第一篇:轉(zhuǎn)爐少渣工藝現(xiàn)狀與展望
轉(zhuǎn)爐少渣工藝現(xiàn)狀與展望
摘要:闡述了少渣煉鋼的工藝路線,分析了轉(zhuǎn)爐少渣吹煉的供氣制度、造渣制度、溫度制度、合金化制度等,介紹了國內(nèi)外7家鋼廠典型的少渣煉鋼工藝及其冶金效果,指出少渣煉鋼是未來煉鋼的主要發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)爐;少渣煉鋼;工藝制度
Progress and Prospect of Less Slag Steelmaking Process Abstract:The paper summarizes the process line of less slag steelmaking,and analyzes the system of gas supplying,slagging and alloying,that 0f the temperature and SO on.of less slag blowing in converter.introduces the typical processes of less slag steelmaking and its metallurgical effects of seven steel plants at home and abroad,meanwhile,points out that less slag steelmaking is the main development direction of the steelmaking in the future.
Key words:converter;less 8lag steelmaking;process system 鐵水“三脫”使傳統(tǒng)煉鋼工藝發(fā)生了顯著變化,在鐵水預(yù)處理階段進行脫硅、脫磷和脫硫,使煉鋼轉(zhuǎn)爐的主要功能轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)溫和脫碳,同時煉鋼渣量減少,形成了少渣煉鋼工藝。由于少渣煉鋼用的鐵水硅含量很低,造渣用石灰加入量明顯減少,降低了渣料消耗和能耗,噴濺少,鐵損低,減少了污染物的排放。同時,因渣量少,氧的利用效率高,吹煉終點鋼水中氧含量低,余錳高,合金元素收得率較高,從而降低了生產(chǎn)成本。另外,少渣煉鋼工藝終點命中率高,改善了鋼水的純凈度,為生產(chǎn)超純凈鋼創(chuàng)造了條件。1 少渣煉鋼工藝路線
常見的轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝路線有四種。第一種是傳統(tǒng)的煉鋼工藝,歐美各國的煉鋼廠多采用這種模式,即鐵水先脫硫預(yù)處理后,再轉(zhuǎn)爐煉鋼。通常轉(zhuǎn)爐煉鋼渣量占金屬量的10%以上,轉(zhuǎn)爐渣中FeO含量在17%左右。此外,渣中還含有約8%的鐵珠,該工藝鋼鐵料消耗高。第二種煉鋼工藝是先在鐵水溝、混鐵車或鐵水罐內(nèi)進行鐵水“三脫”預(yù)處理,然后在復(fù)吹轉(zhuǎn)爐進行少渣煉鋼,這種工藝的不足之處是脫磷前必須先脫硅,廢鋼比低(≤5%),脫磷渣堿度過高,難于利用。第三種煉鋼工藝是20世紀90年代中后期日本各大鋼廠試驗研究成功的轉(zhuǎn)爐鐵水脫磷工藝,該工藝解決了超低磷鋼的生產(chǎn)難題。與第二種工藝路線的明顯區(qū)別是脫磷預(yù)處理移到轉(zhuǎn)爐內(nèi)進行,轉(zhuǎn)爐內(nèi)自由空間大,反應(yīng)動力學(xué)條件好,生產(chǎn)成本較低。具體工藝是采用兩座轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)作業(yè),一座脫磷,另一座接受來自脫磷爐的低磷鐵水脫碳[
1、2],即“雙聯(lián)法”。典型的雙聯(lián)法工藝流程為:高爐鐵水_+鐵水預(yù)脫硫-+轉(zhuǎn)爐脫磷_+轉(zhuǎn)爐脫碳_+爐外精煉.+連鑄。由于受設(shè)備和產(chǎn)品的限制,也有在同一座轉(zhuǎn)爐上進行鐵水脫磷和脫碳的操作模式,類似傳統(tǒng)的“雙渣法”。第四種煉鋼工藝是對第三種煉鋼工藝進行了改進,與第三種工藝的明顯不同是將部分脫碳渣(約8%)返回脫磷轉(zhuǎn)爐,脫磷后的鐵水進入脫碳轉(zhuǎn)爐脫碳。該工藝是目前渣量最少、最先進的轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)純凈鋼的工藝路線。在上述四種轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝路線中,后三種煉鋼工藝鐵水經(jīng)過“三脫”預(yù)處理后再脫碳煉鋼,能夠做到少渣操作。四種
轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝路線的渣量比較見圖1。從圖l可以看出,后三種煉鋼工藝的噸鋼渣量低于70 kg/t。
國外專家認為,少渣煉鋼是在轉(zhuǎn)爐煉鋼時,每噸金屬料加入的石灰量低于20 kg,脫碳爐每噸鋼水的渣量低于30 kg。值得指出的是,如果將脫磷轉(zhuǎn)爐每噸金屬料產(chǎn)生的20~40 kg脫磷渣也視為煉鋼渣,那么少渣煉鋼工藝流程的總渣量約為50-70 kg。總之,轉(zhuǎn)爐少渣煉鋼必須以鐵水預(yù)處理為前提條件。鐵水“三脫”預(yù)處理后,鐵水中的硅、磷和硫含量基本上達到了煉鋼吹煉終點的要求。對少渣煉鋼脫碳轉(zhuǎn)爐操作而言,操作任務(wù)發(fā)生了變化,工藝制度也要進行調(diào)整。2 工藝制度分析 2.1供氣制度
少渣煉鋼脫碳轉(zhuǎn)爐全過程頂吹氧槍槍位采用“高一低一低”三段式控制較為合理。由于入爐鐵水硅、錳含量較低,碳氧反應(yīng)提前,渣量很少,前期槍位低會造成金屬噴濺。同時硅的減少給煉鋼初期成渣帶來困難,采用較高槍位操作便于快速成渣,增加吹煉前期渣中氧化鐵的含量,然后根據(jù)化渣情況逐步降低槍位。與常規(guī)吹煉相比,少渣吹煉前期氧氣流量應(yīng)適當(dāng)降低,吹煉后期加大底吹氣體流量有利于減少鐵損和提高錳的收得率。2.2造渣制度
轉(zhuǎn)爐少渣吹煉時,生石灰及其它造渣材料在吹煉開始或吹煉中期投入。一般不加螢石,轉(zhuǎn)爐化渣不良時,可投少量螢石幫助化渣。如鐵水硅沒有達到控制目標,配加適量的軟硅石,700 kg軟硅石相當(dāng)于鐵水中0.10%的硅生成的Si02。鐵水經(jīng)“三脫”預(yù)處理后,少渣吹煉應(yīng)結(jié)合留渣操作。日本君津煉鋼廠冶煉低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼時,采用少渣吹煉,噸鋼造渣劑消耗降至7.2 kg,如果全部采用低磷鐵水(P≤0.050%)冶煉,噸鋼造渣材料的單耗也只有12.4 kg。NKK福山廠開發(fā)的少渣煉鋼技術(shù),其渣量控制在噸鋼30 kg。新日鐵室蘭鋼廠使用“三脫”鐵水煉鋼,噸鋼石灰消耗20 kg,轉(zhuǎn)爐總渣量減少了50%。我國寶鋼和太鋼采用“三脫”鐵水進行少渣煉鋼試驗,結(jié)果總渣量減少了50%。但是,神戶制鋼在進行少渣吹煉時,發(fā)現(xiàn)連續(xù)3爐以上均采用噸鋼渣量小于20 kg的少渣量操作,爐襯上幾乎不附著熔渣,耐火材料易受到侵蝕,從而影響轉(zhuǎn)爐爐齡。因此,神戶制鋼將渣量控制在每噸鋼40 kg左右。在降低造渣料消耗的前提下,為了保護爐襯、覆蓋鋼液、減少金屬噴濺,采取的有效措施是留渣操作。出鋼后,將前一爐的高溫、高堿度、高氧化性的終渣留一部分(噸鋼約10 kg左右)于爐內(nèi),加入少量石灰或白云石,然后兌鐵煉鋼。新日鐵君津廠和神戶制鋼就是采用留渣操作補充渣量的冶煉方法。
2.3溫度制度
采用“三脫”鐵水吹煉時,確定溫度制度的關(guān)鍵在于合理選用造渣料和廢鋼用量,以平衡因鐵水溫度降低和放熱反應(yīng)元素(硅和磷等)減少而導(dǎo)致的熱量改變。一般通過減少造渣料和廢鋼用量就可實現(xiàn)熱平衡?!叭摗辫F水少渣吹煉時,停吹溫度平均為l 657℃,而只進行脫硫的鐵水預(yù)處理吹煉時,停吹溫度平均為l 655℃。
2.4爐內(nèi)部分合金化
應(yīng)用“三脫”鐵水實現(xiàn)少渣煉鋼后,造渣料消耗大幅度減少。如果有富余的熱量,可實現(xiàn)錳礦或鉻礦直接合金化。如日本鋼管公司采用的爐內(nèi)錳礦合金化工藝,通過控制堿度,降低渣中T·Fe,使低碳鋼水終點錳含量達到l%,錳的收得率大于70%。另外,日本的新13鐵、JFE、住友金屬和神戶制鋼的煉鋼廠在生產(chǎn)含錳低于1.5%的合金鋼時,采用錳礦直接代替全部錳鐵合金,取得了較好的經(jīng)濟效益。典型的少渣煉鋼工藝
日本發(fā)明的轉(zhuǎn)爐脫磷少渣煉鋼工藝方法主要有JFE福山制鐵所的LD—NRP法(雙聯(lián)法)、住友金屬的SRP法(雙聯(lián)法)、神戶制鋼的H爐(專用轉(zhuǎn)爐)、新日鐵的LD—ORP法(雙聯(lián)法)和MURC法(雙渣法)。
寶鋼開發(fā)的BRP技術(shù)在其一煉鋼、二煉鋼和不銹鋼分廠應(yīng)用,取得了較好的效果。
3.1JFE福山制鐵所
福山制鐵所是13本粗鋼產(chǎn)量最高的廠家(1080萬t/a),設(shè)有兩個煉鋼廠(第二煉鋼廠和第三煉鋼廠),第三煉鋼廠有兩座320 t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐,采用LD—NRP工藝,一座轉(zhuǎn)爐脫磷,另一座脫碳;轉(zhuǎn)爐在爐役前期用于脫碳,爐役后期用于脫磷,脫碳轉(zhuǎn)爐爐齡低于脫磷轉(zhuǎn)爐。轉(zhuǎn)爐脫磷能力為450萬t/a。1999年開始,該廠鐵水全部采用轉(zhuǎn)爐脫磷預(yù)處理。脫磷轉(zhuǎn)爐指標:吹煉時間為10 min;廢鋼比為7%~10%;氧氣流量為30 000 m3/h,底吹氣體為3 000 m3/h;石灰消耗為lO~15 kg/t。脫碳轉(zhuǎn)爐指標:石灰消耗5~6 kg/t;爐齡約 7 000爐。
第二煉鋼廠有3座250 t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐,采用傳統(tǒng)的“三脫”工藝,“三脫”處理能力為420萬t/a 3.2住友金屬鹿島制鐵所 鹿島制鐵所有兩個煉鋼廠,第一煉鋼廠有3座250 t轉(zhuǎn)爐,采用本公司發(fā)明的SRP法煉鋼;第二煉鋼廠有兩座250 t轉(zhuǎn)爐,采用常規(guī)冶煉工藝。第一煉鋼廠一座轉(zhuǎn)爐脫磷,另兩座轉(zhuǎn)爐脫碳(二吹一),脫磷鐵水富余25%運送給第二煉鋼廠。脫磷轉(zhuǎn)爐指標:吹煉時間為8 min;冶煉周期為22 rain;廢鋼比為10%(加輕廢鋼);出鐵溫度為1 350 oC,渣量為40 kg/t。
脫碳轉(zhuǎn)爐指標:吹煉時間為14 min;冶煉周期為30 min;錳礦用量為15 kg/t(Mn回收率30%一40%);渣量為20 kg/t(以干渣方式回收)。3.3住友金屬和歌山制鐵所
住友金屬和歌山制鐵所年產(chǎn)粗鋼390萬t。煉鋼生產(chǎn)采用“雙聯(lián)法”(sne),鐵水全部經(jīng)轉(zhuǎn)爐脫磷處理。該廠脫磷轉(zhuǎn)爐與脫碳轉(zhuǎn)爐設(shè)在不同跨間,脫磷轉(zhuǎn)爐和脫碳轉(zhuǎn)爐的吹煉時間分別為9—12 min,轉(zhuǎn)爐煉鋼的冶煉周期控制在20 rain以內(nèi)。一個轉(zhuǎn)爐煉鋼車間給三臺連鑄機供鋼水,是目前世界煉鋼生產(chǎn)節(jié)奏最快的鋼廠。和歌山制鐵所“雙聯(lián)法”(SRP)的優(yōu)點是:建立起高效率、低成本、大批量生產(chǎn)純凈鋼的平臺,顯著改善IF鋼抗二次加工脆化和熱軋鋼板低溫沖擊韌性等性能;煉鐵生產(chǎn)可以采用較高磷含量的低價位鐵礦石,鐵水磷含量放寬至0.10%一0.15%,降低了礦石采購成本;煉鋼時使用錳礦石取代MnFe合金;煉鋼渣量顯著降低,脫碳爐渣可返回用于脫磷轉(zhuǎn)爐;脫磷爐渣不經(jīng)蒸汽穩(wěn)定化處理,可直接鋪路;加快了大型轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)節(jié)奏,與高拉速連鑄機相匹配;工序緊湊。3.4神戶制鋼
由于神戶制鋼生產(chǎn)的高碳鋼比例較大,轉(zhuǎn)爐的脫磷負荷大,鐵水脫磷、脫硫預(yù)處理用H爐(專用轉(zhuǎn)爐),處理過程分兩步進行:首先用噴吹法在高爐出鐵溝對鐵水進行脫硅處理,用撇渣器去除脫硅渣后,將鐵水再兌入H爐進行脫磷、脫硫處理。脫磷時噴吹石灰系渣料、同時頂吹氧氣,脫磷后再噴人蘇打粉系渣料脫硫。經(jīng)預(yù)處理的鐵水再裝入轉(zhuǎn)爐進行脫碳。
用H爐進行鐵水脫磷、脫硫處理具有如下特征:H爐內(nèi)空間大,進行鐵水預(yù)處理時,爐內(nèi)反應(yīng)效率高、反應(yīng)速度快,可在較短的時間內(nèi)連續(xù)完成脫磷、脫硫處理;可以用塊狀生石灰和轉(zhuǎn)爐渣代替部分脫磷渣;脫磷過程中添加部分錳礦,可提高脫磷效率,增加了鐵水中的錳含量。3.5新日鐵君津制鐵所
新日鐵君津制鐵所有兩個煉鋼廠,第一煉鋼廠和第二煉鋼廠均采用KR法脫硫(S≤0.002%)。第一煉鋼廠有3座230 t復(fù)吹轉(zhuǎn)爐;第二煉鋼廠有兩座300 t復(fù)吹轉(zhuǎn)爐,第二煉鋼廠采用LD—ORP法和MURC法兩種工藝煉鋼。
LD—ORP法渣量少、可生產(chǎn)高純凈鋼。脫磷轉(zhuǎn)爐弱供氧,大渣量,堿度為2.5—3.0,溫度為l 320一l 350℃,純脫磷時間約為9—10 min,冶煉周期約20 min,廢鋼比通常為9%,為了提高產(chǎn)量,目前廢鋼比已達到11%一14%,經(jīng)脫磷后鋼水(P≤0.020%)兌人脫碳轉(zhuǎn)爐,總收得率>92%。轉(zhuǎn)爐的復(fù)吹壽命約4 000爐。脫碳轉(zhuǎn)爐強供氧,渣量少,冶煉周期為28—30 min,脫碳轉(zhuǎn)爐不加廢鋼。從脫磷至脫碳結(jié)束的總冶煉周期約為50 min。恰好與連鑄機的澆鑄周期相匹配。3.6新日鐵室蘭制鐵所和大分制鐵所
新日鐵室蘭制鐵所(兩座270 t LD—OB轉(zhuǎn)爐)和大分制鐵所(3座370 t復(fù)吹轉(zhuǎn)爐)受設(shè)備和產(chǎn)品的限制,難以采用“雙聯(lián)法”工藝,為此采用了新日鐵開發(fā)的MURC技術(shù),在同一轉(zhuǎn)爐進行鐵水脫磷預(yù)處理和脫碳吹煉,類似傳統(tǒng)煉鋼的“雙渣法”。前期脫磷渣一般倒出50%,脫碳渣可直接留在爐內(nèi)用于下一爐脫磷吹煉;MURC工藝冶煉周期約33—35 min,室蘭制鐵所和大分制鐵所全部采用MURC工藝。. MURC設(shè)備為多功能復(fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐,在同一座轉(zhuǎn)爐中可連續(xù)脫硅、脫磷、除渣和脫碳。工藝過程是:鐵水在轉(zhuǎn)爐中脫硅、脫磷后倒爐放渣,保留鐵水,然后造脫碳渣進行脫碳,脫碳后出鋼,脫碳渣留在轉(zhuǎn)爐內(nèi)用于下一爐鐵水脫硅和脫磷。3.7 中國寶鋼
2002年寶鋼開始進行BRP技術(shù)研究。到2005年11月,采用BRP工藝生產(chǎn)了l 500多爐鋼。寶鋼轉(zhuǎn)爐脫磷渣量約為20一40 kg/t,采用少渣冶煉時,轉(zhuǎn)爐脫碳渣量約為15 kg/t,如脫碳爐渣全部返回脫磷爐使用,則渣中鐵的50%可以在煉鋼工藝循環(huán)利用。
BRP項目開發(fā)的工藝路線可適應(yīng)不同鋼種的需求,物流暢通,工序匹配合理。采用優(yōu)化后的富錳礦熔融還原工藝與復(fù)合渣返回轉(zhuǎn)爐冶煉工藝,不但可降低成本,經(jīng)濟效益也很顯著。BRP工藝對于拓展品種、提高鋼水質(zhì)量、提升產(chǎn)品的市場競爭力以及實現(xiàn)效益最大化有重要作用。2004年6月10日,采用BRP技術(shù)連續(xù)生產(chǎn)4爐超純凈抗HIC X60管線鋼(用1930連鑄機澆注),五大雜質(zhì)元素含量見表1。由表1可見,4爐鋼五大雜質(zhì)元素含量之和均小于0.010%。
表2 BRP技術(shù)連續(xù)生產(chǎn)的4爐抗HIC X60管線鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分數(shù))%
爐次 1 2 3 4平均
P 0.003 0.004 0.003 0.004 0.0035
S 0.0004 0.0005 0.0004 0.0006 0.0005
TO 0.0024 0.0016 0.0012 0.0011 0.0016
N 0.0031 0.0032 0.0024 0.0029 0.0029
H 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001
總計 0.009 0.0094 0.0071 0.0087 0.0086 4 發(fā)展前景展望
據(jù)統(tǒng)計,轉(zhuǎn)爐脫碳渣用于另一座轉(zhuǎn)爐脫磷的“雙聯(lián)法”,每生產(chǎn)1 t鋼水的鋼鐵料消耗比傳統(tǒng)方法減少24。3 kg,石灰消耗減少40%,每噸鋼成本降低約70元。轉(zhuǎn)爐采用少渣冶煉工藝,可顯著提高鐵水的收得率,經(jīng)濟效益顯著。由于少渣煉鋼用鐵水硅含量很低,造渣用石灰加入量明顯減少,降低了渣料消耗和能耗,減少了污染物的排放。因轉(zhuǎn)爐內(nèi)渣量少,氧的利用率高,吹煉終點鋼水中含氧量低。余錳高,減少噴濺,鐵損少,合金元素收得率較高,從而降低了生產(chǎn)成本。少渣煉鋼工藝縮短了冶煉時間,提高了轉(zhuǎn)爐作業(yè)率和生產(chǎn)能力,延長了轉(zhuǎn)爐爐齡。提高了轉(zhuǎn)爐終點命中率。改善了鋼水的純凈度,為生產(chǎn)超純凈鋼創(chuàng)造了條件。國內(nèi)外的研究和實踐表明,少渣煉鋼工藝適于大量、經(jīng)濟地生產(chǎn)純凈鋼。鋼鐵產(chǎn)量的迅猛增長,必然會受到資源、能源和環(huán)境的限制。少渣煉鋼工藝鋼鐵料消耗低,有利于緩解國內(nèi)鐵礦資源的緊張狀況,應(yīng)用前景可觀。
參考文獻
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[3]孔禮明.轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)法冶煉工藝及其特點[J].上海金屬,2005,(3):44—46. [4]崔健,鄭貽裕,朱立新.寶鋼純凈鋼生產(chǎn)技術(shù)進步[J].中國24冶金,2004,(7):1—6.
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[6]康復(fù)。陸志新,蔣曉放,等.寶鋼BRP技術(shù)的研究與開發(fā)[J].鋼鐵,2005。(3):25—28.
第二篇:轉(zhuǎn)爐少渣工藝技術(shù)分析
轉(zhuǎn)爐少渣工藝技術(shù)分析
摘要:闡述了少渣煉鋼的工藝路線,分析了轉(zhuǎn)爐少渣吹煉的供氣制度、造渣制度、溫度制度、合金化制度等,介紹了國內(nèi)外幾家鋼廠典型的少渣煉鋼工藝及其冶金效果,指出少渣煉鋼是未來煉鋼的主要發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)爐;少渣煉鋼;工藝制度
Progress and Prospect of Less Slag Steelmaking Process Abstract:The paper summarizes the process line of less slag steelmaking,and analyzes the system of gas supplying,slagging and alloying,that 0f the temperature and SO on.of less slag blowing in converter.introduces the typical processes of less slag steelmaking and its metallurgical effects of seven steel plants at home and abroad,meanwhile,points out that less slag steelmaking is the main development direction of the steelmaking in the future.
Key words:converter;less 8lag steelmaking;process system 鐵水“三脫”使傳統(tǒng)煉鋼工藝發(fā)生了顯著變化,在鐵水預(yù)處理階段進行脫硅、脫磷和脫硫,使煉鋼轉(zhuǎn)爐的主要功能轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)溫和脫碳,同時煉鋼渣量減少,形成了少渣煉鋼工藝。由于少渣煉鋼用的鐵水硅含量很低,造渣用石灰加入量明顯減少,降低了渣料消耗和能耗,噴濺少,鐵損低,減少了污染物的排放。同時,因渣量少,氧的利用效率高,吹煉終點鋼水中氧含量低,余錳高,合金元素收得率較高,從而降低了生產(chǎn)成本。另外,少渣煉鋼工藝終點命中率高,改善了鋼水的純凈度,為生產(chǎn)超純凈鋼創(chuàng)造了條件。1 少渣煉鋼工藝路線
常見的轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝路線有四種。第一種是傳統(tǒng)的煉鋼工藝,歐美各國的煉鋼廠多采用這種模式,即鐵水先脫硫預(yù)處理后,再轉(zhuǎn)爐煉鋼。通常轉(zhuǎn)爐煉鋼渣量占金屬量的10%以上,轉(zhuǎn)爐渣中FeO含量在17%左右。此外,渣中還含有約8%的鐵珠,該工藝鋼鐵料消耗高。第二種煉鋼工藝是先在鐵水溝、混鐵車或鐵水罐內(nèi)進行鐵水“三脫”預(yù)處理,然后在復(fù)吹轉(zhuǎn)爐進行少渣煉鋼,這種工藝的不足之處是脫磷前必須先脫硅,廢鋼比低(≤5%),脫磷渣堿度過高,難于利用。第三種煉鋼工藝是20世紀90年代中后期日本各大鋼廠試驗研究成功的轉(zhuǎn)爐鐵水脫磷工藝,該工藝解決了超低磷鋼的生產(chǎn)難題。與第二種工藝路線的明顯區(qū)別是脫磷預(yù)處理移到轉(zhuǎn)爐內(nèi)進行,轉(zhuǎn)爐內(nèi)自由空間大,反應(yīng)動力學(xué)條件好,生產(chǎn)成本較低。具體工藝是采用兩座轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)作業(yè),一座脫磷,另一座接受來自脫磷爐的低磷鐵水脫碳[
1、2],即“雙聯(lián)法”。典型的雙聯(lián)法工藝流程為:高爐鐵水_+鐵水預(yù)脫硫-+轉(zhuǎn)爐脫磷_+轉(zhuǎn)爐脫碳_+爐外精煉.+連鑄。由于受設(shè)備和產(chǎn)品的限制,也有在同一座轉(zhuǎn)爐上進行鐵水脫磷和脫碳的操作模式,類似傳統(tǒng)的“雙渣法”。第四種煉鋼工藝是對第三種煉鋼工藝進行了改進,與第三種工藝的明顯不同是將部分脫碳渣(約8%)返回脫磷轉(zhuǎn)爐,脫磷后的鐵水進入脫碳轉(zhuǎn)爐脫碳。該工藝是目前渣量最少、最先進的轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)純凈鋼的工藝路線。在上述四種轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝路線中,后三種煉鋼工藝鐵水經(jīng)過“三脫”預(yù)處理后再脫碳煉鋼,能夠做到少渣操作。四種
轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝路線的渣量比較見圖1。從圖l可以看出,后三種煉鋼工藝的噸鋼渣量低于70 kg/t。
國外專家認為,少渣煉鋼是在轉(zhuǎn)爐煉鋼時,每噸金屬料加入的石灰量低于20 kg,脫碳爐每噸鋼水的渣量低于30 kg。值得指出的是,如果將脫磷轉(zhuǎn)爐每噸金屬料產(chǎn)生的20~40 kg脫磷渣也視為煉鋼渣,那么少渣煉鋼工藝流程的總渣量約為50-70 kg。總之,轉(zhuǎn)爐少渣煉鋼必須以鐵水預(yù)處理為前提條件。鐵水“三脫”預(yù)處理后,鐵水中的硅、磷和硫含量基本上達到了煉鋼吹煉終點的要求。對少渣煉鋼脫碳轉(zhuǎn)爐操作而言,操作任務(wù)發(fā)生了變化,工藝制度也要進行調(diào)整。2 工藝制度分析 2.1供氣制度
少渣煉鋼脫碳轉(zhuǎn)爐全過程頂吹氧槍槍位采用“高一低一低”三段式控制較為合理。由于入爐鐵水硅、錳含量較低,碳氧反應(yīng)提前,渣量很少,前期槍位低會造成金屬噴濺。同時硅的減少給煉鋼初期成渣帶來困難,采用較高槍位操作便于快速成渣,增加吹煉前期渣中氧化鐵的含量,然后根據(jù)化渣情況逐步降低槍位。與常規(guī)吹煉相比,少渣吹煉前期氧氣流量應(yīng)適當(dāng)降低,吹煉后期加大底吹氣體流量有利于減少鐵損和提高錳的收得率。2.2造渣制度
轉(zhuǎn)爐少渣吹煉時,生石灰及其它造渣材料在吹煉開始或吹煉中期投入。一般不加螢石,轉(zhuǎn)爐化渣不良時,可投少量螢石幫助化渣。如鐵水硅沒有達到控制目標,配加適量的軟硅石,700 kg軟硅石相當(dāng)于鐵水中0.10%的硅生成的Si02。鐵水經(jīng)“三脫”預(yù)處理后,少渣吹煉應(yīng)結(jié)合留渣操作。日本君津煉鋼廠冶煉低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼時,采用少渣吹煉,噸鋼造渣劑消耗降至7.2 kg,如果全部采用低磷鐵水(P≤0.050%)冶煉,噸鋼造渣材料的單耗也只有12.4 kg。NKK福山廠開發(fā)的少渣煉鋼技術(shù),其渣量控制在噸鋼30 kg。新日鐵室蘭鋼廠使用“三脫”鐵水煉鋼,噸鋼石灰消耗20 kg,轉(zhuǎn)爐總渣量減少了50%。我國寶鋼和太鋼采用“三脫”鐵水進行少渣煉鋼試驗,結(jié)果總渣量減少了50%。但是,神戶制鋼在進行少渣吹煉時,發(fā)現(xiàn)連續(xù)3爐以上均采用噸鋼渣量小于20 kg的少渣量操作,爐襯上幾乎不附著熔渣,耐火材料易受到侵蝕,從而影響轉(zhuǎn)爐爐齡。因此,神戶制鋼將渣量控制在每噸鋼40 kg左右。在降低造渣料消耗的前提下,為了保護爐襯、覆蓋鋼液、減少金屬噴濺,采取的有效措施是留渣操作。出鋼后,將前一爐的高溫、高堿度、高氧化性的終渣留一部分(噸鋼約10 kg左右)于爐內(nèi),加入少量石灰或白云石,然后兌鐵煉鋼。新日鐵君津廠和神戶制鋼就是采用留渣操作補充渣量的冶煉方法。
2.3溫度制度
采用“三脫”鐵水吹煉時,確定溫度制度的關(guān)鍵在于合理選用造渣料和廢鋼用量,以平衡因鐵水溫度降低和放熱反應(yīng)元素(硅和磷等)減少而導(dǎo)致的熱量改變。一般通過減少造渣料和廢鋼用量就可實現(xiàn)熱平衡。“三脫”鐵水少渣吹煉時,停吹溫度平均為l 657℃,而只進行脫硫的鐵水預(yù)處理吹煉時,停吹溫度平均為l 655℃。
2.4爐內(nèi)部分合金化
應(yīng)用“三脫”鐵水實現(xiàn)少渣煉鋼后,造渣料消耗大幅度減少。如果有富余的熱量,可實現(xiàn)錳礦或鉻礦直接合金化。如日本鋼管公司采用的爐內(nèi)錳礦合金化工藝,通過控制堿度,降低渣中T·Fe,使低碳鋼水終點錳含量達到l%,錳的收得率大于70%。另外,日本的新13鐵、JFE、住友金屬和神戶制鋼的煉鋼廠在生產(chǎn)含錳低于1.5%的合金鋼時,采用錳礦直接代替全部錳鐵合金,取得了較好的經(jīng)濟效益。典型的少渣煉鋼工藝
日本發(fā)明的轉(zhuǎn)爐脫磷少渣煉鋼工藝方法主要有JFE福山制鐵所的LD—NRP法(雙聯(lián)法)、住友金屬的SRP法(雙聯(lián)法)、神戶制鋼的H爐(專用轉(zhuǎn)爐)、新日鐵的LD—ORP法(雙聯(lián)法)和MURC法(雙渣法)。
寶鋼開發(fā)的BRP技術(shù)在其一煉鋼、二煉鋼和不銹鋼分廠應(yīng)用,取得了較好的效果。
3.1JFE福山制鐵所
福山制鐵所是13本粗鋼產(chǎn)量最高的廠家(1080萬t/a),設(shè)有兩個煉鋼廠(第二煉鋼廠和第三煉鋼廠),第三煉鋼廠有兩座320 t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐,采用LD—NRP工藝,一座轉(zhuǎn)爐脫磷,另一座脫碳;轉(zhuǎn)爐在爐役前期用于脫碳,爐役后期用于脫磷,脫碳轉(zhuǎn)爐爐齡低于脫磷轉(zhuǎn)爐。轉(zhuǎn)爐脫磷能力為450萬t/a。1999年開始,該廠鐵水全部采用轉(zhuǎn)爐脫磷預(yù)處理。脫磷轉(zhuǎn)爐指標:吹煉時間為10 min;廢鋼比為7%~10%;氧氣流量為30 000 m3/h,底吹氣體為3 000 m3/h;石灰消耗為lO~15 kg/t。脫碳轉(zhuǎn)爐指標:石灰消耗5~6 kg/t;爐齡約 7 000爐。
第二煉鋼廠有3座250 t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐,采用傳統(tǒng)的“三脫”工藝,“三脫”處理能力為420萬t/a 3.2住友金屬鹿島制鐵所 鹿島制鐵所有兩個煉鋼廠,第一煉鋼廠有3座250 t轉(zhuǎn)爐,采用本公司發(fā)明的SRP法煉鋼;第二煉鋼廠有兩座250 t轉(zhuǎn)爐,采用常規(guī)冶煉工藝。第一煉鋼廠一座轉(zhuǎn)爐脫磷,另兩座轉(zhuǎn)爐脫碳(二吹一),脫磷鐵水富余25%運送給第二煉鋼廠。脫磷轉(zhuǎn)爐指標:吹煉時間為8 min;冶煉周期為22 rain;廢鋼比為10%(加輕廢鋼);出鐵溫度為1 350 oC,渣量為40 kg/t。
脫碳轉(zhuǎn)爐指標:吹煉時間為14 min;冶煉周期為30 min;錳礦用量為15 kg/t(Mn回收率30%一40%);渣量為20 kg/t(以干渣方式回收)。3.3住友金屬和歌山制鐵所
住友金屬和歌山制鐵所年產(chǎn)粗鋼390萬t。煉鋼生產(chǎn)采用“雙聯(lián)法”(sne),鐵水全部經(jīng)轉(zhuǎn)爐脫磷處理。該廠脫磷轉(zhuǎn)爐與脫碳轉(zhuǎn)爐設(shè)在不同跨間,脫磷轉(zhuǎn)爐和脫碳轉(zhuǎn)爐的吹煉時間分別為9—12 min,轉(zhuǎn)爐煉鋼的冶煉周期控制在20 rain以內(nèi)。一個轉(zhuǎn)爐煉鋼車間給三臺連鑄機供鋼水,是目前世界煉鋼生產(chǎn)節(jié)奏最快的鋼廠。和歌山制鐵所“雙聯(lián)法”(SRP)的優(yōu)點是:建立起高效率、低成本、大批量生產(chǎn)純凈鋼的平臺,顯著改善IF鋼抗二次加工脆化和熱軋鋼板低溫沖擊韌性等性能;煉鐵生產(chǎn)可以采用較高磷含量的低價位鐵礦石,鐵水磷含量放寬至0.10%一0.15%,降低了礦石采購成本;煉鋼時使用錳礦石取代MnFe合金;煉鋼渣量顯著降低,脫碳爐渣可返回用于脫磷轉(zhuǎn)爐;脫磷爐渣不經(jīng)蒸汽穩(wěn)定化處理,可直接鋪路;加快了大型轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)節(jié)奏,與高拉速連鑄機相匹配;工序緊湊。3.4神戶制鋼
由于神戶制鋼生產(chǎn)的高碳鋼比例較大,轉(zhuǎn)爐的脫磷負荷大,鐵水脫磷、脫硫預(yù)處理用H爐(專用轉(zhuǎn)爐),處理過程分兩步進行:首先用噴吹法在高爐出鐵溝對鐵水進行脫硅處理,用撇渣器去除脫硅渣后,將鐵水再兌入H爐進行脫磷、脫硫處理。脫磷時噴吹石灰系渣料、同時頂吹氧氣,脫磷后再噴人蘇打粉系渣料脫硫。經(jīng)預(yù)處理的鐵水再裝入轉(zhuǎn)爐進行脫碳。
用H爐進行鐵水脫磷、脫硫處理具有如下特征:H爐內(nèi)空間大,進行鐵水預(yù)處理時,爐內(nèi)反應(yīng)效率高、反應(yīng)速度快,可在較短的時間內(nèi)連續(xù)完成脫磷、脫硫處理;可以用塊狀生石灰和轉(zhuǎn)爐渣代替部分脫磷渣;脫磷過程中添加部分錳礦,可提高脫磷效率,增加了鐵水中的錳含量。3.5新日鐵君津制鐵所
新日鐵君津制鐵所有兩個煉鋼廠,第一煉鋼廠和第二煉鋼廠均采用KR法脫硫(S≤0.002%)。第一煉鋼廠有3座230 t復(fù)吹轉(zhuǎn)爐;第二煉鋼廠有兩座300 t復(fù)吹轉(zhuǎn)爐,第二煉鋼廠采用LD—ORP法和MURC法兩種工藝煉鋼。
LD—ORP法渣量少、可生產(chǎn)高純凈鋼。脫磷轉(zhuǎn)爐弱供氧,大渣量,堿度為2.5—3.0,溫度為l 320一l 350℃,純脫磷時間約為9—10 min,冶煉周期約20 min,廢鋼比通常為9%,為了提高產(chǎn)量,目前廢鋼比已達到11%一14%,經(jīng)脫磷后鋼水(P≤0.020%)兌人脫碳轉(zhuǎn)爐,總收得率>92%。轉(zhuǎn)爐的復(fù)吹壽命約4 000爐。脫碳轉(zhuǎn)爐強供氧,渣量少,冶煉周期為28—30 min,脫碳轉(zhuǎn)爐不加廢鋼。從脫磷至脫碳結(jié)束的總冶煉周期約為50 min。恰好與連鑄機的澆鑄周期相匹配。3.6新日鐵室蘭制鐵所和大分制鐵所
新日鐵室蘭制鐵所(兩座270 t LD—OB轉(zhuǎn)爐)和大分制鐵所(3座370 t復(fù)吹轉(zhuǎn)爐)受設(shè)備和產(chǎn)品的限制,難以采用“雙聯(lián)法”工藝,為此采用了新日鐵開發(fā)的MURC技術(shù),在同一轉(zhuǎn)爐進行鐵水脫磷預(yù)處理和脫碳吹煉,類似傳統(tǒng)煉鋼的“雙渣法”。前期脫磷渣一般倒出50%,脫碳渣可直接留在爐內(nèi)用于下一爐脫磷吹煉;MURC工藝冶煉周期約33—35 min,室蘭制鐵所和大分制鐵所全部采用MURC工藝。. MURC設(shè)備為多功能復(fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐,在同一座轉(zhuǎn)爐中可連續(xù)脫硅、脫磷、除渣和脫碳。工藝過程是:鐵水在轉(zhuǎn)爐中脫硅、脫磷后倒爐放渣,保留鐵水,然后造脫碳渣進行脫碳,脫碳后出鋼,脫碳渣留在轉(zhuǎn)爐內(nèi)用于下一爐鐵水脫硅和脫磷。3.7 中國寶鋼
2002年寶鋼開始進行BRP技術(shù)研究。到2005年11月,采用BRP工藝生產(chǎn)了l 500多爐鋼。寶鋼轉(zhuǎn)爐脫磷渣量約為20一40 kg/t,采用少渣冶煉時,轉(zhuǎn)爐脫碳渣量約為15 kg/t,如脫碳爐渣全部返回脫磷爐使用,則渣中鐵的50%可以在煉鋼工藝循環(huán)利用。
BRP項目開發(fā)的工藝路線可適應(yīng)不同鋼種的需求,物流暢通,工序匹配合理。采用優(yōu)化后的富錳礦熔融還原工藝與復(fù)合渣返回轉(zhuǎn)爐冶煉工藝,不但可降低成本,經(jīng)濟效益也很顯著。BRP工藝對于拓展品種、提高鋼水質(zhì)量、提升產(chǎn)品的市場競爭力以及實現(xiàn)效益最大化有重要作用。2004年6月10日,采用BRP技術(shù)連續(xù)生產(chǎn)4爐超純凈抗HIC X60管線鋼(用1930連鑄機澆注),五大雜質(zhì)元素含量見表1。由表1可見,4爐鋼五大雜質(zhì)元素含量之和均小于0.010%。
表2 BRP技術(shù)連續(xù)生產(chǎn)的4爐抗HIC X60管線鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分數(shù))%
爐次 1 2 3 4平均 P 0.003 0.004 0.003 0.004 0.0035
S 0.0004 0.0005 0.0004 0.0006 0.0005
TO 0.0024 0.0016 0.0012 0.0011 0.0016
N 0.0031 0.0032 0.0024 0.0029 0.0029
H 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001
總計 0.009 0.0094 0.0071 0.0087 0.0086 4少渣煉鋼與常規(guī)煉鋼對比 寶鋼二煉鋼250 t轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)已實現(xiàn)100%的鐵水進行預(yù)處理,其中35%的鐵水進行脫磷處理,處理后三脫鐵水中磷含量小于0.025%,硫含量小于0.003%,因而減輕了轉(zhuǎn)爐脫磷負擔(dān)。一煉鋼300 t轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)曾將原脫硫車間的2號處理線改建為處理能力為30萬t的鐵水三脫預(yù)處理線,但因噴濺嚴重、處理周期長、溫降大等種種原因未在生產(chǎn)上應(yīng)用。為了降低成本,擴大品種,提高鋼的質(zhì)量,同時也為了摸清一煉鋼廠實施少渣吹煉時,在生產(chǎn)組織、工序成本、工藝組織等方面的情況,以便為今后全面實現(xiàn)分段煉鋼打下基礎(chǔ),寶鋼在實驗室熱模擬實驗基礎(chǔ)上,在一煉鋼300 t轉(zhuǎn)爐上進行少渣吹煉及錳礦熔融還原的工業(yè)性試驗,以期掌握少渣吹煉工藝的特點和規(guī)律,并在轉(zhuǎn)蔣曉放工程師1969年生1991年畢業(yè)于東北大學(xué)現(xiàn)從事煉鋼專業(yè)電話26647421爐中有效利用錳礦。4.1少渣煉鋼的理論分析
錳的氧化及還原是鋼鐵冶煉過程的基本反應(yīng)之一,氧氣轉(zhuǎn)爐內(nèi)錳的氧化反應(yīng)為:
[Mn]+(FeO)=(MnO)+Fe(1)????(1)lgKMm=lg(aMnO/aMn*aFeO)=6440/T-2.95 在鋼鐵冶金理論的發(fā)展過程中,渣鋼間錳的行為已有不少學(xué)者進行過研究,這些研究結(jié)果對氧化錳熔融還原反應(yīng)機理的評價有多種假設(shè)。目前,比較一致的看法是氧化錳還原反應(yīng)的整個過程由三個反應(yīng)串聯(lián)而成:(MnO)+Fe(1)=(FeO)+[Mn]????(2)(FeO)+CO(g)=Fe(1)+C02(g)???(3)C02+[c]=2CO(g)????????(4)總反應(yīng)的表達式為:
(MnO)+[C]=[Mn]+CO(g)????(5)顯然,反應(yīng)(3)和(4)的組合正是熔融氧化鐵的間接還原反應(yīng),而反應(yīng)(2)被稱為鐵錳的交換反應(yīng),實質(zhì)上可看成是Fe、Mn的競爭氧化還原反應(yīng)。在轉(zhuǎn)爐煉鋼的冶煉中期,由于碳的強烈氧化,鋼液中氧濃度降低,(Fe0)大量減少,渣中(MnO)也隨之減少,使得鋼液中的[Mn]含量回升,形成回錳現(xiàn)象。這表明當(dāng)渣中(FeO)含量與溫度一定時,渣中(Mn0)含量越高,鋼中回錳量就越多。4.2少渣吹煉的冶金效果分析 4.2.1脫碳 從原理上分析,由于鐵水[si]含量低,吹煉時脫碳反應(yīng)可以加速,又因吹煉過程和末期的脫碳速度分別取決于[0]和[c]擴散,而少渣吹煉時的渣層較薄,頂吹氧氣的能量可以高效率地傳到熔池,提高熔池的攪拌效果,促進熔池中[O]和[c]的擴散,從而有利于提高脫碳速度及縮短冶煉時間。但在實際試驗期間,為保證脫磷要造好渣,氧氣流量放小了,由表2可見,少渣吹煉的平均時間為17.2 min,要長于吹煉單脫硫鐵水的平均時間(16.2 min),這是今后要亟待解決的問題。4.2.2脫磷
表2列出了三脫鐵水的少渣吹煉與單脫硫鐵水吹煉的脫磷有關(guān)數(shù)據(jù),可見少渣吹煉終點平均[P]比單脫硫鐵水吹煉時低0.0023%。這是因為少渣操作時成渣快、渣層薄、爐渣的脫磷能力過剩,脫碳速度快、熔池攪拌效果好、鋼渣反應(yīng)充分,改善了脫磷反應(yīng)的動力學(xué)條件,使脫磷反應(yīng)更趨于平衡。在技術(shù)規(guī)程規(guī)定的出鋼溫度下,把渣中(T.Fe)和爐渣堿度控制在23%和3.5以上,可以使終點[P]容易地控制在0.010%以下。圖1表示了轉(zhuǎn)爐終點停吹磷含量與鐵水磷含量的關(guān)系,可見二者的關(guān)聯(lián)不明顯。圖2表示了脫磷率與輔料加入量的關(guān)系,可見增加轉(zhuǎn)爐渣量無疑是有利于脫磷的。圖3表示了脫磷率與終渣中(T.Fe)的關(guān)系,可見關(guān)系不明顯,原因可能是堿度、渣量等對脫磷的影響更大。
4.2.3脫硫
少渣吹煉的平均入爐[s]是0.0042%,吹煉終點平均倒爐[s]是0.0105%,而吹煉單脫硫鐵水的終點平均倒爐[s]是0.0112%,見表2,回硫的原因是原材料帶入了硫。表明與吹煉單脫硫鐵水相比,轉(zhuǎn)爐少渣吹煉對鋼中硫含量沒有不利影響。
4.2.4錳收得率
圖4給出了少渣吹煉時錳收得率與輔料加入量的關(guān)系,可見隨著輔料加入量的減少,錳收得率有明顯的提高。
4.2.5渣中鐵損
盡管少渣吹煉會使進入廢氣粉塵中的鐵損和終渣中的鐵粒含量有所增加,而且以較高槍位吹煉會使(T.Fe)含量提高(實際試驗期間(T.Fe)與吹煉單脫硫鐵水持平),但是由于渣量的大幅度減少,總的結(jié)果仍然是鐵損得以改善。由表3可見,與吹煉單脫硫鐵水相比,少渣吹煉的鐵損噸鋼減少12.7 kg。下面從鐵水條件、轉(zhuǎn)爐吹煉情況等方面,將轉(zhuǎn)爐少渣吹煉的試驗數(shù)據(jù)與普通單脫硫鐵水常規(guī)吹煉實績(同期生產(chǎn)實績數(shù)據(jù))進行分類比較,詳見表1~表3。由表1可知,經(jīng)三脫處理后鐵水磷含量大幅度下降,最低甚至達到0.018%,三脫處理后硫含量也基本與單脫硫鐵水一致;采用此三脫鐵水吹煉,使帶人轉(zhuǎn)爐內(nèi)的總磷量大幅度下降,比起單脫硫鐵水平均下降0.053%,減輕了轉(zhuǎn)爐脫磷的負荷,避免了轉(zhuǎn)爐采用大量精煉爐渣進行脫磷、硫的造渣作業(yè),因此從鐵水成分尤其是磷、硫含量上,磷、硫降低了,鋼水成分能夠滿足冶煉工藝要求,而且不同程度地提高了鋼水的純凈度。轉(zhuǎn)爐采用三脫鐵水少渣吹煉在輔料單耗、轉(zhuǎn)爐渣量和鐵損
此三脫鐵水完全能滿足轉(zhuǎn)爐少渣吹煉的需要。從表1中還看出,三脫鐵水處理溫降比單脫硫鐵水大89℃,此溫降基本用于鐵水脫磷處理,因此如何縮短脫磷處理時間、減少脫磷處理粉劑消耗,直接影響到處理中鐵水溫降量,影響到入爐鐵水溫度。另外由表1還可看到三脫鐵水中硅含量為痕跡,對轉(zhuǎn)爐吹煉化渣作業(yè)而言,開吹后勢必前期堿度過高導(dǎo)致起渣慢、成渣難,轉(zhuǎn)爐必須增加額外硅源和助熔劑化渣(試驗中采用軟硅石和螢石)。三脫鐵水少渣吹煉與單脫硫鐵水常規(guī)吹煉在入爐鐵水條件、轉(zhuǎn)爐停吹成分和溫度以及吹煉時間的對比見表2。由于三脫處理工藝對魚雷罐內(nèi)的鐵水高度有要求,所以無法滿足一罐鐵水對一個鐵水包的要求;又限于生產(chǎn)組織的困難,也無法爐爐滿足二罐三脫鐵水對一個鐵水包的要求,因此采取一罐三脫鐵水為主拼少許單脫硫鐵水的受鐵方式。從鐵水包分析值看此種受鐵方式對三脫鐵水成分影響不大。考慮到三脫鐵水熱量的不足,轉(zhuǎn)爐冶煉三脫鐵水采用90%的鐵水比,為此三脫鐵水與單脫硫鐵水的吹煉比較均在90%鐵水比條件下進行的。
由表2可以看出,采用三脫鐵水少渣吹煉,鋼水收得率比單脫硫鐵水常規(guī)吹煉時提高了,停吹方面與轉(zhuǎn)爐采用單脫硫鐵水常規(guī)吹煉的對比見表3。
由表3數(shù)據(jù)可知,采用三脫鐵水后,因鐵水帶入轉(zhuǎn)爐內(nèi)的總磷量的下降,致使轉(zhuǎn)爐避免了造大量精煉爐渣進行脫磷的作業(yè),由此石灰、輕燒等造渣材料的消耗大幅度下降(吹煉三脫鐵水所消耗的石灰與輕燒量僅為單脫硫鐵水的三分之一);同時由于造渣材料的減少,進一步使終渣量減少(噸鋼渣量平均減少60 kg),由此帶來的好處就是渣中鐵損量的下降、鋼水收得率的提高;而且由于三脫鐵水含硅量極低,因此碳的氧化要比單脫硫鐵水早,故吹煉中耗氧量也比單脫硫鐵水少。發(fā)展前景展望
據(jù)統(tǒng)計,轉(zhuǎn)爐脫碳渣用于另一座轉(zhuǎn)爐脫磷的“雙聯(lián)法”,每生產(chǎn)1 t鋼水的鋼鐵料消耗比傳統(tǒng)方法減少24。3 kg,石灰消耗減少40%,每噸鋼成本降低約70元。轉(zhuǎn)爐采用少渣冶煉工藝,可顯著提高鐵水的收得率,經(jīng)濟效益顯著。由于少渣煉鋼用鐵水硅含量很低,造渣用石灰加入量明顯減少,降低了渣料消耗和能耗,減少了污染物的排放。因轉(zhuǎn)爐內(nèi)渣量少,氧的利用率高,吹煉終點鋼水中含氧量低。余錳高,減少噴濺,鐵損少,合金元素收得率較高,從而降低了生產(chǎn)成本。少渣煉鋼工藝縮短了冶煉時間,提高了轉(zhuǎn)爐作業(yè)率和生產(chǎn)能力,延長了轉(zhuǎn)爐爐齡。提高了轉(zhuǎn)爐終點命中率。改善了鋼水的純凈度,為生產(chǎn)超純凈鋼創(chuàng)造了條件。國內(nèi)外的研究和實踐表明,少渣煉鋼工藝適于大量、經(jīng)濟地生產(chǎn)純凈鋼。鋼鐵產(chǎn)量的迅猛增長,必然會受到資源、能源和環(huán)境的限制。少渣煉鋼工藝鋼鐵料消耗低,有利于緩解國內(nèi)鐵礦資源的緊張狀況,應(yīng)用前景可觀。
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第三篇:兩岸關(guān)系現(xiàn)狀與展望
自古以來臺灣就是屬于中國的領(lǐng)土,國際社會也普遍承認臺灣是中國的一部分。然而由于國、共內(nèi)戰(zhàn)和美國的介入,1949年以后兩岸一直處分離狀態(tài),兩岸治權(quán)統(tǒng)一成為包括臺灣人民在內(nèi)的全體中國人的一件大事。50多年的兩岸關(guān)系有兩大重要變化,一是兩岸人民由老死不相往來發(fā)展到相對自由的交往,二是臺灣當(dāng)局由堅持“一個中國”原則轉(zhuǎn)變?yōu)榉裾J“一個中國”原則。21世紀的今天,兩岸人民往來十分頻繁,兩岸經(jīng)濟與文化趨向融合,雖突破了諸多政治僵局,但很多政治難題仍然存在,但是我們堅信臺灣是中國不可分割的一部分,終將歸于祖**親的懷抱。
一、兩岸關(guān)系現(xiàn)狀觀察
現(xiàn)狀由歷史發(fā)展而來,解讀現(xiàn)狀必須從歷史開始。胡錦濤是這樣描述的:“1949年以來,大陸和臺灣盡管尚未統(tǒng)一,但不是中國領(lǐng)土和主權(quán)的分裂,而是上個世紀40年代中后期中國內(nèi)戰(zhàn)遺留并延續(xù)的政治對立,這沒有改變大陸和臺灣同屬一個中國的事實。”這是對兩岸關(guān)系現(xiàn)狀的客觀解說,也是實行維持兩岸關(guān)系現(xiàn)狀政策的基礎(chǔ)。
事實上,大陸和臺灣同屬一個中國,一直是兩岸人民的共識。
據(jù)臺灣媒體報道,島內(nèi)有關(guān)方面最近曾就兩岸關(guān)系進行
108項民調(diào),主張兩岸維持現(xiàn)狀的占64.9—,肯定兩岸關(guān)系目前緩和趨向的占52.2—。兩者,一是對兩岸維持現(xiàn)狀的肯定,一是對當(dāng)前緩和趨向的認可。
從目前看,各方在“一個中國”問題上,至少表面上是比較一致的。中國政府是最堅定的,不會有任何退讓;美國政府也一再重申堅守“一個中國”政策;現(xiàn)臺灣當(dāng)局,既承認“九二共識”,也堅持說它是“一中憲法”,兩者本質(zhì)上都是認同“一個中國”的。但實質(zhì)上要求確實不同的。
臺灣方面要求的現(xiàn)狀,是“不統(tǒng)、不獨、不武”;美國方面要求的是“不統(tǒng)、不獨、不戰(zhàn)”; 兩者基本上一致。而中國大陸方面要求的,則必須是 “一個中國”。因為,兩岸雖然還未統(tǒng)一,但“同屬一個中國”的現(xiàn)狀并無任何改變。還有,兩岸實行的也是不同的社會制度,因而,“一國兩制”實際上也是兩岸的現(xiàn)狀。盡管民進黨千方百計把“一國兩制”污名化、妖魔化,但就是無法駁倒這個客觀存在的事實。
總之一句話,我的兩岸“現(xiàn)狀觀”,就是要把兩岸“客觀存在”的現(xiàn)狀,也就是“一國兩制”,轉(zhuǎn)化為“主觀認同”,即通過兩岸平等協(xié)商,使之共識化,合法化,完善化,正?;?,從而使兩岸關(guān)系持續(xù)的和平發(fā)展和共創(chuàng)兩岸人民的永久福祉。
三、兩岸關(guān)系未來展望
多年來兩岸各方面的交流不斷增強,隨著兩岸的經(jīng)濟,文化,政治的往來,兩岸人民更加的相親相愛,兩岸關(guān)系趨向融合。
在一個有關(guān)海峽兩岸問題的學(xué)術(shù)會議上,中國和平與發(fā)展研究中心研究員、中華文化發(fā)展促進會常務(wù)副秘書長辛旗,就兩岸關(guān)系未來發(fā)展與他進行了交談。
海峽兩岸的對話不僅僅是學(xué)術(shù)對話,更是歷史的對話、民心的對話、未來的對話”。辛旗先生做專題發(fā)言“登高望遠,推動兩岸關(guān)系和平發(fā)展”。
所謂“歷史的對話”就是兩岸在中華民族近代史悲情方面要有設(shè)身處地的體諒;所謂“民心的對話”就是相互理解兩岸人民的根本利益和愿望,以民為本,遂民所愿;所謂“未來的對話”就是根據(jù)兩岸現(xiàn)狀,尋找實現(xiàn)現(xiàn)代化和國家統(tǒng)一的交集點,保證穩(wěn)健、和平地推進這一進程。
辛旗先生說,“天下太平”是中國歷代追求的政治理想,兩岸統(tǒng)一的最佳方式是和平統(tǒng)一,和平是根本,和平是百年大計,和平統(tǒng)一應(yīng)當(dāng)成為兩岸現(xiàn)代化進程的重要標志。而維護統(tǒng)一首先要推心置腹地理解中國這一豐厚的歷史、現(xiàn)實、文化、政治多面向的觀念,承認各地中國人取得的正面成就,無論政治觀念的差異有多大,祖國大陸和臺灣取得的成就都是中國人的成就,都是中國人的經(jīng)驗。
最后,我堅信,在實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的進程中,只要包括臺灣同胞在內(nèi)的所有中華兒女團結(jié)奮斗,兩岸關(guān)系終將朝著和平穩(wěn)定的方向發(fā)展,臺灣問題一定能夠早日解決。
第四篇:清遠樓市現(xiàn)狀與展望
清遠樓市現(xiàn)狀與展望
廣州北部包括花都區(qū)、從化市、清遠市,這三個區(qū)域一直是是廣州的“后花園”。在新國十條和北上廣深等一線城市限購、限貸等房地產(chǎn)調(diào)控政策嚴厲執(zhí)行下,大部分的投資需求被擠兌出廣州這些一線城市,越來越多的資金聚集在二三線城市里。緊鄰廣州市的清遠此時此刻變成為眾多投資客眼里的“熱土”。清遠市是中國廣東省轄地級市,為廣東省地域面積最大的地級市和廣東省少數(shù)民族主要聚居地。1988年1月7日經(jīng)國務(wù)院批準設(shè)立清遠地級市,同年2月28日正式掛牌成立?,F(xiàn)轄:清遠市區(qū)(清城區(qū))及清新縣、佛岡縣、陽山縣、連南瑤族自治縣、連山壯族瑤族自治縣,并代管英德市、連州市兩個縣級市,共1區(qū)2市5縣,總面積1.9萬平方公里清遠市樓市現(xiàn)狀
目前清遠市區(qū)及清新縣城占地面積10萬平方米以上、或總建筑面積50萬平方米以上的大盤至少50個,總占地面積20萬以上的大盤至少24個,總占地面積40萬平方米以上大盤至少11個,總建筑面積100萬平方米以上的大盤至少12個。
由于一線城市房地產(chǎn)投資者的眼光逐漸轉(zhuǎn)移至二三線城市,清遠這一塊生態(tài)旅游寶地竟也吸引眾多地產(chǎn)大鱷前來進駐。
目前進駐清遠市的各大房房企來自廣州、深圳、佛山、香港、福建、山東、江蘇等地,如萬科、恒大、碧桂園、時代、敏捷、獅子湖、馬楊、信業(yè)地產(chǎn)、聯(lián)泰、方圓匯裕、樵順、金海灣、美吉特等。本地土生土長的企業(yè)有朝南地產(chǎn)、新亞地產(chǎn)、中恒地產(chǎn)等。
清遠這一個三線城市究竟憑借著有什么樣子的法寶,能讓購房者們和房企們?nèi)绱睡偪瘢?/p>
原因有四:城市發(fā)展規(guī)劃利好、優(yōu)厚的自然資源、便捷的交通條件和低廉的價格。
納入珠三角規(guī)劃 投資前景利好
2011年底召開的清遠市第六次黨代會,提出了全面實施“橋頭堡”戰(zhàn)略。清城區(qū)委、區(qū)政府主要領(lǐng)導(dǎo)表示,清城區(qū)作為清遠市的政治、經(jīng)濟、文化中心,要在解放思想、更新觀念、落實“橋頭堡”戰(zhàn)略上先走一步,確立了瞄準比拼珠三角、全力打造“宜工、宜商、宜居、宜游”四個中心的奮斗目標。
珠三角地區(qū)改革發(fā)展規(guī)劃綱要上升為國家戰(zhàn)略,清城區(qū)作為緊靠省會城市的“橋頭堡”,具有得天獨厚的承接輻射帶動的條件。審視市情,清遠被列為全省主體功能區(qū)規(guī)劃試點市,并確立了“兩區(qū)兩城”(廣東區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展示范區(qū)、環(huán)珠三角高端產(chǎn)業(yè)成長新區(qū)、華南休閑宜居名城、大廣州衛(wèi)星城)的發(fā)展定位,為清城區(qū)全面比拼珠三角,全力打造“四個中心”提供了廣闊空間。
目前清遠市正致力于“三基地兩集聚區(qū)”(即高端產(chǎn)業(yè)成長基地、有色金屬產(chǎn)業(yè)基地、綠色陶瓷產(chǎn)業(yè)基地、現(xiàn)代商貿(mào)物流產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)和高端旅游產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)),力爭到“十二五”期末,使三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化為2.5:51.9:45.6。
自然資源優(yōu)越 旅游行業(yè)發(fā)展成熟
清遠地處廣東省中北部(北江中游),是一座年輕而充滿魅力的城市。清遠作為珠三角的后花園,以山地丘陵為主,大龍山、瑤山、云開大山與北江、連江、滃江、潖江在這里交匯,從而孕育出雄奇險陵的高山峽谷,松濤如海的原始森林、純?nèi)缟铋|的湖泊溫泉,以及豪放古樸的瑤、壯民族風(fēng)情。飛霞風(fēng)景名勝區(qū)、廣東第一峰、清新溫礦泉、寶晶宮、英西峰林、連州地下河、湟川三峽、三排瑤寨、大旭山瀑布群、新興的以“唐風(fēng)禪韻”為主體所打造的御金街少林禪院和鳳凰臺等等,正是清遠風(fēng)光的代表之作。
近年來,清遠漂流、四驅(qū)越野車節(jié)更是塑造“山水清遠,活力之鄉(xiāng)”旅游整體形象。清遠旅游發(fā)展著力打造清新生態(tài)、飛霞風(fēng)景名勝、英西奇特峰林、英佛湖光山色、連陽民族風(fēng)情等“五條熱線”和溫泉休閑、漂流感受、山水風(fēng)光、溶洞奇觀、民族風(fēng)情等“五大品牌”。低價區(qū)域 購房者主要來源為廣州客
作2011年1月到3月,市區(qū)網(wǎng)簽總建筑面積為559141.15平方米,網(wǎng)簽套數(shù)為5295套,成交金額25.88億,網(wǎng)簽成交均價3835.4元/平方米,今年1月到3月,市區(qū)網(wǎng)簽面積為290400.93平方米,同比下降48.06%;網(wǎng)簽套數(shù)2612套,同比下降50.67%;成交均價4616.74元/㎡,同比上漲20.37%。
為市中心區(qū)域的新城、舊城依然是清遠樓市的成交主力,因其既靠近清遠市區(qū)可享受完善的城區(qū)配套,又可擁有“廣州一小時生活圈”城際生活便捷,憑借其獨特的地理優(yōu)勢受到了購房者的青睞。而據(jù)小編實地調(diào)查了解到,目前清遠市網(wǎng)簽成交量中,購房者群體主要以廣州等珠三角客源為主。
清遠市整體均價為6000元/平以下,這一個廣州十區(qū)二市無法比擬的低價優(yōu)勢,將會吸引更多的購房者聚集于此地。
其實,不難看出清遠樓市是正處于蓬勃發(fā)展中的。
清遠樓市展望
第一、受全國房地產(chǎn)宏觀調(diào)控政策影響,清遠市大多數(shù)有購房意愿的人,近兩年來一直處于等待、觀望的狀態(tài),希望借此房價降下來,可由于清遠市房價不
存在泡沫成份,房價一直降不下來,加上近來其它城市房價都在回升。那些剛需購房人和改善性購房人已等得不耐煩了,他們已到了不能再等的地步了。
第二、清遠市成品房儲量雖然較大,但近兩年新建房速度有些放緩,尤其是2012年全年清遠市再沒有出售商品房用地。固而存房儲量大的壓力有所減輕。
第三、廣清輕軌開工建設(shè)是清遠市房地產(chǎn)的重大利好。廣清輕軌開建后清遠市就是名符其實的廣州的后花園了。目前清遠市商品房價格大大低于廣州市,用1/3-1/4的價錢買廣州市同等的房子,將家安在清遠市在廣州市上班,將是廣州市民的一個明智選擇。這樣一下子把廣州的剛需變成了清遠市的剛需。
第四、清遠市新的發(fā)展戰(zhàn)略也是清遠市房地產(chǎn)市場另一重大利好。例如將省職教基地落戶清遠、將廣汽整車廠落戶清遠都會給清遠市帶來一大批剛需購房群體,勢必促進清遠市商品銷售量的提高。
因此,清遠樓市在未來還將有很大的上升空間,前景是比較美好的。
第五篇:網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)現(xiàn)狀與展望
計算機前沿講座論文
《網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)現(xiàn)狀與展望》
班級: 計算機民本(12-1)
姓名:吐爾遜阿依.達吾提 學(xué)號: 5011107127 講師: 李鵬 日期: 2011-12-02
塔里木大學(xué)教務(wù)處制
網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)現(xiàn)狀與展望
1、引言
安全問題是伴隨人類社會進步和發(fā)展而日顯其重要性的。信息技術(shù)革命不僅給人們帶來工作和生活上的方便,同時也使人們處于一個更易受到侵犯和攻擊的境地。例如,個人隱私的保密性就是在信息技術(shù)中使人們面對的最困難的問題之一。在“全球一村”的網(wǎng)絡(luò)化時代,傳統(tǒng)的物理安全技術(shù)和措施不再足以充分保證信息和系統(tǒng)的安全了。
近年來,世界各國相繼提出自己的信息高速公路計劃──國家信息基礎(chǔ)設(shè)施NII(National Information Infrastructure),同時,建立全球的信息基礎(chǔ)設(shè)施GII(Global Information Infrastructure)也已被提上了議事日程。問題在于,僅從物理通信基礎(chǔ)的角度來看,這種基礎(chǔ)設(shè)施因主要涉及技術(shù)問題而相對容易解決得多。然而,這是遠遠不夠的。以將影響人類未來生活方式的電子商務(wù)應(yīng)用來說,它不僅涉及技術(shù)問題,而且更多地與社會、生活、道德、法律等相關(guān),更有甚者,有些問題可能是道德和法律都無能為力的,這個時侯,人們又想到了技術(shù),寄期望于技術(shù)能解決一切問題。不幸的是,當(dāng)前的技術(shù)離我們的目標還有一定的距離。
在信息技術(shù)領(lǐng)域,信息安全和計算機系統(tǒng)安全是兩個相互依賴而又很難分開的問題。保證信息安全的一個必要條件是實現(xiàn)計算機系統(tǒng)的安全,而保證計算機系統(tǒng)安全的一個必要條件也是實現(xiàn)信息安全。這或許就是此問題是如此之難的原因。如果說兩者有什么基本的共同之處的話,那就是在于兩者的實現(xiàn)都是通過“存取控制”或“訪問控制”來作為最后一道安全防線(如果不考慮基于審計或其它信息的攻擊檢測方法的話)。在這道防線之前,自然就是“身份鑒別”或“身份認證”。為此,各種“授權(quán)”或“分配”技術(shù)就應(yīng)運而生了。從根本上說,操作系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)庫安全和計算機網(wǎng)絡(luò)安全的基本理論是相通的。由于此問題的復(fù)雜性,以及在當(dāng)前的計算機網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,在某種意義上說計算機網(wǎng)絡(luò)的安全為操作系統(tǒng)安全和數(shù)據(jù)庫安全提供了一個基礎(chǔ),在本文中我們主要討論計算機網(wǎng)絡(luò)安全的問題。
2、計算機網(wǎng)絡(luò)安全研究的現(xiàn)狀
人類社會發(fā)展歷程中,必須與各種困難作頑強的斗爭。這些困難對他們生存的威脅不僅來自自然災(zāi)害如風(fēng)、雨、雷、電等,還來自野獸或異族的攻擊。在石器時代,雖然人類可以有了簡單的生產(chǎn)工具甚至武器,但人們對山洞的依賴性可能怎么強調(diào)都不會過分。這個時期的身份“鑒別”或“認證”技術(shù)可能只需要山洞的看門人認識其每一個成員即可。到了中世紀,人們不僅可以有金屬制的更為強有力的裝備,同時也有了更為堅固的城堡。這個時期的身份“鑒別”或“認證”技術(shù)可能需要每一個成員佩帶一個特殊的標志。在當(dāng)代,人類有了諸如原子彈這種大規(guī)模殺傷性武器的同時,人們也試圖實現(xiàn)諸如“太空防御”計劃這種“反武器”,與此相應(yīng)的是,用于身份“鑒別”或“認證”的技術(shù)也從傳統(tǒng)的物理身份發(fā)展到了 1
基于計算、生物統(tǒng)計學(xué)特征的數(shù)字身份。
縱觀整個人類社會發(fā)展史,可以清楚地看到,安全技術(shù)是“矛”和“盾”的對立統(tǒng)一,兩者相輔相承,相互促進。所謂“道高一尺,魔高一丈”,緊接其后的“魔高一尺,道高一丈”,就是當(dāng)前這種相互刺激的寫照。
2.1基于密碼術(shù)的網(wǎng)絡(luò)安全
密碼術(shù)在歷史上對軍事、國防和外交的重要性是不言而喻的,尤其是在第二次世界大戰(zhàn)中,盟軍成功破譯德國和日本密碼系統(tǒng)為早日結(jié)束這埸戰(zhàn)爭起了相當(dāng)大的作用。然而,到那時為止的密碼術(shù)在很大程度上是一門藝術(shù)而非科學(xué),它過分依賴于密碼設(shè)計人員的創(chuàng)造性甚至“小聰明”。
在本世紀30年代,Shannon成功地建立了通信保密系統(tǒng)的數(shù)學(xué)原理,從此,密碼術(shù)的研究開始進入一個科學(xué)領(lǐng)域的時代。盡管不實用,畢競?cè)藗兛吹搅舜嬖谕昝辣C艿拿艽a系統(tǒng)。但真正使密碼術(shù)為廣大民間人士作囑目的里程碑是70年代由IBM最先發(fā)表而由美國國家標準局和商業(yè)部采用的DES(Data Encryption Standard)──這是傳統(tǒng)的對稱密鑰體制的里程碑,以及幾年之后由Diffie和Hellman發(fā)表的基于離散對數(shù)求解困難性的公鑰密碼系統(tǒng),Rivest、Shamir和Adleman發(fā)表了基于大合數(shù)因子分解困難性的公鑰密碼系統(tǒng)RSA──開創(chuàng)了密碼學(xué)研究的新紀元。
應(yīng)該注意到,實用的密碼系統(tǒng)的建立是基于當(dāng)前計算機的計算能力,同時也是基于計算機科學(xué)理論中的計算復(fù)雜性和結(jié)構(gòu)復(fù)雜性研究成果的。由于眾所周知的原因,當(dāng)前的計算密碼學(xué)成果都是基于尚未證明的假設(shè)即P和NP不是同一個集合的。而且,由于復(fù)雜性理論研究本身的復(fù)雜性,當(dāng)前的復(fù)雜性成果是基于最壞情形復(fù)雜性而不是平均情形復(fù)雜性的,這又使我們感到了問題的嚴重性。然而,無論如何可以自慰的是,越來越有理由使我們相信我們所基于的復(fù)雜性假設(shè)是正確的。而且,最近的有關(guān)研究成果表明,人們在基于平均復(fù)雜性的密碼系統(tǒng)研究和設(shè)計方面有期望會取得突破。當(dāng)前已取得的成果主要是基于傳統(tǒng)的“數(shù)的幾何”這門學(xué)科中的與格有關(guān)的計算難題而構(gòu)造出來的,基于一個自然問題的密碼系統(tǒng)還有待進一步的工作。
自從計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和系統(tǒng)被人們使用一開始,密碼術(shù)就被應(yīng)用到計算機網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)中實現(xiàn)信息的機密性、完整性,并用于用戶身份的鑒別或認證。在計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的各個層次,都成功的應(yīng)用過密碼術(shù)。但是,一個明顯的趨勢是,安全機制已從傳統(tǒng)的通信子網(wǎng)(如鏈路層或物理層)上升到資源子網(wǎng)(如應(yīng)用層或會話層)。一個重要的原因是,由于當(dāng)前條件下存在多種異構(gòu)的計算機通信網(wǎng)絡(luò)。在這方面,國際標準化組織發(fā)表的一系列網(wǎng)絡(luò)安全框架起了指導(dǎo)作用。由于計算機網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的一個典型特征是,先有應(yīng)用或平臺后有標準,這種市場驅(qū)動帶來的一個直接結(jié)果是,各層都有相應(yīng)的安全機制。下面我們將從協(xié)議棧的低層到高層分別介紹已有的安全機制。由于TCP/IP已成為事實上的工業(yè)標準,在以下的討論中,我們基于TCP/IP協(xié)議棧而不是ISO/OSI的標準的七層模式。
2.1.1網(wǎng)絡(luò)層安全機制
安全的IP層已成為網(wǎng)絡(luò)安全研究中的重點之一。安全的IP層應(yīng)該提供報文鑒別機制以實現(xiàn)信息完整性,提供數(shù)據(jù)加密機制以實現(xiàn)信息的機密性,還要提供路由加密機制來對付通信量分析的攻擊。關(guān)于IP層的數(shù)據(jù)完整性(通過MD5報文摘要算法實現(xiàn))機制和數(shù)據(jù)機密性(通過對稱的或非對稱的密碼算法實現(xiàn))機制實現(xiàn)已在RFC 1826和RFC 1825中討論,該兩份文檔基本上給出了一個可行的方案。在RFC 1826中定義了鑒別頭AH(Authentication Header)來實現(xiàn)報文完整性,在RFC 1825中定義了封裝安全載荷頭ESP(Encapsulation Security Payload)來實現(xiàn)報文機密性。
IP的功能和實現(xiàn)決定了通信量分析攻擊是IP網(wǎng)絡(luò)中一個固有的脆弱點,因為IP數(shù)據(jù)分組中的路由信息對攻擊方是可讀的。通信量分析指攻擊方通過分析協(xié)議實體間報文頻率、長度等信息,并據(jù)此推斷出有用信息。為了對付通信量分析的攻擊,一種最簡單的方法即所謂的通信量填充機制,但這種方法顯然會浪費網(wǎng)絡(luò)帶寬,更進一步,這種方法僅能用于當(dāng)某兩個節(jié)點之間的通信量突然減少時這種情況。如果與此相反,通信量填充就無能為力了。
我們已有工作成果表明,不僅在鏈路層或物理層實現(xiàn)抗通信量分析攻擊,而且可在IP層本身解決此問題。有關(guān)技術(shù)細節(jié)就不在這里介紹了。有趣的是,網(wǎng)絡(luò)層防火墻的有效性也依賴于IP層的安全性。
2.1.2 會話層安全機制
到目前為止最引人注目的會話層安全機制是Netscape公司提出的安全套接字層SSL(Secure Socket Layer)。SSL提供位于TCP層之上的安全服務(wù)。它使用的安全機制包括通過對稱密碼算法和非對稱密碼算法來實現(xiàn)機密性、完整性、身份鑒別或認證。SSL已用于瀏覽器和004km.cnmunication Technology)。
2.1.3 應(yīng)用層安全機制
在人們注重于會話層安全機制的同時,應(yīng)用層安全機制也受到了同樣的重視。從類似于電子商務(wù)這種應(yīng)用的角度出發(fā),已提出了兩種實用的應(yīng)用。就安全電子郵件而言,因特網(wǎng)工程任務(wù)組IETF(Internet Engineering Task Force)在1993年提出了加強保密的電子郵件方案PEM(Privacy-Enhanced Mail)。但是,由于多種原因,該方案并未得到廣泛支持。后來,由于RSA數(shù)據(jù)安全公司的介入,在1995年提出了S/MIME協(xié)議(Secure/Multipurpose Internet Mail Extensions)。從World-Wide Web角度來看,人們提出了三種安全的HTTP協(xié)議或協(xié)議簇。第一個是HTTPS,它事實上就是基于SSL來實現(xiàn)安全的HTTP。第二個是SHTTP(Secure HTTP),是CommerceNet在1994年提出的,其最初的目的是用于電子商務(wù)。該協(xié)議后來也提交給了因特網(wǎng)工程任務(wù)組IETF的WEB事務(wù)安全工作組討論。象SSL一樣,SHTTP提供了數(shù)據(jù)機密性、數(shù)據(jù)完整性和身份鑒別或認證服務(wù)。二者的不同之處在于,SHTTP是HTTP的一個擴展,它把安全機制嵌入到HTTP中。顯然,由于SHTTP較之SSL更面向應(yīng)用,3
因此實現(xiàn)起來要復(fù)雜一些。在早期,各廠商一般只選擇支持上述兩個協(xié)議之一,但現(xiàn)在許多廠商對兩者都支持。第三個是安全電子交易(Secure Electronic Transaction)SET。這是一個龐大的協(xié)議,它主要涉及電子商務(wù)中的支付處理。它不僅定義了電子支付協(xié)議,還定義了證書管理過程。SET是由Visa和MasterCard共同提出的。
2.1.4基于密碼術(shù)的網(wǎng)絡(luò)安全體系結(jié)構(gòu)
綜合本節(jié)的討論,我們可以從下圖中看出當(dāng)前已提出和實現(xiàn)的在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)各層實現(xiàn)的安全機制。
2.2 基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)本身的網(wǎng)絡(luò)安全
我們認為,基于密碼術(shù)的安全機制不能完全解決網(wǎng)絡(luò)中的安全問題的一個主要原因在于,盡管密碼算法的安全強度是很強的,但當(dāng)前的軟件技術(shù)不足以證明任一個軟件恰好實現(xiàn)的是該軟件的規(guī)格說明所需要的功能。由于象操作系統(tǒng)這種核心的系統(tǒng)軟件的正確性也不能形式地證明,因此不能保證任何重要的軟件中沒有安全漏洞。事實告訴我們,那些被黑客們發(fā)現(xiàn)的系統(tǒng)軟件中的安全漏洞恰好成了他們使用的攻擊點。在本節(jié)中我們不討論這種原因?qū)е碌陌踩珕栴}。這種安全漏洞或許只有等到形式的軟件開發(fā)和正確性證明技術(shù)取得突破后,才能得到很好地解決。
基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)本身的網(wǎng)絡(luò)安全機制方面,主要是防火墻技術(shù)。常用的主要有網(wǎng)絡(luò)層防火墻和應(yīng)用層防火墻兩種。
目前常用的網(wǎng)絡(luò)層防火墻主要工作在IP層,通過分析IP包頭來決定允許或禁止某個信息包通過該防火墻,如路由器過濾就是一種最常見的類型。
應(yīng)用層防火墻是主要是通過應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)或服務(wù)代理來實現(xiàn)的。即當(dāng)來自內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的請求到達應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)時,它代理內(nèi)部主機與外部公共網(wǎng)上的服務(wù)器建立連接,進而轉(zhuǎn)發(fā)來自外部服務(wù)器的請求響應(yīng)。這種代理對內(nèi)部主機來說可以是透明的,對外部服務(wù)器來說也可以是透明的。
由于目前已有許多介紹防火墻的文章,本文不擬介紹有關(guān)的技術(shù)實現(xiàn)細節(jié)。
2.3 問題
盡管到目前為止人們已實現(xiàn)了許多安全機制,但安全問題仍然倍受懷疑和關(guān)注。事實上,象電子商務(wù)這種應(yīng)用是否會得到充分的推廣,將在很大程度上取決于人們對網(wǎng)絡(luò)安全機制的信心。雖然目前有關(guān)計算機犯罪中,非技術(shù)因素導(dǎo)致的損失大于技術(shù)因素(如黑客或密碼分析)的損失,但對于安全技術(shù)和機制的要求將越來越高。這種需求將不僅驅(qū)動理論研究的進展,還必將促進實際安全產(chǎn)品的進一步發(fā)展。
3.展望
對網(wǎng)絡(luò)安全本質(zhì)的認識卻還處于一個相當(dāng)原始的階段,其表現(xiàn)形式是基于密碼術(shù)的網(wǎng)絡(luò)安全和基于防火墻的網(wǎng)絡(luò)安全尚不能完美地結(jié)合成一種更加有效的安全機制。我們期望,如果能夠提出一個合理的數(shù)學(xué)模型,將會對網(wǎng)絡(luò)安全的研究和可實際應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)的開發(fā) 4
起非常大的促進作用。
從實用的角度出發(fā),目前人們已提出了一些基于人工智能的網(wǎng)絡(luò)安全檢測專家系統(tǒng)。這方面,SRI(Stanford Research Institute)和Purdue大學(xué)已做了許多工作。同時,基于主動網(wǎng)絡(luò)安全檢測的安全系統(tǒng)的研究也已起步,在這方面,Internet Security Systems也已有一些產(chǎn)品問世。
參考文獻
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