[01435306]转炉能量高效利用与低排放工艺技术研究

①课题来源与背景：中国钢铁工业近20年来发展迅速,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。目前我国90%以上粗钢是通过转炉炼钢工艺生产的,2015年我国公布的粗钢产量约为7亿吨,其中通过氧气转炉炼钢工艺所生产的粗钢量约为6.3亿吨,由此产生的转炉炼钢炉渣约为6300万吨（平均约为100kg/t 钢）,消耗3500 万吨以上石灰和800万吨以上轻烧白云石,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,众所周知,炼钢用石灰是通过石灰石煅烧而成,其煅烧过程中会放出大量的CO2（每煅烧生成1kg石灰,约产生0.78kg CO2）,并且煅烧后的石灰冷却至室温再用于转炉,同时也造成了能量浪费。另外,由于炼钢炉渣中存在着大量未反应的自由CaO,炉渣很难回收利用,造成了极大的资源浪费。 ②技术原理及性能指标：针对目前我国转炉炼钢工艺存在能量利用率低以及排放量大的问题,本研究从减少转炉炼钢过程中渣量与提高转炉内热量利用率两方面进行研究。通过对转炉少渣炼钢工艺技术、转炉热渣循环利用技术、石灰石成渣过程及其对脱磷过程的影响以及转炉内铁矿石熔融还原机理的研究,明确了热渣循环利用以及铁矿石熔融还原对转炉内能量利用的影响机理。并结合相关技术建立了转炉炼钢控制模型,实现了转炉炼钢渣量降低下降20%左右,减少CO2排放约为10kg/t钢以上;石灰总消耗下降10 kg/t以上,约减少CO2排放量10kg/t以上,大幅减少了转炉炼钢过程中气体与渣量排放,具有良好的经济与社会效益,转炉冶炼指标达到了国内领先水平。 ③技术的创造性与先进性：通过项目研究,成功开发了少渣炼钢工艺技术、热渣循环利用技术以及铁矿石熔化还原技术等,并在采用复合相炉渣脱磷以及脱磷炉渣泡沫化降低冶炼铁损方面取得了创造性成果,相关技术达到了国内领先水平。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性：项目的相关技术在工业中得到了推广应用,推广应用期间取得了较好效果,技术较为成熟,无安全隐患。相关技术适用于采用转炉炼钢的钢铁企业。 ⑤应用情况及存在的问题：项目的相关技术已在马钢（集团）控股有限公司、中天钢铁集团有限公司以及天津钢铁集团有限公司等国内大中型钢铁企业得到推广应用,使得吨钢成本大幅降低,固体废弃物和气体排放大幅减少,取得了良好的经济效益和节能环保效果。但是从提高转炉生产效率角度考虑,本研究的少渣炼钢技术会在倒渣过程中会延长转炉冶炼周期,大约影响生产周期2min左右。 ⑥历年获奖情况：项目组成人员联合马钢（集团）控股有限公司、天津钢铁集团有限公司等正申报2019年冶金科学技术奖和安徽省科技进步奖。