[精选]炼钢工艺简介.pptx

制造管理部制造管理部20112011年年7 7月月炼钢工艺技术简介炼钢工艺技术简介更好的钢铁更好的钢铁 更好的环境更好的环境 更好的生活更好的生活BetterSteel,BetterLife.一一.氧气顶吹转炉炼钢法的开展氧气顶吹转炉炼钢法的开展氧气顶吹转炉炼钢是20世纪50年代开展起来的1952年在林茨城建成两座30t氧气顶吹1953年初在多那维茨城又建成两座30t氧气顶吹1954年我国开始氧气顶吹转炉试验工作1964年建成第一座氧气顶吹转炉1855年亨利贝塞麦创造酸性底吹转炉炼钢法，第一次解决了大规模生产液态钢的问题。贝塞麦炼钢法的出现是现代炼钢法的开始。但由于它是酸性炉衬，不能造碱性渣，因而不能脱磷和脱硫。1878年托马斯创造了间碱性炉衬的转炉炼钢法，解决了高磷生铁炼钢的问题。由于大型空气别离工业的成功，用纯氧炼钢才成为可能，1952年创造的氧气顶吹转炉标志着转炉炼钢新的时代的到来。氧气顶吹转炉炼钢法的开展氧气顶吹转炉炼钢法的开展 氧气顶吹转炉钢法在我国的开展也比较早，在1955年就开始了小型试验研究工作。1962年进行了工业性试验。在试验取得成功的基础上，我国第一个30吨氧气顶吹转炉炼钢车间于1964年在首钢建成并投入生产。以后又在唐山、上海、杭州、鞍山、攀枝花和本溪等地相继建成了一些大、中、小型氧气顶吹转炉车间。上海宝钢在1985年9月建成并投产了300吨的氧气顶吹转炉车间。1986年氧气顶吹转炉钢产量占全国钢产量的54。二二.转炉的分类转炉的分类1、空气转炉、空气转炉酸性空气底吹转炉又称贝塞麦炉碱性空气底吹转炉又称托马斯炉酸性空气侧吹转炉又称小贝塞麦炉碱性空气侧吹转炉转炉的分类转炉的分类2 2、氧气转炉、氧气转炉氧气底吹转炉氧气侧吹转炉原一炼钢氧气顶吹转炉转炉的分类转炉的分类三三.氧气顶吹转炉炼钢法的特点氧气顶吹转炉炼钢法的特点吹炼速度快、生产率高 氧气顶吹转炉由于采用含量在99以上的氧气进行吹炼，反响剧烈，脱碳、升温速度很快，冶炼周期很短，一般转炉生产周期在3040分钟，如宝钢300吨转炉平均冶炼周期为36分钟炉，。我们目前在2030分钟，而平炉则要56小时吹氧才能炼一炉钢。氧气顶吹转炉炼钢的生产率为平炉的68倍，是一种效率极高的炼钢炉。氧气顶吹转炉炼钢法的特点氧气顶吹转炉炼钢法的特点原料适应性好主原料以铁水为主，可以吃80以上的铁水，氧气顶吹转炉对原料的适应性比较强，能吹炼中磷P0.501.50生铁和高磷P1.50生铁，还能吹炼含钒、钛等特殊成分的生铁。热量来源是铁水的物理热和元素的氧化放热，不需要外来热源。氧气顶吹转炉炼钢法的特点氧气顶吹转炉炼钢法的特点品种多、质量好氧气顶吹转炉能冶炼平炉熔炼的全部钢种和电炉熔炼的局部钢种。从钢中含碳量来看，氧气顶吹转炉可以冶炼微碳C0.015、低碳、中碳、直到含碳达1.301.50的高碳钢种；以钢中含合金元素来看，从含微量元素的工业纯铁、低合金钢、中合金钢、直到镍铬含量高达30的超低碳不锈钢等，都能冶炼。氧气顶吹转炉钢的质量：气体和夹杂含量一般均低于平炉钢和电炉钢。氧气顶吹转炉钢的深冲性能和延展性好，适宜轧制板、管、丝、带等钢材，而这类钢材往往占钢材总量的5060或更高。氧气顶吹转炉炼钢法的特点氧气顶吹转炉炼钢法的特点原料消耗少，热效率高、成本低 氧气顶吹转炉炼钢的金属消耗一般为11001140公斤吨钢，稍高于平炉但在良好燥作情况下，金属消耗与平炉接近。但由于顶吹转炉的热源是利用铁水本身的物理热和化学热，热效率高，不需外加热源，因此在燃料和动力消耗方面均较平炉、电炉低。由于氧气顶吹转炉炼钢法具有高的生产率和低的消耗，所以钢的成本也较低。氧气顶吹转炉炼钢法的特点氧气顶吹转炉炼钢法的特点利于自动化生产和开展综合利用 氧气顶吹转炉炼钢冶炼时间短，生产率高，其机械化程度较高，有利于实现生产过程的自动化，也有利于开展综合利用，如回收煤气、炉尘做烧结矿原料等。氧气顶吹转炉炼钢法的特点氧气顶吹转炉炼钢法的特点 一、什么叫钢 一般把碳小于2.11的铁碳合金称为钢。二、什么叫炼钢 所谓炼钢就是通过冶炼降低生铁中的碳和去除有害杂质，在根据对钢性能的要求参加适量的合金元素，使其成为具有高的强度、韧性或其他特殊性能的钢。炼钢基本原理炼钢基本原理四、炼钢基本原理四、炼钢基本原理三、炼钢的基本任务 钢和铁都是以铁元素为基本成分的铁碳合金。生铁和钢所以在性能上有较大的差异，主要原因是由于含碳量的不同是铁碳合金的组织结构不同而造成的。生铁含碳高，硬而脆，冷热加工性能差；而钢则具有较好的韧性，强度高，热加工性能和焊接性能比生铁好，才能加工成各种类型的钢材而使用。生铁除含有较高的碳外，还含有一定量的其他杂质。炼钢基本原理炼钢基本原理 炼钢的基本任务可归纳为炼钢的基本任务可归纳为：1脱碳并将其含量调整到一定范围。碳含量的不同不但是引起生铁和钢性能差异的决定性因素，同样也是控制钢性能的最主要元素。钢中含碳量增加，则硬度、强度、脆性都将提高，而延展性能将下降；反之，含碳量减少，则硬度、强度下降而延展性能提高。所以，炼钢过程必须按钢种规格将碳氧化至一定范围。2去除杂质，主要包括：脱磷、脱硫：对绝大多数钢种来说，P、S均为有害杂质。P可引起钢的冷脆，而S则引起钢的热脆，因此，要求在炼钢过程中尽量除之。脱氧：由于在氧化精炼过程中，向熔池输入大量氧以氧化杂质，至使钢液中溶入一定量的氧，它将大大影响钢的质量。因此，需降低钢中的含氧量。一般是向钢液中参加比铁有更大亲氧力的元素来完成如Al、Si、Mn等合金。炼钢基本原理炼钢基本原理去除气体和非金属夹杂物：钢中气体主要指溶解在钢中的氢和氮。非金属夹杂物包括氧化物、硫化物、磷化物、氮化物以及它们所形成的复杂化合物。在一般炼钢方法中，主要靠碳-氧反响时产生CO气泡的逸出，所引起的熔池沸腾来降低钢中气体和非金属夹杂物。调整钢液成分和温度。为保证钢的各种物理、化学性能，除控制钢液的碳含量和降低杂质含量外，还应参加适量的合金元素使其含量到达钢种规格范围。炼钢基本原理炼钢基本原理12t转炉冶炼第一炼钢厂第一炼钢厂 第一炼钢厂现有两两座2020吨和两两座4040吨顶吹转炉，另有两两座2525吨钢包精炼炉，2台三机三流小方坯连铸机，2台四机四流小方坯连铸机，主要生产的断面：120mm2120mm2、150 mm2150 mm2、200240 mm2200240 mm2连铸坯；平均日产钢水75007500吨吨左右，平均出钢量为2323吨和42吨，冶炼的钢种主要有普碳钢、低合金钢、焊条钢、打包丝钢、拉丝钢、中碳钢及一些合金结构钢，同时已具备生产优质工业用钢的能力，40t转炉平均炉龄2085920859炉，最高25229炉。作业率为86%86%，4 4座转炉年产量已具备280280万吨钢的生产能力。工艺状况及装备简介工艺状况及装备简介坯库1第一炼第一炼 钢钢 厂转厂转 炉炉 工工 艺艺 流流 程程 图图 连连 铸铸 工工 序序 修包位修 炉 区废钢存放区混铁炉混铁炉渣位辅料存放区Ar1LD3Ar2LD1中包砌包区中包存放区备用品存放区3 4 5 61 2烘烤位坯库3坯库2连铸垮连铸垮CC0:4 strand 150150 mm2CC1:4 strand 150150 mm2CC2:3 strand 150150 mm2CC3:3 strand 150150 mm2 天车：天车：2部部转炉垮转炉垮LD：20t2+40t2混铁炉：混铁炉：300t东东西西CC0CC1CC3铁铁 水水废废 钢钢合金及渣料钢 水钢 水连连 铸铸 钢钢 水水连铸坯连铸坯输出输出输出输出输出输出LD2炼钢工序炼钢工序精炼工序精炼工序LD3Ar2Ar2CC2一、一、一、一、转炉炼钢生产工艺要点转炉炼钢生产工艺要点转炉炼钢生产工艺要点转炉炼钢生产工艺要点 炼钢原材料准备炼钢原材料准备：转炉用原材料分为金属料铁水、废 钢、生铁块、造渣材料石灰、萤石、白云石、合成 渣等、氧化剂氧气、铁矿石等、增碳剂等。转炉工艺转炉工艺：装入制度铁水、废钢装入量、供氧制度 控制氧气流量、供氧强度、氧枪枪位、造渣制度炼钢 就是炼渣、终点控制控制碳含量、氧含量、温度制度 控制出钢温度、脱氧合金化采用脱氧方式、合金化操 作。精炼工艺精炼工艺：精炼工序主要是去气去夹杂、脱硫、微合金化 调整温度的作用。连铸工艺连铸工艺：温度制度控制中包温度、拉速制度根据 温度制定拉速表、配水制度根据不同的钢种、断面、拉 速制定出合理的冷却方案。一、一、一、一、转炉炼钢厂冶炼工艺特点转炉炼钢厂冶炼工艺特点转炉炼钢厂冶炼工艺特点转炉炼钢厂冶炼工艺特点 转炉的顶吹工艺转炉的顶吹工艺：转炉炼钢厂采用顶吹冶炼工艺，加速了 炉内脱碳反响接近平衡状态，缩短了冶炼周期，同时在节 约氧气、降低消耗、节约合金方面取得良好的效果。音频化渣技术音频化渣技术：20002000年转炉与上海工业大学合作开发的音 频化渣技术，该项技术能根据炉内反响的声音，分析炉渣 的性质，及时指导氧枪枪位控制，促进化渣 转炉数据静态模拟控制转炉数据静态模拟控制：20012001年年，转炉与上海阿塞克自动 化公司合作，开发出转炉数据静态模拟控制系统，使小转炉 炼钢局部实现自动化，降低了劳动强度，改善了生产环境，提高了转炉作业率及生产效率。全程底吹全程底吹氩氩氩氩技术技术：在出钢时开始吹氩氩，搅拌钢水，均匀成 份和温度，降低钢水中气体和夹杂物含量，以到达净化钢水 的目的。溅渣护炉溅渣护炉：转炉采用溅渣护炉技术，减少补炉次数，提高转 炉有效作业：时间和转炉炉衬寿命，2007年40t转炉平均炉龄到达了20859炉，炉，20t转炉平均炉龄到达了60086008炉，取得较好的经济效益，但与先进企业相比仍有较大底差距。三、三、三、三、一炼钢厂连铸工艺特点一炼钢厂连铸工艺特点一炼钢厂连铸工艺特点一炼钢厂连铸工艺特点 自动配水系统自动配水系统：采用JX-300JX-300型集散控制系统DCS，结合自身连铸机的工艺特点，设计开发出合理的配水曲线，与控制系统结合，实现全程自动配水，保证产品质量。连铸快换中间包连铸快换中间包：在不中断生产的前提下，迅速更换中间 包，保证连铸生产的连续性，使连铸作业率及连浇炉数大 幅提高，平均连浇炉数大幅度提高。连铸快换水口连铸快换水口：快速更换中包上水口，提高中包寿命，降 低耐材成本，现中包寿命最高达2525小时15001500吨钢/包 连铸坯热送连铸坯热送：转炉：转炉于1998年开始连铸坯热送，目前转炉炼 钢厂的平均热送率已达60%以上，吨钢综合成本降低15元左右。连铸自动浇注技术连铸自动浇注技术：本技术采用结晶器液位检测系统和伺 服电机模糊控制技术，通过信号反响，实现了小方坯连铸的 塞棒自动浇注功能，并具备溢流防止、塞棒自动清洗等功 能，排除了人为对产品质量的影响，降低了劳动强度。三、一炼钢产品大纲三、一炼钢产品大纲三、一炼钢产品大纲三、一炼钢产品大纲代表品种代表品种优质碳素钢：优质碳素钢：3030-45#45#低碳拉丝用钢：低碳拉丝用钢：Q215AQ215A、Q195Q195、棉打钢、H08AH08A、LSLS低合金低合金高强度：低合金低合金高强度：Q345AQ345A等等普碳：普碳：Q235AQ235A、挡板专用钢等低合金类建筑用钢：低合金类建筑用钢：20MnSi20MnSi、20MnSiNb20MnSiNb、20MnSiV20MnSiV等等 轧辊钢：轧辊钢：70Mn2Mo70Mn2Mo四、一炼钢技术经济指标四、一炼钢技术经济指标四、一炼钢技术经济指标四、一炼钢技术经济指标 一炼钢在今年前几个月与国内局部同类生产厂指标相比，在钢铁料消耗、日历作业率上差异较大.而与全国平均水平相比各项指标均好于同时期的全国平均水平。钢铁料消耗比莱钢高21kg/t21kg/t，比全国平均低了7.4 kg/t7.4 kg/t 日历作业率上比南京低15.56%15.56%，比全国平均高2.642.64 氧气消耗比莱钢高.m3/tm3/t，比全国平均低3.85m3/t3.85m3/t。转炉冶炼周期比安阳多.min,min,比全国平均低6.9min6.9min。炉衬寿命比莱钢略低。具体比照数据见附表。电炉炼钢电炉炼钢 电炉炼钢是利用电能作热源来进行冶炼的。最常用的有电弧炉和感应炉两种。而电弧炉炼钢占电炉炼钢产量的绝大局部，一般所说的电炉即指电弧炉。电炉炼钢的特点热效率高，一般可达65以上温度高，电弧区温度高达3000度以上，可使钢水加热到1600度以上，满足冶炼不同钢种的需要。在冶炼不同阶段，炉内不不仅能造氧化气氛还能造复原气氛，能使炉渣成分相对稳定，有利于去除钢中有害杂质和非金属夹杂物，回收合金元素，钢的成分容易控制。设备简单，占地少，投资省，建厂快，电炉炼钢的特点目前世界上开展的新型电炉主要有超高功率电炉、直流电弧炉、双壳电炉、竖炉电炉等，随着炉外精炼技术的开展，电炉作为初炼炉的功能更加突出，电炉精炼炉的联合操作，使电炉的冶炼周期大大缩短，有生产节奏转炉化的趋势，生产效率液大为提高。电炉炼钢的特点电炉原料电炉可全部用废钢作金属原料，可冶炼力学性能和化学成分要求严格的钢。对原料废钢的要求清洁，即废钢中的泥沙等杂质要少，由于这些杂质呈酸性在冶炼过程可降低炉渣碱度影响去P、侵蚀炉衬、增加消耗。废钢中铜、锌、铅、锡、砷等都是有害元素。铜和锡留在钢内在轧制或锻制时产生热裂，铅的密度大沉到炉底裂缝中就会造成漏钢事故。锌蒸发成氧化锌会降低炉盖寿命。密闭容器和爆炸物会引起爆炸事故，成为安全隐患。电炉炼钢的特点第二炼钢厂第二炼钢厂第二炼钢厂简介第二炼钢厂简介第二炼钢厂现有公称容量为70t直流电弧炉一座，120吨顶底复吹转炉三 座。70t直流电弧炉配备有一座75t LF钢包精炼炉及一台四机四流合金钢方坯连铸机，可浇注断面为：140140 mm、150150 mm。120吨顶底复吹转炉目前配备有一台120吨KASOB精炼炉一座，一台真空循环脱气炉RH，配四台1600板坯连铸机可浇注断面为：220、2509001600 mm70t电炉工艺流程图70t超高功率直流电弧炉超高功率直流电弧炉生铁生铁废废钢钢半成品钢水半成品钢水铁水铁水LF精炼炉精炼炉四机四流合金钢方坯连铸机四机四流合金钢方坯连铸机冷堆冷堆铸坯热送小型厂铸坯热送小型厂AB跨跨配料间配料间BC跨跨CD跨跨 70t电炉为超高功率直流电弧炉，采用单臂单电极和底电极结构，75吨精炼炉1座，4机4流的合金钢方坯连铸机1台，其核心技术及设备主要从德国德马克公司和 引进，电弧炉和精炼炉生产过程全程计算机监控，采用国外先进的碳氧枪喷吹、冶炼后燃烧、精炼炉惰性气体密封式冶炼等关键技术，极大的缩短冶炼周期，具有国际90年代先进水平。传统电炉工艺与现在的区别 70t70t装备简介装备简介一、一、一、一、70t70t70t70t电炉炼钢生产工艺要点电炉炼钢生产工艺要点电炉炼钢生产工艺要点电炉炼钢生产工艺要点 炼钢原材料准备炼钢原材料准备：电炉用原材料分为金属料铁水、废 钢、生铁块、造渣材料石灰、萤石、白云石、合成 渣等、氧化剂氧气、铁矿石等、增碳剂等。电炉工艺电炉工艺：装入制度铁水、废钢装入量、供氧制度 控制氧气流量、供氧强度、氧枪枪位、供电制度熔化 阶段、熔清阶段供电强度、造渣制度、终点控制、温度制 度控制出钢温度、脱氧合金化采用脱氧方式、合金化 操作。精炼工艺精炼工艺：精炼工序主要由去气去夹杂、脱硫、微合金化 调整温度的作用。连铸工艺连铸工艺：温度制度控制中包温度、拉速制度根据 温度制定拉速表、配水制度根据不同的钢种、断面、拉 速制定出合理的冷却方案。一、一、一、一、70t70t70t70t电炉炼钢工艺技术及设备特点电炉炼钢工艺技术及设备特点电炉炼钢工艺技术及设备特点电炉炼钢工艺技术及设备特点 超高功率直流电弧炉技术超高功率直流电弧炉技术：超高功率直流电弧炉代表了电 炉技术开展方向，与交流电弧炉相比，直流电弧炉可降低电 极消耗303050%50%，电网容量可降低一倍。全液压驱动技术全液压驱动技术：电炉倾动、电极升降、炉盖旋转、炉盖 升降、炉盖锁定、炉体倾动锁定、炉门升降等动作，全采用 DEMAGDEMAG公司可靠的液压传动技术。全水冷炉壁、炉盖技术全水冷炉壁、炉盖技术：全水冷炉壁、炉盖是当今超高功 率电炉所要求的先进技术，对降低耐材消耗、提高产能水平 起到主要作用。偏心炉底出钢技术偏心炉底出钢技术EBTEBT：偏心底出钢技术属DEMAGDEMAG公司 专利，是当今电弧炉技术开展的一次飞跃。该项技术的应用 是降低电炉出钢温度和提高电炉钢水质量的有效途径。电炉动态控制二次燃烧技术电炉动态控制二次燃烧技术：二次燃烧技术是代表电炉最 新技术开展方向之一。是电炉的技改工程之一。自耗式碳氧枪造泡沫渣技术：该技术为德国BSE公司专利技 术和产品，该技术是实现电炉生产高效化的有效手段。续流二极管加移相直流供电技术续流二极管加移相直流供电技术：为法国ALSTOM/CEGELECALSTOM/CEGELEC 公司专利，采用该技术省去SVCSVC动态无功补偿系统和变 压器有载调压分接开关，大大降低了投资。惰性气体保护包盖钢包炉精炼工艺惰性气体保护包盖钢包炉精炼工艺：为德国DEMAG公司专利 技术，该技术的应用可提高钢质量，提高合金回收率。全液压操作的单电极臂全液压操作的单电极臂MONO-ARMMONO-ARM技术技术：该技术为德国 DEMAGDEMAG公司专利技术，该技术的应用大大降低了投资。钢包炉电极升降技术钢包炉电极升降技术：该技术为德国ET公司专利技术。具 有电极调节平稳、适应性强等特点。出钢和精炼全程吹氩应用技术出钢和精炼全程吹氩应用技术：该技术的应用为提高钢质 量提供了良好条件。带称重可升降蝶式大包回转台带称重可升降蝶式大包回转台：可满足连浇快速更换大包 和使用大包保护浇注，防止钢水二次氧化。抛物线线型结晶器抛物线线型结晶器：采用抛物线型结晶器铜管是连铸实现高效化的重要应用技术之一，是提高产品实物质量、拉速、增加产能水平的有效途径。结晶器液位自动检测结晶器液位自动检测：此技术代表着连铸的装备和生产控制水平，对提高铸坯质量、减轻工人劳动强度有着举足轻重的作用。结晶器和凝固末端电磁搅拌技术结晶器和凝固末端电磁搅拌技术：可提高方坯外表质量降低铸坯偏析。二冷气雾冷却技术二冷气雾冷却技术：小方坯采用二冷气雾冷却技术主要是提高铸坯质量，满足普钢和优特钢的浇铸需求。连铸坯热装热送技术连铸坯热装热送技术：这是短流程高效生产线最实用、最先进的技术，降低了设备投资，并增加了生产的灵活性。三、三、三、三、70t70t70t70t电炉产品大纲电炉产品大纲电炉产品大纲电炉产品大纲代表品种代表品种优质碳素钢系列：优质碳素钢系列：45457070钢、钢、77Mn77Mn、82B82B焊丝用钢：焊丝用钢：ER50-6 ER70S-3 H10Mn2 H08MnSiER50-6 ER70S-3 H10Mn2 H08MnSi弹簧钢系列：弹簧钢系列：65Mn65Mn、60Si2Mn60Si2Mn、60Si2CrA60Si2CrA、50CrVA50CrVA、SUP9SUP9等抽油杆钢系列抽油杆钢系列：20CrMoA20CrMoA、20Ni2MoA20Ni2MoA、35CrMoA35CrMoA等低合金高强度钢：低合金高强度钢：Q345AQ345A等等普碳系列：普碳系列：Q235AQ235A、挡板专用钢等低合金类建筑用钢：低合金类建筑用钢：20MnSi20MnSi、20MnSiTi20MnSiTi、20MnSiV20MnSiV等等 齿轮用钢：齿轮用钢：20CrMnTi20CrMnTi四、四、四、四、70t70t70t70t电炉技术经济指标电炉技术经济指标电炉技术经济指标电炉技术经济指标 电炉在2007年与国内局部同类生产厂指标相比，钢铁料消耗、综合电耗、日历作业率有一定差距；与全国平均水平相比除综合电耗外各项指标均好于同时期的全国平均水平。钢铁料消耗比舞钢高37.29kg/t7.29kg/t，比全国平均低29.69 kg/t29.69 kg/t 日历作业率比安阳低2.56%2.56%，比全国平均高13.1713.17 冶炼周期比舞阳较高0.02h,0.02h,比全国平均低0.12h0.12h。石墨电极消耗比最好的苏钢较高了0.32 kg/t0.32 kg/t，比全国平 均低0.41 kg/t0.41 kg/t 具体比照数据见附表。LFLF精炼炉精炼炉 LF精炼炉通常与超高功率电弧炉配套，将电弧炉冶炼的复原期转移到钢包中进行，大大提高了电炉生产能力。LF精炼炉具有电弧加热和吹氩搅拌的功能，为脱氧、脱硫、合金化等创造了优越条件。同时起着电炉和连铸之间必不可少的桥梁作用。三、炉外精炼设备简介三、炉外精炼设备简介120t120t转炉转炉工艺状况及装备简介3座120吨顶底复吹转炉.配4台1600板坯连铸机。第一座120吨顶底复吹转炉及配套设备已于2007年10月投产；第二座120吨顶底复吹转炉及配套设备2008年7月投产；第三座120吨顶底复吹转炉及配套设备2008年年底投产；配套2台LF精炼炉,一套双工位RH-OB精炼,一套CAS-OB精炼一、120t转炉生产工艺流程图铁水鱼雷罐预处理120t顶底复吹转炉精炼板坯连铸热轧CAS-OBLFRH二、120t转炉产品大纲u普碳钢:SAE1006、Q235B SS400。u冷轧软板：SPHC、SPHD、SPHE、汽车板DC03。u花纹板H-Q195、H-Q235B。u低合金结构钢St52-3、Q345B/C/D/E、Q460C。u汽车结构用钢SAPH400、SAPH440、B510L、B330CL、B380CL、B550L、QStE380TM、S420M/Q420B。u管线钢X52、X60、X65、X70、X80和石油套管钢J55。u锯片钢50Mn2V、65Mn连铸连续铸钢连续铸钢连续铸钢与普通模铸不同，它不是将高温钢水浇注到一个个钢锭模内，而是将高温钢水连续不断的浇到一个或几个用强制水冷带有活底的铜模内结晶器，钢水在结晶器内凝固成有一定厚度的坯壳后，连续不断的从水冷结晶器被拉出来，在二次冷却区继续喷水冷却，带有液芯的铸坯，一边走一边凝固直到完全凝固为止。这种把高温钢水直接浇注成钢坯的新工艺即叫连续铸钢。拉矫机拉矫机结晶器结晶器火焰切割火焰切割冷却系统冷却系统连铸工艺流程连铸工艺流程一、连铸机分类一、连铸机分类按连铸机种类分：立式、弧形、直弧、立弯、水平按品种分：方坯、板坯、异形坯、圆坯、矩形坯按流数分：单流、双流、多流、组合铸机按板厚分：常规110-300mm、近终形100-50mm、薄带10mm结晶器不同二、连铸设备二、连铸设备 连铸设备包括：大包回转台、中间包、结 晶器、结晶器振动系统、二次冷却区、拉矫机、火焰切割、去毛刺机、出坯辊、移推钢机、冷床、控制系统 四、板坯连铸机主要参数序号序号工程名称工程名称单单位位技技术术参数参数1 1连铸连铸机机型机机型垂直弯曲型垂直弯曲型2 2连铸连铸机流数机流数流流4 43 3产产量量万万t/at/a坐坐1501504 4板坯板坯规规格格厚度厚度mmmm200200、220220、250250宽宽度度mmmm90090016001600板坯定尺板坯定尺长长度度mmmm900090001050010500，少量，少量500050005 5连铸连铸机基本半径机基本半径mmmm900090006 6连铸连铸机拉速范机拉速范围围m/minm/min0.250.253.03.07 7连铸连铸机的工作拉速机的工作拉速m/minm/min0.80.81.81.88 8连浇连浇炉数炉数/时间时间n/hn/h2020炉炉/16/16小小时时9 9结结晶器振晶器振动动参数参数机械四偏心机械四偏心+板板弹弹簧簧导导向向负负滑脱：滑脱：202040%40%，振，振频频：3030300300次次/min/min振幅：振幅：33、3.53.5、4mm4mm宝钢集团宝钢集团 八一钢铁八一钢铁炼钢厂洁净钢的生产炼钢厂洁净钢的生产宝钢集团宝钢集团 八一钢铁八一钢铁2012011.05.101.05.10更好的钢铁更好的钢铁 更好的环境更好的环境 更好的生活更好的生活BetterSteel,BetterLife.前言宝钢洁净钢技术开发历程洁净钢控制水平八钢炼钢非金属夹杂物控制现状研究内容预期到达的技术指标试验时间安排及成果目标工程经费概算工程参加单位及课题组提提 纲纲洁洁净净钢钢既既非非一一个个或或一一类类钢钢种种，亦亦无无国国家家标标准准，而而是是客客户户对对钢钢厂厂提提出出产产品品要要求求后后，各各国国钢钢铁铁厂厂在在工工艺、装备不断改进下，逐步提高洁净度的各类钢。艺、装备不断改进下，逐步提高洁净度的各类钢。洁洁净净钢钢主主要要包包括括两两方方面面的的内内容容，一一是是钢钢中中杂杂质质元元素素和和有有害害元元素素含含量量要要非非常常低低，二二是是要要严严格格控控制制钢钢中中夹夹杂杂物物的的数数量量和和形形态态、组组织织、尺尺寸寸分分布布等等，以以满足不同的使用条件。满足不同的使用条件。满足个性化要求的洁净钢技术。满足个性化要求的洁净钢技术。一、前一、前 言言一、前一、前 言言局部产品洁净度要求局部产品洁净度要求钢钢 种种有害元素含量上限有害元素含量上限夹杂物尺寸上限夹杂物尺寸上限汽车板和深冲板汽车板和深冲板CC 30ppm,N30ppm,N 30ppm 30ppm 100100 m m DIDI罐罐CC 30ppm,N30ppm,N 30ppm,30ppm,T.O.T.O.20ppm 20ppm 2020 m m管线管线SS 30ppm,N30ppm,N 35ppm,35ppm,T.O.T.O.30ppm,30ppm,100100 m m滚珠轴承滚珠轴承T.O.T.O.8 8ppmppm1515 m m轮胎帘线轮胎帘线HH 2ppm,N2ppm,N 40ppm,40ppm,T.O.T.O.15ppm15ppm1010 m m厚板厚板HH 2ppm,N30-40ppm,2ppm,N30-40ppm,T.O.T.O.20ppm20ppm单个夹杂单个夹杂 13 m m点簇状夹杂点簇状夹杂 200 m m线材线材NN 60ppm,T.O.60ppm,T.O.30ppm 30ppm 2020 m m 1995年年8月月，在在铁铁水水预预处处理理-转转炉炉吹吹炼炼-RH真真空空精精炼炼-板板坯坯连连铸铸工工艺艺流流程程成成功功冶冶炼炼了了三三炉炉纯纯洁洁钢钢，铸铸坯坯中中的的TO+N+P+S+H总总量量到到达达了了100ppm以以下下，最最好好水水平平到到达达了了80ppm以以下下，拉拉开开了了宝宝钢钢纯纯洁洁钢钢工工艺艺开开发发的的序序幕。幕。1996年年初初首首次次立立项项开开展展纯纯洁洁钢钢工工艺艺技技术术的的研研究究和和开开发发。经经过过三三年年多多的的努努力力，以以IF钢钢、管管线线钢钢作作为为对对象象钢钢种种，开开发发了了批批量量生生产产C25ppm,N20ppm,TO30ppm的的纯纯洁洁IF钢钢生生产产技技术术以以及及批批量量生生产产S20ppm,P90ppm,TO25ppm,N35ppm,H2ppm的的纯纯洁洁管管线线钢钢生生产产技技术术，成成为为宝宝钢钢纯纯洁洁钢钢生生产产工工艺艺技技术术水水平平提提升升的的良良好好开开端。端。二、宝钢洁净钢技术开发历程二、宝钢洁净钢技术开发历程铁水预处理转炉/电炉连铸炉外精炼宝钢洁净钢生产的主要工艺流程宝钢洁净钢生产的主要工艺流程二、宝钢洁净钢技术开发历程二、宝钢洁净钢技术开发历程2001年年初初，针针对对抗抗HIC管管线线钢钢和和超超深深冲冲IF钢钢的的要要求求，继继续续立立项项开开展展高高纯纯洁洁钢钢生生产产工工艺艺的的研研究究。这这个个时时期期，宝宝钢钢的的装装备备和和技技术术水水平平也也得得到到了了提提升升，为为进进一一步步提提高高宝钢纯洁钢水平创造了良好的条件。宝钢纯洁钢水平创造了良好的条件。在在宝宝钢钢形形成成批批量量生生产产高高纯纯洁洁钢钢的的工工艺艺技技术术。至至2003年年底底，批批量量生生产产的的管管线线钢钢成成品品中中的的P、S、TO、N、H分分别别到到达达了了56ppm、8.9ppm、15.1ppm、29.5ppm、1.53ppm的的平平均均值值；批批量量生生产产的的IF钢钢成成品品中中的的C、N、TO分分别别到到达达了了15.9ppm、14.9ppm、18.9ppm的的平平均均值值，其其铸铸坯坯外外表表夹夹杂杂渣渣类类缺缺陷陷明明显下降。宝钢纯洁钢的生产又上了一个台阶。显下降。宝钢纯洁钢的生产又上了一个台阶。二、宝钢洁净钢技术开发历程二、宝钢洁净钢技术开发历程2004年年，宝宝钢钢自自主主开开发发了了转转炉炉脱脱磷磷脱脱碳碳的的双双联联法法工工艺艺BRP工工艺艺，进进一一步步提提高高了了宝宝钢钢纯纯洁洁钢钢的的水水平平。宝宝钢钢通通过过BRP工工艺艺,成成功功冶冶炼炼了了4炉炉超超纯纯洁洁抗抗HIC的的管管线线钢钢,钢钢中中五五大大杂杂质质元元素素P、S、TO、N、H含含量量总总和和平平均均到到达达了了85.5ppm，最最低低到到达达了了71ppm，创造了宝钢生产纯洁钢的新纪录。创造了宝钢生产纯洁钢的新纪录。宝宝钢钢在在纯纯洁洁钢钢生生产产工工艺艺技技术术的的开开发发，全全面面提提升升了了宝宝钢钢的的炼炼钢钢水水平平，在在国国内内处处于于领领先先水水平平，也也大大大大缩缩短短与与国国外外最最先先进进水水平平的的差差距距。此此后后，宝宝钢钢纯纯洁洁钢钢生生产产工工艺艺在在各各炼炼钢钢产产线线都都得得到到较较好好的的应应用用。结结合合不不同同品品种种的的开开发发，宝钢纯洁钢技术得到进一步拓展。宝钢纯洁钢技术得到进一步拓展。二、宝钢洁净钢技术开发历程2004年宝钢超纯洁钢试验钢中杂质元素的控制情况PSTONH总量总量130424311.090240516321.194.1330412241.071440611291.087平均平均354.815.829.01.085.5二、宝钢洁净钢技术开发历程二、宝钢洁净钢技术开发历程宝宝钢钢电电炉炉钢钢中中剩剩余余元元素素的的控控制制、非非金金属属夹夹杂杂物物的的控控制制以以及及钢钢中中氧氧、硫硫、磷磷、氮氮的的含含量量到到达达了了较较高高水水平平，尤尤其其是是钢中氮含量可以到达钢中氮含量可以到达30ppm以下。以下。成成功功开开发发了了帘帘线线钢钢夹夹杂杂物物无无害害化化控控制制技技术术。夹夹杂杂物物无无害害化化冶冶炼炼技技术术已已成成功功应应用用于于弹弹簧簧钢钢、高高疲疲劳劳钢钢丝丝绳绳等等钢钢种种的生产，为宝钢长材技术的进步发挥了作用。的生产，为宝钢长材技术的进步发挥了作用。开开发发了了极极低低碳碳IF钢钢，成成品品碳碳含含量量均均控控制制在在13ppm以以下下，具具备备了了碳碳含含量量在在10ppm以以下下的的极极低低碳碳IF钢钢的的批批量量生生产产工工艺艺技技术术，使使得得EDDQ和和SEDDQ级级的的IF的的低低温温退退火火工工艺艺得得到到顺顺利利实实施施。宝宝钢钢在在极极低低碳碳钢钢的的生生产产方方面面到到达达了了国国际际最最先进的水平。先进的水平。二、宝钢洁净钢技术开发历程二、宝钢洁净钢技术开发历程本本世世纪纪以以来来，宝宝钢钢的的纯纯洁洁钢钢逐逐步步从从纯纯洁洁钢钢向向洁洁净净钢钢拓拓展展。在在硅硅钢钢、镀镀锡锡板板用用钢钢、轴轴承承钢钢、不不锈锈钢钢等等钢钢种种上上开开展展了了不不同同要要求求的的洁洁净净钢钢工工艺艺开开发发，均均取取得得了了良良好好的的效果。效果。无无取取向向硅硅钢钢中中硫硫含含量量可可以以控控制制在在10ppm以以下下，钛钛含含量控制在量控制在20ppm以下；以下；镀镀锡锡板板用用钢钢中中的的夹夹杂杂物物总总量量可可以以控控制制在在15ppm以以下下，满足了易拉罐减薄化的要求；满足了易拉罐减薄化的要求；奥奥氏氏体体不不锈锈钢钢中中夹夹杂杂物物总总量量可可以以到到达达30ppm以以下下，为不锈钢质量的改善奠定了基础。为不锈钢质量的改善奠定了基础。二、宝钢洁净钢技术开发历程二、宝钢洁净钢技术开发历程轴承钢中钛含量控制在轴承钢中钛含量控制在13ppm以下，钢中以下，钢中A、B、C、D类以及类以及Ds类夹杂物控制都到达了很高的水平。类夹杂物控制都到达了很高的水平。目前的研究热点目前的研究热点-氧化物冶金工艺的开发也对钢的洁净度氧化物冶金工艺的开发也对钢的洁净度有严格要求，在此前提下利用钢中夹杂物来到达控制钢有严格要求，在此前提下利用钢中夹杂物来到达控制钢的组织和性能的目的，宝钢目前在此方面也取得了一定的组织和性能的目的，宝钢目前在此方面也取得了一定的进展。的进展。超低碳超低碳IFIF钢碳含量控制水平钢碳含量控制水平 三、洁净钢控制水平三、洁净钢控制水平极低碳极低碳IFIF钢中碳含量的分布情况钢中碳含量的分布情况 超低碳超低碳IFIF钢碳含量控制水平钢碳含量控制水平 三、洁净钢控制水平三、洁净钢控制水平铁水铁水：铁水脱硫后到达：铁水脱硫后到达101030pp30ppm m转炉：出钢为转炉：出钢为50ppm50ppm左右左右LFLF：小于：小于20ppm20ppm，最低小于，最低小于10ppm10ppmRH:RH:小于小于20ppm20ppm，最低小于，最低小于10ppm.10ppm.三、洁净钢控制水平三、洁净钢控制水平硫控制水平硫控制水平 脱硫剂参加量和RH环流时间对钢水脱硫的影响关系 三、洁净钢控制水平三、洁净钢控制水平 四种脱磷方法四种脱磷方法铁水铁水de-Si,de-S,de-P+BOF de-Si,de-S,de-P+BOF 30 kg/t30 kg/t;铁水铁水de-S+BOF de-S+BOF 100 kg/t100 kg/t;铁水铁水de-Si,de-S,de-P+BOF de-Si,de-S,de-P+BOF 100 kg/t100 kg/t;铁水在转炉内铁水在转炉内de-P de-P；转炉内；转炉内de-C de-C 70 kg/t70 kg/t磷控制水平磷控制水平 三、洁净钢控制水平三、洁净钢控制水平磷控制水平磷控制水平 三、洁净钢控制水平三、洁净钢控制水平三、洁净钢控制水平三、洁净钢控制水平采用采用BRPBRP技术与常规技术生产的技术与常规技术生产的X70X70管线钢和帘线钢的成品磷管线钢和帘线钢的成品磷含量比照含量比照 N at the end point，ppm Amount of Scrap，kg/t n 氮控制水平氮控制水平 三、洁净钢控制水平三、洁净钢控制水平渣量和终点渣量和终点 NN的关系的关系n 氮控制水平氮控制水平 三、洁净钢控制水平三、洁净钢控制水平矿石和转炉终点矿石和转炉终点 NN关系关系二种出钢方式二种出钢方式的比较的比较氮控制水平氮控制水平 三、洁净钢控制水平三、洁净钢控制水平氧控制水平氧控制水平 三、洁净钢控制水平三、洁净钢控制水平IFIF钢：钢：25 25 ppmppm全氧全氧管线钢：管线钢：25 25 ppmppm高碳钢帘线钢：高碳钢帘线钢：15 15 ppmppm，镀锡板用钢：镀锡板用钢：1515ppmppm以下以下硅钢：硅钢：15ppm15ppm以下以下RHRH真空钙处理工艺时钢中夹杂物分布情况真空钙处理工艺时钢中夹杂物分布情况 三、洁净钢控制水平三、洁净钢控制水平极低碳IF钢中夹杂物总量的分布情况 三、洁净钢控制水平三、洁净钢控制水平管线钢冶炼各工序钢中TO的变化 三、洁净钢控制水平三、洁净钢控制水平传统工艺与双渣脱氧工艺钢包渣的处理效果比照 三、洁净钢控制水平三、洁净钢控制水平夹杂物细化和球化的效果夹杂物细化和球化的效果三、洁净钢控制水平三、洁净钢控制水平夹杂物类夹杂物类型型A AB BC CD DDSDS粗粗/细系细系T TH HT TH HT TH HT TH H宝钢宝钢轴承轴承钢钢水平水平1.01.01.01.00.50.50.50.50 00 01.01.00.50.51.01.0八钢齿轮八钢齿轮钢水平钢水平1.51.51.51.5 2.52.52.52.50.50.50.50.51.01.01.01.01.51.5高品质轴