2002年炼钢生产的优化与2003年炼钢技术创新重点的探讨
2003-01-09 00:00 来源： 我的钢铁 作者：mysteel
编者按在刚刚过去的2002年里，我国炼钢生产技术进步成效显著，进入2003年，我国炼钢领域科技进步和结构优化等工作还面临哪些需重点研究和解决的课题，这是钢铁企业十分关注的内容。为此，新年伊始，本报编辑特约请中国金属学会教授级高工苏天森撰写了此篇介绍炼钢生产优化工作的文章，供有关单位和企业参考、借鉴。
在全国经济高速增长的大好形势下，钢铁行业经过结构调整，取得了连续两年产量创纪录增长，品种、工艺、装备与组织结构快速优化，清洁生产水平全面提高的突出成绩。炼钢生产与科技创新在钢铁行业结构优化中，继续发挥了中间环节和中心环节的核心作用，作出了重要的贡献。
一、2002年中国炼钢生产与科技进步的主要成就
如前所述，2002年，中国钢铁生产连续第二年取得了世界钢铁生产史上创纪录的高速增长，炼钢生产在其中发挥了重要作用。虽然全面的统计数字尚未公布，对一些重要技术成果的收集也难免有疏漏，但仍可明显地看到2002年炼钢生产与科技创新取得了如下四方面的突出成就：
（一）以连铸高速增长和完善为核心，全面带动了炼钢生产的发展
1．2002年，连铸坯增长绝对量创纪录地达到3200万吨以上，从而使钢产量增长得以首次突破3000万吨／年，而且全国连铸比将达到93％，同比增长4.9个百分点。这证明了进入新世纪后，连铸生产的优化仍然是推进钢铁生产发展的主要动力。
2．薄板坯连铸连轧紧凑流程取得举世瞩目的新进展。
――唐钢FTSC薄板坯连铸机在11月份顺利通过热试，并进入试生产。
――包钢双流CSP生产线，在投产一年的时间中就顺利地实现了月产量超过设计能力。
――珠江CSP生产线取得显著业绩：不仅继续稳定地超过设计能力，11个月生产86万吨热轧带卷，而且≤1．5mm板卷的生产比例最高月水平＞80％；低碳高强度集装箱板生产量超过30万吨，并在国内首次成功地生产出1．4mm厚度的超薄集装箱用钢板；已开始实施向马来西亚派出技术人员，最终实现使其CSP生产线正常化的技术总承包项目；加快第二条连铸线与10万吨／年不锈钢工程的建设；继续保持全员劳动生产率全国领先地位，达2500吨／人?年的水平；被西马克公司评价为同类CSP中最佳生产线。
――鞍钢ASP生产线单流产量达120万吨／年以上。
――邯钢积极筹建第二流薄板坯连铸机，并在稳定质量、为冷轧供料方面取得进展。
――马钢、涟源CSP生产线加速建设，另有3～5个企业积极筹建近终形连铸连轧紧凑流程生产线。
――继中国工程院年中举办近终形连铸连轧技术研讨会之后，中国金属学会在年底成功地举办了薄板坯连铸连轧技术国际研讨会，在世界上首次把14个国家的各类近终形连铸连轧技术的研究成果与典型企业生产技术成果汇集在一起，进行专题交流，具有很大的影响。
这一切表明，中国在这一钢铁生产前沿技术领域中，不仅将在生产能力上超过1300万吨／年（占世界1／4左右），而且短短的几年中，在迅速掌握工艺、装备和扩大品种、提高质量的技术创新方面，已步入这一领域的世界先进水平，引起了世界同行的高度关注，对提高中国钢铁行业整体水平档次，具有重要的作用。
3．一批相关配套的连铸先进生产技术得到应用，创造了新水平。
――高效连铸与中间包系统技术优化，不仅使大多数铸机中间包钢水温度稳定地降低5～10℃，而且寿命大幅度提高。莱钢创单个中间包寿命77小时的国内纪录，安阳等厂也创30小时以上的好水平。这对大幅度降低耐材和钢水消耗、提高铸坯质量都十分有利。
――具有世界领先水平、非伺服系统的全数字液压非正弦结晶器振动技术与装备开发与应用成功。
――国产长寿板坯、薄板坯连铸结晶器在多个钢厂使用成功并达到了新水平。
――济钢等一些钢厂，在实施加强工艺规范化操作、设备有效维护的综合措施以后，已可实现单台铸机连续作业7～10天的生产作业制度。宝钢、本钢、武钢都积极创造大型板坯连铸机生产100万～200万吨铸坯不漏钢的纪录。
――连铸（钢水液面、拉速、二冷、生产调度）自动控制技术应用面迅速扩大，成为连铸生产高效、优质、稳定的重要基础。
――电磁连铸技术研究取得新进展。
（二）炼钢技术优化取得新成就
1．转炉溅渣护炉长寿技术又有新的发展。
――武钢二炼钢厂1＃转炉再创29942炉全程复吹世界新纪录。该座转炉连续生产三年零三个月，共冶炼283个钢种、241.7万吨钢，平均降低成本5.9元／吨。
――包钢与钢铁研究总院合作，开发新型套管式底枪，获更佳溅渣全程复吹效果。
――莱钢、三明小转炉炉龄突破30000炉，太钢等厂超过20000炉，十几个钢厂实现全年只更换一个炉衬，妥善地解决了设备检修与溅渣长寿的矛盾和技术难题，使转炉炼钢生产效率的提高取得了显著的成绩。
顺便还应提一下太钢AOD不锈钢精炼炉。通过改进炉型，提高耐材质量，优化造渣制度，取得了最高炉龄150炉、平均炉龄由34.2炉提高到120炉的成绩，达到国际先进水平。
――适应企业发展和溅渣护炉技术的要求，《转炉溅渣护炉技术》一书总结近几年经验，进行补充和修改，在2002年又出了第二版。
虽然经济炉龄问题一直为一些企业所关注，但已实现高炉龄的企业都感到未出现炉龄提高、效益下降的问题，他们都不是刻意追求高炉龄而不顾效益。实际上，坚持经济炉龄概念的企业中，也有一些钢厂通过改进工艺、加强管理，成功地提高了原认为最经济的炉龄指标上限。
2．电炉生产技术水平显著提高。
―― 一批大、中型电炉冶炼周期降低到60分钟以下，日产炉数最高达到27～29炉。
――宝钢、淮阴等电炉电耗降到300kW h／t以下。广钢等直流电炉电极消耗＜1k g／t，均进入世界领先水平行列。
――广钢60t ABB导电炉底式直流电炉，炉底底电极寿命超过6000炉，炉盖寿命＞2000炉。
――贵阳、西宁CONSTEEL（废钢连续预热和加入式）电炉生产效率不断提高，消耗下降。
――珠江在电炉生产低碳、低氮钢及终点控制技术开发上取得突破性进展。
――优化供电制度提高生产效率、降低电耗的技术进一步推广应用。
――大中型电炉已成为我国电炉生产的主流。
2002年7月1日，我国炼钢厂厂长访欧代表团与德国金属学会交流中可见，我国大中型电炉技术经济指标与德国完全处在同等水平上。
（三）炉外处理技术有较大发展
1．2002年预计铁水预处理量将超过3800万吨，预处理比达到27％以上；镁质脱硫剂的脱硫技术（尤其是纯镁脱硫技术）发展迅速，而且有的钢厂迅速做到终点硫相同水平上，镁粒消耗低于国外同类钢厂（国外终点硫达到0．005％时，镁粒消耗一般为0．3～0．35k g／t，武钢一炼钢可≤0．26k g／t）。按2002年的建设速度发展，2003年镁基脱硫技术的年处理能力将超过2000万吨。
2．钢厂新建与改造已把钢水精炼列为重点项目，使2002年钢水精炼能力增长迅速，预计能力已超过5500万吨，年处理量可望达到4800万吨，精炼比超过27％。
3．宝钢等厂研究与开发的铁水三脱、钢水精炼、控制数模等新技术有了新进展，提高了我国炉外处理技术水平。
（四）炼钢生产排放物无害化、资源化处理技术有了新的成果
1．对实现零排放为目标的炼钢清洁制造过程必要性的认识水平有了提高，不少厂的改造都将其列为重点项目。宣钢新80吨转炉炼钢投产半年来，一直做到污水零排放、烟气达标排放、炉渣100％利用。宝钢新研发的炉渣处理技术解决了热泼渣的粉尘污染，提高了效率，正向国内推广应用。
2．不少钢厂实现转炉煤气替代煤和焦炭烧活性石灰，提高了石灰质量，减少了CO 2排放。80％的30吨以上转炉钢厂实现了煤气回收并提高了煤气回收量。
3．宝钢一、二炼钢与武钢三炼钢继续保持负能炼钢。
4．首钢三炼钢率先实现转炉汽化冷却向VD精炼炉蒸汽喷射泵供汽的余能优化回收利用，引起了众多钢厂关注。此项技术将列入国家经贸委第二批清洁生产导向目录。
以上成果加上炼钢生产在2002年扩大品种、提高质量、进一步推进计算机自动控制与管理技术的应用等方面的成绩，使中国炼钢高效率、高质量、高合格率、低消耗、零排放为目标的清洁生产总体水平有了全面提高。但同时也反映出了高效连铸生产水平发展不平衡，综合节能技术需全面推广，炉外处理发展远不能满足优化炼钢生产流程，适应连铸生产优化完善的要求，近终形连铸连轧生产中，连铸仍然是提高生产与质量的瓶颈等一系列的问题，需要我们在新的一年生产中，认真加以解决。
二、2003年炼钢技术创新重点的探讨
从现有的国内经济形势发展来看，2003年钢铁生产仍将有较大幅度的增长，有可能达到产钢2亿吨、连铸比≥95％的水平。因此，2003年炼钢生产必须把科技创新作为自身发展的主要推动力，认真进行组织和加以实施。
1．连铸生产技术的优化是炼钢生产科技创新的首要任务。
必须大力完善近终形连铸连轧紧凑的流程中连铸生产的各项技术，突破“瓶颈”性限制。
必须加快现有常规连铸机的高效化改造，为炼钢生产的高效化创造条件。
要充分重视电磁连铸技术研究成果产业化的组织工作，全面提高连铸工艺与铸坯质量水平。
要全面推进数字化控制为核心的连铸计算机自动控制水平。
要进一步研究开发与应用长寿耐火材料、长寿设备和优质保护渣、覆盖剂等相关技术。
2．全力推进铁水预处理的钢水精炼技术的发展。
一方面，做好技术开发，提高冶金效果。另一方面，认真研究炉外处理投入与对优化整个炼钢生产、增加效益之间的定量关系，以选择最佳的快速发展途径和方法。这有可能在新的一年里成为炼钢连铸生产优化程度的关键因素，必须特别予以关注。
3．充分关注MES（生产制造执行系统）技术在钢铁企业中应用的发展，认真做好炼钢厂各个工艺、管理环节计算机控制技术系统水平的提高，适应MES技术的要求。
4．进一步牢固树立炼钢系统“精料”，以零排放为目标，高效率、高质量、高合格率、低消耗、排放物资源化、无害化处理的清洁生产系统理念，全面提高清洁生产水平。
在2002年成果的基础上，全面抓好这些重点工作，我们定能在国际竞争不断加剧的严峻形势下，有效地应对各种挑战，实现炼钢生产的优化与发展。
在全国经济高速增长的大好形势下，钢铁行业经过结构调整，取得了连续两年产量创纪录增长，品种、工艺、装备与组织结构快速优化，清洁生产水平全面提高的突出成绩。炼钢生产与科技创新在钢铁行业结构优化中，继续发挥了中间环节和中心环节的核心作用，作出了重要的贡献。
一、2002年中国炼钢生产与科技进步的主要成就
如前所述，2002年，中国钢铁生产连续第二年取得了世界钢铁生产史上创纪录的高速增长，炼钢生产在其中发挥了重要作用。虽然全面的统计数字尚未公布，对一些重要技术成果的收集也难免有疏漏，但仍可明显地看到2002年炼钢生产与科技创新取得了如下四方面的突出成就：
（一）以连铸高速增长和完善为核心，全面带动了炼钢生产的发展
1．2002年，连铸坯增长绝对量创纪录地达到3200万吨以上，从而使钢产量增长得以首次突破3000万吨／年，而且全国连铸比将达到93％，同比增长4.9个百分点。这证明了进入新世纪后，连铸生产的优化仍然是推进钢铁生产发展的主要动力。
2．薄板坯连铸连轧紧凑流程取得举世瞩目的新进展。
――唐钢FTSC薄板坯连铸机在11月份顺利通过热试，并进入试生产。
――包钢双流CSP生产线，在投产一年的时间中就顺利地实现了月产量超过设计能力。
――珠江CSP生产线取得显著业绩：不仅继续稳定地超过设计能力，11个月生产86万吨热轧带卷，而且≤1．5mm板卷的生产比例最高月水平＞80％；低碳高强度集装箱板生产量超过30万吨，并在国内首次成功地生产出1．4mm厚度的超薄集装箱用钢板；已开始实施向马来西亚派出技术人员，最终实现使其CSP生产线正常化的技术总承包项目；加快第二条连铸线与10万吨／年不锈钢工程的建设；继续保持全员劳动生产率全国领先地位，达2500吨／人?年的水平；被西马克公司评价为同类CSP中最佳生产线。
――鞍钢ASP生产线单流产量达120万吨／年以上。
――邯钢积极筹建第二流薄板坯连铸机，并在稳定质量、为冷轧供料方面取得进展。
――马钢、涟源CSP生产线加速建设，另有3～5个企业积极筹建近终形连铸连轧紧凑流程生产线。
――继中国工程院年中举办近终形连铸连轧技术研讨会之后，中国金属学会在年底成功地举办了薄板坯连铸连轧技术国际研讨会，在世界上首次把14个国家的各类近终形连铸连轧技术的研究成果与典型企业生产技术成果汇集在一起，进行专题交流，具有很大的影响。
这一切表明，中国在这一钢铁生产前沿技术领域中，不仅将在生产能力上超过1300万吨／年（占世界1／4左右），而且短短的几年中，在迅速掌握工艺、装备和扩大品种、提高质量的技术创新方面，已步入这一领域的世界先进水平，引起了世界同行的高度关注，对提高中国钢铁行业整体水平档次，具有重要的作用。
3．一批相关配套的连铸先进生产技术得到应用，创造了新水平。
――高效连铸与中间包系统技术优化，不仅使大多数铸机中间包钢水温度稳定地降低5～10℃，而且寿命大幅度提高。莱钢创单个中间包寿命77小时的国内纪录，安阳等厂也创30小时以上的好水平。这对大幅度降低耐材和钢水消耗、提高铸坯质量都十分有利。
――具有世界领先水平、非伺服系统的全数字液压非正弦结晶器振动技术与装备开发与应用成功。
――国产长寿板坯、薄板坯连铸结晶器在多个钢厂使用成功并达到了新水平。
――济钢等一些钢厂，在实施加强工艺规范化操作、设备有效维护的综合措施以后，已可实现单台铸机连续作业7～10天的生产作业制度。宝钢、本钢、武钢都积极创造大型板坯连铸机生产100万～200万吨铸坯不漏钢的纪录。
――连铸（钢水液面、拉速、二冷、生产调度）自动控制技术应用面迅速扩大，成为连铸生产高效、优质、稳定的重要基础。
――电磁连铸技术研究取得新进展。
（二）炼钢技术优化取得新成就
1．转炉溅渣护炉长寿技术又有新的发展。
――武钢二炼钢厂1＃转炉再创29942炉全程复吹世界新纪录。该座转炉连续生产三年零三个月，共冶炼283个钢种、241.7万吨钢，平均降低成本5.9元／吨。
――包钢与钢铁研究总院合作，开发新型套管式底枪，获更佳溅渣全程复吹效果。
――莱钢、三明小转炉炉龄突破30000炉，太钢等厂超过20000炉，十几个钢厂实现全年只更换一个炉衬，妥善地解决了设备检修与溅渣长寿的矛盾和技术难题，使转炉炼钢生产效率的提高取得了显著的成绩。
顺便还应提一下太钢AOD不锈钢精炼炉。通过改进炉型，提高耐材质量，优化造渣制度，取得了最高炉龄150炉、平均炉龄由34.2炉提高到120炉的成绩，达到国际先进水平。
――适应企业发展和溅渣护炉技术的要求，《转炉溅渣护炉技术》一书总结近几年经验，进行补充和修改，在2002年又出了第二版。
虽然经济炉龄问题一直为一些企业所关注，但已实现高炉龄的企业都感到未出现炉龄提高、效益下降的问题，他们都不是刻意追求高炉龄而不顾效益。实际上，坚持经济炉龄概念的企业中，也有一些钢厂通过改进工艺、加强管理，成功地提高了原认为最经济的炉龄指标上限。
2．电炉生产技术水平显著提高。
―― 一批大、中型电炉冶炼周期降低到60分钟以下，日产炉数最高达到27～29炉。
――宝钢、淮阴等电炉电耗降到300kW h／t以下。广钢等直流电炉电极消耗＜1k g／t，均进入世界领先水平行列。
――广钢60t ABB导电炉底式直流电炉，炉底底电极寿命超过6000炉，炉盖寿命＞2000炉。
――贵阳、西宁CONSTEEL（废钢连续预热和加入式）电炉生产效率不断提高，消耗下降。
――珠江在电炉生产低碳、低氮钢及终点控制技术开发上取得突破性进展。
――优化供电制度提高生产效率、降低电耗的技术进一步推广应用。
――大中型电炉已成为我国电炉生产的主流。
2002年7月1日，我国炼钢厂厂长访欧代表团与德国金属学会交流中可见，我国大中型电炉技术经济指标与德国完全处在同等水平上。
（三）炉外处理技术有较大发展
1．2002年预计铁水预处理量将超过3800万吨，预处理比达到27％以上；镁质脱硫剂的脱硫技术（尤其是纯镁脱硫技术）发展迅速，而且有的钢厂迅速做到终点硫相同水平上，镁粒消耗低于国外同类钢厂（国外终点硫达到0．005％时，镁粒消耗一般为0．3～0．35k g／t，武钢一炼钢可≤0．26k g／t）。按2002年的建设速度发展，2003年镁基脱硫技术的年处理能力将超过2000万吨。
2．钢厂新建与改造已把钢水精炼列为重点项目，使2002年钢水精炼能力增长迅速，预计能力已超过5500万吨，年处理量可望达到4800万吨，精炼比超过27％。
3．宝钢等厂研究与开发的铁水三脱、钢水精炼、控制数模等新技术有了新进展，提高了我国炉外处理技术水平。
（四）炼钢生产排放物无害化、资源化处理技术有了新的成果
1．对实现零排放为目标的炼钢清洁制造过程必要性的认识水平有了提高，不少厂的改造都将其列为重点项目。宣钢新80吨转炉炼钢投产半年来，一直做到污水零排放、烟气达标排放、炉渣100％利用。宝钢新研发的炉渣处理技术解决了热泼渣的粉尘污染，提高了效率，正向国内推广应用。
2．不少钢厂实现转炉煤气替代煤和焦炭烧活性石灰，提高了石灰质量，减少了CO 2排放。80％的30吨以上转炉钢厂实现了煤气回收并提高了煤气回收量。
3．宝钢一、二炼钢与武钢三炼钢继续保持负能炼钢。
4．首钢三炼钢率先实现转炉汽化冷却向VD精炼炉蒸汽喷射泵供汽的余能优化回收利用，引起了众多钢厂关注。此项技术将列入国家经贸委第二批清洁生产导向目录。
以上成果加上炼钢生产在2002年扩大品种、提高质量、进一步推进计算机自动控制与管理技术的应用等方面的成绩，使中国炼钢高效率、高质量、高合格率、低消耗、零排放为目标的清洁生产总体水平有了全面提高。但同时也反映出了高效连铸生产水平发展不平衡，综合节能技术需全面推广，炉外处理发展远不能满足优化炼钢生产流程，适应连铸生产优化完善的要求，近终形连铸连轧生产中，连铸仍然是提高生产与质量的瓶颈等一系列的问题，需要我们在新的一年生产中，认真加以解决。
二、2003年炼钢技术创新重点的探讨
从现有的国内经济形势发展来看，2003年钢铁生产仍将有较大幅度的增长，有可能达到产钢2亿吨、连铸比≥95％的水平。因此，2003年炼钢生产必须把科技创新作为自身发展的主要推动力，认真进行组织和加以实施。
1．连铸生产技术的优化是炼钢生产科技创新的首要任务。
必须大力完善近终形连铸连轧紧凑的流程中连铸生产的各项技术，突破“瓶颈”性限制。
必须加快现有常规连铸机的高效化改造，为炼钢生产的高效化创造条件。
要充分重视电磁连铸技术研究成果产业化的组织工作，全面提高连铸工艺与铸坯质量水平。
要全面推进数字化控制为核心的连铸计算机自动控制水平。
要进一步研究开发与应用长寿耐火材料、长寿设备和优质保护渣、覆盖剂等相关技术。
2．全力推进铁水预处理的钢水精炼技术的发展。
一方面，做好技术开发，提高冶金效果。另一方面，认真研究炉外处理投入与对优化整个炼钢生产、增加效益之间的定量关系，以选择最佳的快速发展途径和方法。这有可能在新的一年里成为炼钢连铸生产优化程度的关键因素，必须特别予以关注。
3．充分关注MES（生产制造执行系统）技术在钢铁企业中应用的发展，认真做好炼钢厂各个工艺、管理环节计算机控制技术系统水平的提高，适应MES技术的要求。
4．进一步牢固树立炼钢系统“精料”，以零排放为目标，高效率、高质量、高合格率、低消耗、排放物资源化、无害化处理的清洁生产系统理念，全面提高清洁生产水平。
在2002年成果的基础上，全面抓好这些重点工作，我们定能在国际竞争不断加剧的严峻形势下，有效地应对各种挑战，实现炼钢生产的优化与发展。
