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我国炼钢连铸技术发展和XX年展望我国炼钢-连铸技术进展与2010年展望殷瑞铉钢铁研究总院北京10081摘要：本文系统总结了2000年以来国内炼钢-连铸技术的进展与要紧的技术成果，分析了目前炼钢-连铸生产技术的要紧问题，并对2010年我国炼钢-连铸的技术进展方向进行了系统阐述。为了进一步提高国内炼钢-连铸的生产技术水平，务必确立21世纪新一代钢铁厂的新理念与新目标，通过对炼钢-连铸生产过程的系统优化、解析与集成，建立起高效、低成本洁净钢生产平台。讨论了洁净钢生产平台建设面临的要紧技术问题、解决方法与具体措施。关键词：炼钢、连铸、炉外精炼、洁净钢、流程工程-XX.X-刖S进入新世纪以来，我国钢铁生产持续进展，钢产量增加，许多企业的技术装备达到了国际水平，钢材品种与质量己接近或者达到国际先进水平，上述事实说明我国钢铁工业的进展已经进入一个新的时代。今后几年，我国钢铁工业不但应在规模与质量等方面达到国际先进水平，而且在钢铁生产、工程设计、工艺与装备、节能减排、环保等方面的研究开发、生产运行都应走向国际前沿。为实现上述战略目标，务必认真同顾总结新世纪以来我国钢铁工业特别是炼钢-连铸生产技术进展的成就，分析存在的问题，研究今后炼钢-连铸技术的进展趋势与方向，不断创新，为完善与进展新一代炼钢工艺流程做出奉献。1 .炼钢-连铸生产与技术的进展2000年以来，国内炼钢-连铸生产与技术取得明显的进步，要紧表现在下列几个方面：1.1 钢产量高速增长图1给出2000年以来国内钢铁产量增长趋势，粗钢产量从2000年L285亿吨增长到2007年4.892亿吨，平均年增长率为18.2%o转炉是目前中国最要紧的炼钢方法，转炉钢产量从20001080902000200120022003200420052006200701000020000300004000050000比例(%)产量(万吨)年份粗钢转炉钢电炉钢转炉钢比例电炉钢比例图12000年以来国内粗钢产量增长与生产结构的变化年的1.058亿吨增长到2007年的4.4亿吨，平均年增长率为19.5%,高于国内粗钢产量增长速度。转炉钢比例相应从2000年的82.4%增长到90%左右。电炉也是目前国内要紧炼钢方法，随着中国钢产量迅速增长，电炉钢比例在2003年往常缓慢增长，最高达17.6%；2004年以后，由于转炉钢的快速增长，电炉钢比例逐年降低，但电炉钢产量持续增长，与2000年相比电炉钢产量翻了一番。在国内钢产量迅速发展的同时，连铸比也不断增长。如图2所示，2000年全国连铸坯产量为1.096亿吨，连铸比85. 3%；2007年全国连铸坯产量为4.74亿吨，连铸比96.95%。随着连铸比的提高，成材率也相应提高，平均达到了96.2%,说明连铸技术的进步为我国钢铁工业增产增效、节能减排做出了重要奉献.85.2 术经济指标不断优化国内炼钢-连铸生产技术的进步要紧表达在各项技术经济指标不断优化。表1给出2003至2007年国内转炉、电炉与连铸的要紧技术经济指标变化情况。表12003年以来国内大、中型钢铁企业炼钢-连铸技术经济平均指标变化20032004200520062007钢铁料消耗，kg/t1087.661091.621088.61085.91085日历作业率，%77.7583.8880.8283.9682.68转炉平均炉龄，炉46305218578568237921电耗,kWh/t403.29422385.2352.5328电极消耗，kg/t2.853.012.812.62.427电炉冶炼周期，min107.497.287.6103.276.2连铸比，%95.2297.5197.5198.5398.86日历作业率,%70.9974.1664.3479.8780.26连铸连浇炉数，炉/18.6420.0120.45/国内转炉炼钢技术进步要紧表达在：完善溅渣护炉工艺，提高转炉炉龄；推广强化供氧技术，提高转炉作业率；推广长寿复吹工艺，进一步降低钢铁料消耗并提高以终点操纵为核心的转炉自动化操纵水平。20年来电炉生产技术发生重大变化：使用大型高功率与超高功率电炉淘汰606575808590951002000200120022003200420052006200701000020000300004000050000连铸比,成材率/%产量/万吨年连铸坯产量连铸比成材率图22000年后连铸坯产量、连铸比、成材率的变化大批30吨下列小型电炉；建设电炉-精炼-连铸-连轧现代化短流程生产线，使用优化配料与供电制度，强化供氧提高化学能输入量与部分电炉使用热装铁水等新工艺技术，达到降低冶炼电耗，缩短冶炼周期，实现多炉连浇。在此基础上，实现电炉生产多元化，形成电炉-普钢长材、电炉-特殊钢长材、电炉-无缝钢管、电炉-中厚板与电炉-薄板坯连铸连轧等多种生产线，完善了电炉钢产品结构，扩大了生产品种。20世纪90年代，国内连铸基本以小方坯连铸为主，至2007年已建成板坯连铸机（宽度70Omnl以上）175台，237流；薄（中）板坯连铸机17台，18流;方坯与矩形坯连铸机（150.15Omm）437台，1323流；小方坯连铸机305台，1027流；圆坯连铸机48台，173流。全国总计连铸机996台，2806流，年生产能力达到4.743亿吨。应该看到新世纪以来，我国连铸呈继续快速进展的态势，而且自主开发的能力进一步提高。随着国内炼钢-连铸技术的进步与技术经济指标的优化，获得明显经济效益：据2007年国内93家大中型企业的统计，年利润达1479.82亿元，比上年同期增长49.78%o85.3 立现代化炼钢生产流程2000年以后国内钢铁企业重点开展钢铁生产流程与工艺结构的优化，基本建立起现代化炼钢生产工艺流程：转炉流程：铁水脱硫预处理一转炉复合吹炼一二次精炼全连铸；电炉流程：大型超高功率电炉（兑铁水）冶炼一二次精炼一全连铸。近几年铁水脱硫预处理技术在国内广泛应用，要紧使用KR法石灰脱硫与喷吹法脱硫（包含CaO、CaC2喷吹，纯Mg喷吹与Mg+CaO喷吹）等方法。铁水预处理的装备能力逐年提高，至2007年铁水脱硫比已接近50%,宝钢、武钢、鞍钢等大型钢铁公司已基本实现I（XM铁水预处理。表2给出目前国内常用的几种铁水脱硫工艺技术的比较，说明国内铁水脱硫预处理工艺已经积存了比较丰富的经验，为钢厂合理选择铁水脱硫预处理工艺提供了广泛的空间。表2各类脱硫方法的技术比较脱硫工艺石灰、CaC2脱硫Mg脱硫脱硫方法KR脱硫喷粉脱硫纯Mg混合脱硫剂CaO粉CaO+CaC2MgMg+CaO终点S(%)O.OOO.0020.004"0.0080.003-0.006O.0030.008处理时间(Inin)815232810151015处理温降()25303035812I(H5脱硫剂消耗(kgt)684(CaC2)"12(CaO)0.5"1.0L52.0综合处理成本(元t)l17.2165.03(CaC2)19.3425.18为提高转炉生产效率与扩大洁净钢生产比例，国内大多数转炉炼钢厂综合采用铁水预处理、复合吹炼、强化供氧、终点动态操纵与溅渣护炉等成套先进工艺技术，较大幅度提高转炉的生产效率，降低生产成本，提高钢水的洁净度。2000年往常国内电炉技术进步的重点是使用大型超高功率电炉淘汰小型电炉,如2000年我国电炉座数已从1600多座减少到179座，其中50吨以上的大、中型电炉占全国电炉钢产量61%。2000年以后国内电炉厂综合使用铁水热装、废钢预热、优化配料供电与供氧等先进技术，获得明显的效果。如表3所示，电炉使用铁水热装工艺冶炼电耗平均降低约67kwht钢，减少电极消耗35%,缩短冶炼周期IOnlin。国内已有16座60150吨电炉使用铁水热装工艺，其单位公称吨的生产率超过了8000吨/吨年。表3国内大型电炉全废钢与兑铁水冶炼工艺的技术经济指标比较统计工厂数/个吨位/MYA生产工艺铁水比%电耗kwh/t氧耗M3t电极消耗kg/t冶炼周期min450"120全废钢+预热0334.2536.592.5757.001050150废钢+铁水20-30267.3243.241.6747.3985.4 材洁净度与品种质量的进步表42007年国内二次精炼设备能力总汇(不包含吹Ar)为了满足市场对洁净钢生产的需求，国内钢厂普遍重视二次精炼工艺，完善二次精炼设施。国内大、中型骨干企业钢水二次精炼的比例从2000年不足20%迅速增长到2007年64%。表4给出2007年国内各类二次精炼设备的台数与公称吨位总计（不包含吹Ar在内）。随着精炼设备的增长，二次精炼工艺技术也取得明显的进步，形成了以挡渣精炼种类台数/台总公称吨位/吨RH619040AOD431712VOD2714751.F29523440VD322510CAS-OB162190合计47440367出钢、合成渣洗、炉渣改质、白渣精炼与喂线与钢中夹杂物形态操纵、钢水温度、成分精确操纵与真空脱碳、脱气、夹杂物上浮分离等核心技术为基础的二次精炼工艺技术，能满足不一致类型产品的批量生产，达到超低氧、超低碳与超低硫等高品质洁净钢的质量要求。二次精炼技术的进展使国内钢材的洁净度得到显著的提高：15年前国内绝大多数转炉厂生产的钢水洁净度(.(S+P+T.O+N+H)波动在300350.10-6,目前国内多数钢厂已能够大批量生产钢水洁净度250.10-6的洁净钢，宝钢、武钢、鞍钢与首钢等大型钢铁企业生产的部分钢种洁净度能够达到WlOo.10-6。从表5能够看出，国内生产的典型高附加值产品的洁净度己达到国际先进水平。表5国内某些高质量要求洁净钢达到的水平(.10-6)钢种CNSPT0H夹杂物其它IF钢<20<20<30<100<20<2d<20.m高强度汽车板<50<50<100<30<2d<20.m管线钢(X80)<50<10<80<20<1轴承钢(GCrI5)<50<100<10<1.5d<10.mTi30帘线钢<40<30<100<30<2d<10.m无A1203夹杂高速铁路钢轨<40<30<100<15<1,5d<20.mAl<40电工钢(35W230)<24<20<10<100<15<2d<20.m不锈钢(409L)<50<70<10<150<30<2d<20.m钢材洁净度的大幅度提高导致我国钢铁工业产品结构发生了重大改变。如表6所示，近几年国内典型高品质钢种的生产比例迅速增长，不仅给钢铁企业带来更大的经济效益，而且有力的支持了国家经济建设。表620002006年典型高品质钢种增长率钢种铁道用钢大型型钢特厚板中厚板冷轧薄板镀层板冷轧电工钢板无缝管2000年产量/万吨158360761668495328644152006年产量/万吨3349173288214260516253301484增长率/%111.4154.7331.6392.4426.3395.4415.6257.685.5 能环保技术的进展年份综合能耗转炉电炉200092028.88265.59200187628.03230.09200281524.01228.94200378023.56213.73表7国内炼钢工序能耗变化（kgcet钢）近年来，国内钢铁企业高度重视节能减排工作，研究开发与应用各类先进的节能环保技术。如表7所示，2000年以来随着国内节能环保技术的进展，吨钢综合能耗与电炉工序能耗逐年降低。与国际先进水平（日本转炉工序能耗为-6kgcet）相比仍有较大差距，说明国内转炉工序尚有较大的节能空间。实现负能炼钢的核心是要解决转炉煤气、蒸汽的回收与有效利用问题。转炉煤气含硫低、热值高，适用于生产高品质石灰；而使用大型转炉蒸汽用于RH或者VD炉等真空处理设备也具有较大的经济效益。这些应是今后技术改造中应提倡的节能环保技术。目前国内转炉绝大多数使用OG法除尘工艺，基本解决了转炉烟尘对环境的严重污染。今后要进一步进展半干法或者干法转炉除尘工艺，达到节水、节能与保护环境的目标。近几年，太钢、包钢等钢厂推广使用转炉干法除尘新工艺代替OG法获得了明显的效益，如表8所示。表8国内投产的转炉干法除尘技术经济指标工厂投产时间除尘水耗t/t除尘电耗kWh/t煤气回收Nm3t蒸汽同收kg/t作业率%太钢2006.80.011.610383100包钢2006.90.053.548521100宝钢2006.90.011.25100.2770.23100莱芜2004.70.012.9576.1727.7296炼钢渣与烟尘的回收与循环利用技术近几年在国内钢厂也得到充分重视，自主研究开发的转炉渣闷渣处理与滚筒法或者轮淬法炉渣连续处理等新工艺，在生产实践中取得较好的应用效果。转炉烟尘含铁高，基本全部利用，作为烧结矿料或者冷却剂供转炉使用。马钢、包钢等企业试验使用1520kgt钢的转炉渣作为石灰的替代品返回转炉使用也取得一定成效。为实现炼钢厂固体废弃物“零”排放，提高资源利用率，今后应加强对炼钢渣与烟尘回收利用技术的研发与推广工作。连铸坯热送热装工艺能够大幅度降低加热炉燃料消耗，已被多数炼钢厂采用。今后的工作应进一步提高铸坯的热送温度与装入温度，解决无缺陷铸坯生产的关键技术与热装有关的冶金质量问题，进一步提高连铸环热送热装比例。200476126.57209.89200574736.34201.022006*64510.11108.91注：*按新公布的电折算系数统计。85.6 备大型化与设备国产化率近几年，炼钢-连铸生产装备的大型化与设备国产化率日益提高。2003年以后国内钢铁企业大力建设100吨以上的大、中型冶炼设备。至2007年底，国内200吨以上的大型转炉已达到24座，公称总吨位为6400吨，与2003年相比大型转炉的产能增加1倍。最近23年，为提高钢材洁净度，扩大高附加值钢材产品的生产规模，大多数钢厂在配备IF炉、CAS与吹氢搅拌等常压二次精炼设备的基础上，针对板带材的生产特别是冷轧薄板的生产，又新建了RH与VD等真空精炼设备。随着国内薄板（特别是冷轧薄板）生产比例的增长，RH真空精炼设备的增长尤为迅速。如图3所示，2003年以后国内已投产的RH由20台迅速增长到59台，总吨位达到9070吨，比目前整个欧洲RH的生产能力（总吨位5790吨）大56%。二次精炼的进展促进了精炼设备国产化率的提高。国内已经掌握了自主设计、制造、安装、调试大型二次精炼设备（如30OtRH）的能力，在精炼设备工艺布局、工序衔接与不一致产品的精炼工艺等方面不仅积存了丰富的经验，而且加强了技术创新。如武钢新二炼钢厂使用RH在线布置工艺，将RH布置在转炉出钢线上，并使用RH钢水罐卷扬提升装置、双室平移交替与真空室整体吊装等新技术，取得了良好的效果：可节约行车运行时间IOmin左右，减少吊运过程温降10,缩短RH设备空置时间5min,使新二炼钢的RH精炼处理比例达到80%。国内连铸技术的进展促进了连铸机设计与制造能力的提高，己能自主设计与制造小方坯、方坯与板坏连铸机，并实现快速达产。从20世纪90年代初国产连铸机以小方坯为要紧机型的格局，逐步扩展到自主设计制造习惯各类品种与规格的方坯、圆坯及板坯与中薄板坯等多种机型。我国自主设计与建造的曹妃甸京唐钢厂是国内大型钢铁联合企业建设的范例，首次使用5500m3超大型高炉、300吨铁水包直装、全量铁水“三脱”预处理与转炉高速冶炼、高拉速连铸与海水淡化等先进技术，标志着国内大型钢铁联合企业设计与设备制造的综合水平达到国际先进。01020304050602009已投产RH台数/台年份1997196719992001200320052007图3历年来国内投产RH的增长国内炼钢-连铸生产设备大型化与国产化率的提高促使钢铁厂的建设投资明显降低：大型联合企业(含冷轧、涂镀层、码头、电厂在内)的吨钢投资已降至65006800元；棒线材钢厂由于工序理顺与全面国产化，吨钢投资降低幅度更大。1.7重大技术创新项目取得好成绩科技进步是我国钢铁工业迅速进展的要紧推动力。近几年，国内钢铁企业日益重视企业技术进步与广泛开展科技创新活动，取得了大量的科技成果。表9给出近几年国内冶金科技奖中炼钢一连铸成果获奖情况。表920052007年冶金科技进步奖炼钢-连铸成果获奖情况年度特等奖一等奖二等奖三等奖合计200525613200623914200715713最近35年国内钢铁企业积极研究开发与推广下列重大技术创新成果，取得良好的成绩。(1)转炉溅渣护炉与长寿复吹技术近10年来，转炉溅渣护炉技术在国内大、中、小型转炉上广泛推广，取得了良好的成绩。全国转炉平均炉龄已接近8000炉，最高炉龄已超过30,000炉,使我国转炉炉龄达到国际领先水平。国内自主研究开发的长寿复吹转炉技术，利用溅渣过程中形成的透气性炉渣蘑菇头保护底吹喷嘴，使底吹喷嘴的寿命与溅渣后转炉的炉龄同步，底吹喷嘴最高寿命超过30,000炉(武钢)。目前，钢铁研究总院已在国内近200座转炉上推广采用该项新工艺技术，达到炉龄超过100Oo炉，复吹比100%与终点C0W0.0027的良好效果，如图4所示2。(2)转炉高效吹炼工艺为了提高转炉的生产效率，很多转炉将供氧强度从传统的3.23.5Nm3t.min0.00.10.20.30.40.50.60.70.000.020.040.060.080.100.120.140.16重钢C0=0.00241本钢C0=0.00258武钢C0=0.00262首钢C0=0.00272%o%C图4长寿复吹转炉终点C-O平衡提高到3.64.4Nm3t.min,缩短了冶炼周期，加快转炉生产节奏，提高转炉生产效率。如表10所示，使用高效供氧技术的大型转炉供氧强度平均达到3.65Nm3t.min,冶炼周期缩短到36min；中型转炉供氧强度平均达到3.5Nm3t.min,冶炼周期缩短到34.5min；小型转炉供氧强度可达到4.0M3t.min,冶炼周期缩短到24.7min,随供氧强度的提高转炉作业率大幅度提高，氧气与钢铁料消耗略有降低，具有较明显的经济效益。表10国内大、中、小型转炉高效吹炼工艺的技术经济指标炉型炉容量吨统计炉数炉容比M3t供氧强度Nm3t.min底吹强度Nm3t.min钢铁料消耗kg/t氧耗Nm3t冶炼周期min炉龄炉日历作业率%大型转炉200300140.863.650.030.151086.8656.7136.148199.0060.61中型转炉80180260.833.490.030.151093.9556.6734.5215488.8075.43小型转炉80330.924.01079.558.924.71031685.91(3)高效连铸技术2000年以后国内钢厂大力推广以高拉速为核心的高效连铸技术，取得了明显的进步，形成了完整的高效连铸技术，要紧包含：提高钢水质量，推广使用大容量中间包全保护浇注；使用连续锥度结晶器提高热交换效率；使用板簧导向振动减小振动轨迹误差；使用多点连续矫直，适当增加冶金长度；推广结晶器电磁搅拌与优化二冷配水等工艺技术。高速连铸技术的推广不仅提高了连铸机的产量，而且进一步改善了铸环的表面质量与内部质量，基本实现无缺陷坯生产。如表11所示，通过连铸机高效化改造后，铸机的产量与拉速均有明显提高。表11连铸机高效化改造前后技术经济指标对比改造前改造后国际先进坯形单流产量(万吨/年)拉速(mmin)单流产量(万吨/年)拉速(mmin)单流产量(万吨/年)拉速(mmin)小方坯581.52.012152.53.O/33.5板坯501.21001.815020022.5从表中能够看出，国内小方坯高效连铸技术已基本接近国际先进水平，但板环高效连铸技术尚与国际先进水平存在一定差距。今后要在提高板坯平均拉速与改进板坯质量，提高铸机产量等方面开展更深入的研究工作。(4)连铸恒速浇注技术连铸浇注过程由于钢水温度波动与供钢节奏的影响造成拉速的波动。随着拉速波动量的增大，铸坯表面纵裂机率上升，表层卷渣严重，中心偏析恶化，氧、氮含量升高。为解决拉速波动引起的铸坯质量问题，武钢炼钢厂开发出“典型拉速下连铸恒速浇注”技术。典型拉速是指不一致钢种在标准浇注温度下所对应的标准拉速，而恒速浇注是指保持典型拉速恒定不变(拉速同意波动.5%)的浇注过程。实现恒速浇注的关键技术是：Ol优化转炉与铸机的匹配，合理确定不一致钢种的典型拉速与浇钢时间；02加强工序时间操纵，使用计算机在线进行生产调度；03加强钢水温度操纵，稳固过程温降，使中间包温度合格率290%。通过加强典型拉速达标率的技术考核(如图5所示3),使典型拉速达标率提高与稳固，铸坯综合质量合格率大幅度提高，更重要的是促进了炼钢厂内所有工序的稳固运行与协同运行，推动了从铁水脱硫直至连铸机出坯等所有工序的工艺优化与装备管理优化。(5)薄板坯连铸-连轧生产工艺达到国际先进水平我国已建成13条薄板坏连铸-连轧生产线(其中2条为中厚度铸机)，生产能力超过3000万吨/年。其中多项技术经济指标达到国际领先水平。珠钢CSP薄板坯连铸机的作业率高达91.2%,薄板坯连铸-连轧的品种开发也取得重大进展，能够大批量生产超高强度集装箱板(Re2700VPa),2006年珠钢生产薄规格(2mm)钢板的比例达到53.8%。包钢在薄板坏连铸-连轧生产工艺高效化与品种开发等方面也做出了优异成绩，多年来在提高生产效率、改进工艺装备与产品开发方面做了大量的、有成效的工作并实现了技术输出。唐钢双流薄板环连铸-连轧生产线2005年产量曾达300万吨，最高连浇炉数达到34炉。马钢CSP生产线在生产低碳冷轧料方面获得明显的进步，打通了铁水预处理-转炉冶炼-二次精炼-薄板坯连铸-热轧-冷轧-镀锌-彩涂生产流程，2006年产品冷轧比达到69.2%,而且通过CSP线成功地试制了无取向硅钢。涟钢在转炉吨位较小的情况下克服种种困难，薄板坏连铸-连轧工艺也取得了优异的成绩，特别是W2mm热图5二分厂典型拉率与综合质量合格率对比30.040.050.060.070.080.090.0100.019981999200020012002200320042005200699.6099.6599.7099.7599.8099.8599.90典型拉率，%综合质量合格率%轧薄规格生产与通过RH生产冷轧薄板与半无头轧制等方面取得了新的突破。济钢使用中等厚度板坯连铸机的最高连浇炉数达到86炉。（6）专线化生产技术为实现高效、稳固、低成本生产洁净钢，宝钢开发出炼钢“专线化生产技术”，通过合理优化工艺布置与差异化的设备选型将钢厂生产线按品种进行分工，保证某一类钢种固定在一条专业化产线上生产。专线化生产模式与传统生产的最大区别在于：前者品种钢生产分工明确，相对固定，生产效率高，产品质量稳固；而后者品种钢生产安排是随机的与不固定的，一旦发生生产节奏波动就会造成产品质量的波动，工艺稳固性差。目前宝钢炼钢厂已经建立了汽车板、厚板与硅钢三条专业化生产线，各生产线的工艺装备、产品与工艺特点详表12。表12宝钢炼钢专线化生产的分工与产品、工艺特点钢种要紧工艺装备产品特点工艺特点汽车板铁水包脱硫/混铁车脱硫一300吨复吹转炉一2#RH-2#板坏铸机碳低MWl3.10-6表面质量要求严格提高RH抽气能力与循环流量结晶器电磁搅拌厚板铁水包脱硫/混铁车脱硫一300吨复吹转炉一4#RH-3#板坏铸机洁净度高，S、P、H要求严格板坯厚度规格大大环流、高抽气量RH连铸使用小辑密排、轻压下硅钢混铁车（三脱、脱锌）-250吨复吹转炉一3#RH-6#板坯铸机极低的C、S含量，成份准确抑制连铸发达的柱状晶铁水“三脱”，RH喷粉脱硫中间包等离子加热连铸扇形段电磁搅拌通过推进专线化生产品种钢模式，不仅使钢种质量操纵能力显著提高，而且使RH产能得到最大发挥，连铸机拉速进一步提高，产品质量的稳固性得到显著改善。（7）转炉负能炼钢技术近5年国内转炉平均炼钢工序能耗波动在2336kgcet钢，而宝钢、武钢、太钢等10余家钢厂转炉炼钢工序实现了负能炼钢，说明在国内推广转炉负能炼钢技术将具有明显的节能效果。实现转炉负能炼钢的技术关键是使用转炉高效冶炼工艺，进一步降低吨钢氧耗与电耗，同时应努力提高转炉煤气与蒸汽的回收利用率。如图6所示，转炉煤气020406080100120-10-5051 02 53 04 55 0£=-0.43Q+39.02£:转炉工序能耗Q：煤气回收量转炉工序能耗(kgcet)煤气回收量(m3t)宝钢莱钢武钢马钢鞍钢日本君津厂图6转炉煤气回收量与工序能耗的关系回收量90m3t钢(煤气热值按7524kJm3计算)，蒸汽回收量60kgt钢是实现转炉工序负能炼钢的基本条件，在此基础上进一步降低吨钢氧、氮、电与燃料的消耗，可进一步降低转炉工序能耗。(8)全自动转炉炼钢与终点操纵技术随着国内炼钢-连铸生产设备大型化与现代化的进展，很多钢厂积极研究开发与推广转炉自动化炼钢工艺技术，以各生产环节准确计量为基础，通过终点副枪动态操纵或者吹炼过程炉气分析实现炼钢过程计算机自动操纵，进一步提高转炉终点碳与温度的操纵精度与命中率。宝钢、武钢、首钢迁安等大、中型转炉使用副枪终点动态操纵技术取得良好的应用效果：转炉全自动吹炼操纵成功率达到90%,碳操纵精度为±0.02%,温度操纵精度为±12时，碳温双命中率达到93%,补吹率降到5%下列，不倒炉直接出钢比例达到95%以上，达到国际先进水平5。马钢、本钢、攀钢等钢厂使用炉气分析技术实现转炉自动吹炼也取得较好的成效。马钢120t转炉在目标碳含量0.030.07%范围内，碳的操纵精度能够达到土0.015%,温度操纵精度为±16,碳温双命中率达88.6%,不倒炉出钢率提高到92.9%,同时冶炼周期可缩短3min,喷溅率降低到7.7%6。1.8炼钢-连铸生产中存在的要紧问题在认真总结近几年国内炼钢-连铸过程技术进步的同时，还务必充分注意到目前尚存在的要紧生产技术问题：(1)炼钢厂能耗与国际先进水平相比仍有较大差距；(2)炼钢厂环境治理与废弃物回收利用与国外先进水平相比有较大差距；(3)企业管理不够精细，应加强对废钢、石灰等辅料、耐材与铁合金的分类管理，实现炼钢精料，进一步减少渣量，减轻转炉回硫，降低生产成本；(4)钢水成分操纵精确度偏低，产品质量稳固性存在差距；(5)设计理论与设计方法创新不多，炼钢厂平面布置研究不够，要紧生产设备的差异化选型研究不够，特别要注意避免精炼工艺装备选型与位置的失误所造成炼钢-连铸的混乱运行，应该深入研究专线化生产品种钢与动态-有序的运行模式。2. 2010年炼钢-连铸技术进展展望进入21世纪后，社会对钢铁厂的要求发生了重大转变，从过去单纯要求钢铁厂为社会进步不断提供低成本、高品质的钢材外，还要求充分发挥能源转换功能节能减排，基本消除自身对社会环境造成的污染，同时要求钢铁厂具有大量处理社会废弃物并融入循环经济社会的功能。由于社会基本要求的改变，新一代炼钢工艺流程的兴起将成为历史的必定。2.1 21世纪新一代钢铁厂的新理念、新目标21世纪先进钢铁厂是在20世纪现代化钢铁厂进展的基础上，为满足市场对钢铁产品的需求与钢铁企业与社会与谐进展的要求而建设的新型钢铁厂，其基本特点是：生产高效化、产品洁净化与对环境的无害化。新一代钢铁流程将具有高效、低成本、稳固生产高品质钢材的钢铁产品制造功能；提高资源能源利用效率、显著降低污染物排放的能源、资源转换功能与大量消纳社会废弃物的再资源化功能，这是应该树立的新理念。钢铁生产是典型的流程制造业，因此树立新理念还务必结合流程工业的基本特点：系统复杂性、生产连续性、管理协调性与进展整体性，在有限的时间与空间内将复杂的钢铁生产工艺过程有机地融为一体，实现炼钢-连铸生产过程动态有序、连续紧凑与高效稳固的生产。在新理念的指导下，研究开发习惯21世纪社会要求的新一代炼钢-连铸流程应实现下列进展目标：.新流程应具备高效化的生产特点，能够大批量、低成本、稳固地生产各类不一致品质的钢材；.新流程应具备资源能源减量化、可循环与再利用的基本功能，建设环境友好型清洁生产的新流程；.新流程应具备社会大宗废弃物无害化、资源化处理的功能，实现钢铁工业的可持续进展；.新流程的工艺程序、流程网络（平面图等）易于实现企业内部生产自动化、操纵智能化与管理信息化。总之，21世纪新型钢铁厂要实现钢铁厂功能的转变，将钢铁生产与能源转换、消纳社会废弃物三大功能有机地融为一体。我们应该设想，能否通过35年努力使中国炼钢工艺与装备水平走到世界前列。2.2 炼钢厂的解析与集成炼钢-连铸生产过程中各单元生产工序冶金功能的解析与集成是实现炼钢-连铸工艺流程优化的重要方法。如图7所示，现代转炉炼钢技术的进展要紧得益于转炉冶炼功能的合懂得析。传统转炉炼钢工艺包含脱硅、脱碳、脱磷、脱硫与操纵铁的氧化与去除有害气体、非金属夹杂物等基本功能，由于脱硫、脱碳、脱磷、脱硅反应的热力学、动力学要求的不一致，在同一反应容器内一起进行反应往往造成顾此失彼、相互影响甚至相互制约，为此有必要按照不一致产品性能的要求，对转炉冶炼功能进行必要的解析与集成。形成了绝大多数国家使用的炼钢流程：铁水脱硫-转炉脱硅、脱磷、脱碳。图7现代转炉炼钢的功能解析日本为了进一步提高转炉生产效率与冶炼钢水的洁净度，提出“分阶段冶炼”的工艺思想，将出铁槽脱硅、铁水脱硫、脱磷与转炉脱碳相分离，达到显著提高钢水洁净度与生产效率及减少渣量等优点。我国在汲取日本技术基础上，提出了先脱硫-再脱硅、脱磷-后脱碳、升温、回收煤气的新工艺，并将之集成为一个炼钢厂生产900万吨/年左右规模的高效率、低成本、高端薄板产品的洁净钢生产平台，形成了如图7所示的炼钢新工艺流程。流程解析集成是优化工艺流程的重要手段，其特点是进一步提高冶金反应效率，达到提高生产效率、降低生产成本与稳固质量的目的。在研究开发新一代炼钢流程中务必强调树立新理念，明确新目标，对炼钢流程的功能进行深入解析与集成研究。2.3 建立高效、低成本洁净钢生产平台建立高效、低成本洁净钢生产平台是今后几年国内各类钢铁厂都应努力实现高炉混铁车转炉连铸脱硫脱硅脱磷脱碳脱氧高炉铁水包连铸RH炉渣返回传统流程新流程的基本目标之一。为了建立高效、低成木洁净钢平台务必改变传统的质量概念，深入研究以连续运行为基本特点的炼钢厂，实现高效、低成本、稳固运行的生产模式。传统观点认为：质量问题要紧包含产品合格率与产品性能两个要求。而广义的质量概念认为：效率、成本与性能是产品质量的基本要素。效率应包含产品的生产效率、资源与能源利用效率与系统的技术优化；成本要紧包含生产成本、管理成本、销售成本与资本成本等多种经济因素；性能应包含产品的加工性能、使用性能与可循环利用等因素。根据广义的质量概念，钢铁厂在考虑品种开发与质量优化的过程中应综合考虑效率、成本与性能等因素，达到高效、优质与低成本的目标。产品洁净度是保障钢铁产品性能的基本要素，也是炼钢-连铸生产过程中控制产品性能的基本功能。洁净钢是指对钢中夹杂物与杂质元素含量的操纵达到能够满足用户在钢材加工过程与使用过程的性能要求。因此，建立洁净钢生产平台的基本目标是保证钢厂生产的全部钢材洁净度能达到洁净钢的基本要求，表13给出典型钢种的洁净度操纵要求。建立洁净钢生产平台还应统筹考虑不一致品种钢材生产的技术难度与市场份额。通常可把钢铁产品分为普通、中档、高档与尖端商品四个级别，生产技术难度可对应分为nv级，随着产品档次的提高技术难度增大，而对应的市场份额减小：普通商品约占5060%,中档商品约占3035%,高档商品约占10%左右，尖端商品约为24册这说明尖端产品尽管反应出企业的产品开发能力与质量控制水平，但在整个企业的经营活动中所占比重并不大。因此，建立洁净钢生产平台不能仅着眼于高端产品的研制，更要努力改善量大面广的中、低档商品的质量、生产效率与成本。表13典型钢种洁净度的建议操纵水平杂质元素操纵钢材类型S%P%N%II/.10-6T0%夹杂物操纵普通建筑用WO0350.040/0.004齿轮、轴件等*0.0020.0250.012W0.008/0.0012B、D类棒材轴承*0.005"0.0100.0120.00720.0008B、D类与TiN普通建筑用WO0300.040/0.004硬线*0.0080.0150.008/0.0025尺寸W25.m线材弹簧*0.0120.0120.00820.0012B、D类超低碳钢(CW25ppm)0.0120.0150.003/0.0025尺寸WlOo.!«低碳铝镇静钢WO0120.0150.004/0.0025尺寸WIOo.r冷轧板无取向电工钢板00030.040.002/0.0025/普通碳钢WO.008WO.020.008/0.003/低合金钢WoOO50.0150.008/0.003A、B类高强度管*0.0020.0150.005/WO.002A、B类热轧板管线抗HlC管*0.OOl0.0070.005/0.002A、B类造船板、桥梁板等*0.0050.015WO.007/0.0025A、B类高强度厚壁管*0.0020.0120.00520.002A、B类低温管线*0.0020.0120.0052.50.002A、B类管线抗HIC管线*0.OOl0.0070.00520.002A、B类普通碳钢海洋平台*0.0020.0050.00520.002A、B类注：*表示要求严格操纵连铸坯的中心偏析，/表示不做要求。引自：日本铁钢协会高温7°口jC.久部会，日本学术振兴会制钢第19委员会反应7,口