水鋼高效率低成本潔凈鋼生產(chǎn)平臺建設(shè)與思考(PPT 34頁).ppt

1、1,熱烈歡迎各位領(lǐng)導(dǎo)、專家蒞臨指導(dǎo)！,2,水鋼高效率低成本潔凈鋼生產(chǎn)平臺建設(shè)與思考,王琳松（高長益代） 首鋼水城鋼鐵(集團(tuán))有限責(zé)任公司 2013年5月15日,中國金屬學(xué)會煉鋼分會 北 京 金 屬 學(xué) 會 2013年第十七屆全國煉鋼學(xué)術(shù)會議,3,一、水鋼簡介 二、二煉鋼裝備 三、基礎(chǔ)支撐技術(shù)的進(jìn)步 四、建立專線化生產(chǎn)路線 五、總結(jié),提 綱,4,六盤水,5,6,水鋼座落在貴州省六盤水市 始建于1966年三線建設(shè)年代 目前年產(chǎn)鐵、鋼、材500萬噸 我國西南地區(qū)最大的精品長材生產(chǎn)基地 現(xiàn)有4座高爐，總?cè)莘e為5894m3 兩條煉鋼生產(chǎn)線 一煉鋼：3座35t轉(zhuǎn)爐、3座3機(jī)3流150mm150mm方坯連鑄

2、機(jī)。 二煉鋼：3座100t轉(zhuǎn)爐、1座LF爐、3座6機(jī)6流150mm150mm方坯連鑄機(jī)，年產(chǎn)量320萬噸鋼。 軋線配置有三條高線、三條棒材線，共計6條軋制線,一、水鋼簡介,7,生 產(chǎn) 線,8,9,鋼絞線,產(chǎn) 品 應(yīng) 用,10,11,12,市 場,13,二、二煉鋼裝備,14,脫硫劑：顆粒鎂 處理能力：150萬噸/年 脫硫后用撈渣機(jī)撈去脫硫渣，防止轉(zhuǎn)爐回硫。 脫硫目標(biāo)：,三、基礎(chǔ)支撐技術(shù)的進(jìn)步,1、鐵水預(yù)處理技術(shù),15,根據(jù)冶煉鋼種進(jìn)行分類處理： 1）30MnSi、優(yōu)質(zhì)硬線等對硫要求不高（S0.015%）的中高碳鋼，因轉(zhuǎn)爐、精煉脫硫率就能滿足要求，一般只進(jìn)行鐵水撈渣處理。 2）82B等硫要求稍高（

3、S0.008%）或ER70S-6、SWRCH22A等硫含量要求雖不高（S0.015%）但因成品碳含量低，轉(zhuǎn)爐出鋼鋼水氧含量高，爐渣氧化性強(qiáng)而在轉(zhuǎn)爐、LF脫硫受到限制的鋼種： 1）當(dāng)鐵水硫含量0.030%時僅進(jìn)行撈渣處理； 2）當(dāng)鐵水硫含量0.030%時，則將鐵水硫處理至0.015%后加入稠渣劑后撈渣再上轉(zhuǎn)爐吹煉； 3）能保證轉(zhuǎn)爐、精煉不因刻意進(jìn)行脫硫而增加成本和冶煉周期。,16,2、轉(zhuǎn)爐冶煉技術(shù),轉(zhuǎn)爐復(fù)吹技術(shù)的難題：復(fù)吹與爐襯壽命不同步,底吹磚堵塞，無法正常供氣，大部分時間為頂吹轉(zhuǎn)爐。 優(yōu)化供氣系統(tǒng)和研究金屬爐渣蘑菇頭的可控生長，實現(xiàn)了長壽命復(fù)吹。,2.1 長壽復(fù)吹研究,17,2.2 濺渣護(hù)爐

4、與爐型控制,濺渣護(hù)爐：提高轉(zhuǎn)爐爐齡、保證爐型 建立轉(zhuǎn)爐液面控制標(biāo)準(zhǔn)： 1）液面控制在7900mm8200mm 2）爐襯厚度： （1）爐底中心位置：600800mm； （2）外周：7001100mm； （3）爐身厚度400mm。,18,2.3 高效吹煉,原氧槍：沖擊面積小，氧氣利用率低，供氧和冶煉時間長。 新氧槍： 1）供氧能力強(qiáng)，射流長度大，熔池攪拌力強(qiáng)，氧氣利用率高，氧氣消耗下降3.55m3/t； 2）噴濺小，脫磷率高； 3）冶煉周期短，轉(zhuǎn)爐平均冶煉周期下降2.39 min。,新氧槍氧氣射流速度模擬圖,19,2.4 精確終點(diǎn)控制,工藝研究開發(fā) 1）高拉碳脫磷工藝 2）轉(zhuǎn)爐雙渣操作 3）釩鈦鐵

5、水冶煉 4）建立不同鐵水Si%、Si%Ti%、低鐵水比、全鐵水冶煉等轉(zhuǎn)爐靜態(tài)操作模型 轉(zhuǎn)爐TCO檢測系統(tǒng)提高終點(diǎn)控制的精度 根據(jù)不同鋼種要求進(jìn)行終點(diǎn)精確控制： 1）82B冶煉，保證出鋼磷達(dá)到鋼種要求，使出鋼碳含量0.15%0.40%的合格率達(dá)到了95%，實現(xiàn)高碳出鋼。 2）減少脫氧劑的消耗和夾雜物的生成。,20,3、LF爐精煉工藝,原鋼包 1）單透氣磚 2）透氣磚位置靠近電極，氬氣泡影響電弧穩(wěn)定性 新鋼包 1）雙透氣磚 2）底吹氣形成的氣液兩相區(qū)錯開LF精煉爐電極位置，精煉時電極能平穩(wěn)起弧，提高了攪拌效果、降低了混勻時間。,3.1 底吹磚布置優(yōu)化,21,鋼包底吹透氣磚改造前后布置示意圖,22,

6、3.2 成分調(diào)整工藝優(yōu)化,原工藝：轉(zhuǎn)爐出鋼加入增碳劑后，出鋼過程吹氬攪拌強(qiáng)度和時間不足，造成取樣分析結(jié)果偏差較大，精煉爐成分調(diào)整后波動較大，不利于穩(wěn)定產(chǎn)品性能。 現(xiàn)工藝： 1）底吹氬工藝優(yōu)化 2）分步調(diào)整成分 3）以82B為代表的高碳鋼碳準(zhǔn)度（目標(biāo)值0.01%）穩(wěn)定在85%90%，為鋼材性能的穩(wěn)定打下良好基礎(chǔ)。,23,3.3 縮短精煉周期,原精煉周期 1）精煉周期較轉(zhuǎn)爐冶煉周期平均長6 min左右； 2）轉(zhuǎn)爐在連續(xù)冶煉經(jīng)精煉爐的鋼水時每爐均需停爐等待； 3）連鑄也被迫降低拉坯速度。 現(xiàn)精煉周期 1）各步驟時間量化、優(yōu)化； 2）精煉周期縮短了7分15秒，保障了轉(zhuǎn)爐-LF精煉-連鑄快速協(xié)調(diào)的鋼水銜

7、接，恒拉速澆鑄。,24,3.4 喂絲設(shè)備改進(jìn),原喂絲設(shè)備：喂絲過程中，鋼液飛濺和高溫影響，喂絲設(shè)備粘鋼堵塞、變形損壞，不能正常喂絲。 現(xiàn)喂絲設(shè)備 1）一種簡便快捷的只需一人在2 min內(nèi)便可完成的處理方法，保證了喂絲處理效果，減少了處理時間和職工勞動強(qiáng)度。 2）“高效喂絲導(dǎo)管”更換法，獲得了國家專利局授權(quán)的使用新型專利。,25,4、連鑄工藝,對大包保護(hù)套管與水口接頭進(jìn)行吹氬保護(hù)。 根據(jù)不同鋼種、保護(hù)渣的各項理化性能指標(biāo)，形成系列專用保護(hù)渣。 設(shè)計長套管烘烤箱，確保套管烘烤質(zhì)量。 半自動保護(hù)渣加入裝置，確保保護(hù)渣加入的均勻性。,4.1 全保護(hù)澆注的優(yōu)化,26,連鑄拉速波動 1）結(jié)晶器液面波動 2

8、）結(jié)晶器保護(hù)渣卷入鋼水，降低鑄坯潔凈度 3）鑄坯冷卻不均 連鑄恒拉速 1）恒結(jié)晶器鋼水液面 2）恒二冷配水 3）拉速可控制在1.8 m/min2.9 m/min下的恒拉坯速度澆注，連鑄機(jī)生產(chǎn)效率也得以提高。,4.2 連鑄機(jī)高效恒拉速,27,四、建立專線化生產(chǎn)路線,H08A、1006（美標(biāo)）、C4D1（歐標(biāo)）為代表鋼種 拉拔過程經(jīng)受很大的拉拔變形，要求線材強(qiáng)度低，塑性好，其組織中珠光體含量越少越好，鐵素體晶粒多一些。 成品碳含量低，轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)鋼水氧化性強(qiáng)，脫氧不易控制，容易造成連鑄中間包水口結(jié)瘤和鑄坯皮下氣泡，影響生產(chǎn)連續(xù)性和拉拔性能、表面質(zhì)量。 采取轉(zhuǎn)爐吹氬喂絲處理連鑄工藝路線。 成本僅比普通三

9、級螺紋高13.82元/噸，實現(xiàn)了正常批量生產(chǎn)。,1、低碳低硅軟線鋼,28,對磷、硫等有害元素要求有所嚴(yán)格，對一般疏松、中心裂紋也提出限制。 為達(dá)到強(qiáng)化脫氧、脫硫、加快鋼中夾雜的排出、部分改變夾雜物形態(tài)的專用渣料，在出鋼時利用鋼流的沖擊與底吹氬攪拌動能進(jìn)行渣洗精煉。 1）鋼中原有的夾雜物與乳化渣滴碰撞，被渣滴吸附、同化而隨渣滴上浮排除。 2）促進(jìn)了脫氧反應(yīng)產(chǎn)物的排出，使鋼中的夾雜物數(shù)量減少。,2、30MnSi、30#55#優(yōu)質(zhì)鋼,29,加工變形量大，對磷、硫、氧、氮、夾雜物要求更嚴(yán)格，屬于中等潔凈度鋼種 采用高爐鐵水脫硫（扒渣）復(fù)吹轉(zhuǎn)爐LF精煉連鑄的冶煉工藝路線 由于這一大類中各鋼種碳含量、脫氧

10、方式、使用性能要求差異極大，生產(chǎn)中將其分為三類，選擇不同的精煉造渣工藝：,3、82B系列、優(yōu)質(zhì)硬線、彈簧鋼、合金焊線、 冷鐓（鉚螺）鋼,30,（1）成品碳含量低，轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)鋼水、爐渣氧化性強(qiáng)； （2）為保證線材拉拔性能和焊接性能，要求硫含量低，且不宜進(jìn)行鈣處理； （3）為提高爐渣脫硫能力，提高了爐渣堿度，即提高了CaO含量，從而造成爐渣熔點(diǎn)升高，為得到合適流動性的爐渣，提高了渣中CaF2含量，即采用CaO-SiO2-MgO-CaF2-Al2O3渣系。,1）低碳硅鎮(zhèn)靜的合金焊絲鋼（ER50-6、 ER70S-6）系列,31,（1）轉(zhuǎn)爐出鋼鋼水C含量較低，O含量較高（常達(dá)到500800ppm）。要將

11、鋼水氧脫至較低的水平，則需脫除的氧多，生成的脫氧產(chǎn)物量也多，增加了脫硫、去除夾雜物的難度。 （2）由于CaO-SiO2渣系脫硫能力較弱，并且低碳含鋁鋼中酸溶鋁較高，對渣中(SiO2)有還原作用，因此不采用CaO-SiO2渣系。 （3）考慮到鋼種對鋁含量有要求，采用了鋁脫氧工藝。 （3）基于鋁脫氧生成的Al2O3較多，這些產(chǎn)物在精煉渣中可達(dá)到10%以上的含量，因此，采用CaO-Al2O3渣系。 （4）并在生產(chǎn)中對含硅脫氧劑、含SiO2高的物料加入進(jìn)行了嚴(yán)格控制。,2）低碳、低硅鋁鎮(zhèn)靜（如冷墩鋼）系列,32,（1）采用CaO-SiO2-MgO-Al2O3渣系 （2）典型鋼種82B的冶煉及潔凈度控制： 鐵水撈渣后進(jìn)轉(zhuǎn)爐吹煉； 全過程采用無鋁合金脫氧； 高拉碳出鋼后硅脫氧； 控制鋼中氮含量，有害元素控制水平：,3） 82B、優(yōu)質(zhì)硬線鋼彈簧鋼等中高碳硅鎮(zhèn)靜鋼 系列,33,五、總 結(jié),1、高效、低成本潔凈生產(chǎn)工藝流程 鐵水預(yù)處理轉(zhuǎn)