-沙钢高效低成本生产洁净钢的一些实践(大连会议)

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，大连江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室2沙钢集团有限公司炼钢连铸设备简介铁水预处理转炉/电炉钢水精炼连铸转炉KR设备7180t转炉645t转炉3双工位180t LF6双工位45t LF2单工位180t RH4双工位180t RH12机2流板坯连铸机51机1流板坯连铸机28机8流方坯连铸机16机6流方坯连铸机1电炉KR设备1100t电炉490t电炉175t电炉1单工位100t LF4单工位90 t LF1单工位75t LF1100t

2、VD24机4流方坯连铸机15机5流方坯连铸机56机6流方坯连铸机3工艺流程：工艺流程：1）De-SBOFLFCC：普碳钢：普碳钢2）De-SBOFRHCC：超低碳钢：超低碳钢3）De-SBOFLFRHCC：高品质钢：高品质钢4）EAFLFCC：普碳钢：普碳钢5）(De-S)EAFLF(VD)CC：高品质钢：高品质钢年产量：年产量：2150万吨万吨上半年利润：上半年利润：11.3亿亿钢产量：钢产量：1218万吨万吨江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室3目录目录洁净钢生产工艺洁净钢生产工艺 1.1 转炉双渣脱磷工艺转炉双渣脱磷工艺 1.2

3、 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低成本脱氧工艺江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室4转炉双渣脱磷工艺转炉双渣脱磷工艺-背景简介背景简介* * 部分新品开发对磷要求较高部分新品开发对磷要求较高牌号E690F460F550F69009MnNiDR12Cr2MoR转炉,%0.0070.0060.0060.0060.0080.006成品,%0.010.010.010.010.0120.01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

4、转炉终点磷难以稳定控制在稳定控制在70ppm以下以下 某转炉某月生产数据某转炉某月生产数据江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室5双渣双渣单渣单渣开发双渣脱磷工艺，控制转炉出钢磷含量不超过开发双渣脱磷工艺，控制转炉出钢磷含量不超过70ppm转炉双渣脱磷工艺转炉双渣脱磷工艺-背景简介背景简介江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室6转炉吹炼过程磷反应规律转炉吹炼过程磷反应规律吹炼吹炼初期初期时间时间P%快速快速减少减少缓慢缓慢减少减少快速快速减少减少吹炼吹炼中期中期吹炼吹炼末期末期吹

5、炼初期：低温吹炼初期：低温吹炼末期：化渣程度高吹炼末期：化渣程度高吹炼初期与末期是转炉脱磷的关键阶段吹炼初期与末期是转炉脱磷的关键阶段脱磷较快脱磷较快江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室7转炉吹炼前期磷反应规律转炉吹炼前期磷反应规律半钢磷越高半钢磷越高 终点磷越高终点磷越高 供氧供氧1320 Nm3/t铁水铁水范围内脱磷变缓范围内脱磷变缓前期尽量多脱磷！前期尽量多脱磷！江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室8吹炼前期温度控制模型吹炼前期温度控制模型吹氧量吹氧量 1320 Nm3

6、/t193.3+55.4W5V5+8T0+Si257.6=TOreO2HMHMdeslag-.(R2=0.99)* * 已知铁水成分和温度，设已知铁水成分和温度，设定吹氧量以及所需要的半钢定吹氧量以及所需要的半钢温度，可以计算出所需球团温度，可以计算出所需球团半钢温度控制在1350-1400 江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室9转炉吹炼末期磷反应规律转炉吹炼末期磷反应规律末期碳末期碳-温变化轨迹位于温变化轨迹位于蓝线区域内获得较好脱蓝线区域内获得较好脱磷效果磷效果江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连

7、铸研究室），炼钢连铸研究室10转炉双渣脱磷工艺的冶炼效果转炉双渣脱磷工艺的冶炼效果前期前期倒渣倒渣TSCTSO 精炼精炼1 精炼精炼2 精炼精炼3 连铸连铸1 连铸连铸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本工艺可以生产成品磷低于70ppm的钢种的钢种* 转炉半钢磷转炉半钢磷 210 ppm* 转炉终点磷转炉终点磷 52 ppm* 成品磷成品磷 70 ppm江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室11目录目录洁净钢生产工艺洁净钢生产工艺 1.1 转炉双渣脱磷工艺 1.2 LF精炼炉深脱硫工艺精炼炉深脱硫工艺 1.

8、3 RH真空炉深脱碳工艺低成本冶炼工艺低成本冶炼工艺 2.1 转炉少渣冶炼工艺 2.2 Q235低成本脱氧工艺江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室12LF精炼炉深脱硫工艺精炼炉深脱硫工艺-背景简介背景简介KR铁水预脱硫S0.005%转炉吹炼控制回硫S0.01%LF终脱硫终脱硫S 0.001%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江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室13LF精炼炉深脱硫工艺精炼炉深脱硫工艺-背景简介背景简介0204

9、06080100120140160180TSOLF StartLF EndS, ppm1# Meltshop2# Melfshop1. 成品硫含量控制不稳定成品硫含量控制不稳定2.LF脱硫过程辅料消耗高脱硫过程辅料消耗高石灰：约石灰：约8kg/t萤石：约萤石：约3kg/t3.大量使用对人体和环境有害的氟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一些问题：江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室14LF精炼深脱硫vLF脱硫工艺要点氧势炉渣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江苏省

10、（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室15铝镇静钢深脱硫渣系的选择v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.23(CaO)+2/3Al+S=(CaS)+1/3(Al O )231/3(Al O )(S)2/3(CaO)1(%S)%Al%SafKa23231/31/3(Al O )(S)(Al O )(CaO)(CaO)sat(S.P.)(%S)afaaa2/3S(%S)1%Al%SS.P.LK炉渣因子: 江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRI

11、S），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室16铝镇静钢深脱硫渣系的选择v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23(Al O )1220397logloglog(a)log%Al5.48233SSLCT23(Al O )223log(a)-0.275(%CaO)+0.167(%MgO) /(%SiO )+0.033(%Al O )-1.560223223log/1.445 12364/5.62(%CaO)+4.15(%MgO)-1.152(%SiO )+1.457(%Al O )(%CaO)+1.391(%MgO)+1.867(%SiO )+1.65(%Al O

12、)SCB ATBA江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室17铝镇静钢深脱硫渣系的选择v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，低熔点炉渣脱硫更高效v炉渣的成分是关键炉渣的成分是关键江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室18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江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室19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，不使用萤石不使用萤

13、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% 江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室20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

14、）微调软搅拌，底吹流量小于200Nl/min。 江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室21管线钢中的应用效果 01002003004005006007008002-45633-55533-55543-59803-59812-66473-72083-72103-72111-68001-68011-68031-6804Heat No.Sulfur distribution ratio#7#8#9#10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

15、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江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室22目录目录洁净钢生产工艺洁净钢生产工艺 1.1 转炉双渣脱磷工艺 1.2 LF精炼炉深脱硫工艺 1.3 RH真空炉深脱碳工艺真空炉深脱碳工艺低成本冶炼工艺低成本冶炼工艺 2.1 转炉少渣冶炼工艺 2.2 Q235低成本脱氧工艺江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室23RH真空炉深脱碳工艺-背景简介vRH脱碳是生产超低碳钢的前提冷轧线将投产，I

16、F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C20ppmv沙钢RH脱碳时间长，效果不稳定厂家钢包真空度脱碳时间终点C含量 ppm沙钢180t1.5mbar1520min1050 (平均23.7)浦项240t0.7mbar15min10ppm宝钢300t1mbar15min0.66时吹氧江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室27深脱碳工艺开发-真空室压力v 抽气速率常数越大，T1越小、Kc2越大v 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(1.5mb

17、ar或以下)江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室28深脱碳工艺开发-强制吹氧v 前期吹氧能提高脱碳速率 Ci, ppmCf, ppmC15ppmC20ppm前期吹氧前期吹氧260-570 (392)8-30 (15.6)46%85%自然脱碳自然脱碳200-360 (274)8-30 (17.4)44%67%后期吹氧后期吹氧240-550 (404)11-45 (21.9)29%57%江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室29深脱碳工艺开发-提升气体模式v 提高前期提升气体流量，

18、T1减小。首选模式C。江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室30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炉号CippmOippmCfppm是否吹氧13246285.5Y239253211.5Y330160611.4Y43175049.6Y52637668.7N618789210.2N江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室31目录目录洁净钢生产工艺洁净钢生产工艺 1.1 转炉双渣脱磷工艺 1.2 LF精炼炉深脱硫

19、工艺 1.3 RH真空炉深脱碳工艺低成本冶炼工艺低成本冶炼工艺 2.1 转炉少渣冶炼转炉少渣冶炼工艺工艺 2.2 Q235低成本脱氧工艺江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室32 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。平均平均95平均平均26沙钢宏发沙钢宏发503070吹炼终点渣量1540%少渣脱碳留渣出钢加少量的石灰或轻烧进行调渣（加少量的石灰或轻烧进行调渣（5kg/t5kg/t渣）渣）铁水铁水渣量渣量: :5 ton8 11 ton4 6 ton7 8.5 ton转炉少渣冶

20、炼工艺-背景简介江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室34 终点炉渣温度变化规律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-研究内容江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室35= 前期倒渣时机的确定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与吹氧量的关系与吹氧量的关系转炉少渣冶炼工艺-研究内容江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢

21、连铸研究室），炼钢连铸研究室36 确定工艺参数确定工艺参数 留渣制度留渣制度：稳定 造渣制度、温度制度造渣制度、温度制度 供氧制度供氧制度 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：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

22、艺-研究内容江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室37工艺TSO-P, ppmLP少渣工艺115 ( 80 150 )88 ( 73 104 )常规工艺120 ( 60 270 )79 ( 60 97 )转炉终点磷转炉终点磷过程磷过程磷转炉少渣冶炼工艺-冶炼效果项 目降耗减排量石灰消耗10 kg/t轻烧消耗3 kg/t终点渣量46 kg/t炉次倒渣量4 10 t钢铁料消耗5.6 kg节能降耗指标节能降耗指标江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室38目录目录洁净钢生产工艺洁净钢生产

23、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低成本冶炼工艺 2.1 转炉少渣冶炼工艺 2.2 Q235低成本低成本脱氧脱氧工艺工艺江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室39Q235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%CS

24、iMnAlPSN目标 0.15 0.150.3上限 0.170.20.40.030.02 0.012 0.01下限 0.130.10.25 0.002江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室40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

25、景简介原工艺的优缺点江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室41Q235低成本脱氧工艺-新思路的提出1.提高转炉终点碳含量1160 lg2.003gCOCOCOKT16000C，PCO=1atm，C%O%=0.0025 () % (%)FeOFeOFeOFeOOFeOfL提高转炉终点碳含量，氧含量降低，渣中T.Fe含量降低江苏省（沙钢）钢铁研究院（江苏省（沙钢）钢铁研究院（IRIS），炼钢连铸研究室），炼钢连铸研究室42Q235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