低碳炼钢技术范文

导语：如何才能写好一篇低碳炼钢技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：地下连续墙；施工难点；解决对策

Abstract: in recent years. With the high building, the subway and all kinds of large scale underground building foundation of the buried depth, and the increase in the surrounding environment and construction site is the limit, underground continuous wall gradually replace traditional construction method be deep foundation construction effective means. To groove plate reinforced concrete underground continuous wall as the research object, this paper expounds the underground continuous wall, and analyzes the technical key points of various construction process and the difficulty, and put forward the solution of the specific opinion, for our country the construction of underground continuous wall, have certain reference significance.

Keywords: underground continuous wall; Construction difficulties; solutions

中图分类号 ： U663文献标识码：A 文章编号：

1、引言

地下连续墙施工是指在地面上使用挖槽设备，在泥浆护壁的作用下，沿着深开挖工程的周边，开挖一条狭长的深槽，在槽内放置钢筋笼并浇筑混凝土，筑成一段钢筋混凝土墙的施工过程。

地下连续墙技术分类复杂，按成墙方式可分为：桩排式、槽板式、组合式，按开挖情况：地下连续墙、地下防渗墙。地下连续墙具有很多优点，如刚度大，既挡土又挡水，施工时无振动，噪音低，可用于任何土质的施工，但施工成本高，技术复杂。本文主要介绍槽板式钢筋混凝土地下连续墙的施工难点，并研究解决对策。

2、地下连续墙的施工难点及解决对策

地下连续墙的施工主要包括：导墙施工、钢筋笼制作、泥浆制作及控制、成槽、下锁口管、钢筋笼吊放和下钢筋笼、拔锁口管等过程。

2.1导墙施工

导墙施工是地下连续墙施工的第一步，它的作用是挡土墙，储存泥浆，对挖槽起重大作用。导墙施工一般存在以下问题。

(1)导墙变形。出现这种情况的主要原因是导墙施工完毕后没有加纵向支撑，导墙侧向稳定不足发生导墙变形。

解决对策：导墙拆模后，沿导墙纵向每隔1m设两道木支撑，将二片导墙支撑起来，在导墙混凝土没有达到设计强度以前，禁止重型机械在导墙侧面行驶，防止导墙变形。

(2)导墙的内墙面与地下连续墙的轴线不平行。导墙的内墙面与地下连续墙的轴线不平行，会造成整个地下连续墙不符合设计要求。

解决对策：务必保证导墙中心线与地下连续墙轴重合，内外导墙面的净距应等于地下连续墙的设计宽度加50mm，净距误差小于5mm。导墙内外墙面垂直。

(3)导墙回填土。回填土容易塌方，造成导墙背侧空洞，混凝土方量增多。

解决对策：使用小型挖基开挖导墙，使回填的土方量减少，然后用素土而非杂填土回填。

2.2钢筋笼制作

钢筋笼的制作是地下连续墙施工的一个重要环节，钢筋笼制作的快慢直接影响施工进度。钢筋笼制作一般存在以下问题。

(1)进度问题。影响钢筋笼制作快慢的因素很多，比如受场地条件的限制，施工现场不允许设置两个钢筋制作平台，而且当进入梅雨天气时，电焊类的施工就只能停止。

解决对策：有条件施工现场可以设置两个施工平台来交替作业。以保证一天一幅的施工进度。当进入梅雨天时，可以用脚手架和彩钢板分段搭设棚子，在棚内进行电焊施工，待钢筋笼需要使用时可直接用吊车将棚子吊离。

(2)钢筋笼的焊接。由于工作量大以及工人注意力不集中等，会造成钢筋接头错位，而且许多接头在电焊完成后还处于高温软弱状态，在搬运或堆放地时会不注意，会造成钢筋接头受力而弯曲变形。

解决对策：这类问题主要是人为原因造成的，因此加强技术管理，提高施工人员素质，问题就可彻底解决。

2.3泥浆制作与控制

泥浆制作是地下连续墙施工的关键。如果泥浆制作不好，则在槽壁表面不能形成一层固体颖粒状的胶结物(泥皮)而失去粘接力。同时还会造成泥浆液柱压力，不能平衡开挖槽段土壁内外的土压力和水压力，导致维护槽壁的不稳定，引起塌方。

解决对策：根据水文地质资料，采用膨润土、纯碱等原料，按一定比例配制做泥浆。泥浆制作过程中还应注意以下问题：

(1)按泥浆的使用状态及时进行泥浆指标的检验。对循环使用的泥浆若不及时测定试验，会造成泥浆质量恶化。

(2)泥浆制作与工程整体的衔接。新配制的泥浆应该在池中放置ld充分发酵后才可投入使用。

(3)泥浆制作的具体方量一般以拌制理论方量的1，5倍比较合适。

2.4成槽

成槽是地下连续墙施工的重要环节。主要包括成槽机施工、泥浆液面控制、清低、刷壁等。

(1)成槽机施工。成槽机施工中最主要的问题就是偏差问题。

(2)泥浆液面控制及地下水升降。在成槽过程中及结束后都要进行泥浆液面控制，当遇到降雨等使地下水位急速上升的情况时，需要控制地下水的升降，如果处理不好则会影响槽壁质量。甚至出现塌方。

(3)清底工作。清低不及时致使沉渣过多，会造成地下连续墙的混凝土强度降低，钢筋笼上浮，影响其截水防渗能力，易引起管涌。同时沉渣过多，会影响钢筋笼的沉放。

(4)刷壁。若刷壁不及时可能造成两幅墙之间夹有泥土，会产生严重的渗漏，影响地下连续墙的整体性。

解决对策：地下水位急速上升时，可部分或全部降低地下水。或是提高泥浆液面，使其至少高出地下水位0.5-1.0米，以保证槽壁的稳定。此外还要做好技术交底工作，端正工人施工态度，及时做好清低及刷壁工作。

2.5下锁口管

下锁口管一直比较复杂，至今没有得到合理解决，主要问题如下。

(1)槽壁不垂直。造由于机器和人工的原因，锁口管的位置常会发生偏移。

(2)锁口管倾斜。锁口管的上下端都需要固定，下端主要通过吊机提起锁口管一段高度使其自由下落插入土中而固定。两种固定方法最大的缺点就是对工人要求高，易产生操作误差。

2.6钢筋笼的起吊和下放

(1)钢筋笼的起吊。钢筋笼在吊放过程中，由于吊点中心与槽段中心不重合会使钢筋笼发生变形。

(2)钢筋笼下放。槽体垂直度不合要求或漏浆等原因，钢筋笼在下放时碰到混凝土块，导致钢筋笼倾斜左右标高不一致或侧移。

解决对策：技术人员操作认真，以确保钢筋笼起吊的绝对安全，钢筋笼下放时，要使钢筋笼的中心线与槽段的纵向轴线尽量重合。此外，要确保回填土要密实以防治漏浆。

2.7拔锁口管

拔锁口管一定要掌握好时间，当混凝土没有凝固时就操作，会造成墙体底部漏浆，此时如果锁口管后回填土不密实，混凝土会绕过锁口管，对下一幅连续墙的施工造成很大的障碍。

解决对策：掌握好混凝土的初凝时间，在混凝土灌注完毕时在使用液压顶升架拔锁口管。

3、结束语

总而言之，地下连续墙施工是一个复杂的施工过程，技术要求较高。在施工过程中要加强技术管理，提高工人素质，对于可能出现的质量问题，应该要有充分的认识。采取相应的预防和处理措施，然后总结经验，加强对质量通病的防范，才能缩短工期、降低工程造价、保证工程质量。

参考文献：

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关键词：炼钢机械工艺；优缺点；发展方向

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.06.005

0 引言

中国是世界上最早生产钢的国家之一，通过春秋晚期的文物就可以发现，那时候就已经有了钢制实物，已经2500余年的历史。

炼钢的过程是利用氧化还原反应，在高温下，用氧化剂把生铁中过多的杂质去掉。主要原料是含炭较高的铁水、生铁以及废钢铁。为了去除铁水中的杂质，还需要向铁水中加入氧化剂、脱氧剂、造渣材料以及铁合金等材料，以调整钢的成分。含炭较高的铁水或生铁加入炼钢炉以后，经过供氧吹炼、加矿石、脱炭等工序，将铁水中的杂质氧化除去，最后加入合金，进行合金化，便得到钢水。我国现有的炼钢炉有平炉、转炉和电炉3种，平炉炼钢法因能耗高、作业环境差已逐步被淘汰。下面就电炉和转炉这两种炼钢机械工艺进行分析比较，进而提出我国炼钢机械工艺的发展趋势。

1 电炉

电炉炼钢是比较笼统的说法，具体的来说电炉炼钢分为电弧炉炼钢、感应炉炼钢和电渣炉炼钢这三种炼钢法。但是在平时我们所说的电炉炼钢一般也就是电弧炉炼钢。电炉炼钢主要利用电弧热，在电炉炉钢内全部加入冷废钢，经过长时间的熔化与提温，再进入氧化期。

以废钢为原料的电炉炼钢，相比高炉转炉法，基建投资少，同时由于直接还原技术的发展，减少了大部分废钢的使用，因此就推动了电炉炼钢。世界上现有较大型的电炉约1400余座，目前电炉正在向大型、超高功率以及电子计算机自动控制等方面迅速发展，最大电炉容量为400t。国外废钢资源丰富，150吨以上的电炉几乎都用于冶炼普通钢，许多国家电炉钢产量的60～80%均为低碳钢，由于资源的丰富，所以电弧炉炼钢技术发展迅速。转观国内，由于电力和废钢不足，目前主要用于冶炼优质钢和合金钢。20世纪90年代，我国的电弧炉产钢量的得到了大幅度上升，由容量小的电弧炉建设成大容量、高功率电弧炉，如宝钢的150t超高功率电弧炉、抚顺特钢的50t超高功率电弧炉。为提高钢产品的质量，部分工厂引进了LF炉，同时采取全高级连铸生产技术，如天津钢管公司。

2 转炉

1856年，英国人发明了底吹酸性转炉炼钢法，这是近代炼钢法的开端，当时引起了很大的反响。但因不能去除磷和硫，发展空间受到限制。1864年，法国创立了平炉炼钢法，因容量大，生产产品种类多，迅速成为了当时主要的炼钢方法。当时世界上85%的钢都是有平炉炼钢法炼制出来的。1951年，唐山钢厂实验成功了侧吹转炉炼钢法，1962年，首钢试验厂建成我国第一个氧气顶吹转炉。为我国日后氧气顶吹转炉炼钢技术的发展提供了宝贵经验。转炉生产出的钢产量占据我国钢产量的大部分，可见转炉炼钢工艺的重要性。

转炉炼钢工艺是先将铁水装入混铁炉预热，将废钢加入转炉内，然后将混铁炉内的高温铁水用混铁车兑入转炉，进行融化与提温，当温度合适后，进入氧化期。

转炉按耐火材料可分为碱性和酸性，按气体吹入的部位可分为顶吹、侧吹和低吹，按气体种类可分为氧气转炉和空气转炉。目前最普遍的炼钢设备是顶底复吹转炉和碱性氧气顶吹，其优点是生产速度快、产量大、成本低、投资少、单炉产量高。随着用户对钢材性能和质量的要求越来越高，钢材的应用范围越来越广，同时钢铁生产企业也对提高产品产量和质量，扩大品种，节约能源和降低成本越来越重视。在这种情况下，转炉生产工艺流程发生了很大变化。铁水预处理、复吹转炉、炉外精炼、连铸技术的发展，打破了传统的转炉炼钢模式。

3 优缺点分析比较

炼钢时，主要是铁水中的碳产生氧化反应，减少碳的含量。但有些钢的品种中含有易氧化的其他因素时，若吹入过量氧，其他元素也会氧化。这个时候，电弧炉炼钢的优势就突显出来了。一般来说，电弧炉用于冶炼碳素钢和冶炼合金钢，转炉用于生产碳钢、合金钢、铜和镍的冶炼。两种工艺，无论是炼钢方式、原材料，还是最终产成品都是不同的。从原材料来看，电炉炼钢以废钢为原材料，转炉炼钢以金属料、非金属料和气体为原材料。故在原材料方面，电炉炼钢比转炉炼钢更节省原材料和成本；在能源方面，电炉炼钢主要以外界能源为主，电弧炉在炉料化清之后，电弧的热量通过炉渣传给钢液，是间接加热，热效率差。且炉膛为盆状，很大一部分热量通过炉盖和炉壁散失。转炉炼钢主要以炉体本身和炉内的保温材料为主。故在能源方面，转炉炼钢比电炉炼钢更优越；在生产效率方面，电炉炼钢生产工序少，操作简单，生产效率高于转炉炼钢。综合各方面来说，电炉炼钢优于转炉炼钢。

4 发展方向

我国炼钢水平虽有所提高，但是还远远落后于国外水平。我国炼钢机械工艺的发展方向就是高校、低耗、优质。要创新炼钢工艺，就要从原材料、能源与技术这三个重点方面入手。

4.1 原材料

我国钢铁产量的增长，必然会受到原材料的影响。开发先进的废钢技术，研制炼铁技术，获得稳定的高质量的材料，强化对废钢破碎设备的研制，缓解国内资源紧张的现状。

4.2 能源

降低能耗，废气及噪声，充分利用化学能与物理热，提高生产效率。

4.3 技术

吸收国外先进的炼钢机械工艺技术，为我所用，在中国的国情上加以改进，创新出新的炉型。在工艺诊断方面，提高IT专家的诊断水平与技术，并大力培养、吸收炼钢机械工艺人才。目前来看，主要可以发展以下技术：转炉少渣冶炼技术；转炉高效吹炼技术；电能综合节能技术；优化连铸和近终形连持技术。

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【关键词】转炉；钢铁料消耗；措施

钢铁料消耗是炼钢厂重要的经济技术指标，一般占转炉生产成本的80%左右，钢铁料消耗的降低作为炼钢厂降低成本提高盈利水平的主要手段，即体现了炼钢厂技术操作水平，也体现了管理水平，对炼钢厂以及对整个钢铁联合企业都有着重要的意义。

1工艺设备

宣钢一钢轧厂炼钢车间现有氧气顶底复吹转炉3座，其中110t转炉两座、120t转炉一座，两座LF精炼炉。年产钢能力达到450万吨。百吨炉区品种结构以HRB400系列建材，Q345及Q420铁塔角钢等低合金钢为主，另外还有低碳低硅钢系列，20#～65#号钢系列等。

2影响钢铁料消耗的因素

钢铁料消耗的理论基础是物料平衡，投入量与产出量之间的关系，为了统计方便，国家制订了钢铁料消耗统计的相关规定。

转炉钢铁料消耗（kg/t钢）=[生铁+废钢铁量（kg）]/转炉（电炉）合格产出量（t）。

要想降低钢铁料消耗就需要把钢铁料消耗的影响因素找出来，影响转炉钢水消耗的主要因素包括转炉装入制度的影响，转炉造渣制度的影响，转炉炉型的控制，转炉终点的控制等。

3改进措施

3.1优化转炉操作

3.1.1优化装入制度

稳定装入量对转炉操作非常重要，严禁超装和少装。装入量过大会使吹炼过程温度偏高，发生喷溅并且渣量大，容易粘氧枪和烟罩，甚至会发生烧枪等事故对生产造成影响。另外，相对合理的炉容比为转炉操作奠定了良好的基础，废钢比降低使炉内热量出现富余，为低价返矿和其他冷料的使用创造了有利条件，而返矿和其他冷料的加入也促进了石灰迅速熔化成渣，提高了利用率，为降低石灰消耗打下了基础。目前，以2014年5月为例，炼钢车间110t转炉的装入量控制在铁水103～107t，废钢控制在5～7t，为转炉稳定操作奠定了基础。

3.1.2优化造渣制度

石灰是转炉造渣的主要原材料，如果石灰用量大自然就会造成消耗升高，因此降低钢铁料消耗首先要减少石灰的用量。为降低石灰消耗，炼钢车间对每一包入炉铁水进行取样测温，使操作工对每一炉钢水的冶炼做到心中有数，科学计算所需加入的石灰量。

对于有条件留渣的炉次进行留渣双渣操作。所谓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，然后在吹炼硅锰氧化期结束时倒出一部分，然后重新造渣的操作模式。该工艺具有高的碱度和比较高的∑（FeO）含量，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，显著地节省石灰用量。从而达到降低渣中∑（FeO）的目的。

在优化炉料结构上，适当提高热装铁水比例，合理调整废钢配比，增大自产冷料的加入量，使返矿消耗提升至25kg/t以上，降低了钢铁料消耗。

3.1.3实行消耗指标动态调整

根据一段时期内原辅料条件以及生产钢种安排等，通过周预测和周分析，实时优化工艺、调整操作、寻求改进。在冶炼操作上，通过推行标准化操作，降低白灰消耗，减少过程喷溅。每一班结束后，操作人员对本班组生产进行总结，找出生产过程存在的问题以及改进措施作为以后生产的指导。

3.2炉型控制

保持良好的炉型仅靠静态炉型控制还不够。由于冶炼钢种不同，加入渣料用量、操作和溅渣 护炉的影响，常使转炉的炉容比发生改变，如涨炉底、炉帽部位过厚常导致炉容比大幅减少，操作易发生喷溅，放不净钢等。对此炼钢车间的主要措施是：（1）炉型缩小时，冶炼过程中减少加入的轻烧量，根据炉型和炉底深度由总炉长做出决定。溅渣时少留渣，不加或少加改渣剂。必要时通过减少装入量来适应炉型，待炉型正常后再恢复正常操作和装入制度。若炉底上涨，则溅渣通过降低枪位和提高溅渣压力将炉底渣层溅在炉壁上，以此逐步使炉底恢复到正常范围内。（2）炉型偏大或炉底过深时，则以提高终点碳、加强溅渣护炉为主要手段，吹炼过程中增大轻烧和石灰用量，以减轻高氧化性熔渣对炉衬的侵蚀，提高溅渣时炉衬挂渣能力。通过加强炉型控制，减少了炉型失控所造成的喷溅以及放不净钢等其他事故，喷溅比例保持在低于2%的水平。

目前，通过合适的吹炼枪位、加料调整以及溅渣枪位控制，结合合理的喷炉和补炉措施，以及两炉生产时调换低碳高碳钢的冶炼，使110t转炉的炉底控制在-50到+100之间，从而使炉型控制在合理范围内，为钢铁料消耗的降低提供保障。

3.3改善终点

3.3.1提高终点碳

炉渣中∑（FeO）的含量与钢水终点碳含量有关。一般地，终点碳高，∑（FeO）就低；终点碳低，∑（FeO）就高。炉渣中∑（FeO）的含量越高，炉渣氧化性就越强，金属收得率就低，钢铁料消耗就会偏高。通过不断的优化冶炼操作，炼钢车间低合金钢的终点碳含量提高到0.10%以上，从而降低熔渣中∑（FeO）含量，使钢铁料消耗降低。

3.3.2 降低出钢温度

转炉出钢温度高则熔渣中的∑（FeO）就升高，所以要想降低钢铁料消耗就要降低转炉的出钢温度。转炉出钢后的过程温降直接影响着其出钢温度，为了达到降低出钢温度的目的， 炼钢车间采用了全程钢包加盖工艺， 同时保证良好的钢包状态， 根据实际生产情况，确定了合理的钢包周转个数， 加快钢包周转速度， 规范钢包烘烤制度， 缩短等包时间等， 确保做到红包出钢 。

通过以上措施的实施，转炉出钢温度显著下降，同比下降了13℃，钢铁料消耗降低了0.3kg/t。同时减少了钢水后吹，连铸实现了低过热度浇铸。在降低转炉消耗的同时也提高了连铸坯的质量。

4结语

从精细化管理、装入和造渣制度改进、炉型控制以及终点控制等方面采取措施，达到了降低钢铁料消耗的目的，使炼钢车间110t 转炉吨钢钢铁料消耗逐年降低， 目前控制在1051kg/t，取得了较好的经济和社会效益。

【参考文献】

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关键词：低碳；钢铁；能耗

中图分类号：F12文献标志码：A文章编号：1673-291X（2010）34-0214-02

一、目的与意义

当前，中国经济的发展方式正在向又好又快的方向转变，除了要注重发展速度之外，更重要的是要注重发展质量，尤其是对环境的影响。随着气候变化带来的负面影响的不断增强，世界对气候变化的关注也与日俱增，低碳经济的发展趋势也越来越明朗。作为中国国民经济基础的钢铁产业向低碳方向转型将对经济、能源、环境的可持续发展有着重要意义（柳克勋，2005）。

二、关于低碳经济的概述

低碳经济，是以低能耗、低排放、低污染为基础的一种经济发展模式，是人类社会继农业文明和工业文明之后的又一次重大的进步。“低碳经济”的理想形态是充分发展“阳光经济”、 “氢能经济”、“生物质能经济”、“风能经济”。它的实质是高能源利用效率和清洁能源结构、追求绿色GDP的问题，核心是能源技术创新、制度创新和人类生存发展观念的根本性转变。低碳经济的发展模式，为节能减排、发展循环经济、构建和谐社会提供了操作性诠释，是落实科学发展观、建设节约型社会的综合创新与实践，完全符合党的十七大报告提出的发展思路，是实现中国经济可持续发展的必由之路，是不可逆转的划时代潮流，是一场涉及生产方式、生活方式和价值观念的全球性革命。著名低碳经济学家、原国家环保局副局长张坤民教授认为，低碳经济是目前最可行的可量化的可持续发展模式。因此，从“碳素燃料文明时代”向“太阳能文明时代”（风能、生物质能都是太阳能的转换形态）过渡的几十年里，“低碳经济”、“低碳生活”的重要含义之一，就是节约化石性能源的消耗，为新能源的普及和利用提供时间的保障。特别是从中国的能源结构上来看，低碳意味节能，低碳经济就是以低能耗低污染为基础的经济。

三、中国钢铁业向低碳方向转型所存在的问题

1.产能结构不合理。钢铁业总体的产能相对来说是比较过剩的。总体产能中落后的炼铁及炼钢能力所占的比重较大，这些落后产能的二氧化碳排放量大，不利于钢铁业向低碳的方向转型。而且新增产能多集中于地方性中小钢铁企业和民营的钢铁企业，重复性建设比较多，技术创新的能力较差，对于环保的投入比较少（汪义平，2010）。

2.缺少一个统一化的碳排放标准。目前中国对于低碳经济的建设还处在探索和尝试的阶段。对于如何分配各行业的碳排放量还未得出明确的结果，因此现今还无法对钢铁这一行业的碳排放量进行量化的处理与分析。

3.以煤为主的能源结构决定了能效水平先天不足，进而不利于向低碳化转型。中国钢铁工业一次能源以煤炭为主，在能源消费总量中占70%左右，而且煤发热量、灰分、硫分等质量的指标和美国、德国、日本相比，存在有明显的差距。石油类能源和天然气所占比例比其他国家低约18%，从工艺、技术角度来看，采用石油类燃料，需要进一步提高能源的使用效率。

4.钢铁工业所用煤炭的能量有很大的一部分以煤气形式存在。钢铁业所用煤炭的能量中有39.8%以煤气(包括高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气)形式存在，其能值在钢铁业总能耗中占34.12%。中国转炉煤气回收水平是很低的，平均值为54立方米每吨钢，而国外工业发达国家是在100立方米每吨钢，如果转炉炼钢可以实现煤气回收大于100立方米每吨钢（占回收能量的80%），蒸汽回收大于60立方米每吨钢(占回收能量的20%)，就能够实现转炉的“负能炼钢”。

5.钢铁企业可回收的二次能源量占企业总能耗相对比较低。目前，日本的新日铁已经回收的二次能源在可回收部分中占92%，中国宝钢也回收二次能源中的68%，而大多数钢铁企业的二次能源的回收量在50%以下，一部分中小企业的二次能源回收只是刚刚起步。国内各钢铁企业之间的系统节能技术差距较大。

四、对策浅析

1.淘汰落后产能促进结构调整。落后产能具有高耗能、高排放、高污染的面貌特点。加快淘汰落后产能是推动产业结构调整，提高经济增长质量和效益，实现钢铁业向低碳方向转型的迫切需要。国家一直对调整结构、推进淘汰落后产能给予积极的财政和政策支持。从2007―2009年，中央财政安排了大量的资金，通过转移支付的方式支持经济欠发达的地区淘汰落后产能。随着这项工作的逐步深入，淘汰落后产能还会得到财政政策的奖励以及其他各方面的政策支持，从而推动中国钢铁业保持持续稳定较快的发展。

当前，我们应该抓住这个时机，加快推进淘汰落后产能的工作。第一，要严格市场准入。加强投资审核的管理，强化安全、能耗、环保、质量等指标的约束作用，严禁向落后产能的建设供应土地。第二，要充分运用市场的调节机制。充分发挥差别电价、资源性产品价格改革等价格机制的作用，提高落后产能企业使用能源、资源、环境、土地的成本。采取综合性调控措施，抑制高消耗、高排放产品市场需求。第三，要加大执法处罚力度。加强环保监测，对未按期完成淘汰落后产能任务的地区，严格控制投资项目。对未按规定期限淘汰落后产能的企业，吊销排污许可证，撤回生产许可证和安全生产许可证，直至依法吊销工商营业执照。第四，要完善政策方面的激励机制。中央财政统筹支持各地区淘汰落后产能工作，对经济欠发达的地区给予支持和奖励，重点支持相关职工安置和企业转产。对任务较重且完成较好的地区和企业，在安排技术改造和节能减排资金、土地开发利用、融资支持等方面给予倾斜。

2.建立统一的碳排放标准。碳排放是衡量单位，是发展低碳经济最直观的指标。目前GHG协议提供了中立的、高水平的核算标准，被公认为是确定企业温室气体排放责任的国际最佳实践，而且GHG协议还建立了一套温室气体核算语言，包括划定企业（“实体”）的报告范围和定义报告的内容，其依据是实体的经营控制、财务控制、排放源或每一排放源的股权情况。中国钢铁业可以根据这些依据这一协议提供的标准来建立有利于钢铁业向低碳方向转型的量化指标。

3.积极开发利用新能源，降低化石类能源的使用量。碳源控制的好坏，碳排放量的多少有着直接的影响。碳源控制得好，可再生能源使用的多，碳排放量就低：相反，碳源控制得不好，可再生能源使用的少，碳排放量就高。在所有的能源中，化石能源的碳排放量相当高。化石能源的消耗量越大，碳排放总量就越多。因此，积极开发利用新能源，降低化石类能源的使用量对钢铁业向低碳方向转型有着重要的意义。

4.提高现有资源、能源利用效率，特别应重视二次能源的回收利用。资源、能源的利用率低必然会导致碳源上的增加，进而增加碳排放量。依次应采取以下措施来提高利用率：

第一，鼓励钢铁企业加大二次能源回收利用投资力度政策建议。要调动钢铁企业在二次能源利用上的积极性，建议国家能够给予此类投资项目征地的优先及优惠的政策，并减免投资调节税和进口技术设备关税等税收，在项目的贷款上给予无息或贴息贷款，少部分企业通过国家发改委立项核准的项目可以列入国家贴息贷款项目计划，而通过地方审批的项目按一般项目，没有贷款优惠政策。第二，降低钢铁企业二次能源回收利用成本。钢铁企业回收利用二次能源，减少了一次能源的消耗，为减低二次能源回收成本，建议按减少的煤炭消耗量给予适当比例的补贴，与煤炭发电形成减排量交易机制。利用二次能源发电，电网按统一价格的基础上加价收购，或总用电中等量发电部分降低用电价格的办法，升降价比例考虑15%～20%左右，并减免入网费、过网费、管理费等费用，也考虑在减少的煤炭消耗量补贴中抵扣返补电网。第三，鼓励二次能源回收利用技术推广应用，建议国家有关部门研究将污染物排放等环保收费按比例提取设立专项基金，用于鼓励二次能源回收利用新技术的推广应用。

5.开发绿色钢铁新工艺和新技术。绿色科学技术是建立在人与自然和谐共处的基础之上，它的目的是促进人与自然的协同演进和共同发展，是在生态自然观的指导下，受到生态意识支配和生态伦理以及生态价值约束的一项科学技术，这种有利于促进人与自然和谐与统一的科学技术越是发展，人与自然间的关系就会越融洽，经济的发展、社会的进步和生态环境的优化也就变得越有保障。其中自然性和人类性是绿色科技的显著特征（兴东，2005）。

钢铁企业应该从各个工序入手，尽可能的采用先进的技术、工艺和先进设备及新材料，挖掘其潜能，减少耗能量，提升能源的重复利用的能力，创建具有国际水平和全球竞争力的“绿色钢铁”。

参考文献：

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[3]兴东.循环经济:中国经济发展“关键词”[J].经济视角，2005，(6).

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关键词：低碳经济；循环经济；传统工业企业；柳钢

中图分类号：F270 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2012）09-0178-02

当前，中国在推进工业化、城镇化的进程中，作为工业经济重要组成部分的传统工业企业正面临着转型的巨大机遇和挑战，如何实现新型工业化道路的转向是一个亟待解决的重大现实问题。同志在2003年7月28日的讲话中提出了“坚持以人为本，树立全面、协调、可持续的发展观，促进经济社会和人的全面发展”的科学发展观，它的基本要求是全面协调可持续性[1] 。科学发展观的提出为传统工业企业的转型指明了正确的方向。要贯彻落实好科学发展观，要实现国民经济的全面协调可持续发展，必须首先从转变经济发展方式入手，大力发展循环经济，推广低碳技术，坚持把建设资源节约型、环境友好型社会作为加快转变经济发展方式的重要着力点[2] 。传统工业企业当务之急是寻找出一条发展循环经济、低碳经济的正确道路出来。

一、从粗放式到低碳经济

所谓粗放式经济是指地区经济的快速发展，在很大程度上是靠能源资源的高投入、高消耗来拉动的，有的甚至是以牺牲环境为代价的。自改革开放以来的三十多年，中国的经济增长可以说主要就是依靠这种方式来推动的。虽然说这种经济增长方式早在前些年就有许多人主动站出来纷纷指出它的诸多弊端，呼吁、抵制甚至是摒弃它，提倡要走内涵式发展道路，主要依靠资源消耗少，以技术创新来驱动发展，但是，一直到现在，中国经济粗放式发展的模式依然没有得到根本性的改变。如果这种发展方式或经济增长模式没有大的改观，那么可以预测今后相当长的一段时期中国的经济发展速度将难以为继。

所谓低碳经济，是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态[3] 。低碳经济的实质是能源高效利用、清洁能源开发、追求绿色GDP的问题，核心是能源技术和减排技术创新、产业结构和制度创新以及人类生存发展观念的根本性转变，目标是为了减缓大气中CO2浓度的增长。它的重要意义在于，一方面是积极承担环境保护责任，完成国家节能降耗指标的要求；另一方面是调整经济结构，提高能源利用效益，发展新兴工业，建设生态文明。这是摒弃以往先污染后治理、先低端后高端、先粗放后集约的发展模式的现实途径，是实现经济发展与资源环境保护双赢的必然选择。

二、转型：传统工业企业的两难困境

传统工业又称夕阳工业，是指国家的整个工业体系中，其地位逐渐下降的工业部门，主要是传统的基础工业。即使被不少经济学家称为夕阳产业，但是，这只是相对的，它们无论是在发达国家还是发展中国家仍然具有强大的生命力，占据国民经济的主要地位。只要不断通过引入、采用新技术，对其进行改造，提高生命力，是传统工业继续发展、适应工业现代化要求的重要途径。

对于我们这样一个发展中大国来说，大多数传统工业企业的转型都面临着一种两难的困境：一是投入与产出的矛盾。传统工业企业实施节能减排，降低碳的排放量，必然需要通过引入、采用新的节能技术来改造整个的生产流程，而新技术企业自身基本上不能发明创造出来，只能是投入大量的资金去购买别人的主要是国外的先进技术、设备，无形中会增加负担。问题是大多数企业生产经营者都会产生这样的顾虑：投入那么多人力、物力、财力，究竟能够得到多少的利润回报呢？事实上，除了有少数企业获得收益外，大多数企业是入不敷出，多多少少打击了他们的积极性。如果不是当地政府为了完成上级下达的节能减排硬性任务，企业一般不会主动去做这些事情。二是GDP减少与政绩的博弈。传统工业企业要走低碳经济的发展模式，除了部分采用新技术、新设备降低能耗之外，相当大的一部分生产设备、生产环节甚至整个企业都有可能会被停产、关闭，不要说企业自身不愿意，地方政府、官员出于当地整个经济社会发展稳定的大局考虑也是很不情愿的，不但GDP减少，下岗、失业工人如何妥善安置也是很头痛的事，搞不好发生什么乱子自己的乌纱帽也不保。

三、柳钢：低碳经济之路越走越宽

广西柳州钢铁集团是一家具有五十多年历史的老牌国有特大型钢铁生产企业。没有人会想到，就是这么一家无论是从职工人数（包括主业和非钢产业约三万人）还是销售收入（2011年实现550亿元）都名列广西第一的大型国企（也是华南地区最大的钢铁企业），在十多年前（1998年之前，产值十几个亿）还是一家包袱沉重，连年亏损，污染严重，人员大量流失的企业，短短十几年时间整个企业的面貌竟然发生了翻天覆地的变化，实现了跨越式的发展，连续摘掉了“亏损企业”、“污染大户”的帽子，获得经济效益和生态效益的双丰收，这其中的奥秘何在？我们认为这是柳钢集团的全体员工和领导坚持科学发展，实施高强度的技术改造（共累计投入技改资金一百多亿元）是企业完成脱胎换骨的根本，而以壮士断腕的气概果断淘汰落后设备，关停、关闭污染源。

柳钢的低碳经济之路可以概括为以下几个方面：

1.以废治废。炼钢过程中会产生大量的二氧化硫，但目前国内成百上千座炼钢厂产生的二氧化硫还没有找到治理的良方。但柳钢人没有等待，创造性地用焦化炼焦过程中产生的废氨进行脱硫，这种“以废制废”的新思路在国内还是首创。这套投入5 000多万元的氨法脱硫工程自运行以来，一年脱硫出来的硫酸氨有500多万元的经济效益，每年可以削减二氧化硫1 600吨~4 000吨，这样可以大大削减柳州的二氧化硫，改善空气质量。脱硫出来的产品就是化肥，又不会造成二次污染，“以废制废”，达到循环经济。

2.增产不增水。钢铁企业是用水大户。柳钢按循环经济要求，推广应用节水新工艺和新技术，在主要生产厂建立完善工业废水处理系统，投资2.3亿元建起废水处理设施38套，提高水重复利用率，减少新水用量。投巨资对原1、2、3号炼铁高炉进行了煤气除尘技术改造，用干法除尘技术替代传统湿法除尘技术，每年节约生产用新水900多万立方米。新建设的高炉全部采用干法除尘技术，节约了大量生产用新水。棒线厂投资300多万元，配套建设水处理系统，使工业水循环利用率达到96%以上，年节约新水量4 800多万立方米。为实现工业废水循环利用，投资6 500万元建设工业废水集中处理站，日处理废水量达10万立方米，大部分外排工业废水，特别是冶炼单位排水将集中处理循环使用。“十一五”期，达到吨钢新水耗6吨以下、工业水循环率达95%以上，吨钢新水耗14.9立方米，实现了增产不增用水的目标。

3.负能炼钢。钢铁企业在生产过程中，会产生大量的转炉煤气、高炉煤气和焦炉煤气。1999年以前，柳钢的燃料一直是煤和重油，高炉煤气和焦炉煤气的利用率极低，大部分通过烟囱向高空排放，污染了环境不说，还造成能源极大浪费。柳钢不断提高焦炉、高炉、转炉煤气的回收量和利用率，组织专家进行技术攻关，投资数亿元改造加热炉和建设煤气综合利用设施。一座投资1.2亿元，装机容量为72MW的热电厂，利用富余放散的高炉煤气来供热发电，每年可增加供电4.23亿度，节约58.43万吨标煤。另外，轧钢加热炉以气代油，总用煤气量折回标准煤为13.67万吨，折回重油9.57万吨，效益约2.8亿元。目前，柳钢实现了以气代油，无油轧钢，使重油耗量为零。公司所有工业炉窑和电厂锅炉均以冶炼副产品煤气为燃料，节能效果显著。煤气循环利用，每年减支、增收约3.9亿元。

4.变废为宝。固体废物循环利用，使昔日废弃的钢渣、废渣变成了今日的生产原料。柳钢与台泥集团联合投资1.2亿元开发高炉废渣、水渣，将其加工生产成超细粉用作水泥的掺合料，年消耗高炉废渣量达到80万~90万吨。利用高炉废渣加工生产出的超细粉，各项技术指标不仅完全达到国家标准，而且与普通硅酸盐水泥相比，具有强度高、耐磨、耐腐蚀等一系列特性，非常适用于水利、道路、港口等特种工程。这一技术被国家建设部定为建筑业十项新技术之一、属国家推广的高科技绿色环保型产业项目。

2010年，柳钢在循环经济方面就实现营业收入14.37亿元，利润总额4.69亿元。共回收煤气202.09亿立方米，利用回收煤气、余热和余能发电26.1亿千瓦时，生产硫酸铵化肥5.76万吨，生产销售高炉水渣382万吨，处理回收钢渣116万吨，回收再生水4 615万立方米。吨钢综合能耗同比下降33kgce/t，相当于同比实现节能量33.03万吨标准煤，同时减少废水排放17万立方米、废气156万立方米、粉尘1 491吨、二氧化硫9 800吨[4]。

四、启示

柳钢向低碳经济的成功转型给传统工业企业的发展带来了不少启示：首先，必须始终以科学发展观为指导思想，坚持全面、协调、可持续，坚持统筹兼顾；其次，必须正确处理好经济社会发展与环境保护之间的关系，任何情况下都不能以牺牲环境为代价来谋取个人私利；再次，必须善于引进、吸收、消化新技术来改造传统生产环节，淘汰落后生产设备，同时要注意根据企业自身状况量力而行，超过承载能力的技术改造项目应慎重选择；最后，必须具备壮士断腕的决心和勇气，只要是有利于减少环境污染，有利于社会公众身体健康的事应坚决把它做好，即使自己受损失也毫不动摇。

参考文献：

[1] 总书记在全国防治非典工作会议上的讲话[N].新华社，2003-08-19.

[2] 中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要(全文)[EB/OL].新华网，2011-03-17.

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[关键词]双相不锈钢；高压换热器；制造；具体应用

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）10-0393-01

相比于普通类型的不锈钢，双相不锈钢本身具有双相、高钼、高氮与超低碳的特征。具体在制作高压换热器时，通常需要用到直管热处理工艺与炼钢工艺等很多工艺。对于管坯炼钢而言，可以运用氩氧脱碳法或者电炉法来完成制作。在这其中，制造双相不锈钢管选择了冷轧工艺与热挤压相结合的工艺模式，这样做有利于保障加热的均匀性与准确性[1]。经过腐蚀试验的验证，可以明确高压换热器运用双相不锈钢制作的可行性，因此这项工艺适合运用于混合型的高压换热器生产与制造。

一、基本的工艺特征

从基本构成的角度来讲，双相不锈钢的基本构成应当包括铁素体与奥氏体，在两种元素密切结合的基础上构成了高压换热器。通常来看，双相不锈钢具有较高的点蚀指数，一般情况下超过了40的指数。由此可见，双相不锈钢最基本的特征就在于低碳含量、高氮与高钼含量。具体在炼钢的操作中，可以运用AOD与电炉的混合炼钢方法，通过这种方式来制作管坯。对于各项工序在进行微调时，可以借助LF炉的调节方法。AOD方法的基本原理为氩氧脱碳法，运用这种脱碳方法制作而成的换热器表现为良好的脱氧性能[2]。

截至目前，多数企业具体在制作高压换热器时仍然运用吹氮的方法来增加氮元素。在此情况下，炼钢所需的钢水液体应当融入气态的氮元素。氮元素本身属于奥氏体较强的非金属元素，而双相钢制作换热器的过程中应当保证相对稳定的双相比例。同时，这样做也能保障双相钢具备较强的耐腐蚀性。氮气合金化的工艺操作相比而言具有较高难度，这是由于钢水很难迅速溶解氮气分子。为了解决难题，具体在操作时可以视情况来调整吹入的氩气总量与氩气流速，在此前提下对于氮气的总比例进行精确控制。

二、制造高压换热器的具体应用

目前的状态下，技术人员具体在制造高压换热钢管时，通常可以选择冷轧工艺、斜轧穿孔工艺或者热挤压工艺。从现阶段的工艺现状来看，多数企业更适合运用斜轧穿孔的换热器制作工艺[3]。与热挤压的操作过程相比来看，斜轧穿孔方法具有更高的成材率，与此同时也在最大限度内减少了钢管制造的总成本。具体来讲，制造高压换热器运用的双相不锈钢工艺应当包含如下要点：

首先是斜轧穿孔。早在18世纪末期，德国科学家就创造了斜轧穿孔的钢管制造工艺，后期这项工艺被用来制造无缝钢管。对于金属材质的物体如果要实现变形操作，那么首要的工序就是设置穿孔。具体在操作时，对于管坯应当制作空心小孔，在此基础上制造空心毛管。某些情况下毛管外部表现为明显的缺陷，对此有必要通过穿孔操作的方式来消除缺陷。目前国内的多数企业都已经具备了相对成熟的二辊斜轧操作水平，这种现状有利于提升制造Q热器的综合质量。

其次是热挤压。制造高压换热器运用热挤压的基本原理为：对于金属管坯，具体进行挤压操作时应当保证金属高于再结晶温度。这种状态下，就可以通过模型小孔挤出管坯，从而获得断面管材的基本形状。在金属成型的技术操作中，经常会用到热挤压的手段。对于金属原材在进行挤压之前，先要完成管坯的钻孔操作，在此基础上顺利实现管坯加热[4]。受到三向压应力的共同作用，经过热挤压的管坯就会迅速发生变形，这个阶段的管坯变形率相对较高。通过这种方式制造的换热器钢管具有致密的内部结构，因此母管的性能良好。

再次是热处理。金属再结晶的操作需要确保适当的温度，具体应当符合1100℃的固体溶解温度。金属一旦满足了溶解温度，那么奥氏体就会转变为轴状物体。此外，技术人员在制造高压换热器时还应当检测钢管内部的铁素体，固溶温度最好达到1000℃左右。在这之后，钢管还应当经过氧化皮处理的工艺，确保双相不锈钢符合各项基本的工艺指标。

总结

从本质上讲，双相不锈钢具备较高的氮元素含量，一般情况下可达0.3%左右的含氮量。因此相比来看，双相不锈钢本身的含氮量远远超过了普通的奥氏体钢。这种状态下，如果运用双相不锈钢来制作并且合成高压换热器，那么通常应当密切关注精确脱氮的操作工艺过程。截至目前，对于高压换热器具体在进行制造时，双相不锈钢的相关工艺并没有得到完善，因此仍然有待长期的改进。未来在实践中，技术人员还需要归纳经验，在此基础上提升高压换热器的整体质量与换热性能。

参考文献

[1] 王金光，张迎恺.国产超级双相不锈钢换热管在加氢高压换热器上的研制与应用[J].石油化工设计，2015（02）：1-5+75.

[2] 李义民，张凯，任世宏等.超级双相不锈钢药芯焊丝堆焊技术在压力容器制造中的应用[J].电焊机，2015（09）：189-192.

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关键词：转炉 PLC 光纤环网 ABB变频器

中图分类号:TP27 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2011)12-0017-01

转炉炼钢冶炼过程控制方式包括：经验控制、静态控制、动态控制和全自动吹炼控制。目前我国中小型转炉中相当多的仍采用经验控制的方式进行炼钢生产，这种炼钢控制方式误差大，控制精度低，效率低。因此，目前较大容积的转炉炼钢在不同程度上均采用自动控制。本文对转炉炼钢的自动化控制系统作一简单介绍。本转炉自动控制系统包括转炉本体、散装料、一次除尘(oG 法)、吹氩站、循环水泵房、炉后铁合金、二次除尘、混铁炉除尘、三万气柜、VD炉水处理等。

1、转炉炼钢工艺介绍

冶炼散装料通过四条胶带机从低位料仓将转炉炼钢所要加入的配料(石灰石、焦炭等)送到转炉的炉顶料仓；转炉本体是整个转炉系统的核心部分，主要是对转炉吹氧炼钢，吹炼到1700℃时向炉后的钢包出钢水，再向转炉吹氮，溅渣护炉，然后向炉前出渣；钢水倒入钢包后，通过吹氩站时对钢包的钢水顶吹氩或底吹氩(作用是将钢水搅匀，让钢水中炉渣浮在表层，保证连铸浇铸畅通)，向钢水中加入合金调节钢水成分；转炉的烟气主要通过两个除尘系统排出：一次除尘系统通过高压风机从转炉烟罩抽风，当转炉吹炼时，烟气不会溢出，而且转炉吹炼的烟气根据煤气成分分析，通过风机房阀组可以选择放散或者回收至煤气柜，二次除尘系统通过高压风机，抽出天车向转炉倒钢水时的烟气：循环水泵房通过泵组向整个炼钢厂供水。转炉部分主要是氧枪的冷却水；炉后铁合金系统是通过烘烤炉加工要向钢包加入的合金。

2、自动控制系统的构架

系统的构架思想是将比较集中的设备用一个PLC分站控制，若距离较近的采用PLC主机架扩展的方法(最多可扩展6个，扩展机架之间可达2米)；若是系统设各比较分散，则采用远程机架，构成一个分布式的控制系统，在主站上配置一个通讯模块，主站和远程站之间用GENIUS网线连接。

系统的主站用GE90．30系列PLC，分站用VERSAMAX， 主站和分站之问通过GENIUS总线通讯以及传输数据；各个分系统之间通过光纤连接，构成一个光纤环网，保证了数据交换的速度和可靠；转炉的氧枪、倾动以及钢包车、渣罐车控制均采用ABB变频器。

3、系统通讯网络

转炉CPU 模块是IC693CPU374，CPU374具有一个10／100M 的以太网卡(与CPU集成在一起)，二个RJ45接口(一个II)地址)。该CPU 支持以太网的广播方式通讯(EGD方式)，只需在CPU硬件配置时进行简单的发送与接收设置即可。

4、ABB变频器

转炉的氧枪、倾动以及钢包车(渣罐车)的控制均采用ABB 变频器(ACSS00系列)。ABB变频器的核心技术是真接转矩控制(DTC)。DTC控制对交流传动来说是～个最优的电机控制方法，它可以对所有交流电机的核心变量进行直接控制，DTC控制是交流传动领域电机控制方式的一次革命，它从零速开始不使用电机轴上的脉冲码盘反馈就可以实现电机速度和转矩的精确控制变频器的控制思想：上位机在收到变频器‘准各好’信号后，可以通过PLC发出相应的启动命令，当传动装置动作后，变频器就可以将设备的运行状态信号返回到PLC，并且显示在上位机上，控制原理如图所示。

由于氧枪、倾动和钢包车(渣罐车)变频器在用途上的不同，所以参数设置也有相应的差别，关键是三种不同应用场合所对应变频器选择的应用宏不同，氧枪的升降控制要求采用提升宏(CRANE CONTROL)，转炉的倾动控制要求采用转矩宏(T-CTRL)，钢包车(渣罐车)的前后控制要求采用工厂宏(FACTORY CONTROL)。由于转炉的倾动控制采用了四台变频器拖动四台电机的方式， 采用主，从(MASTERJFOLLO、ⅣER)控制方式最合理。四台变频器用光纤连接构成一个环网，为每台变频器设置两套不同的参数(一套主参数、一套从参数)，主机采用速度(SPEED)控制，从机采用转矩(TORQUE)控制，分别保存在两个用户(USERI、USER2)中以供调用。将其中一台变频器调用主参数USER1，其他三台调用从参数USER2，此时，当三台从机中有一台或者两台发生故障时，倾动系统还可以正常运行；若是主机发生故障，就必须在上位机进行四台变频器的主／从参数切换，将其中一台从机切换成主机，以保证系统正常运行。

5、结语

该系统现场调试时，在变频器送电以前，必须对照变频器硬件接线手册，核查接线：PLC系统开通上电也一样，特别要注意UPLC模块的电源，要对照模块接线图，要区分开AC220V与DC24V，不能串线，否则导致烧断熔断丝或者烧坏模块，造成严重的后果。该转炉自动化控制系统上位机画面通过CIMPLICITY6．1编制，完成了上位机监控、操作及数据采集功能，系统画面人性化，操作直观方便，所有设备工作状态在上位机都有显示，易于维护。

参考文献

[1]曲永印,曲丽萍,樊生文.炼钢自动化系统的研究与实现[J].控制工程,2002.04.

[2]钟肇新,彭侃.可编程序控制器原理及应用[M].广州:华南理工大学出版社,1992.

[3]李乐亭,王洪才.钢铁企业过程检测和控制自动化设计手册[M].北京:冶金工业出版社出版,2000.

[4]贺道中.低碳低硅钢的冶炼实践研究[J].钢铁研究,2001.06.

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关键词 炼钢；定碳；结晶定碳

中图分类号TF2 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）45-0156-02

0 引言

抚顺新钢铁一直以来在炼钢技术设备上比较落后，转炉终点采用经验控制，终点碳含量在0.07%以上的比例不到70%，当然原因是多方面的，近来我们从提高装备能力和原材料质量方面作了很多工作，但是我们的作业水平没有本质的提高，如何从工艺控制上提高操作能力是我们必须重视的。新钢铁为了扩展市场，决定开发高碳钢种，因此决定引进定氧仪器提高终点碳含量。

脱氧合金化是炼钢过程中的关键控制点。准确掌握钢水中氧含量是科学指导脱氧合金化操作的前提，而测氧仪可以精确测定钢水中氧含量，对稳定转炉脱氧合金化及连铸浇注操作、提高铸坯质量有着重要指导意义。

1 结晶定碳原理

终点钢水中的主要元素是Fe与C，碳含量高低影响着钢水的凝固温度；反之，根据凝固温度不同也可以判断碳含量。如果在钢水凝固的过程中连续地测定钢水温度，当到达凝固温度时，由于凝固潜热抵消了钢水降温散发的热量，这时温度随时间变化的曲线出现了一个平台，这个平台的温度就是钢水的凝固温度；不同碳含量的钢液凝固时就会出现不同温度的平台，所以根据凝固温度也可以推出钢水的碳含量，转炉定氧探头测定终点碳含量就是这个原理。

熔池钢水氧含量的测定原理是：用电解质ZrO2+MgO以耐火材料的形式包住Mo+MoO2组成的一个标准电极板，而以钢水中[O]+Mo为另一个电极板，钢水中氧浓度与标准电极Mo+MoO2氧浓度不同，在ZrO2+MgO电解质中形成氧浓度差电池。测定电池的电动势，可以得出钢液中氧含量。

根据终点定氧的结果，通过碳―氧浓度乘积关系可以得出碳含量。

2 新钢铁应用分析

抚顺新钢铁开发新钢种55Q，经过试生产24炉，钢包取样不合炉号11炉，其中碳不合10炉，成品命中率66.6%，碳命中率70.8%，主要原因是终点碳（0.10%~0.20%）命中率过低仅25%，加入增碳剂多收得率过低，造成碳命中率低。55Q属于高碳钢，在终点碳控制过低的情况下，炉后增碳比较困难，如果靠化学分析，生产节奏又不允许，如果靠炉后微调进行成分调整，一是生产节奏紧张，有的炉号无时间调整；二是成分微调以后，钢中夹杂增多成分不均，严重影响钢材质量，而且造成冶炼周期的延长。使用定氧仪后，以上现象得到了有效的控制，新钢铁生产的55Q钢坯质量也得到了客户的认可，做到了试生产后就投产。

2.1 新钢铁的生产条件

抚顺新钢铁以往是依靠冶炼工的经验判断或通过化学分析，经验判断得受多方面因素影响，造成终点命中率不高。终点碳氧控制水平低原因有：

1）化学分析速度慢

取钢样依靠化学分析，无形中延长了冶炼周期，平均延长3min~5min，转炉产能提高后，使终点钢样的分析时间打乱了生产节奏，难以做到取样等样出钢。

2）铁水硅含量变化大

由于新钢铁的原材料条件不稳定，焦炭质量差，高炉数量多（6座）产量不均衡，铁水硅含量变化较大，有时上下炉次的铁水都不一样，使转炉冶炼熔池温度高低变化较大，碳氧化反应速度不一，导致肉眼判定的碳含量与实际碳含量差异较大。通过2008年对铁水进行抽检300余次，结果其中硅含量大于0.8%的炉次占35%，而且硅含量分布不均匀。

3）石灰生烧高

新钢铁石灰质量差，有效CaO在70%，活性度平均230mL，生烧率高达30%以上，转炉吹炼过程中渣子不易化，火焰发冲，拉碳易晚，使终点氧化性强，碳含量过低。

4）炉况变化大

转炉炉龄在万次以上，各段炉役期炉容比和炉型对终点判断影响很大，随铁水条件的变化转炉的炉底深度也在不断变化，氧气流股对熔池的搅拌力强弱不同，对终点命中产生很大的影响。

5）氧枪变化

针对新钢铁的石灰条件，氧枪枪位变化较大，弱吹的时间长，熔池搅拌力弱，炉渣临近终点才形成，造成钢水含氧量偏高，碳控制偏低。同时部分氧枪枪龄后期枪孔变形后，冲击力小，搅拌力弱，也会造成终点碳控制困难。

2.2新钢铁的定氧效果

抚顺新钢铁引进上海贺利氏电测骑士有限公司DTKLC-01-T-11型结晶定碳仪，其碳质量分数测量误差值在±0.02％，利用钢水含碳量与其结晶温度之间存在的一定关系，确定出钢前钢中含碳量，优化了冶炼工艺，降低了合金料消耗，缩短了冶炼时间。

2.2.1终点碳合格率提高

抚顺新钢铁转炉使用定氧仪以后，转炉对终点碳的控制能力有了明显提升，通过高拉补吹的方式，转炉成品碳命中率可以达到98%以上。

2.2.2高碳钢种的批量生产

炉中氧含量的高低，对合金收得率及增碳剂的收得率会产生很大影响，在使用定氧仪以后，可以高拉碳根据测出的炉中碳的含量，准确的进行增碳操作，实现了高碳钢种的批量生产。

2.2.2缩短了冶炼周期

定碳速度加快，缩短了等样的时间，有利于转炉生产的组织，定碳时间为10s~20s，在高碳钢生产中平均缩短等样时间8min。

2.2.3经济效益提高

转炉高碳出钢比例提高后，与低碳出钢工艺比较，其钢铁料、合金等消耗都有所降低。钢水终点氧含量降低0.01%~0.03%后，合金收得率能提高2%以上，以生产55Q为例，吨钢合金消耗可节约1.6元。

终点碳含量提高后，铁水吹损减少，渣中全铁含量降低，在低碳时终点渣中TFe大约15%，高碳含量时渣中TFe可以降到10%以下，吨钢可节约11.2元。

综上所述，使用定氧系统后转炉命中率大大提高，钢水质量明显改善，取得了可观的经济效益。

3结论

结合生产实际，通过对结晶定碳仪在新钢铁转炉应用探讨，得出以下结果：

1）采用定碳仪以后降低了钢水氧含量，提高了金属收得率，钢水夹杂物减少，钢水质量明显改善；

2）结合炉中氧含量和终点炉渣情况，使冶炼工提高了冶炼水平，提高了转炉的一次命中率，降低了炼钢的生产成本；

3）新钢铁转炉扩大了冶炼品种可以生产中、高碳钢。

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关键词：1780mm热连轧；安钢；粗轧机；精轧机；卷取区；精整区

中图分类号：TG333　文献标识码：A　文章编号：1009-2374(2011)34-0080-02

一、概　述

安阳钢铁股份有限公司(以下简称安钢)2005年对原有无缝钢管厂、薄板厂进行搬迁改造，目前正在建设一条集炼钢、炉外精炼、连铸和轧钢四位于一体的具有当今世界先进水平的1780热连轧生产线，是安钢“三步走”发展规划的关键项目，并于2007年6月轧出第一卷钢。

该生产线分两期建设，一期已建成投入使用2座步进式加热炉、1架带立辊的四辊可逆式粗轧机、1台转鼓式飞剪、7架四辊精轧机、2台卷取机，年产量为200万t/a；二期现已增建1座步进式加热炉、1台带立辊的二辊可逆式粗轧机、1台卷取机，年产量为400万t/a，并在钢卷库增设一条平整分卷机组，其年产量为80万t/a。产品规格：带钢厚度1.2-19mm，带钢宽度800-1630mm，钢卷内径Φ762mm，钢卷外径Φ2150mm，最大卷重32t，钢卷单重19.8kg/mm。

生产钢种有普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、管线钢、低合金结构钢、低碳钢和超低碳钢。

二、主要工艺及设备

(一)工艺流程

其主要生产工艺流程为：炼钢炉外精炼(LF、VD)连铸热装(冷装)加热粗除鳞E1/R1粗轧机E2/R2粗轧机中间坯保护罩切头剪精除鳞F1F7精轧机层流冷却卷取机打捆机打号机步进梁式运输机入库。

(二)加热炉主要工艺设备

热连轧加热炉上料辊道与连铸坯辊道直接连接，采用了板坯热送热装工艺、汽化冷却工艺和最佳燃烧控制模型。现热连轧厂共设有3台步进梁式加热炉。技术装备水平实用可靠，可根据坯料冷、热状况和加热特殊钢种的要求，灵活性操作。加热质量好，满足高产、优质、节能、低成本及安全生产的要求。技术性能见下表1：

(三)粗轧机主要设备

第一，粗轧机组。板坯出炉后经输出辊道输送到高压水除鳞机(20MPa)，除鳞机由除鳞箱及除鳞辊道组成，清除板坯加热过程中产生的一次氧化铁皮。然后经输出辊道进入E1/R1、E2/R2粗轧机进行往复轧制。

粗轧机立辊设有(AWC)宽度自动控制系统和短行程控制(SSC)，对粗轧板坯进行宽度控制，及头尾形状控制以提高收得率。

粗轧机选用一台二辊可逆万能轧机(El/R1)和一台四辊可逆万能轧机(E2/R2)。R2轧机设有HGC。R1、R2轧机均设有电动APC。立辊轧机、粗轧机技术参数见表2。

第二，中间坯保温罩。保温罩布置在粗轧与精轧之间的中间辊道上，长度为67500mm，由多个罩子组成，每个罩子均有升降盖板，可根据生产要求进行开闭。罩子内部镶嵌由保温材料，液压倾翻。中间坯通过保温罩，可减少中间带坯的温降，保证温度均匀性。

(四)精轧区主要设备

第一，转鼓式切头飞剪。切头飞剪前设有测速辊，可实现切头优化控制，以减少头尾切损，提高成材率。飞剪技术参数见表3：

第二，精轧机组。带坯经切头飞剪切去头尾后，进入精轧除鳞箱，由高压水(18-19MPa)清除二次氧化铁皮。中间坯进入小立辊，小立辊安装在精轧机F1入口侧，将粗轧后的板坯与配合精轧机一起连续轧制成1.2-19mm厚的成品带钢。

精轧机组由F1-F7共7台四辊轧机组成。轧机的辊缝调整和厚度控制均由全液压AWC系统实现，该系统响应速度快、设定精度高，可以提高带钢全长厚度控制精度。辊缝调整机构布置形式：短行程AGC缸＋上下阶梯垫调整，支撑辊和工作辊的磨损量由上下阶梯垫进行补偿，顶端短行程液压AGC缸用于对辊缝进行在线调整。AGC缸布置在牌坊顶部，工况较好，安装拆卸方便，侧压仪安装在窗口底部测量精度较好。

精轧机组采用工作辊弯辊、工作辊轴向窜动HCW，以改善带钢表面质量和延长换辊周期，并实现自由轧制。轧机间设有导卫和活套。用于带钢的顺利导入导出及控制各机架间的张力。

F1-F7机架间的导板之间的导板架体上设有带钢冷却集水管(F1-F3强冷)，用于控制带钢终轧温度。F1-F7采用氧化铁皮抑制。F1-F7活套通过系统压力和活套辊位置，保证带钢的恒张力。

为保证带钢质量，F7出口出设有凸度、平直度以及厚度、宽度、温度等检测仪表。以便在线检查、分析、控制带钢表面质量。

层流冷却装置位于精轧机出口和卷取机入口之间的输出辊道上，用于带钢控制冷却。设备组成：上喷装置、下喷装置、侧喷装置、气动控制系统、中间管路及高位水箱等组成。保证带钢宽度、厚度方向冷却均匀性。集水管在保证喷射水呈层流状态下的流量调节范围宽，提高卷取温度的控制精度。精轧机组性能参数见表4：

(五)卷取区主要工艺设备

设有带踏步控制的全液压卷取机3台，由卷取机入口侧导板、夹送辊、助卷辊、卷筒等设备组成。卷筒的胀缩由液压缸带动心轴，通过胀缩机构实现。助卷辊采用自动踏步控制，以防止带钢产生压痕和表面损伤等缺陷。卷取机技术性能参数见表5：

钢卷运输采用运输链和步进梁组合运输方式，步进梁运输机将钢卷运输到快速链取卷位置，经快速链将钢卷送至2#步进梁，用设在2#步进梁转台处开卷检查线进行在线取样或展开检查。

钢卷经打捆、称重、喷印，送到钢卷提升机，经提升后将钢卷托到地面步进梁，最后根据下一步工序的要求将钢卷存放至所需位置。

(六)精整区主要工艺设备

平整机配置了液压压下、工作辊正/负弯辊及上支承辊平衡系统，开卷机配置了自动对中系统(CPC)，以保证成品带卷沿着机组中心线运行；卷取机配置了EPC，以保证成品钢卷卷形质量；平整机采用下支承辊传动及工作辊推入―推出换辊方式，可缩短工作辊换辊时间；平整线主要技术性能参数见表6。

三、结　语

安钢于2004年对原有第三、四轧钢厂基础上进行搬迁改造，设备由中国一重设计制造，2007年已建成具有当今世界先进水平的1780热连轧生产线，加速了安钢向装备大型化、工艺现代化、产品专业化钢铁强厂迈进的步伐，为河南省建设工业强省，引领中原崛起提供了强有力的支撑。

参考文献：

[1]中国金属学会热轧板带学术委员会，中国热轧宽带钢轧机及生产技术[M]，北京冶金工业出版社，2004

[2]蒋昭，徐肇源，王景新，等，宝钢2050毫米带钢热连轧装备轧制技术机械设计[M]，黑龙江科学技术出版社，1998

篇10

关键词：LF炉；精炼；含铝钢

前言

随着钢材市场竞争中钢材质量影响因素的提升，各大钢企纷纷开展了炉外精炼技术的开发与实践，以此作为提高钢材产品质量的有效手段，经过不断的发展，目前炉外精炼已经成为钢铁生产流程中的关键步骤，LF炉精炼工艺降低钢水中氧，硫等有害元素的含量的途径，通过采取包括电极加热、钢包底吹氩以及造白渣等技术，实现了钢水产品纯净度的大幅提高。

SAE10B22A钢属于中碳低硅高铝钢，其炼制的过程中对酸熔铝含量的要求比其它品种钢的要求更高，铸坯中酸熔铝占比必须超过0.015%，炼制技术的关键在于对钢水中增加铝元素的过程中如何同步实现钢水[Al]s的限制，这个条件的实现能够保证钢水的内在质量和浇筑质量的前提，同时也能够有效的减少钢水中的结瘤状况。使用该品种刚的客户，通常不仅仅需要对钢材进行成分和各种机械指标的检验，其检测报告中还增加了晶粒度、非金属夹杂以及低倍等检测指标的要求，这些因素决定了这种钢材炼制技术的复杂性。表1为SAE10B22A钢的化学成分。

1 宣钢生产主要装备及工艺流程

1.1 主要装备

宣钢炼钢厂150T炉区，其中包括：铁水折罐间，KR脱硫站，150t顶底复吹转炉，180tLF精炼炉和12流末端电搅连铸机。

1.2 工艺路线

宣钢炼钢厂150T炉区生产SAE10B22A钢工艺路线为：铁水脱硫-复吹转炉冶炼-LF炉-连铸。

2 LF炉精炼工艺控制

2.1 精炼渣料的加入和渣系的确定

（1）LF炉渣料的选择包括：白灰，莹石，铝矾土，铝质造渣剂。

（2）SAE10B22A钢渣系的确定。为了使精炼渣具有较好的脱硫及夹杂物去除效果，SAE10B22A钢精炼渣选定CaO-Al2O3-SiO2渣系。

2.2 精炼硅、[Al]S含量的控制

通过采用铝粒加造渣剂作为还原剂来完成对钢液碳、铝、硅增量的控制，能够在减少SiO2含量的同时有效实现硅元素的增量控制，关键在于对炼制过程中操作方法的控制，通过前期渣脱氧来降低[Al]S的烧损，其中关键的控制步骤包括：

（1）放慢精炼成渣的过程，控制硅在早期的的还原反应速度。

（2）通过提高钢包顶渣的碱度，直接降低SiO2参与还原反应的速度，延长硅还原反应的时间。

（3）尽量较少炼制过程中萤石的使用量，主要依靠铝矾土来控制炉渣流动性，这样也能够有效的减少炉渣中的SiO2占比。

（4）放弃原先的供电裸弧，主要通过稠化精炼炉渣的操作方法，也可以有效的减少供电期间钢液吸气现象。

（5）加快精炼辅助速度，减弱精炼过程中的底吹氩，操作中不宜采用爆吹和大翻的方法，因为这样容易造成严重的铝烧损。

2.3 钙处理工艺

Al2O3作为含铝钢炼制过程中最主要的氧化产物，其过高的熔点给炼制过程带来了很大的技术问题，在液态钢水中，Al2O3以固态的方式存在，是造成钢水结瘤和堵塞现象的根源，及时中间包水口处没有造成结瘤现象，那么进入刚才轧制工艺以后，容易轧制过的钢材表面形成较长的线性分布带，给钢材造成重大的质量问题。通过对生产经验的总结，可以看出，只有将钙铝比维持在0.13之上的水平，才能保证钢水流动性指标。并且在精炼后期采取有效的钙处理措施，在参照J3分析Si含量的多少，混入一定量的硅钙线，来实现钢水中Si含量的控制，喂钙铁线的原则是要使钢中有一定的钙饱和度，同时应进行不少于15min的弱吹氩，保证在以上过程中对钢液的保护，避免二次氧化。

3 生产结果分析讨论

3.1 生产结果总结

经过实践有效地控制钢水中非金属夹杂物总量，提高钢的纯净度，保证了精炼和铸坯钢水Als/Alt≥90%，实现了SAE10B22A钢的顺利冶炼、浇注。生产出的SAE10B22A钢的在化学成分检验以及铸坯表面质量检测等方面均达到了技术要求，为公司第一单SAE10B22A钢的冶炼打下了良好的基础。也有助于公司后续开展SAE10B22A型钢的冶炼工作。具体生产数据分析（见表2）

3.2 分析讨论

精炼脱氧剂铝粒，铝质造渣剂，电石应该在第一次供电结束前添加完毕，中间过程中白渣的保持主要通过添加辅助脱氧剂，在炼制过程中要密切注意氩站成分的变化，如[Al]没有达到精炼烧损，及时喂Al线补Al。在炼制过程中控制钙铝比在0.09-0.14%范围以内。通过多次炼制经验总结，在炼制过程中，如果能够确保钙铝比值超过0.1%，就能够有效的实现对夹杂物化学性质的改变，保证最终形成的脱氧产物为液态，也能最大程度上满足钢水对于流动性的要求。同时，浇钢过程要严格按照连铸保护浇筑的操作方法做好，这就需要将钙铝比控制在0.10-0.12%的范围以内。以上过程表明，只要严格的控制炉渣，就能够确保钢水的所含的Al2O3成分最大程度和炉渣发生反应，这样既能够实现钢水的精炼也可以控制最终铸坯钢Als/Alt在90%左右，有效地控制钢水中非金属夹杂物总量。实现了钢的纯净度提升，完成SAE10B22A钢的浇铸。

4 结束语

（1）使用铝粒加造渣剂混合型还原剂炉渣可能够实现对钢液

碳、铝、硅增量的控制，降低Si02含量，可限制钢液增硅量。

（2）低碳高铝钢精炼渣的选用除了考虑渣熔点，流动性，碱度，粘度外还要考虑脱氧能力，减少铝烧损以及吸附夹杂能力。

（3）中低碳高铝钢精炼工艺中的核心内容就是控制氧化铝并去除氧化产物，只要控制钙铝之比超过0.1，就可以实现对夹杂物的变性处置，生产液态脱氧产物，保证了钢水的流动性。

参考文献