中冶華天工程技術有限公司（以下簡稱“中冶華天”）多年來一直致力于從事煉鋼節(jié)能減排領域的研究和創(chuàng)新。2011年成功研制的“低成本節(jié)能環(huán)保120t轉爐煉鋼集成技術”，于2012年通過了中冶集團組織的科技成果鑒定，達到了國內領先水平。該技術創(chuàng)新成果首次成功應用于天津天鋼聯(lián)合特鋼有限公司120t轉爐煉鋼，經(jīng)過近3年的生產實踐，取得了顯著的冶煉效果，噸鋼鋼鐵料消耗為1060kg，噸鋼石灰消耗僅27～28kg。

　　據(jù)悉，該成果先后全部或部分應用于遼寧營口嘉晨鋼鐵公司、山東魯麗鋼鐵公司、山東傳洋鋼鐵公司等120t轉爐煉鋼，取得了可喜的成績。

　　2、技術研發(fā)背景

　　作為天津天鋼聯(lián)合特鋼有限公司的總體設計單位，中冶華天在設計中采用了“3R+人性化”設計的理念，按照循環(huán)經(jīng)濟的原則進行設計，以物流順、節(jié)能降耗、環(huán)境保護、降低生產成本、提高經(jīng)濟效益和市場競爭力為中心，通過實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，將該工程建設成為一個能源和資源節(jié)約型的綠色工廠。

　　目前大多數(shù)轉爐煉鋼廠存在著如下問題：

　　2.1鐵水供應問題

　　轉爐的鐵水供應方式有：（1）高爐鐵水罐+混鐵爐+轉爐鐵水罐；（2）混鐵車+轉爐鐵水罐；（3）高爐與轉爐共用同一鐵水罐。第一種工藝，是國家明令淘汰的高耗能、高污染的工藝，不能采用。第二種工藝存在著如下問題：一、鐵水溫降較大；二、增加了加料跨起重機作業(yè)率；三、倒罐產生大量煙塵，對煉鋼車間造成污染；四、設置倒罐及除塵設施，不僅投資較高，而且運行成本較高。

　　2.2加料系統(tǒng)與汽化冷卻系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)布置問題

　　國內外轉爐煉鋼車間的加料系統(tǒng)與汽化冷卻系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)常規(guī)集中布置在同一側，對設備的安裝、檢修、更換等存在著的一定的難度，而且作業(yè)時間長，降低了轉爐的有效生產時間，影響了轉爐車間的經(jīng)濟效益。

　　2.3加料系統(tǒng)卸料口密封問題

　　轉爐加料系統(tǒng)振動給料器卸料口密封常規(guī)采用帆布密封，鋼絲固定。由于振動給料器的振動，帆布經(jīng)常容易脫落、磨損，導致現(xiàn)場檢修頻繁，崗位含塵量得不到有效、徹底的改善。

　　2.4氧槍粘渣問題

　　轉爐常規(guī)采用直筒式氧槍。由于采用直筒式氧槍，易出現(xiàn)渣粘槍的現(xiàn)象,尤其是在濺渣護爐時，粘渣更嚴重。

　　2.5轉爐底吹系統(tǒng)問題

　　轉爐底吹透氣元件常規(guī)采用均布形式。由于采用均布易出現(xiàn)透氣元件布置在爐前位置，轉爐加廢鋼時易出現(xiàn)透氣元件機械性損壞的現(xiàn)象，增加煉鋼運行成本。

　　2.6轉爐除塵系統(tǒng)的供水模式

　　轉爐濕法除塵系統(tǒng)常規(guī)采用并聯(lián)供水模式，一文、二文、濕旋擋板脫水器采用單獨供水，供水量較大，運行成本高。

　　2.7爐渣綜合處理

　　轉爐爐渣處理方式大多為熱悶渣、熱潑渣等傳統(tǒng)方法，處理后的爐渣大部分鋼渣不能自行分離，還需其他工藝過程進行分離（如破碎、篩選等），爐渣利用率低。

　　3、創(chuàng)新成果的主要特點、創(chuàng)新點

　　3.1“一罐制”鐵水直供工藝方案

　　將高爐鐵水罐與轉爐鐵水罐統(tǒng)一，也叫“一罐制”。采用鐵水罐車將鐵水從高爐出鐵場通過鐵路運輸至煉鋼車間，經(jīng)過脫硫工序處理后兌入轉爐內。

　　“一罐制”鐵水直供工藝方案將煉鐵、煉鋼兩道工序有效銜接，最大限度的減少了鐵水溫降、噴濺損失和占地面積，減少了鐵水倒罐對煉鋼車間造成的污染，降低一次性投資及長期運行成本。

　　“一罐制”鐵水直供方案已成為當前國內外長流程設計的優(yōu)先選擇方案，沙鋼200t轉爐鋼廠、新余210t轉爐鋼廠、濰坊150t轉爐鋼廠、富倫150t轉爐鋼廠、魯麗150t轉爐鋼廠等采用了此方案，取得了很好的經(jīng)濟效益。

　　3.2加料系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)及汽化冷系統(tǒng)布置方案

　　轉爐加料系統(tǒng)布置在加料高跨，除塵系統(tǒng)和汽化冷卻系統(tǒng)則布置在轉爐高跨。

　　加料系統(tǒng)與除塵系統(tǒng)、汽化冷卻系分跨布置方案，其與同跨布置相比有如下特點：

　?。?）有利于汽化冷卻煙道的安裝、更換及相關維修；

　　（2）減輕轉爐高跨鋼結構量，可適當減小轉爐跨跨度，減少一次性建設投資；

　?。?）增大轉爐高跨設備安裝及維修空間；

　　（4）減少對爐襯的破壞；

　?。?）汽化冷卻煙道壽命長。

　　3.3加料系統(tǒng)新型密封方案

　　加料系統(tǒng)的振動給料器上部和下部連接方式采用了新型的密封型式。該方案已申請實用新型專利一項。其與傳統(tǒng)密封方案相比有如下特點：

　　橡膠制品取材容易，成本較低；

　　結構簡單，安裝及維修容易；

　　能克服振動給料器振動所帶來的密封方式的脫落。

　　3.4大錐度氧槍

　　設計采用大錐度氧槍。槍身總長保持不變，爐渣靠自身重力自動脫落。

　　大錐度氧槍與傳統(tǒng)直筒式氧槍相比有如下特點：

　　爐渣處于氧槍錐度區(qū)，靠自身重力自動脫落，減少刮渣器設備的投資；

　　氧槍幾乎不粘渣，大大減輕現(xiàn)場工人的勞動強度。

　　國內天津聯(lián)合特鋼、濟鋼、濰坊鋼廠、重鋼等企業(yè)采用此技術，并取得了一定的經(jīng)濟效益。

　　3.5轉爐底吹系統(tǒng)采用透氣元件非對稱布置方案

　　轉爐底吹系統(tǒng)采用6個透氣元件非均勻布置形式。

　　與傳統(tǒng)對稱布置形式相比有如下特點：

　　圍繞耳軸中心線布置透氣元件，克服轉爐加廢鋼所造成的透氣元件機械性損壞的現(xiàn)象；

　　有效提高轉爐熔池攪拌動能，降低碳氧濃度積（終點碳氧濃度積~0.0025%），縮短了轉爐冶煉周期。

　　目前，轉爐底吹系統(tǒng)透氣元件非均勻布置形式已成為國內外發(fā)展趨勢，國內沙鋼、傳洋鋼鐵、天津聯(lián)合特鋼、濟鋼等企業(yè)也采用此技術，取得了良好的經(jīng)濟效益。

　　3.6除塵系統(tǒng)采用串聯(lián)供水模式

　　除塵系統(tǒng)的冷卻水采用串聯(lián)供水模式。它與傳統(tǒng)并聯(lián)供水模式相比有如下特點：

　?。?）除塵系統(tǒng)供水量節(jié)約約40%；

　　（2）濁環(huán)水泵房及相關設備一次性投資減少。

　　此技術先后在濰坊150t轉爐、富倫150t轉爐、天鋼聯(lián)合特鋼120t轉爐等企業(yè)使用，取得了良好的經(jīng)濟效益。

　　3.7熱潑渣與新型鋼渣水淬綜合處理方案

　　本項目采用渣箱熱潑與安全環(huán)保型鋼渣水淬法結合的處理方式。根據(jù)爐渣的特性，一部分進入渣箱進行熱潑，一部分進入安全環(huán)保型鋼渣水淬裝置（中冶華天自主研發(fā)）處理，提高爐渣處理率。

　　安全環(huán)保型鋼渣水淬系統(tǒng)由大塊度鋼渣輸送系統(tǒng)、粒化器、渣罐液壓傾翻機構組成。其中，渣罐液壓傾翻機構，直接由兩側傾翻臂液壓缸同時驅動，傾翻平穩(wěn)，同時，還設置止擋臂，避免渣罐傾翻時脫落的危險。水淬后的渣采用大塊渣輸出輥道，用于解決水淬后的鋼渣進行篩選、大塊渣直接進入水池易發(fā)生爆炸、后期分離處理成本較高等問題。同時，大塊渣輸出系統(tǒng)由于輥子之間留有較小的間隙，既保證了小顆粒的鋼渣順著輥道間隙滑落進入水池，又使得未?；耆拇髩K鋼渣通過輥道輸送到旁側，以便轉運。另外，所述驅動輥、從動輥上交錯布置“十字形”撥爪，既能幫助篩選鋼渣，又使得大塊渣不卡輥、輸送可靠。

　　通過綜合處理后的鋼渣利用率大大提高。經(jīng)磁選后的鋼渣可作為轉爐冷卻劑、廢鋼或返燒結作為原料使用，尾渣外供水泥原料、道路填料等使用，明顯減少了石灰的加入量和廢鋼的使用量，節(jié)約成本。

　　新型鋼渣水淬為中冶華天自主開發(fā)設計，該技術已申請發(fā)明專利一項，實用新型專利兩項。

　　3.8污泥就地造球

　　轉爐除塵系統(tǒng)回收的污泥，采用小循環(huán)處理，就地制成合成渣球團，直接返給轉爐作冷卻劑使用，不僅回收了鐵資源，降低鋼鐵料消耗，而且縮短了冶煉時間，鋼廠的經(jīng)濟效益約4～5元/噸鋼。

　　4、推廣應用前景

　　我國城市化、工業(yè)化、現(xiàn)代化的進程正在加快，現(xiàn)正處于經(jīng)濟建設高速增長的階段。這也就要求我們節(jié)約能源，提高三廢的綜合治理和回收利用，做到負能煉鋼。使原本的耗能大戶成為新型的綠色環(huán)保鋼廠，使煉鋼廠成為國民經(jīng)濟經(jīng)濟建設過程中十分重要的一環(huán)。

　　該科研成果集成創(chuàng)新了多項煉鋼生產的工藝技術，旨在降低生產成本及能耗，方便廠方組織生產。研究成果可廣泛應用于轉爐煉鋼生產工藝，應用后能保護環(huán)境、節(jié)能降耗，具有明顯的環(huán)境保護效益和綜合的社會效益。該項目的推廣可改善環(huán)境，促進經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，具有良好的企業(yè)經(jīng)濟效益和顯著的社會效益。