1、炼钢工艺简介炼钢工艺简介(1)2022-10-5炼钢工艺简介(1)一一.氧气顶吹转炉炼钢法的发展氧气顶吹转炉炼钢法的发展 氧气顶吹转炉炼钢是20世纪50年代发展起来的 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炼钢工艺简介(1)1855年亨利贝塞麦发明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年托马斯发明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
2、型空气分离工业的成功，用纯氧炼钢才成为可能，1952年发明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发展氧气顶吹转炉炼钢法的发展炼钢工艺简介(1)氧气顶吹转炉钢法在我国的发展也比较早，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。炼钢工艺简介(1)二二.转炉的
3、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炼钢工艺简介(1)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炼钢工艺简介(1)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，反应激烈，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（
4、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炼钢工艺简介(1)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炼钢工艺简介(1)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部分钢种。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
5、、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炼钢工艺简介(1)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
6、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炼钢工艺简介(1)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炼钢工艺简介(1)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加入适量的合金元素，使其成为具有高的强度
7、、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、炼钢基本原理炼钢工艺简介(1)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工艺简介(1)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
8、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。一般是向钢液中加入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炼钢工艺简介(1)去除气体
9、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-氧反应时产生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，还应加入适量的合金元素使其含量达到钢种规格范围。炼钢基本原理炼钢基本原理炼钢工艺简介(1)12t转炉冶炼第一炼钢厂第一炼钢厂炼钢工艺简介(1)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
10、生产的断面：120mm2120mm2、150 mm2150 mm2、200200240 mm2240 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。炼钢工艺简介(1)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
11、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炼钢工艺简介(1)：转炉用原材料分为
12、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。：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）。：精炼工序主要是去气去夹杂、脱硫、微合金化 调整温度的作用。炼钢工艺简介(1)：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）。炼钢工艺简介(1)：转炉炼钢厂采用顶吹冶炼工艺，加速了 炉内脱碳反应接近平衡状
13、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。：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应的声音，分析炉渣 的性质，及时指导氧枪枪位控制，促进化渣炼钢工艺简介(1)：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。：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，以达到净化钢水 的目的。：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，20
14、07年40t转炉平均炉龄达到了20859炉，炉，20t转炉平均炉龄达到了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。炼钢工艺简介(1)：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。：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。：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）炼钢工艺简介(1)：转炉转炉于1998年开始连铸坯热
15、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。：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，通过信号反馈，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。炼钢工艺简介(1)45#45#Q215AQ215A、Q195Q195、棉打钢、H08AH08A、LSLSQ345AQ345A等等Q235AQ235A、挡板专用钢等20MnSi20MnSi、20MnSiNb20MnSiNb、20MnSiV 20MnSiV等等 70Mn2Mo70Mn2Mo炼钢工艺简介(1)一炼钢在今年前几个月与国内部分
16、同类生产厂指标相比，在钢铁料消耗、日历作业率上差别较大.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。具体对比数据见附表。炼钢工艺简介(1)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
17、炼钢产量的绝大部分，一般所说的电炉即指电弧炉。炼钢工艺简介(1)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还原气氛，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，电炉炼钢的特点炼钢工艺简介(1)目前世界上发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发展，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
18、奏转炉化的趋势，生产效率液大为提高。电炉炼钢的特点炼钢工艺简介(1)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。电炉炼钢的特点炼钢工艺简介(1)第二炼钢厂第二炼钢厂炼钢工艺简介(1)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
19、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、250（9001600）mm炼钢工艺简介(1)70t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跨跨炼钢
20、工艺简介(1)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日本引进，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）炼钢工艺简介(1)：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。：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
21、 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）。：精炼工序主要由去气去夹杂、脱硫、微合金化 调整温度的作用。炼钢工艺简介(1)：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）。炼钢工艺简介(1)：超高功率直流电弧炉代表了电 炉技术发展方向，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。：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
22、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。炼钢工艺简介(1)：偏心底出钢技术属DEMAGDEMAG公司 专利，是当今电弧炉技术发展的一次飞跃。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。：二次燃烧技术是代表电炉最 新技术发展方向之一。是电炉的技改项目之一。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。：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
23、低了投资。炼钢工艺简介(1)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。：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。：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。：该技术的应用为提高钢质 量提供了良好条件。：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。炼钢工艺简介(1)：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。：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
24、、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：可提高方坯表面质量降低铸坯偏析。：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。：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。炼钢工艺简介(1)45457070钢、钢、77Mn 77Mn、82B82BER50-6 ER70S-3 H10Mn2 H08MnSiER50-6 ER70S-3 H10Mn2 H08MnSi65Mn65Mn、60Si2Mn60Si2Mn、60Si2CrA 60Si2CrA、50CrVA50CrVA、SUP9SUP
25、9等：20CrMoA20CrMoA、20Ni2MoA20Ni2MoA、35CrMoA 35CrMoA等Q345AQ345A等等Q235AQ235A、挡板专用钢等20MnSi20MnSi、20MnSiTi20MnSiTi、20MnSiV 20MnSiV等等 齿轮用钢：齿轮用钢：20CrMnTi20CrMnTi炼钢工艺简介(1)电炉在2007年与国内部分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 29.69 kg/tkg/t 日历作业率
26、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 具体对比数据见附表。炼钢工艺简介(1)LF LF精炼炉精炼炉 LF精炼炉通常与超高功率电弧炉配套，将电弧炉冶炼的还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、炉外精炼设备简介炼钢工艺简介(1)1
27、20t120t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精炼炼钢工艺简介(1)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炼钢工艺简介(1)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DC
28、03。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炼钢工艺简介(1)连铸炼钢工艺简介(1)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
29、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。炼钢工艺简介(1)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炼钢工艺简介(1)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）炼钢工艺简介(1)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、
30、拉矫机、火焰切割、去毛刺机、出坯辊、移（推）钢机、冷床、控制系统 炼钢工艺简介(1)四、板坯连铸机主要参数序号序号项目名称项目名称单位单位技术参数技术参数1 1连铸机机型连铸机机型垂直弯曲型垂直弯曲型2 2连铸机流数连铸机流数流流4 43 3产量产量万万t/at/a坐坐1501504 4板坯规格板坯规格厚度厚度mmmm200200、220220、250250宽度宽度mmmm90090016001600板坯定尺长度板坯定尺长度mmmm900090001050010500，少量，少量500050005 5连铸机基本半径连铸机基本半径mmmm900090006 6连铸机拉速范围连铸机拉速范围m/mi
31、nm/min0.250.253.03.07 7连铸机的工作拉速连铸机的工作拉速m/minm/min0.80.81.81.88 8连浇炉数连浇炉数/时间时间n/hn/h2020炉炉/16/16小时小时9 9结晶器振动参数结晶器振动参数机械四偏心机械四偏心+板弹簧导向板弹簧导向负滑脱：负滑脱：202040%40%，振频：，振频：3030300300次次/min/min振幅：振幅：3 3、3.53.5、4mm4mm炼钢工艺简介(1)宝钢集团新疆八一钢铁有限公司宝钢集团新疆八一钢铁有限公司炼钢厂洁净钢的生产炼钢厂洁净钢的生产宝钢集团新疆八一钢铁有限公司宝钢集团新疆八一钢铁有限公司2011.05.102
32、011.05.10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.炼钢工艺简介(1)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达到的技术指标试验时间安排及成果目标项目经费概算项目参加单位及课题组提提 纲纲炼钢工艺简介(1)洁净钢既非一个或一类钢种，亦无国家标准，而洁净钢既非一个或一类钢种，亦无国家标准，而是客户对钢厂提出产品要求后，各国钢铁厂在工是客户对钢厂提出产品要求后，各国钢铁厂在工艺、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。洁净钢主要包括两方面的
33、内容，一是钢中杂质元洁净钢主要包括两方面的内容，一是钢中杂质元素和有害元素含量要非常低，二是要严格控制钢素和有害元素含量要非常低，二是要严格控制钢中夹杂物的数量和形态、组织、尺寸分布等，以中夹杂物的数量和形态、组织、尺寸分布等，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 言言炼钢工艺简介(1)一、前一、前 言言部分产品洁净度要求部分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 DI
34、DI罐罐CC 30ppm,N30ppm,N 30ppm,T.O.30ppm,T.O.20ppm 20ppm 2020 m m管线管线SS 30ppm,N30ppm,N 35ppm,T.O.35ppm,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,T.O.40ppm,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
35、杂 200 m m线材线材NN 60ppm,T.O.60ppm,T.O.30ppm 30ppm 2020 m m 炼钢工艺简介(1)1995年年8月，在铁水预处理月，在铁水预处理-转炉吹炼转炉吹炼-RH真空精炼真空精炼-板坯板坯连铸工艺流程成功冶炼了三炉纯净钢，铸坯中的连铸工艺流程成功冶炼了三炉纯净钢，铸坯中的TO+N+P+S+H总量达到了总量达到了100ppm以下，最好水以下，最好水平达到了平达到了80ppm以下，拉开了宝钢纯净钢工艺开发的序以下，拉开了宝钢纯净钢工艺开发的序幕。幕。1996年初首次立项开展纯净钢工艺技术的研究和开发。年初首次立项开展纯净钢工艺技术的研究和开发。经过三年多的努
36、力，以经过三年多的努力，以IF钢、管线钢作为对象钢种，开钢、管线钢作为对象钢种，开发了批量生产发了批量生产C 25ppm,N 20ppm,TO 30ppm的的纯净纯净IF钢生产技术以及批量生产钢生产技术以及批量生产S20ppm,P90ppm,TO25ppm,N35ppm,H2ppm的纯净管线钢生产的纯净管线钢生产技术，成为宝钢纯净钢生产工艺技术水平提升的良好开技术，成为宝钢纯净钢生产工艺技术水平提升的良好开端。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炼钢工艺简介(1)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
37、程二、宝钢洁净钢技术开发历程炼钢工艺简介(1)2001年初，针对抗年初，针对抗HIC管线钢和超深冲管线钢和超深冲IF钢的要求，钢的要求，继续立项开展高纯净钢生产工艺的研究。这个时期，继续立项开展高纯净钢生产工艺的研究。这个时期，宝钢的装备和技术水平也得到了提升，为进一步提高宝钢的装备和技术水平也得到了提升，为进一步提高宝钢纯净钢水平创造了良好的条件。宝钢纯净钢水平创造了良好的条件。在宝钢形成批量生产高纯净钢的工艺技术。至在宝钢形成批量生产高纯净钢的工艺技术。至2003年底，批量生产的管线钢成品中的年底，批量生产的管线钢成品中的P、S、TO、N、H分别达到了分别达到了56ppm、8.9ppm、1
38、5.1ppm、29.5ppm、1.53ppm的平均值；批量生产的的平均值；批量生产的IF钢成品钢成品中的中的C、N、TO分别达到了分别达到了15.9ppm、14.9ppm、18.9ppm的平均值，其铸坯表面夹杂的平均值，其铸坯表面夹杂(渣渣)类缺陷明显类缺陷明显下降。宝钢纯净钢的生产又上了一个台阶。下降。宝钢纯净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炼钢工艺简介(1)2004年，宝钢自主开发了转炉脱磷脱碳的双联法工年，宝钢自主开发了转炉脱磷脱碳的双联法工艺（艺（BRP工艺），进一步提高了宝钢纯净钢的水平。工艺），进一步提高了宝钢纯净钢的水平。宝钢通过宝钢通
39、过BRP工艺工艺,成功冶炼了成功冶炼了4炉超纯净抗炉超纯净抗HIC的管的管线钢线钢,钢中五大杂质元素钢中五大杂质元素P、S、TO、N、H含量总和平均达到了含量总和平均达到了85.5ppm，最低达到了，最低达到了71ppm，创造了宝钢生产纯净钢的新纪录。创造了宝钢生产纯净钢的新纪录。宝钢在纯净钢生产工艺技术的开发，全面提升了宝宝钢在纯净钢生产工艺技术的开发，全面提升了宝钢的炼钢水平，在国内处于领先水平，也大大缩短钢的炼钢水平，在国内处于领先水平，也大大缩短与国外最先进水平的差距。此后，宝钢纯净钢生产与国外最先进水平的差距。此后，宝钢纯净钢生产工艺在各炼钢产线都得到较好的应用。结合不同品工艺在各炼
40、钢产线都得到较好的应用。结合不同品种的开发，宝钢纯净钢技术得到进一步拓展。种的开发，宝钢纯净钢技术得到进一步拓展。二、宝钢洁净钢技术开发历程炼钢工艺简介(1)2004年宝钢超纯净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炼钢工艺简介(1)宝钢电炉钢中残余元素的控制、非金属夹杂物的控制以宝钢电炉钢中残余元素的控制、非金属夹杂物的控制以及钢中氧、硫、磷、氮的含量达到了较高水平，尤其是及
41、钢中氧、硫、磷、氮的含量达到了较高水平，尤其是钢中氮含量可以达到钢中氮含量可以达到30ppm以下。以下。成功开发了帘线钢夹杂物无害化控制技术。夹杂物无害成功开发了帘线钢夹杂物无害化控制技术。夹杂物无害化冶炼技术已成功应用于弹簧钢、高疲劳钢丝绳等钢种化冶炼技术已成功应用于弹簧钢、高疲劳钢丝绳等钢种的生产，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。开发了极低碳开发了极低碳IF钢，成品碳含量均控制在钢，成品碳含量均控制在13ppm以下，以下，具备了碳含量在具备了碳含量在10ppm以下的极低碳以下的极低碳IF钢的批量生产工钢的批量生产工艺技术，使得艺技术，使得EDDQ和和
42、SEDDQ级的级的IF的低温退火工艺得的低温退火工艺得到顺利实施。宝钢在极低碳钢的生产方面达到了国际最到顺利实施。宝钢在极低碳钢的生产方面达到了国际最先进的水平。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炼钢工艺简介(1)本世纪以来，宝钢的纯净钢逐步从纯净钢向洁净钢本世纪以来，宝钢的纯净钢逐步从纯净钢向洁净钢拓展。在硅钢、镀锡板用钢、轴承钢、不锈钢等钢拓展。在硅钢、镀锡板用钢、轴承钢、不锈钢等钢种上开展了不同要求的洁净钢工艺开发，均取得了种上开展了不同要求的洁净钢工艺开发，均取得了良好的效果。良好的效果。无取向硅钢中硫含量可以控制在无取向硅钢中硫含量可以控制在10ppm以
43、下，钛含以下，钛含量控制在量控制在20ppm以下；以下；镀锡板用钢中的夹杂物总量可以控制在镀锡板用钢中的夹杂物总量可以控制在15ppm以下，以下，满足了易拉罐减薄化的要求；满足了易拉罐减薄化的要求；奥氏体不锈钢中夹杂物总量可以达到奥氏体不锈钢中夹杂物总量可以达到30ppm以下，以下，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炼钢工艺简介(1)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类夹杂物控制都达到了很高的水平。类夹杂物控制都达到了很高的水平。目前的研究热点目前的研
44、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达到控制钢有严格要求，在此前提下利用钢中夹杂物来达到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。炼钢工艺简介(1)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、洁净钢控制水平炼钢工艺简介(1)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、洁净钢控制水平炼钢工艺简介(1)铁水：铁水脱硫后达到
45、铁水：铁水脱硫后达到101030ppm30ppm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 炼钢工艺简介(1)脱硫剂加入量和RH环流时间对钢水脱硫的影响关系 三、洁净钢控制水平三、洁净钢控制水平炼钢工艺简介(1)四种脱磷方法四种脱磷方法铁水铁水de-Si,de-S,de-P+BOF(30 kg/t);de-Si,de-S,de-P+BOF(30 kg/t);铁水铁水d
46、e-S+BOF(100 kg/t);de-S+BOF(100 kg/t);铁水铁水de-Si,de-S,de-P+BOF(100 kg/t);de-Si,de-S,de-P+BOF(100 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(70 kg/t)de-C(70 kg/t)磷控制水平磷控制水平 三、洁净钢控制水平三、洁净钢控制水平炼钢工艺简介(1)磷控制水平磷控制水平 三、洁净钢控制水平三、洁净钢控制水平炼钢工艺简介(1)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
47、和帘线钢的成品磷含量对比含量对比炼钢工艺简介(1)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、洁净钢控制水平炼钢工艺简介(1)渣量和终点渣量和终点 N N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 N N关系关系炼钢工艺简介(1)二种出钢方式的比较二种出钢方式的比较氮控制水平氮控制水平 三、洁净钢控制水平三、洁净钢控制水平炼钢工艺简介(1)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 ppm 25 ppm（全氧
48、）（全氧）管线钢：管线钢：25 ppm25 ppm高碳钢（帘线钢）：高碳钢（帘线钢）：15 ppm 15 ppm，镀锡板用钢：镀锡板用钢：15ppm15ppm以下以下硅钢：硅钢：15ppm15ppm以下以下炼钢工艺简介(1)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、洁净钢控制水平炼钢工艺简介(1)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、洁净钢控制水平炼钢工艺简介(1)管线钢冶炼各工序钢中TO的变化 三、洁净钢控制水平三、洁净钢控制水平炼钢工艺简介(1)传统工艺与双渣脱氧工艺钢包渣的处理效果对比 三、洁净钢控制水平三、洁
49、净钢控制水平炼钢工艺简介(1)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、洁净钢控制水平炼钢工艺简介(1)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1.01.01.01.00.50.50.50.500001.01.00.50.51.01.0八钢齿轮八钢齿轮钢水平钢水平1.51.51.51.5 2.5 2.52.52.50.50.50.50.51.01.01.01.01.51.5高品质轴承钢中夹杂物控制情况高品质轴承钢中夹杂物控制情况三、洁净钢控制水平三、洁净钢控制水平炼钢工
50、艺简介(1)脱硫：脱硫：LFLF处理处理 10 ppm 10 ppm以下；以下；RHRH系列系列 10 ppm 10 ppm以下；以下；LF-VDLF-VD处理处理 5 ppm 5 ppm以下以下 脱氧：脱氧：IFIF钢钢 25 ppm 25 ppm（全氧），高碳钢（全氧），高碳钢 15 ppm 15 ppm，镀，镀锡板用钢锡板用钢15ppm15ppm以下以下 脱氮：脱氮：IFIF钢钢 20 ppm 20 ppm，电炉帘线钢，电炉帘线钢 30 ppm 30 ppm以下以下 脱碳：极低碳脱碳：极低碳IFIF钢钢 10 ppm 10 ppm以下以下 脱磷：脱磷：BRPBRP工艺工艺50ppm50p
