水钢高效率低成本洁净钢生产平台建设与思考(PPT 34页).ppt

1、1,热烈欢迎各位领导、专家莅临指导！,2,水钢高效率低成本洁净钢生产平台建设与思考,王琳松（高长益代） 首钢水城钢铁(集团)有限责任公司 2013年5月15日,中国金属学会炼钢分会 北 京 金 属 学 会 2013年第十七届全国炼钢学术会议,3,一、水钢简介 二、二炼钢装备 三、基础支撑技术的进步 四、建立专线化生产路线 五、总结,提 纲,4,六盘水,5,6,水钢座落在贵州省六盘水市 始建于1966年三线建设年代 目前年产铁、钢、材500万吨 我国西南地区最大的精品长材生产基地 现有4座高炉，总容积为5894m3 两条炼钢生产线 一炼钢：3座35t转炉、3座3机3流150mm150mm方坯连铸

2、机。 二炼钢：3座100t转炉、1座LF炉、3座6机6流150mm150mm方坯连铸机，年产量320万吨钢。 轧线配置有三条高线、三条棒材线，共计6条轧制线,一、水钢简介,7,生 产 线,8,9,钢绞线,产 品 应 用,10,11,12,市 场,13,二、二炼钢装备,14,脱硫剂：颗粒镁 处理能力：150万吨/年 脱硫后用捞渣机捞去脱硫渣，防止转炉回硫。 脱硫目标：,三、基础支撑技术的进步,1、铁水预处理技术,15,根据冶炼钢种进行分类处理： 1）30MnSi、优质硬线等对硫要求不高（S0.015%）的中高碳钢，因转炉、精炼脱硫率就能满足要求，一般只进行铁水捞渣处理。 2）82B等硫要求稍高（

3、S0.008%）或ER70S-6、SWRCH22A等硫含量要求虽不高（S0.015%）但因成品碳含量低，转炉出钢钢水氧含量高，炉渣氧化性强而在转炉、LF脱硫受到限制的钢种： 1）当铁水硫含量0.030%时仅进行捞渣处理； 2）当铁水硫含量0.030%时，则将铁水硫处理至0.015%后加入稠渣剂后捞渣再上转炉吹炼； 3）能保证转炉、精炼不因刻意进行脱硫而增加成本和冶炼周期。,16,2、转炉冶炼技术,转炉复吹技术的难题：复吹与炉衬寿命不同步,底吹砖堵塞，无法正常供气，大部分时间为顶吹转炉。 优化供气系统和研究金属炉渣蘑菇头的可控生长，实现了长寿命复吹。,2.1 长寿复吹研究,17,2.2 溅渣护炉

4、与炉型控制,溅渣护炉：提高转炉炉龄、保证炉型 建立转炉液面控制标准： 1）液面控制在7900mm8200mm 2）炉衬厚度： （1）炉底中心位置：600800mm； （2）外周：7001100mm； （3）炉身厚度400mm。,18,2.3 高效吹炼,原氧枪：冲击面积小，氧气利用率低，供氧和冶炼时间长。 新氧枪： 1）供氧能力强，射流长度大，熔池搅拌力强，氧气利用率高，氧气消耗下降3.55m3/t； 2）喷溅小，脱磷率高； 3）冶炼周期短，转炉平均冶炼周期下降2.39 min。,新氧枪氧气射流速度模拟图,19,2.4 精确终点控制,工艺研究开发 1）高拉碳脱磷工艺 2）转炉双渣操作 3）钒钛铁

5、水冶炼 4）建立不同铁水Si%、Si%Ti%、低铁水比、全铁水冶炼等转炉静态操作模型 转炉TCO检测系统提高终点控制的精度 根据不同钢种要求进行终点精确控制： 1）82B冶炼，保证出钢磷达到钢种要求，使出钢碳含量0.15%0.40%的合格率达到了95%，实现高碳出钢。 2）减少脱氧剂的消耗和夹杂物的生成。,20,3、LF炉精炼工艺,原钢包 1）单透气砖 2）透气砖位置靠近电极，氩气泡影响电弧稳定性 新钢包 1）双透气砖 2）底吹气形成的气液两相区错开LF精炼炉电极位置，精炼时电极能平稳起弧，提高了搅拌效果、降低了混匀时间。,3.1 底吹砖布置优化,21,钢包底吹透气砖改造前后布置示意图,22,

6、3.2 成分调整工艺优化,原工艺：转炉出钢加入增碳剂后，出钢过程吹氩搅拌强度和时间不足，造成取样分析结果偏差较大，精炼炉成分调整后波动较大，不利于稳定产品性能。 现工艺： 1）底吹氩工艺优化 2）分步调整成分 3）以82B为代表的高碳钢碳准度（目标值0.01%）稳定在85%90%，为钢材性能的稳定打下良好基础。,23,3.3 缩短精炼周期,原精炼周期 1）精炼周期较转炉冶炼周期平均长6 min左右； 2）转炉在连续冶炼经精炼炉的钢水时每炉均需停炉等待； 3）连铸也被迫降低拉坯速度。 现精炼周期 1）各步骤时间量化、优化； 2）精炼周期缩短了7分15秒，保障了转炉-LF精炼-连铸快速协调的钢水衔

7、接，恒拉速浇铸。,24,3.4 喂丝设备改进,原喂丝设备：喂丝过程中，钢液飞溅和高温影响，喂丝设备粘钢堵塞、变形损坏，不能正常喂丝。 现喂丝设备 1）一种简便快捷的只需一人在2 min内便可完成的处理方法，保证了喂丝处理效果，减少了处理时间和职工劳动强度。 2）“高效喂丝导管”更换法，获得了国家专利局授权的使用新型专利。,25,4、连铸工艺,对大包保护套管与水口接头进行吹氩保护。 根据不同钢种、保护渣的各项理化性能指标，形成系列专用保护渣。 设计长套管烘烤箱，确保套管烘烤质量。 半自动保护渣加入装置，确保保护渣加入的均匀性。,4.1 全保护浇注的优化,26,连铸拉速波动 1）结晶器液面波动 2

8、）结晶器保护渣卷入钢水，降低铸坯洁净度 3）铸坯冷却不均 连铸恒拉速 1）恒结晶器钢水液面 2）恒二冷配水 3）拉速可控制在1.8 m/min2.9 m/min下的恒拉坯速度浇注，连铸机生产效率也得以提高。,4.2 连铸机高效恒拉速,27,四、建立专线化生产路线,H08A、1006（美标）、C4D1（欧标）为代表钢种 拉拔过程经受很大的拉拔变形，要求线材强度低，塑性好，其组织中珠光体含量越少越好，铁素体晶粒多一些。 成品碳含量低，转炉终点钢水氧化性强，脱氧不易控制，容易造成连铸中间包水口结瘤和铸坯皮下气泡，影响生产连续性和拉拔性能、表面质量。 采取转炉吹氩喂丝处理连铸工艺路线。 成本仅比普通三

9、级螺纹高13.82元/吨，实现了正常批量生产。,1、低碳低硅软线钢,28,对磷、硫等有害元素要求有所严格，对一般疏松、中心裂纹也提出限制。 为达到强化脱氧、脱硫、加快钢中夹杂的排出、部分改变夹杂物形态的专用渣料，在出钢时利用钢流的冲击与底吹氩搅拌动能进行渣洗精炼。 1）钢中原有的夹杂物与乳化渣滴碰撞，被渣滴吸附、同化而随渣滴上浮排除。 2）促进了脱氧反应产物的排出，使钢中的夹杂物数量减少。,2、30MnSi、30#55#优质钢,29,加工变形量大，对磷、硫、氧、氮、夹杂物要求更严格，属于中等洁净度钢种 采用高炉铁水脱硫（扒渣）复吹转炉LF精炼连铸的冶炼工艺路线 由于这一大类中各钢种碳含量、脱氧

10、方式、使用性能要求差异极大，生产中将其分为三类，选择不同的精炼造渣工艺：,3、82B系列、优质硬线、弹簧钢、合金焊线、 冷镦（铆螺）钢,30,（1）成品碳含量低，转炉终点钢水、炉渣氧化性强； （2）为保证线材拉拔性能和焊接性能，要求硫含量低，且不宜进行钙处理； （3）为提高炉渣脱硫能力，提高了炉渣碱度，即提高了CaO含量，从而造成炉渣熔点升高，为得到合适流动性的炉渣，提高了渣中CaF2含量，即采用CaO-SiO2-MgO-CaF2-Al2O3渣系。,1）低碳硅镇静的合金焊丝钢（ER50-6、 ER70S-6）系列,31,（1）转炉出钢钢水C含量较低，O含量较高（常达到500800ppm）。要将

11、钢水氧脱至较低的水平，则需脱除的氧多，生成的脱氧产物量也多，增加了脱硫、去除夹杂物的难度。 （2）由于CaO-SiO2渣系脱硫能力较弱，并且低碳含铝钢中酸溶铝较高，对渣中(SiO2)有还原作用，因此不采用CaO-SiO2渣系。 （3）考虑到钢种对铝含量有要求，采用了铝脱氧工艺。 （3）基于铝脱氧生成的Al2O3较多，这些产物在精炼渣中可达到10%以上的含量，因此，采用CaO-Al2O3渣系。 （4）并在生产中对含硅脱氧剂、含SiO2高的物料加入进行了严格控制。,2）低碳、低硅铝镇静（如冷墩钢）系列,32,（1）采用CaO-SiO2-MgO-Al2O3渣系 （2）典型钢种82B的冶炼及洁净度控制： 铁水捞渣后进转炉吹炼； 全过程采用无铝合金脱氧； 高拉碳出钢后硅脱氧； 控制钢中氮含量，有害元素控制水平：,3） 82B、优质硬线钢弹簧钢等中高碳硅镇静钢 系列,33,五、总 结,1、高效、低成本洁净生产工艺流程 铁水预处理转