转炉炼钢技术与工艺的研究进展探讨

引言：转炉炼钢的技术方案是否科学合理，在根本上关系到钢材的成型质量，还会对于企业的成本效益形成深远的影响。近些年来，随着转炉炼钢的生产规模扩大，炼钢企业更加关注脱磷与脱碳工艺的优化调整，现阶段的国内研究人员也在致力于探索可持续理念下的新型炼钢工艺。在此前提下，如何通过改进企业的转炉炼钢方案来适应行业转型趋势，应当成为钢铁企业获得长足发展面临的核心问题。

1 转炉炼钢技术的研究进展

1.1 氧气底吹转炉脱磷技术

钢铁工业生产不能够缺少制氧技术为其提供保障，钢铁原料在入炉转化的基础上，氧气转炉的化学反应将会同步发生。最早发明“氧气底吹转炉脱磷技术”的研究人员为萨伍德里，此项技术的核心就是利用“同心套管喷嘴”辅助完成氧气转炉的目的，并能够保留较大部分的氧气转炉热量。因此在转炉炼钢常用的脱磷技术范围内，氧气底吹转炉脱磷技术占据比较突出的地位[1]。钢铁企业的技术人员通过合理采用以上的脱磷实现方案，还能够明显减少空气热量被氮气裹挟导致的能量损失，进而为钢铁企业实现降本增效的转型目标打下良好的基础。

1.2 托马斯转炉脱磷技术

英国研究人员贝塞麦经过长期的实验与探索，率先研发得到了“托马斯转炉脱磷技术”。该技术的本质在于适当脱除转炉炼钢过程中的有害酸性气体，经过“脱酸转化”后的产物纯度将会更高，更能够满足自动化、一体化的钢铁冶炼加工实际需求。与传统的脱磷技术方法相比，采用“托马斯转炉脱磷技术”不仅能够达到炉内酸性反应的目的，而且还能够生成碱性的炉渣，从而有助于炉内实施的化学反应获得良好的控制[2]。由此可见，“托马斯转炉脱磷技术”在总体上优于原有的转炉脱磷形式，并能够带给企业可观的经济效益。

1.3 顶底复吹转炉脱磷技术

进入上世纪的中后期，转炉炼钢领域的研究人员开始进一步探索全新的脱磷处理方案，在此基础上诞生了顶底复吹转炉脱磷技术。该技术旨在增加“装底的自动喷嘴”，将其布置于氧气转炉的适当位置，确保气流能够同时吹送至转炉炼钢装置的顶部与底部。在转炉炼钢的脱磷实施中采用顶底复吹转炉脱磷技术，能够进一步加速炉内化合反应的进程，对于钢铁冶炼作业的时间成本与人工劳动成本予以显著的降低，因此有益于钢铁冶炼企业的效益指标优化。采用“顶吹与底吹相结合”的转炉炼钢脱磷方案，确保化合反应的全过程拥有充足的氧气供给，还能够进一步缩短转炉炼钢中的脱磷处理时间。

2 转炉炼钢工艺的研究进展

2.1 单渣制的工艺方案

在转炉炼钢的实施阶段，仅产生一次炉渣的工艺形式称为“单渣制”。单渣制的转炉炼钢方案旨在严格控制炉内残渣的含量与比例，要求在转炉炼钢成型的全过程中避免二次制渣的情况发生，因此对于钢铁企业的冶炼工艺创新提出较高层次的要求。单渣制的转炉炼钢工艺通常适用于杂质含量相对较低的钢铁冶炼转化场合，或者转炉炼钢方案本身对于炉渣的要求较低。例如在低碳钢的熔炼过程中，企业人员通常会选择以上的工艺实现方案。

2.2 双渣制的工艺方案

双渣制的含义在于允许转炉炼钢过程中出现两次的造渣，旨在提升转炉炼钢的脱磷效率，使得转炉炼钢的成品含磷量相对更低。但是在多数的情况下，转炉炼钢的实施过程无法保证一次结束造渣，那么通常就需要技术人员采取两次或者更多次的造渣方式，易导致转炉炼钢的生产效率有所降低。基于以上的因素考虑，能够得出双渣制的转炉炼钢工艺存在适用范围的局限性，其有可能导致炼钢时间成本有所增加，而且也不利于炼钢产物的纯净度提升。

2.3 留渣制的工艺方案

转炉炼钢的实施过程容易损坏炉膛的内衬结构，导致炼钢炉的使用寿命缩短。在此前提下，技术人员拟采用留渣制的工艺方案进行解决。为确保炉渣的碱度指标适中，关键就是要灵活控制石灰粉的加入比例[3]。技术人员还需要采取因地制宜的炉膛内衬保护措施，避免炉渣的形成过于缓慢。当前时期的转炉炼钢企业既要重视留渣制的工艺方法引进，并且还不能够忽视了原材料的资源优化配置，以期能够妥善解决转炉炼钢生产方面的长期存在问题。

3 转炉炼钢技术与工艺的创新趋势

近些年来，转炉炼钢方面的新技术、新工艺陆续诞生，为钢铁冶炼加工企业提供了更加有利的降本增效机会。但是目前的一些钢铁企业未能充分重视转炉炼钢过程中的工艺技术转型，由此导致企业现有的能耗指标居高不下，同时也不利于转炉炼钢的最大化生产效益获得体现。因此为了加快转炉炼钢工艺与技术手段的优化创新，当前时期背景下的企业技术人员应充分重视石灰材料的性能改善，尤其需要重视“活性石灰”为主的转炉炼钢材料引进与采用。钢铁企业人员还应当进一步采取资源回收利用的绿色节能工艺，从源头入手降低企业的钢铁加工能耗指标，推动企业朝着环境友好的目标发展。

转炉炼钢的过程不仅会导致大气污染、土壤污染以及水源污染的形成，而且还会增加企业的能耗成本。因此为了更好发挥转炉炼钢新工艺的价值，钢铁企业需要严格执行国家颁布实施的《大气污染物排放标准》，并需要针对企业技术人员加强专业技能的培训。现阶段的钢铁制造企业应当兼顾生态效益与经济效益指标，做到自觉履行企业的社会责任。

结束语：

综上所述，转炉炼钢的技术与工艺转型经历了较为漫长的历史阶段，国内钢铁冶炼企业现有的转炉炼钢方案已趋近于成熟。为保证转炉炼钢的宗旨得到实现，最关键的就是要合理控制废钢入炉转化过程中的磷与碳含量，以期达到改善转炉炼钢品质的效果。当前背景下的钢铁企业人员还需要进一步关注钢液脱氧技术等前沿成果的转化，采取积极有效的措施推动转炉炼钢领域的新质生产力发展，为企业注入全新的活力生机。

参考文献：

[1]韩德浩,彭一帆,杨志浩等.大模型驱动冶金行业智能化转型：技术路 径与应用前瞻-以转炉炼钢过程为例[J].冶金自动化,2025,49(04):36-48.

[2]杨帅.对转炉炼钢过程中钢液脱氧技术的探究[J].中国金属通报,2025(06):26-28.

[3] 房 立 文 . 转 炉炼钢 技术 与工 艺的研 究进 展探讨 [J]. 山 西冶金,2023,46(04):87-88+113.