Модернизация технологии удаления шлака приводит к новому прорыву в процессе конвертерной плавки стали.

Постоянное совершенствование технологий удержания шлака в печи способствует развитию процесса конвертерного сталеплавления в более эффективное, интеллектуальное и экологически чистое направление. Мы подробно проанализируем их влияние на отрасль с трёх точек зрения: технологические инновации, прорывы в технологическом процессе и будущие тенденции.

Загрязнение шлаком

1. Направления обновления ключевых технологий

1. Инновации в материальных системах

Нанокомпозитные огнеупорные материалы

Применение нанопокрытия Al₂O₃-ZrO₂-TiC позволило повысить коррозионную стойкость стали до 300%, продлить срок службы в 8–10 раз по сравнению с традиционными материалами и снизить затраты на 40% по сравнению с традиционными материалами.

Адаптивный дизайн плотности

Благодаря применению технологии инкапсуляции с помощью полых керамических микросфер (диапазон плотности регулируемый, от 5,2 до 6,8 г/см³) можно динамически подбирать параметры в зависимости от различных требований к выпуску стали (например, обеспечивать дифференцированный контроль для высокомарганцевой и низкоуглеродистой стали).

2. Интеллектуальная система управления

Мультимодальное восприятие передачи

Совмещение инфракрасной тепловизионной съемки (определение толщины слоя шлака) + лидар (локализация выпускного отверстия для стали) + алгоритм ИИ (временная прогнозировка) позволяет достичь точности до ±0,5 секунды (данные промышленных испытаний China Baowu за 2023 год).

Верификация цифрового двойника

Создание гидродинамической модели (имитация с использованием ANSYS Fluent) для моделирования процесса засорения шлаком и оптимизации конструкции пробки. После внедрения этой технологии на одном металлургическом заводе коэффициент отказов, вызванных засорением шлаком, снизился с 5% до 0,8%.

2. Технологии достигли прорывных успехов

1. Контроль качества

Выплавка стали с сверхнизким содержанием кислорода

Совместная технология с использованием шлакозабивного заглушки и вакуума RH гарантирует конечную концентрацию [T.O] не более 15 ppm (при традиционной технологии — не менее 25 ppm), что отвечает требованиям к стали для автомобилей на новых источниках энергии.

Контроль микроэлементов

Эффективность блокировки остаточных элементов, таких как свинец и олово, достигает 92% (на основе данных компании Shougang Jingtang за 2024 год), что позволяет эффективно решить проблему колебаний состава, вызванную циклом переработки металлолома.

2. Революционное повышение энергоэффективности

Утилизация тепловых циклов

Разработать устройство для утилизации тепла, основанное на накоплении тепла в фазовом переходе (теплоаккумулирующий материал), которое позволит回收 отходящее тепло в диапазоне от 300 до 400℃, образующееся в процессе выплавки стали, и использовать его для предварительного нагрева легирующих добавок. Это позволит сэкономить 1,2 килограмма условного топлива на тонну стали.

Интеграция короткого цикла

При использовании технологии «от начала до конца в одной кадке» температура расплавленной стали снижается на 8–10℃, а цикл плавки сокращается на 2–3 минуты.

3. Синергетическая ценность цепочки промышленности

1. Расширение ассортимента высококачественных марок стали

Производство высокопрочной стали

После устранения засоров содержание [N] стабильно поддерживается на уровне ≤25 ppm, что позволило повысить процент брака автомобильных плит с прочностью 1200 МПа с 88% до 96% (на примере производственной линии Бэньпу компании «Аньган»).

Сверхтонкая кремниевая сталь

Размер включений контролируется на уровне ≤20 мкм, что позволяет обеспечить масштабное производство сверхтонкой неориентированной кремнистой стали толщиной 0,18 мм (марка Baosteel B18AH075).

2. Зелёная замкнутая система металлургического производства

Использование ресурсов шлака

Шлак с низким содержанием железа (FeO < 5%) может быть непосредственно использован в качестве добавки к цементу; по сравнению с традиционными технологиями, его добавленная стоимость составляет 50 юаней за тонну.

Вклад в сокращение углеродных выбросов

Каждое снижение на 1 килограмм потерь при смешивании стального шлака соответствует сокращению выбросов углекислого газа на 1,8 килограмма (данные рассчитаны Всемирной ассоциацией производителей стали).

4. Направления передовых исследований

Квантовая точка для измерения температуры, предотвращающая засорение и забивание пробкой

Встроенный флуоресцентный датчик температуры, обеспечивающий в режиме реального времени обратную связь о температуре расплава стали (точность ±3℃) и взаимодействующий с динамической металлургической моделью.

Экологический дизайн с саморазложением

Разработка биоразлагаемых материалов на основе MgO и CaO, которые после использования могут быть преобразованы в модификаторы сталеплавильных шлаков.

Система эксплуатации метавселенной

С помощью AR-очков осуществляется трёхмерная визуализация процесса засорения шлака, что помогает инженерам проводить дистанционную диагностику.

Прорыв в этой технологии подтверждает логику развития металлургической отрасли — «минимальные инновации, достижение большего с меньшими затратами» — и предлагает китайское решение для глобального зелёного и низкоуглеродного производственного процесса.