中冶华天工程技术有限公司（以下简称“中冶华天”）多年来一直致力于从事炼钢节能减排领域的研究和创新。2011年成功研制的“低成本节能环保120t转炉炼钢集成技术”，于2012年通过了中冶集团组织的科技成果鉴定，达到了国内领先水平。该技术创新成果首次成功应用于天津天钢联合特钢有限公司120t转炉炼钢，经过近3年的生产实践，取得了显着的冶炼效果，吨钢钢铁料消耗为1060kg，吨钢石灰消耗仅27～28kg。

　　据悉，该成果先后全部或部分应用于辽宁营口嘉晨钢铁公司、山东鲁丽钢铁公司、山东传洋钢铁公司等120t转炉炼钢，取得了可喜的成绩。

　　2、技术研发背景

　　作为天津天钢联合特钢有限公司的总体设计单位，中冶华天在设计中采用了“3R+人性化”设计的理念，按照循环经济的原则进行设计，以物流顺、节能降耗、环境保护、降低生产成本、提高经济效益和市场竞争力为中心，通过实施可持续发展战略，将该工程建设成为一个能源和资源节约型的绿色工厂。

　　目前大多数转炉炼钢厂存在着如下问题：

　　2.1铁水供应问题

　　转炉的铁水供应方式有：（1）高炉铁水罐+混铁炉+转炉铁水罐；（2）混铁车+转炉铁水罐；（3）高炉与转炉共用同一铁水罐。第一种工艺，是国家明令淘汰的高耗能、高污染的工艺，不能采用。第二种工艺存在着如下问题：一、铁水温降较大；二、增加了加料跨起重机作业率；三、倒罐产生大量烟尘，对炼钢车间造成污染；四、设置倒罐及除尘设施，不仅投资较高，而且运行成本较高。

　　2.2加料系统与汽化冷却系统、除尘系统布置问题

　　国内外转炉炼钢车间的加料系统与汽化冷却系统、除尘系统常规集中布置在同一侧，对设备的安装、检修、更换等存在着的一定的难度，而且作业时间长，降低了转炉的有效生产时间，影响了转炉车间的经济效益。

　　2.3加料系统卸料口密封问题

　　转炉加料系统振动给料器卸料口密封常规采用帆布密封，钢丝固定。由于振动给料器的振动，帆布经常容易脱落、磨损，导致现场检修频繁，岗位含尘量得不到有效、彻底的改善。

　　2.4氧枪粘渣问题

　　转炉常规采用直筒式氧枪。由于采用直筒式氧枪，易出现渣粘枪的现象,尤其是在溅渣护炉时，粘渣更严重。

　　2.5转炉底吹系统问题

　　转炉底吹透气元件常规采用均布形式。由于采用均布易出现透气元件布置在炉前位置，转炉加废钢时易出现透气元件机械性损坏的现象，增加炼钢运行成本。

　　2.6转炉除尘系统的供水模式

　　转炉湿法除尘系统常规采用并联供水模式，一文、二文、湿旋挡板脱水器采用单独供水，供水量较大，运行成本高。

　　2.7炉渣综合处理

　　转炉炉渣处理方式大多为热闷渣、热泼渣等传统方法，处理后的炉渣大部分钢渣不能自行分离，还需其他工艺过程进行分离（如破碎、筛选等），炉渣利用率低。

　　3、创新成果的主要特点、创新点

　　3.1“一罐制”铁水直供工艺方案

　　将高炉铁水罐与转炉铁水罐统一，也叫“一罐制”。采用铁水罐车将铁水从高炉出铁场通过铁路运输至炼钢车间，经过脱硫工序处理后兑入转炉内。

　　“一罐制”铁水直供工艺方案将炼铁、炼钢两道工序有效衔接，最大限度的减少了铁水温降、喷溅损失和占地面积，减少了铁水倒罐对炼钢车间造成的污染，降低一次性投资及长期运行成本。

　　“一罐制”铁水直供方案已成为当前国内外长流程设计的优先选择方案，沙钢200t转炉钢厂、新余210t转炉钢厂、潍坊150t转炉钢厂、富伦150t转炉钢厂、鲁丽150t转炉钢厂等采用了此方案，取得了很好的经济效益。

　　3.2加料系统、除尘系统及汽化冷系统布置方案

　　转炉加料系统布置在加料高跨，除尘系统和汽化冷却系统则布置在转炉高跨。

　　加料系统与除尘系统、汽化冷却系分跨布置方案，其与同跨布置相比有如下特点：

　　（1）有利于汽化冷却烟道的安装、更换及相关维修；

　　（2）减轻转炉高跨钢结构量，可适当减小转炉跨跨度，减少一次性建设投资；

　　（3）增大转炉高跨设备安装及维修空间；

　　（4）减少对炉衬的破坏；

　　（5）汽化冷却烟道寿命长。

　　3.3加料系统新型密封方案

　　加料系统的振动给料器上部和下部连接方式采用了新型的密封型式。该方案已申请实用新型专利一项。其与传统密封方案相比有如下特点：

　　橡胶制品取材容易，成本较低；

　　结构简单，安装及维修容易；

　　能克服振动给料器振动所带来的密封方式的脱落。

　　3.4大锥度氧枪

　　设计采用大锥度氧枪。枪身总长保持不变，炉渣靠自身重力自动脱落。

　　大锥度氧枪与传统直筒式氧枪相比有如下特点：

　　炉渣处于氧枪锥度区，靠自身重力自动脱落，减少刮渣器设备的投资；

　　氧枪几乎不粘渣，大大减轻现场工人的劳动强度。

　　国内天津联合特钢、济钢、潍坊钢厂、重钢等企业采用此技术，并取得了一定的经济效益。

　　3.5转炉底吹系统采用透气元件非对称布置方案

　　转炉底吹系统采用6个透气元件非均匀布置形式。

　　与传统对称布置形式相比有如下特点：

　　围绕耳轴中心线布置透气元件，克服转炉加废钢所造成的透气元件机械性损坏的现象；

　　有效提高转炉熔池搅拌动能，降低碳氧浓度积（终点碳氧浓度积~0.0025%），缩短了转炉冶炼周期。

　　目前，转炉底吹系统透气元件非均匀布置形式已成为国内外发展趋势，国内沙钢、传洋钢铁、天津联合特钢、济钢等企业也采用此技术，取得了良好的经济效益。

　　3.6除尘系统采用串联供水模式

　　除尘系统的冷却水采用串联供水模式。它与传统并联供水模式相比有如下特点：

　　（1）除尘系统供水量节约约40%；

　　（2）浊环水泵房及相关设备一次性投资减少。

　　此技术先后在潍坊150t转炉、富伦150t转炉、天钢联合特钢120t转炉等企业使用，取得了良好的经济效益。

　　3.7热泼渣与新型钢渣水淬综合处理方案

　　本项目采用渣箱热泼与安全环保型钢渣水淬法结合的处理方式。根据炉渣的特性，一部分进入渣箱进行热泼，一部分进入安全环保型钢渣水淬装置（中冶华天自主研发）处理，提高炉渣处理率。

　　安全环保型钢渣水淬系统由大块度钢渣输送系统、粒化器、渣罐液压倾翻机构组成。其中，渣罐液压倾翻机构，直接由两侧倾翻臂液压缸同时驱动，倾翻平稳，同时，还设置止挡臂，避免渣罐倾翻时脱落的危险。水淬后的渣采用大块渣输出辊道，用于解决水淬后的钢渣进行筛选、大块渣直接进入水池易发生爆炸、后期分离处理成本较高等问题。同时，大块渣输出系统由于辊子之间留有较小的间隙，既保证了小颗粒的钢渣顺着辊道间隙滑落进入水池，又使得未粒化完全的大块钢渣通过辊道输送到旁侧，以便转运。另外，所述驱动辊、从动辊上交错布置“十字形”拨爪，既能帮助筛选钢渣，又使得大块渣不卡辊、输送可靠。

　　通过综合处理后的钢渣利用率大大提高。经磁选后的钢渣可作为转炉冷却剂、废钢或返烧结作为原料使用，尾渣外供水泥原料、道路填料等使用，明显减少了石灰的加入量和废钢的使用量，节约成本。

　　新型钢渣水淬为中冶华天自主开发设计，该技术已申请发明专利一项，实用新型专利两项。

　　3.8污泥就地造球

　　转炉除尘系统回收的污泥，采用小循环处理，就地制成合成渣球团，直接返给转炉作冷却剂使用，不仅回收了铁资源，降低钢铁料消耗，而且缩短了冶炼时间，钢厂的经济效益约4～5元/吨钢。

　　4、推广应用前景

　　我国城市化、工业化、现代化的进程正在加快，现正处于经济建设高速增长的阶段。这也就要求我们节约能源，提高三废的综合治理和回收利用，做到负能炼钢。使原本的耗能大户成为新型的绿色环保钢厂，使炼钢厂成为国民经济经济建设过程中十分重要的一环。

　　该科研成果集成创新了多项炼钢生产的工艺技术，旨在降低生产成本及能耗，方便厂方组织生产。研究成果可广泛应用于转炉炼钢生产工艺，应用后能保护环境、节能降耗，具有明显的环境保护效益和综合的社会效益。该项目的推广可改善环境，促进经济可持续发展，具有良好的企业经济效益和显着的社会效益。