电弧炉炼钢高效洁净化技术

针对电弧炉炼钢存在的问题，如冶炼周期长、能量利用率低、生产成本高等，本项科技成果致力于以高效、低耗、节能、优质生产为目标。为此，研发了电弧炉炼钢复合吹炼技术，并发明了多项新方法，如电弧炉熔池内气-固喷吹脱磷、高效吸附脱氮、出钢在线连续喷粉脱氧等，成功攻克了电弧炉高品质钢生产的世界难题。

1. 以集束供氧、同步长寿底吹搅拌等技术为核心，开发了电弧炉复合吹炼技术（图1），实现了电弧炉炼钢供电、供氧及底吹等单元的操作集成，满足多元炉料条件下的电弧炉炼钢复合吹炼的技术要求。

2. 发明了电弧炉熔池内气-固喷吹冶炼新工艺（图2），利用钢液面下的喷枪向熔池内部直接喷射O2-CaO，依靠反应气体裹挟熔态渣粒直接反应实现快速深脱磷，颠覆了传统的渣-钢界面反应脱磷方式，冶炼终点磷含量降至0.004%，实现了电弧炉炼钢低成本快速深脱磷。

3. 研发了电弧炉多元介质混合喷吹脱氮工艺及装备（图3），冶炼终点钢液氮含量由原来的0.0060%以上稳定降低至0.0045%以下，突破了电弧炉炼钢氮含量控制技术瓶颈，是炼钢洁净化技术的重大创新。

4. 发明了电弧炉出钢过程在线连续喷粉脱氧技术（图4），利用载气-脱氧粉剂高速射流直接冲击出钢钢流，碳质微粒与高温钢液快速接触，瞬态反应生成脱氧气泡实现无铝（硅）优先脱氧150-200X10-6，显著提高了合金收得率，钢中初始沉淀脱氧产物减少40-50%，产品质量明显提升。

成熟程度及推广应用情况： - 研究阶段：成熟技术和产品。 - 推广应用情况：目前相关技术及产品在国内外广泛推广应用，已覆盖全国30%以上电炉钢产能，并出口至俄罗斯、意大利、土耳其、印度尼西亚等二十余个国家和地区。

市场分析： - 本技术成果可推广应用至全国乃至全世界所有的短流程炼钢领域，特别是以优质特钢生产为主的电弧炉炼钢企业；且部分技术可在长流程炼钢领域推广应用。

投资估算和经济效益分析： - 投资规模约500万元，预期成本降低20-30元/吨钢，且高品质钢生产更加稳定，产品附加值明显提升。

成果亮点： 1. 本技术获发明专利授权20余项，实用新型10余项，软件著作权登记4项，国家标准1项，专著3部。中国金属学会组织的专家评价委员会认为，该技术具有国际领先水平； 2. 实现了低成本快速深脱磷、脱氮和钢液氧含量精准稳定控制，实现了冶炼终点钢液温度、成分精准控制，相关电弧炉炼钢关键技术经济指标显著改善； 3. 获国家科技进步二等奖1项，省部级科技奖励一等奖4项，二等奖6项； 4. 实现了电弧炉炼钢高效、绿色、洁净化低成本生产，提高了电弧炉生产的绿色环保水平，促进了我国钢铁工业朝绿色制造方向发展。

图1电弧炉复合吹炼图2熔池内气-固喷吹图3 CO2-Ar动态底吹图4出钢过程在线喷粉

针对电弧炉炼钢冶炼周期长、能量利用率低、生产成本高等问题，本项科技成果以高效、低耗、节能、优质生产为目标，研发了电弧炉炼钢复台吹炼技术，发明了电弧炉熔池内气-固喷吹脱磷、高效吸附脱氮、出钢在线连续喷粉脱氧等新方法，攻克了电弧炉高品质钢生产的世界难题。

1、以集束供氧、同步长寿底吹搅拌等技术为核心，开发了电弧炉复台吹炼技术（图1），实现了电弧炉炼钢供电、供氧及底吹等单元的操作集成，满足多元炉料条件下的电弧炉炼钢复台吹炼的技术要求。

2、发明了电弧炉熔池内气-固喷吹冶炼新工艺（图2），利用钢液面下的喷枪向熔池内部直接喷射O2-CaO，依靠反应气体裹挟熔态渣粒直接反应实现快速深脱磷，颠覆了传统的渣-钢界面反应脱磷方式，冶炼终点磷含量降至0.004%，实现了电弧炉炼钢低成本快速深脱磷。

3、研发了电弧炉多元介质混合喷吹脱氮工艺及装备（图3），冶炼终点钢液氮含量由原来的0.0060%以上稳定降低至0.0045%以下，突破了电弧炉炼钢氮含量控制技术瓶颈，是炼钢洁净化技术的重大创新。

4、发明了电弧炉出钢过程在线连续喷粉脱氧技术（图4），利用载气-脱氧粉剂高速射流直接冲击出钢钢流，碳质微粒与高温钢液快速接触，瞬态反应生成脱氧气泡实现无铝（硅）优先脱氧150-200X10-6，显著提高了合金收得率，钢中初始沉淀脱氧产物减少40?50%，产品质量明显提升。

成熟程度及推广应用情况：

所处研究阶段：成熟技术和产品。

推广应用情况：目前相关技术及产品在国内外广泛推广应用，已覆盖全国30%以上电炉钢产能，并出口至俄罗斯、意大利、土耳其、印度尼西亚等二十余个国家和地区。

市场分析：

本技术成果可推广应用至全国乃至全世界所有的短流程炼钢领域，特别是以优质特钢生产为主的电弧炉炼钢企业；且部分技术可在长流程炼钢领域推广应用。投资估算和经济效益分析：

本技术投资规模约500万元，预期成本降低20-30元/吨钢，且高品质钢生产更加稳定，产品附加值明显提升。

成果亮点：

1、本技术获发明专利授权20余项，实用新型10余项，软件著作权登记4项，国家标准1项，专著3部。中国金属学会组织的专家评价委员会认为，该技术具有国际领先水平；

2、实现了低成本快速深脱磷、脱氮和钢液氧含量精准稳定控制，实现了冶炼终点钢液温度、成分精准控制，相关电弧炉炼钢关键技术经济指标显著改善；

3、获国家科技进步二等奖1项，省部级科技奖励一等奖4项，二等奖6项；

4、实现了电弧炉炼钢高效、绿色、洁净化低成本生产，提高了电弧炉生产的绿色环保水平，促进了我国钢铁工业朝绿色制造方向发展。

图1电弧炉复合吹炼

图2熔池内气-固喷吹

图3 CO2-Ar动态底吹

图4出钢过程在线喷粉