我国作为世界工业强国之一，为应对气候变化所引发的一系列经济、社会和环境问题，提出了2030年前实现“碳达峰”和2060年前实现“碳中和”的目标。钢铁行业作为碳排放大户，实现低碳发展是必然之势。

天津市新天钢联合特钢有限公司（以下简称：联合特钢）采用高炉-转炉流程生产碳素结构钢、优质碳素结构钢、低合金结构钢等，已经形成了制管用钢、冷轧用钢、高速护栏用钢、轻钢龙骨用钢以及金属制品用钢等五大系列产品。

长流程炼钢生产过程中的碳排放量较大，铁前工序碳排放量占比超过70%，在转炉炼钢过程中需消耗大量铁水，排放大量的炉渣、气体和粉尘，造成了较为严重的资源浪费和环境污染问题。联合特钢作为长流程炼钢企业，积极践行绿色发展理念，通过全力推行低铁耗操作，减少对铁水的依赖，降低炼钢流程碳排放，低碳炼钢技术攻关实现新突破。

联合特钢炼钢攻关组自主研发的“转炉长周期高效低碳稳态运行新技术开发与应用”项目，可使吨钢综合能耗降至381.01kgce/t，炼钢工序能耗达到-32.96kgce/t，120t转炉全炉役平均铁钢比达到720kg/t以下，单日铁水消耗最低至697.76kg/t，实现了转炉煤气资源的100%回收。2021年底，经天津市科技局组织专家委员会评价鉴定，该技术达到国际先进水平。

低铁耗炼钢操作

联合特钢在科技创新上狠下功夫，强化低碳炼钢技术攻关，有力提振企业经济竞争力，用行动诠释低碳钢铁力量。下文对联合特钢低铁耗炼钢操作进行介绍.

调配铁水，稳定入炉铁水成分

采用低铁耗的生产模式，需要充分利用铁水的物理热和化学热，铁水中的碳、硅含量和铁水温度起到至关重要的作用。

对入厂铁水及时进行测温、取样，在生产节奏较慢时，对成分偏差大的铁水进行搀兑，降低铁水成分的波动。在生产节奏紧张时，铁水倒运站人员会及时告知转炉操作人员入炉铁水的成分和温度，转炉人员再通过调整入炉废钢量、平衡反应过程的温度，以降低铁水温度和成分变化对转炉炼钢操作的影响。稳定的铁水条件为低铁耗模式实现稳定运行打下坚实基础。

 选用适应的造渣料，降低渣料消耗

炼钢造渣料原采用石灰石、生白云石、水洗料、石灰等多种物料。石灰石等物料具有较强的冷却效果，在炉内反应过程中不仅会吸收大量的热能，同时会生成较多的二氧化碳气体。

针对这一情况，将造渣料调整为以石灰和轻烧白云石为主，根据生产情况配加镁球。在低铁耗生产模式下，炉内反应过程的温度较低，符合去除磷元素的热力学条件，炉渣碱度控制在2.5-3.0，造渣料加入量的减少，也降低了物料的吸收热量。在此基础上，配套开发了精炼炉渣再利用于转炉、大颗粒钢渣磁选再利用、热态钢包渣在线循环利用等钢渣循环再利用技术，节省造渣料消耗与降低成本，辅料消耗量由58.54kg/t降至40kg/t，可降低铁耗10-20kg/t。

采用低枪位留渣操作，适应低铁耗生产模式

转炉采取留渣操作，上一炉剩余的炉渣中含有一定量的FeO，能够加快石灰的溶解，促使初期炉渣的快速形成，脱除钢水中的有害元素。同时，留渣比入炉的造渣料温度高，能够降低造渣过程中消耗的热量。转炉内初期渣量偏大时，渣层较厚，应适当降低氧枪枪位，增加供氧强度，加强氧气流股对炉内铁水的搅拌作用，避免长时间不能打火。低枪位有利于控制初期炉渣中FeO含量增长过快造成的喷溅。转炉操作人员同时考虑转炉的装入量以及铁水和废钢的配比，避免由于前期枪位太低导致烧枪事故。终点拉碳时，由于渣量的影响，需要适当降低拉碳枪位，延长压枪时间，确保脱碳效果，可降低铁耗1-5kg/t。

多点位加入废钢，全力降低铁耗

为了充分利用转炉钢水热量，在冶炼过程的多个环节加入废钢。转炉内加入钢筋压块，控制炉内反应过程在较低的温度下进行，以脱碳、脱磷为主，脱硫任务主要由LF精炼炉造白渣完成。炉内反应温度低，能够缓和碳氧反应的剧烈程度，降低因喷溅造成的物料和热量的损失。如果终点钢水温度较高，在炉后出钢的过程再加入部分钢筋头，利用钢流对钢包内钢水的冲击搅拌，促进钢筋头的熔化。在炉后吹氩站对钢水进行测温取样，如果钢水温度较高时，可以在钢水软吹的过程中补加钢筋头。钢水被吊至精炼工序后，可以根据生产节奏和钢水温度，再次加入钢筋头等洁净废钢，最大化地利用钢水热量，可降低铁耗30-50kg/t。

缩短冶炼周期，减少过程温降

梳理现在执行的生产流程，从设备运行参数到人员操作细节进行优化。做好入炉铁水、废钢的供应，不仅确保铁水重量符合要求，达到铁耗的目标值，而且保证入炉物料按时吊运到转炉平台，做好生产过程的衔接。根据碳氧反应期不同的供氧要求，采取分阶段供氧的措施，配合氧枪枪位的调节，从而达到加快脱碳速度、缩短供氧时间的效果；调整出钢口尺寸，在确保挡渣效果的前提下，缩短出钢时间。连铸工序持续推进操检合一，利用浇次间空隙时间对扇形段、结晶器、结晶器振动单元体进行点检维护，确保设备功能和精度，保障铸机设备状态。提高连铸拉速，降低钢水过热度，提高铸坯凝固速度，对钢水成分、辊缝开口度、结晶器水条与二冷进行优化，在保证质量的前提下缩短浇铸周期。

通过调度优化组织生产流程，上下工序紧密配合，平均冶炼周期由35min/炉降低至21min/炉，降低了钢包在整个生产过程的温降，可降低铁耗10-30kg/t。

发挥LF精炼炉升温作用，将电能转化为热能

在低铁耗的生产模式下，转炉出站的钢水多数为低温钢水，并且由于转炉反应过程温度低，不利于转炉渣脱除钢水中的硫元素，在快节奏的生产条件下，钢水成分也容易出现波动，不利于合金成本的控制。

通过在LF精炼炉加入石灰、萤石等造渣材料快速造渣，根据炉渣氧化性加入电石、碳化硅等脱氧材料以降低精炼渣氧化性，脱除钢水中的硫元素，降低转炉的脱硫难度，加快冶炼节奏。同时，精炼炉内的还原性气氛能够提高合金收得率，稳定钢水的成分，降低合金料的消耗。

LF精炼炉通过电极加热对转炉低温钢水进行升温。根据生产节奏和产量目标，可以在钢包内再次加入钢筋头等洁净废钢0.5-1.0t，实现由碳燃烧升温转化为电能升温，可降低铁耗5-10kg/t。