沙钢高效低成本生产洁净钢的一些实践(大连会议).ppt

《沙钢高效低成本生产洁净钢的一些实践(大连会议).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《沙钢高效低成本生产洁净钢的一些实践(大连会议).ppt（46页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、沙钢高效低成本生产洁净钢的一些实践,江苏沙钢集团有限公司 江苏省（沙钢）钢铁研究院 邹长东 2013-9-6，大连,2/46,沙钢集团有限公司炼钢连铸设备简介,工艺流程： 1）De-SBOFLFCC：普碳钢 2）De-SBOFRHCC：超低碳钢 3）De-SBOFLFRHCC：高品质钢 4）EAFLFCC：普碳钢 5）(De-S)EAFLF(VD)CC：高品质钢,年产量：2150万吨 上半年利润：11.3亿 钢产量：1218万吨,3/46,目录,洁净钢生产工艺 1.1 转炉双渣脱磷工艺 1.2 LF精炼炉深脱硫工艺 1.3 RH真空炉深脱碳工艺 低成本冶炼工艺 2.1 转炉少渣冶炼工艺 2.2

2、 Q235低成本脱氧工艺,4/46,转炉双渣脱磷工艺-背景简介,* 部分新品开发对磷要求较高,各低磷钢种对磷含量要求,* 当前转炉脱磷水平,* 转炉终点磷难以稳定控制在70ppm以下,某转炉某月生产数据,5/46,双渣,单渣,开发双渣脱磷工艺，控制转炉出钢磷含量不超过70ppm,转炉双渣脱磷工艺-背景简介,6/46,转炉吹炼过程磷反应规律,吹炼初期,时间,P%,快速减少,缓慢减少,快速减少,吹炼中期,吹炼末期,吹炼初期：低温,吹炼末期：化渣程度高,吹炼初期与末期是转炉脱磷的关键阶段,脱磷较快,7/46,转炉吹炼前期磷反应规律,半钢磷越高 终点磷越高,供氧1320 Nm3/t铁水范围内脱磷变缓,

3、前期尽量多脱磷！,8/46,吹炼前期温度控制模型,吹氧量 1320 Nm3/t,(R2=0.99),* 已知铁水成分和温度，设定吹氧量以及所需要的半钢温度，可以计算出所需球团,半钢温度控制在1350-1400,9/46,转炉吹炼末期磷反应规律,末期碳-温变化轨迹位于蓝线区域内获得较好脱磷效果,10/46,转炉双渣脱磷工艺的冶炼效果,前期倒渣,TSC,TSO,精炼1,精炼2,精炼3,连铸1,连铸2,采用双渣脱磷工艺各工位磷含量变化情况,本工艺可以生产成品磷低于70ppm的钢种,* 转炉半钢磷 210 ppm * 转炉终点磷 52 ppm * 成品磷 70 ppm,11/46,目录,洁净钢生产工艺

4、 1.1 转炉双渣脱磷工艺 1.2 LF精炼炉深脱硫工艺 1.3 RH真空炉深脱碳工艺 低成本冶炼工艺 2.1 转炉少渣冶炼工艺 2.2 Q235低成本脱氧工艺,12/46,LF精炼炉深脱硫工艺-背景简介,KR铁水预脱硫 S0.005%,转炉吹炼 控制回硫 S0.01%,LF终脱硫 S0.001%,RH真空处理 控制回硫 S0.0015%,板坯连铸 控制回硫 S0.0015%,沙钢低硫钢工艺流程,13/46,LF精炼炉深脱硫工艺-背景简介,1. 成品硫含量控制不稳定,2.LF脱硫过程辅料消耗高,石灰：约8kg/t 萤石：约3kg/t,3.大量使用对人体和环境有害的氟,LF精炼炉冶炼管线钢存在的

5、一些问题：,14/46,LF精炼深脱硫,LF脱硫工艺要点 氧势 炉渣 搅拌 温度,钢液溶解氧,炉渣氧化性物质,硫容量,硫分配比,取决于钢种,底吹气体流量,炉渣流动性,渣量,15/46,铝镇静钢深脱硫渣系的选择,铝镇静钢脱硫的有利条件: 炉渣中 CaO活度较高，Al2O3活度较小; 钢水中的酸溶铝 %Al较高; 炉渣的 S.P.因子较小.,炉渣因子:,16/46,铝镇静钢深脱硫渣系的选择,铝镇静钢脱硫的有利条件: 炉渣具有较高的硫容量 CS和较低的Al2O3活度,17/46,铝镇静钢深脱硫渣系的选择,铝镇静钢脱硫的有利条件: CaO饱和的炉渣具有更好的脱硫效果 相同热力学条件下，低熔点炉渣脱硫更

6、高效 炉渣的成分是关键,18/46,铝镇静钢深脱硫渣系的选择,无氟低熔点深脱硫渣的基础渣,19/46,造渣工艺的优化,转炉出钢加入铝块进行脱氧，同时加入石灰造渣，不使用萤石 1）转炉出钢造渣：加入部分石灰，控制LF到站的炉渣为液态渣 2）LF精炼造渣：钢包到LF站后，加入剩余的石灰，适当调渣,LF精炼终渣成分 w(CaO)=4555% w(Al2O3)=3040% w(SiO2)10% w(MgO)10% w(TFe+MnO)1.5%,20/46,底吹气体流量的优化,硫含量与底吹气体流量的关系,脱硫速率常数与底吹气体流量的关系,a）前35分钟化渣、合金化，底吹流量为800Nl/min； b）钢

7、水升温阶段，底吹流量为200400Nl/min； c）脱硫阶段，底吹流量为500700Nl/min； d）微调软搅拌，底吹流量小于200Nl/min。,21/46,管线钢中的应用效果,精炼终点S小于10 ppm 硫分配比大部分高于300 终点炉渣成分控制较好 脱硫率可稳定在80%以上 脱硫成本可降低5元/吨以上,深脱硫工艺要点： 铁水深脱硫，扒渣干净 转炉使用低硫原辅料，控制回硫 高碱度高Al2O3含量低氧化性渣 控制精炼过程的底吹气体流量,22/46,目录,洁净钢生产工艺 1.1 转炉双渣脱磷工艺 1.2 LF精炼炉深脱硫工艺 1.3 RH真空炉深脱碳工艺 低成本冶炼工艺 2.1 转炉少渣冶

8、炼工艺 2.2 Q235低成本脱氧工艺,23/46,RH真空炉深脱碳工艺-背景简介,RH脱碳是生产超低碳钢的前提 冷轧线将投产，IF钢、硅钢、镀锡板等超低碳钢产量增加 中高端超低碳钢需深脱碳，如新一代IF钢成品C20ppm 沙钢RH脱碳时间长，效果不稳定,各厂家RH脱碳水平比较,24/46,主要研究内容-脱碳基本规律,脱碳过程分为3个阶段： 阶段1：钢液未完全循环，脱碳速率常数非常低(Kc1,T1) 阶段2：高速脱碳期，是关键阶段(Kc2, T2) 阶段3：C的传质非常弱，脱碳速率常数非常低(Kc3),提升气体流量、真空度、碳含量及脱碳速率常数随时间的变化,25/46,主要研究内容-脱碳3个阶

9、段与整体脱碳速率,提高第1阶段Kc1，缩短T1 提高第2阶段Kc2，延长(T2-T1) 降低T2时刻C含量，缩短或消除第3阶段,T2时刻的C含量，ppm,Kc1/T1,26/46,深脱碳工艺开发-钢液初始条件,C=250-500ppm O=300-700ppm C/O0.66时吹氧,27/46,深脱碳工艺开发-真空室压力,抽气速率常数越大，T1越小、Kc2越大 达到最高真空度所需时间越短，终点C含量越低 提高抽气速率，快速降低真空室压力 尽快达到最高真空度(1.5mbar或以下),28/46,深脱碳工艺开发-强制吹氧,前期吹氧能提高脱碳速率,29/46,深脱碳工艺开发-提升气体模式,提高前期提

10、升气体流量，T1减小。首选模式C。,30/46,深脫碳工艺试生产效果,脱碳15min时，全部炉次C含量均小于12ppm 平均值为9.5ppm，最低达到5.5ppm,31/46,目录,洁净钢生产工艺 1.1 转炉双渣脱磷工艺 1.2 LF精炼炉深脱硫工艺 1.3 RH真空炉深脱碳工艺 低成本冶炼工艺 2.1 转炉少渣冶炼工艺 2.2 Q235低成本脱氧工艺,32/46,沙钢转炉炼钢的石灰消耗有进一步降低的空间： 转炉出钢磷含量波动较大(60270ppm)，有待稳定。,（Kg/t）,转炉少渣冶炼工艺-背景简介,33/46,吹炼前期倒渣及后期少渣冶炼，大幅度降低转炉生产成本。,高效脱磷,前期倒渣 倒

11、渣率40%,少渣脱碳,留渣出钢,加少量的石灰或轻烧进行调渣（5kg/t渣）,铁水,渣量:,5 ton,8 11 ton,4 6 ton,7 8.5 ton,转炉少渣冶炼工艺-背景简介,34/46,终点炉渣温度变化规律 温度测定、成分分析、渣量估算、调渣方法,转炉少渣冶炼工艺-研究内容,35/46,前期倒渣时机的确定 转炉脱磷反应规律研究、吹炼前期金属液P与吹氧量的关系,转炉少渣冶炼工艺-研究内容,36/46,确定工艺参数 留渣制度：稳定 造渣制度、温度制度 供氧制度,参考物料平衡和热平衡计算结果进行确定，通过实验进行优化。 前期：R1=1.5，(MgO%)=8%， T=13501430。 后期

12、：R2=3.0，(MgO%)= 12%， 温度控制工艺下限。,吹氧流量：脱硅脱磷期，顶枪吹氧强度不高于3.3 Nm3/(mint)；脱碳升温期，提高顶枪吹氧强度至3.7 Nm3/(mint)。 枪位高度：脱硅脱磷期，氧枪枪位由高到低控制在1.7m 2.1m；脱碳升温期，枪位遵循高-低-低原则控制在1.5m 2.0m。,转炉少渣冶炼工艺-研究内容,37/46,转炉终点磷,过程磷,转炉少渣冶炼工艺-冶炼效果,节能降耗指标,38/46,目录,洁净钢生产工艺 1.1 转炉双渣脱磷工艺 1.2 LF精炼炉深脱硫工艺 1.3 RH真空炉深脱碳工艺 低成本冶炼工艺 2.1 转炉少渣冶炼工艺 2.2 Q235

13、低成本脱氧工艺,39/46,Q235原冶炼工艺：转炉低碳出钢+出钢加Al深脱氧+LF微调,1.转炉终点,C%：平均0.08% O%：平均0.039% (T.Fe%)：平均18.8%,2.转炉出钢,加Al深脱氧 预合金化和预造渣,补Al终脱氧，Alt%为 0.012-0.03%(0.022%) 脱硫，成分微调,3.LF精炼,Q235低成本脱氧工艺-背景简介,40/46,优点：1）多品种钢混炼模式下，转炉易操作，C、T易控制 2）出钢加Al深脱氧，钢液脱氧效果较好,缺点：1）转炉低碳出钢，终点氧含量高、终渣T.Fe含量高 2）出钢加Al深脱氧，Al的烧损率高，钢液吸氮 3）成品Al含量控制在工艺卡

14、中上限，Al消耗大,在保证脱氧效果前提下，脱氧工艺是否可进一步优化，以降低生产成本，是研究的重点。,Q235低成本脱氧工艺-背景简介,原工艺的优缺点,41/46,Q235低成本脱氧工艺-新思路的提出,1.提高转炉终点碳含量,16000C，PCO=1atm，C%O%=0.0025,提高转炉终点碳含量，氧含量降低，渣中T.Fe含量降低,42/46,Q235低成本脱氧工艺-新思路的提出,2.使用分步脱氧工艺，提高Al的有效利用率,3.控制成品Al含量为中下限，减少Al的消耗,新工艺：出钢加少量Al脱氧+LF补Al终脱氧，提高Al的利用率,2Al + 3O = (Al2O3) 1/KAl = aAl2

15、aO3/aAl2O3 G0 = - RTlnK = A + B/T,43/46,新脱氧工艺及可行性分析,提高转炉终点碳含量的可行性,提高终点碳含量措施： 1）以自动炼钢为基础 2）适当减少供氧流量3）吹炼中后期适当提高枪位,44/46,新脱氧工艺及可行性分析,Thermo-Calc平衡计算验证脱氧工艺的可行性,第一步，转炉出钢过程脱氧 ：平衡溶解氧含量为3ppm以下,计算的平衡钢水成分(%),第二步，LF补Al终脱氧和成分微调 ：平衡溶解氧含量为1.5ppm以下,计算的平衡钢水成分(%),精炼结束炉渣成分(%),45/46,Q235低成本脱氧工艺-冶炼效果,钢水质量完全满足钢种要求,LF精炼结束： Alt%0.015% S%0.01% T.O: 18.855.1ppm(35.3),中包： T.O: 21.538.7ppm (29.0) 结晶器： T.O: 14.832.2ppm (23.2),成本节约=6.5元/t+12元/t,衷心感谢 请批评指正,