1. 本课题的目的及意义，国内外研究现状分析

1.1 课题目的及意义

铁水脱硫是为了防止生铁中硫含量过高，硫在生铁中是有害元素，它促使铁与碳的结合，使铁硬脆，并与铁化合成低熔点的硫化铁，使生铁产生热脆性和减低铁液的流动性，顾含硫高的生铁不适于铸造细件。铸造生铁中硫的含量规定最多不得超过0.06%（车轮生铁除外）。铁水脱硫的意义：铁水炉外脱硫是降低炼铁和炼钢炉脱硫负担、简化操作和提高炼铁炼钢技术经济指标的有效途径。对高炉来讲，可以使炉渣碱度和焦比下降，有利于高炉顺行和提高生产率；对转炉来讲，可减少渣量和提高金属收得率，并为转炉冶炼品种钢创造条件。铁水炉外脱硫与炼铁炼钢炉脱硫相结合，可以对铁水实施深度脱硫，从而为转炉冶炼超低硫钢创造条件。

1.2 国内外钢铁行业发展现状^[1]

2016年，钢铁行业深入推进供给侧结构性改革，大力化解过剩产能，各项政策措施陆续出台，效果开始显现，市场出现积极变化，钢铁行业运行走势稳中趋好。全年粗钢产量同比小幅上升，钢材价格大幅上涨，钢材出口略有下降，企业效益好转。但产能过剩基本面没有改变，价格上涨、效益回升的基础仍不牢固，行业还没有完全走出困境，2017年仍要突出重点，坚定不移化解过剩产能。
钢铁去产能超额完成年度任务。2016年是化解钢铁过剩产能工作的开局之年，钢铁行业认真贯彻落实党中央国务院决策部署，深入推进供给侧结构性改革，共化解粗钢产能超过6500万吨，超额完成2016年化解4500万吨粗钢产能的目标任务。
生产消费量双增长。2016年，全国粗钢产量8.08亿吨，同比上涨1.2%。国内粗钢表观消费7.10亿吨，在连续两年出现下降后止跌回升，同比上涨1.3%。钢材（含重复材）产量11.38亿吨，同比增长2.3%，增幅上涨1.7个百分点。中国粗钢产量占全球比重为49.6%，增加0.2个百分点。
钢材价格触底回升。国内钢材价格在连续多年下降后，2016年止跌回升。钢材综合价格指数由年初的56.37点上涨到99.51点，上涨43.14点，涨幅76.5%。从品种上看，板材涨幅大于长材，其中板材价格指数由56.79升至104.60点，涨幅84.2%；长材价格指数由56.92升至97.60点，涨幅71.5%。
钢铁行业扭亏为盈。2016年随着钢铁去产能工作的推进和市场需求的回升，钢材价格震荡上涨，钢铁行业实现扭亏为盈。重点统计钢铁企业实现销售收入2.8万亿元，同比下降1.8%；累计盈利303.78亿元，上年同期为亏损779.38亿元，利润增长超过1000亿元。
钢材出口略有下降。2016年，受国内钢材价格回升和国际贸易保护主义的影响，钢材出口下降。我国出口钢材（坯）1.08亿吨，同比下降3.5%；进口钢材（坯）1350万吨，同比增长3.2%；折合净出口粗钢9855万吨，同比下降4.4%，占我国粗钢总产量的12.2%。
固定资产投资持续下降。2016年，我国钢铁行业固定资产投资5139亿元，同比下降8.6%。其中黑色金属冶炼及压延业投资4161亿元，同比下降93.6亿元，下降2.2%；黑色金属矿采选业投资978亿元，下降28.4%。钢铁行业投资处于萎缩阶段，自2014年以来已经连续3年下降。

2. 转炉炼钢的发展过程以及新技术^[2][3]

近年来，我国转炉钢产量占粗钢总产量的比例日益增强，2003年我国转炉钢比为82.4%，到2013年这一比例已增至93%，而近十年来，世界转炉钢与电炉钢比例基本保持在7:3的平均水平，我国与之相比转炉钢比过高。未来我国这种钢铁生产流程结构不尽合理的现象会随着我国资源条件、市场需求变化和绿色低碳环境的需求而逐步改变。 近十年来，我国转炉生产流程工艺与装备技术的进步幅度更加明显。

目前，转炉炼钢仍是世界上最主要的炼钢方法，其钢产量占世界钢总产量的65%以上。由于我国废钢资源短缺，电力缺乏，电价偏高，因此电炉钢的产量增长受到一定程度的制约，而随着生铁资源的充裕也给转炉钢产量的增长提供了良好条件。因此，转炉钢产量近年来获得了快速增长。

转炉装备日趋大型化。从数量上来看，我国现有转炉中以100-199吨的转炉数量最多，而200吨及以上的转炉数量最少，我国仍然保有一定数量的30吨以下的转炉。因此，淘汰落后产能任务艰巨。目前，我国100吨及以上转炉的产能约占全部转炉产能的67.5%。随着淘汰落后产能力度的加大，我国转炉将进一步朝着大型化方向发展。

炉龄是转炉炼钢的重要技术指标，提高炉龄在降低生产成本的同时，也提高了转炉生产效率。溅渣护炉的基本原理是利用高速氮气将成分调整后的剩余炉渣喷溅在炉衬表面，形成溅渣层。溅渣层抑制了炉衬表层的氧化，减轻了高温炉渣对砖表面的冲刷侵蚀。采用溅渣护炉工艺后，当炉衬残砖厚度侵蚀至500mm左右时，炉壁冷却与炉内钢渣对炉衬的导热基本实现了动态平衡。此时，炉衬与溅渣层的结合层很难被进一步熔损。在溅渣条件下炉衬基本为”零熔损”，即随炉龄增加，炉衬厚度基本保持不变。国内钢厂据此研发出了长寿转炉生产工艺，进而使转炉炉龄达到30000炉以上，炉役期和产钢量同步增长，耐火材料消耗和吨钢成本也相应降低。