电弧炉炼钢复合吹炼技术的研究应用简介
电弧炉是高品质特殊钢冶炼的主要生产方式,承担着大量关键装备及零部件钢铁材料的生产任务,其生产工艺水平对我国走向世界制造强国具有重要影响。
该研究团队针对长期困扰电弧炉炼钢的冶炼周期长、能量利用率低、质量不稳定及生产成本高等问题,开发了“电弧炉炼钢复合吹炼技术”,即以集束供氧、同步长寿底吹、高效余热回收利用等新技术为核心,实现电能、化学能输入、底吹搅拌和余热回收等单元技术集成。该技术共获得发明专利授权十余项、冶金科技进步一等奖2 项,发表了高水平研究论文近百篇。2014 年该技术被列为中国金属学会“冶金与新材料产学研协调创新平台”重点推广项目,2016 年 1 月被《世界金属导报》评为“2015 年世界钢铁工业十大技术要闻”之一。
该技术的主要创新点有:在我国首次成功实现了电弧炉炼钢复合吹炼技术的工程化应用;研发了国际领先的集束射流、同步底吹及余能回收技术;完成了电弧炉炼钢复合吹炼单元操作的集成控制研究,开发了高温烟气测量分析技术及成本质量控制软件;首次建立电弧炉“气-渣-金”三相等效耦合全尺寸模型,并推导出耦合关系的数学表达式。
本项目专利产品实现新增销售产值3.5 亿元,新增利润1.1 亿元,整体及单元技术及产品已覆盖全国30%以上电炉钢产能,并已出口至意大利、俄罗斯、韩国、伊朗等国家。2011 年本项目在天津钢管公司等企业 50~150t 电弧炉应用,与采用本技术前相比,吨钢冶炼电耗降低13kWh、钢铁料消耗降低15.5kg、余能回收15.8kg 标煤、成本降低64.2 元。2013~2015 年共计新增销售额10.3 亿元、新增利润6.0 亿元;如在全国推广应用,每年将节电 8.5 亿 kWh,CO2 减排10 亿kg,经济及社会效益显著。本项目提升了我国电弧炉工艺及装备制造水平,推动了炼钢的技术进步。(信息来源:钢铁协会)
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