.石墨含量对Al2O3-C材料物理化学性能的影响[J].硅酸盐通报，2010，29（2）：395-398.

[4] 刘广华， 姚金甫， 田守信.Al2O3-C耐火材料抗氧化性研究进展[J].耐火材料，2011，45（2）：137-140.