轉(zhuǎn)爐-連鑄新技術(shù)

1、11 轉(zhuǎn)爐煉鋼新技術(shù)轉(zhuǎn)爐煉鋼新技術(shù)轉(zhuǎn)爐煉鋼的新技術(shù)主要是鐵水預(yù)處理（三脫）、頂?shù)讖?fù)合吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的新技術(shù)主要是鐵水預(yù)處理（三脫）、頂?shù)讖?fù)合吹煉、濺渣護(hù)爐與轉(zhuǎn)爐長壽、轉(zhuǎn)爐吹煉自動控制、煤氣回收與煉、濺渣護(hù)爐與轉(zhuǎn)爐長壽、轉(zhuǎn)爐吹煉自動控制、煤氣回收與負(fù)能煉鋼等。負(fù)能煉鋼等。1.1 鐵水預(yù)處理工藝技術(shù)鐵水預(yù)處理工藝技術(shù)鐵水預(yù)處理是指將鐵水兌入轉(zhuǎn)爐之前進(jìn)行的各種提純處理。鐵水預(yù)處理是指將鐵水兌入轉(zhuǎn)爐之前進(jìn)行的各種提純處理。可分為普通鐵水預(yù)處理和特殊鐵水預(yù)處理。普通鐵水預(yù)處理可分為普通鐵水預(yù)處理和特殊鐵水預(yù)處理。普通鐵水預(yù)處理包括：鐵水脫硫、脫硅、脫磷的三脫預(yù)處理；特殊鐵水預(yù)處包括：鐵水脫硫、脫硅、脫磷的三

2、脫預(yù)處理；特殊鐵水預(yù)處理是針對鐵水中含有特殊元素進(jìn)行提純精煉或資源綜合利用，理是針對鐵水中含有特殊元素進(jìn)行提純精煉或資源綜合利用，如鐵水提釩、提鈮、脫鉻等預(yù)處理工藝。如鐵水提釩、提鈮、脫鉻等預(yù)處理工藝。鐵水鐵水“三脫三脫”預(yù)處理的目的和意義預(yù)處理的目的和意義 1）轉(zhuǎn)爐渣量大幅度降低（）轉(zhuǎn)爐渣量大幅度降低（15-25kg/t鋼），實(shí)現(xiàn)少渣冶鋼），實(shí)現(xiàn)少渣冶煉?？山档统杀?、節(jié)能、提高鋼質(zhì)量和潔凈度。煉?？山档统杀?、節(jié)能、提高鋼質(zhì)量和潔凈度。22）脫碳速度加快、終點(diǎn)控制容易、氧效率提高、提高生產(chǎn)率。）脫碳速度加快、終點(diǎn)控制容易、氧效率提高、提高生產(chǎn)率。3）錳的回收率提高，可進(jìn)行錳礦熔融還原，降低成本

3、。）錳的回收率提高，可進(jìn)行錳礦熔融還原，降低成本。4）轉(zhuǎn)爐煤氣成分穩(wěn)定，煤氣回收控制更加容易，以利實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)）轉(zhuǎn)爐煤氣成分穩(wěn)定，煤氣回收控制更加容易，以利實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn) 爐負(fù)能煉鋼、節(jié)能、降成本。爐負(fù)能煉鋼、節(jié)能、降成本。5）有利于擴(kuò)大品種（高碳、高錳鋼系列）。）有利于擴(kuò)大品種（高碳、高錳鋼系列）。鐵水脫硫工藝技術(shù)鐵水脫硫工藝技術(shù) 鐵水脫硫法是指在鐵水罐、鐵水包、混鐵車中進(jìn)行脫硫。鐵水脫硫法是指在鐵水罐、鐵水包、混鐵車中進(jìn)行脫硫。 在高爐、爐外精煉爐和轉(zhuǎn)爐內(nèi)每脫除在高爐、爐外精煉爐和轉(zhuǎn)爐內(nèi)每脫除1kg硫的成本分別是硫的成本分別是鐵水脫硫法的鐵水脫硫法的2.6倍、倍、6.1倍、倍、16.9倍。鐵水脫硫法的成

4、本低效倍。鐵水脫硫法的成本低效率高。率高。1）鐵水脫硫預(yù)處理的工藝方法）鐵水脫硫預(yù)處理的工藝方法3投擲法投擲法將脫硫劑投入鐵水中。將脫硫劑投入鐵水中。噴吹法噴吹法將脫硫劑噴入鐵水中。將脫硫劑噴入鐵水中。攪拌法（攪拌法（KR法）法）將通過中空機(jī)械攪拌器向鐵水內(nèi)加入脫硫?qū)⑼ㄟ^中空機(jī)械攪拌器向鐵水內(nèi)加入脫硫劑，攪拌脫硫。劑，攪拌脫硫。42）鐵水脫硫劑的選擇）鐵水脫硫劑的選擇元素的脫硫能力由高到低依次為：元素的脫硫能力由高到低依次為：CaC2、NaO2、Mg、BaO、CaO、MnO、MgO。工業(yè)中常用的脫硫劑有：工業(yè)中常用的脫硫劑有：CaO系、系、CaO+CaC2系、系、CaC2、CaO+Mg系、系、

5、Mg系。幾種脫硫劑的特點(diǎn)見表系。幾種脫硫劑的特點(diǎn)見表2。5鐵水脫磷工藝技術(shù)鐵水脫磷工藝技術(shù) 1）鐵水脫磷可在四種容器中進(jìn)行：混鐵車同時(shí)脫硫脫磷、）鐵水脫磷可在四種容器中進(jìn)行：混鐵車同時(shí)脫硫脫磷、鐵水罐同時(shí)脫硫脫磷、鐵水包同時(shí)脫硫脫磷、轉(zhuǎn)爐鐵水脫磷。鐵水罐同時(shí)脫硫脫磷、鐵水包同時(shí)脫硫脫磷、轉(zhuǎn)爐鐵水脫磷。 2）鐵水預(yù)處理脫磷反應(yīng)溫度低，熱力學(xué)條件好，易于脫）鐵水預(yù)處理脫磷反應(yīng)溫度低，熱力學(xué)條件好，易于脫磷。鐵水中磷。鐵水中C、Si含量高，提高了鐵水磷的活度，有利于脫磷。含量高，提高了鐵水磷的活度，有利于脫磷。 由于鐵水預(yù)處理脫磷具備良好的化學(xué)熱力學(xué)條件，渣鋼間由于鐵水預(yù)處理脫磷具備良好的化學(xué)熱力學(xué)

6、條件，渣鋼間磷的分配系數(shù)是煉鋼脫磷的磷的分配系數(shù)是煉鋼脫磷的5-10倍，因而渣量小，可以控制較倍，因而渣量小，可以控制較低的渣中低的渣中FeO含量，脫磷成本低。含量，脫磷成本低。 3）在氧化條件下，脫磷反應(yīng)是陽極反應(yīng)（）在氧化條件下，脫磷反應(yīng)是陽極反應(yīng)（PP5+5e），脫硫反應(yīng)是陰極反應(yīng)（，脫硫反應(yīng)是陰極反應(yīng)（S+2eS2-），），所以鐵水間同時(shí)脫所以鐵水間同時(shí)脫磷脫硫是可行的，只是需采用較大脫硫能力的熔劑。磷脫硫是可行的，只是需采用較大脫硫能力的熔劑。6鐵水脫硅工藝技術(shù)鐵水脫硅工藝技術(shù) 1）脫硅是脫磷的必要條件。換言之。鐵水須先脫硅，然）脫硅是脫磷的必要條件。換言之。鐵水須先脫硅，然后再同時(shí)

7、脫磷脫硫，脫硅易于減少轉(zhuǎn)爐石灰用量和渣量。后再同時(shí)脫磷脫硫，脫硅易于減少轉(zhuǎn)爐石灰用量和渣量。 2）鐵水脫硅可在高爐的鐵水溝連續(xù)進(jìn)行，也可在鐵水罐）鐵水脫硅可在高爐的鐵水溝連續(xù)進(jìn)行，也可在鐵水罐脫硅。脫硅。1.2 頂?shù)讖?fù)合吹煉技術(shù)頂?shù)讖?fù)合吹煉技術(shù)頂?shù)讖?fù)合吹煉法可分為兩類頂?shù)讖?fù)合吹煉法可分為兩類 頂吹氧、底吹惰性氣體法，全世界廣泛采用此法。頂吹氧、底吹惰性氣體法，全世界廣泛采用此法。 頂?shù)讖?fù)合吹氧法，日本和歐洲多為采用。頂?shù)讖?fù)合吹氧法，日本和歐洲多為采用。工藝特點(diǎn)工藝特點(diǎn)反應(yīng)速度快，熱效率高，可實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)二次燃燒。反應(yīng)速度快，熱效率高，可實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)二次燃燒。7 碳氧反應(yīng)更趨平衡。當(dāng)吹煉終點(diǎn)碳氧反應(yīng)更趨

8、平衡。當(dāng)吹煉終點(diǎn)C=0.04復(fù)吹的終點(diǎn)復(fù)吹的終點(diǎn)O約約為為900ppm，而進(jìn)行復(fù)吹的爐次則為，而進(jìn)行復(fù)吹的爐次則為550ppm左右，左右， 說明鋼渣說明鋼渣的氧化性大為降低。吹煉終點(diǎn)殘的氧化性大為降低。吹煉終點(diǎn)殘Mn明顯提高，合金收得率明明顯提高，合金收得率明顯提高顯提高%吹煉后期強(qiáng)化熔池?cái)嚢瑁逛摯禑捄笃趶?qiáng)化熔池?cái)嚢?，使?渣反應(yīng)接近平衡，利于脫磷渣反應(yīng)接近平衡，利于脫磷脫硫反應(yīng)的進(jìn)行。脫硫反應(yīng)的進(jìn)行。保持頂吹轉(zhuǎn)爐成渣速度快和底吹轉(zhuǎn)爐吹煉平穩(wěn)的雙重優(yōu)點(diǎn)。保持頂吹轉(zhuǎn)爐成渣速度快和底吹轉(zhuǎn)爐吹煉平穩(wěn)的雙重優(yōu)點(diǎn)。冶煉低碳鋼（冶煉低碳鋼（C=0.01-0.02%）時(shí)，避免了鋼渣過氧化。）時(shí)，避免了鋼渣

9、過氧化。復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的經(jīng)濟(jì)效益復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的經(jīng)濟(jì)效益渣中含鐵量降低渣中含鐵量降低2.55.0%；金屬收得率提高金屬收得率提高0.51.5%，殘，殘Mn 提高提高0.02%0.06%；磷含量降低磷含量降低0.002%。8石灰消耗降低石灰消耗降低3-10kg/t, 氧氣消耗減少氧氣消耗減少4NM3/t6NM3/t;提高爐齡提高爐齡,減少耐火材料消耗減少耐火材料消耗,綜合經(jīng)濟(jì)效益約為綜合經(jīng)濟(jì)效益約為615元元/噸。噸。1.3 濺渣護(hù)爐技術(shù)濺渣護(hù)爐技術(shù)濺渣護(hù)爐技術(shù)是利用高濺渣護(hù)爐技術(shù)是利用高M(jìn)gO 含量的爐渣含量的爐渣,用高壓氮?dú)鈱t渣噴用高壓氮?dú)鈱t渣噴吹到轉(zhuǎn)爐爐襯上吹到轉(zhuǎn)爐爐襯上,進(jìn)而凝固到爐襯上進(jìn)而凝固

10、到爐襯上,減緩爐襯磚的侵蝕速度減緩爐襯磚的侵蝕速度,從從而提高轉(zhuǎn)爐的爐齡。而提高轉(zhuǎn)爐的爐齡。技術(shù)要點(diǎn)技術(shù)要點(diǎn)爐內(nèi)合理的留渣量，通?？刂圃跔t內(nèi)合理的留渣量，通?？刂圃?0120kg/t 較合適；較合適；爐渣特性控制：爐渣特性控制： 終渣終渣MgO8%為宜（特別對鎂碳磚轉(zhuǎn)爐）；為宜（特別對鎂碳磚轉(zhuǎn)爐）； FeO1218%為宜；為宜； 合適的爐渣粘度：易濺起、掛渣均勻。合適的爐渣粘度：易濺起、掛渣均勻。9濺渣操作參數(shù)控制濺渣操作參數(shù)控制 氮?dú)鈮毫εc流量與氧氣壓力和氮?dú)鈮毫εc流量與氧氣壓力和 流量相接近時(shí)，效果較流量相接近時(shí)，效果較好。好。 槍位高度要根據(jù)企業(yè)實(shí)際摸索，可在槍位高度要根據(jù)企業(yè)實(shí)際摸索，

11、可在12.5m之間變化。之間變化。濺渣時(shí)間通常為濺渣時(shí)間通常為2.54min，槍位夾角多數(shù)企業(yè)的實(shí)踐證明槍位夾角多數(shù)企業(yè)的實(shí)踐證明12比較理想。比較理想。濺渣護(hù)爐的經(jīng)濟(jì)效益濺渣護(hù)爐的經(jīng)濟(jì)效益提高爐齡提高爐齡34 倍以上；倍以上；提高轉(zhuǎn)爐利用系數(shù)提高轉(zhuǎn)爐利用系數(shù)24%；降低爐襯磚消耗降低爐襯磚消耗0.21.0kg/t。 降低補(bǔ)爐料消耗降低補(bǔ)爐料消耗0.51.0kg/t；減輕工人勞動強(qiáng)度；減輕工人勞動強(qiáng)度；投資回報(bào)率高。我國投資回報(bào)率高。我國63座轉(zhuǎn)爐測算投資回收期為座轉(zhuǎn)爐測算投資回收期為1.3年。年。 濺濺渣護(hù)爐的綜合經(jīng)濟(jì)效益大約為渣護(hù)爐的綜合經(jīng)濟(jì)效益大約為210年年/噸鋼。噸鋼。10濺渣護(hù)爐與

12、復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的關(guān)系濺渣護(hù)爐與復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的關(guān)系 對于采用濺渣護(hù)爐與復(fù)吹冶煉并存的轉(zhuǎn)爐，隨著濺渣后對于采用濺渣護(hù)爐與復(fù)吹冶煉并存的轉(zhuǎn)爐，隨著濺渣后爐齡的提高，爐底相應(yīng)上漲，影響了底吹透氣磚的工作。此時(shí)，爐齡的提高，爐底相應(yīng)上漲，影響了底吹透氣磚的工作。此時(shí)，底吹透氣磚的壽命約為底吹透氣磚的壽命約為3000 爐，這意味著從爐，這意味著從2000爐以后，復(fù)爐以后，復(fù)吹效果大大減弱，甚至消失。吹效果大大減弱，甚至消失。 而濺渣護(hù)爐的爐齡遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于而濺渣護(hù)爐的爐齡遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于2000爐（現(xiàn)在達(dá)爐（現(xiàn)在達(dá)2萬多爐），這就是一貫注重高純凈鋼，普遍萬多爐），這就是一貫注重高純凈鋼，普遍采用復(fù)吹技術(shù)的日本不愿意采用濺渣護(hù)爐技

13、術(shù)的原因。采用復(fù)吹技術(shù)的日本不愿意采用濺渣護(hù)爐技術(shù)的原因。 目前，煉鋼工作者正努力開發(fā)底吹噴嘴長壽技術(shù)，要點(diǎn)目前，煉鋼工作者正努力開發(fā)底吹噴嘴長壽技術(shù)，要點(diǎn)如下：如下：利用底吹噴嘴前蘑菇頭的生長和控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)噴嘴長壽化；利用底吹噴嘴前蘑菇頭的生長和控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)噴嘴長壽化；爐役前期，利用粘渣、掛渣和濺渣迅速在噴嘴前端生成透氣爐役前期，利用粘渣、掛渣和濺渣迅速在噴嘴前端生成透氣蘑菇頭，避免噴嘴燒損；蘑菇頭，避免噴嘴燒損；爐役中后期注意控制蘑菇頭高度，防止堵塞；爐役中后期注意控制蘑菇頭高度，防止堵塞；對堵塞噴嘴采用復(fù)通技術(shù)。對堵塞噴嘴采用復(fù)通技術(shù)。111.4 轉(zhuǎn)爐煉鋼自動控制技術(shù)轉(zhuǎn)爐煉鋼自動控制

14、技術(shù)轉(zhuǎn)爐吹煉自動控制分為三個(gè)階段：轉(zhuǎn)爐吹煉自動控制分為三個(gè)階段：靜態(tài)控制靜態(tài)控制 依據(jù)初始條件、鐵水重量、成分、溫度、廢鋼重量、依據(jù)初始條件、鐵水重量、成分、溫度、廢鋼重量、分類）。要求的終點(diǎn)目標(biāo)（終點(diǎn)溫度，化學(xué)成分）以及參分類）。要求的終點(diǎn)目標(biāo)（終點(diǎn)溫度，化學(xué)成分）以及參考爐次的參考數(shù)據(jù)，計(jì)算出本爐次的氧耗量，確定各種副原料考爐次的參考數(shù)據(jù)，計(jì)算出本爐次的氧耗量，確定各種副原料的加入量和吹煉過程氧槍的高度。靜態(tài)控制包括三個(gè)模型：氧的加入量和吹煉過程氧槍的高度。靜態(tài)控制包括三個(gè)模型：氧量模型，槍位模型和副原料模型。這樣可基本命中終點(diǎn)的含碳量模型，槍位模型和副原料模型。這樣可基本命中終點(diǎn)的含碳量

15、和溫度目標(biāo)。量和溫度目標(biāo)。動態(tài)控制動態(tài)控制當(dāng)轉(zhuǎn)爐供氧量達(dá)到氧耗量的當(dāng)轉(zhuǎn)爐供氧量達(dá)到氧耗量的85%左右時(shí)，降低吹氧流量，副槍左右時(shí)，降低吹氧流量，副槍開始測溫、定碳，并把測得的溫度值及碳含量送入過程計(jì)算機(jī)。開始測溫、定碳，并把測得的溫度值及碳含量送入過程計(jì)算機(jī)。過程計(jì)算機(jī)則計(jì)算出達(dá)到目標(biāo)溫度和目標(biāo)碳含量所需補(bǔ)吹的氧過程計(jì)算機(jī)則計(jì)算出達(dá)到目標(biāo)溫度和目標(biāo)碳含量所需補(bǔ)吹的氧量及冷卻劑加入量，并以副槍測到的實(shí)際值作為初值，以后每量及冷卻劑加入量，并以副槍測到的實(shí)際值作為初值，以后每吹吹4秒的氧氣量，啟動一次動態(tài)計(jì)算，預(yù)測熔池內(nèi)溫度和目標(biāo)秒的氧氣量，啟動一次動態(tài)計(jì)算，預(yù)測熔池內(nèi)溫度和目標(biāo)碳含量。當(dāng)溫度和碳

16、含量都進(jìn)入目標(biāo)范圍時(shí)，發(fā)出停吹命令，碳含量。當(dāng)溫度和碳含量都進(jìn)入目標(biāo)范圍時(shí)，發(fā)出停吹命令，終點(diǎn)終點(diǎn)C和溫度和溫度T的命中率可達(dá)的命中率可達(dá)80以上。以上。12煙氣分析：煙氣分析： 根據(jù)爐氣變化情況動態(tài)計(jì)算脫碳速率和鋼水根據(jù)爐氣變化情況動態(tài)計(jì)算脫碳速率和鋼水C含量，特別在吹煉末期含量，特別在吹煉末期爐內(nèi)爐內(nèi)CO反應(yīng)趨于平衡后，動態(tài)計(jì)算、校正熔池溫度，準(zhǔn)確預(yù)報(bào)吹煉末反應(yīng)趨于平衡后，動態(tài)計(jì)算、校正熔池溫度，準(zhǔn)確預(yù)報(bào)吹煉末期熔池的碳、溫度值，根據(jù)動態(tài)計(jì)算、預(yù)報(bào)的終點(diǎn)期熔池的碳、溫度值，根據(jù)動態(tài)計(jì)算、預(yù)報(bào)的終點(diǎn)C、T并結(jié)合轉(zhuǎn)爐煙氣并結(jié)合轉(zhuǎn)爐煙氣變化曲線確定吹煉終點(diǎn)并自動提槍結(jié)束吹煉，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐不倒?fàn)t直接出

17、鋼自變化曲線確定吹煉終點(diǎn)并自動提槍結(jié)束吹煉，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐不倒?fàn)t直接出鋼自動化煉鋼技術(shù)。動化煉鋼技術(shù)。13全自動控制全自動控制在靜態(tài)、動態(tài)控制基礎(chǔ)上，通過對爐渣的在線檢測，控制噴濺，在靜態(tài)、動態(tài)控制基礎(chǔ)上，通過對爐渣的在線檢測，控制噴濺，并全面預(yù)報(bào)終點(diǎn)并全面預(yù)報(bào)終點(diǎn)C、P、S、T，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。全自動控制效果：全自動控制效果：提高終點(diǎn)碳含量控制精度：低碳鋼提高終點(diǎn)碳含量控制精度：低碳鋼0.015%, 中碳鋼中碳鋼0.02%，高碳鋼高碳鋼0.05%，溫度，溫度10；實(shí)現(xiàn)對終點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對終點(diǎn)S、P、Mn含量的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，精度為含量的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，精度為S 0.009%,P 0.001%,Mn 0.

18、09；后吹率從后吹率從60%下降到下降到32%（中高碳鋼）；（中高碳鋼）；噴濺率從噴濺率從29%下降到下降到5.4%；停氧到出鋼時(shí)間從停氧到出鋼時(shí)間從8.5縮到縮到2.5min；鐵收得率提高鐵收得率提高0.49%，石灰消耗減少，石灰消耗減少3kg/t；爐齡提高爐齡提高30%。141.5 煤氣回收與負(fù)能煉鋼煤氣回收與負(fù)能煉鋼技術(shù)原理技術(shù)原理 氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼的基本化學(xué)反應(yīng)是碳、硅、元素在氧化反應(yīng)氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼的基本化學(xué)反應(yīng)是碳、硅、元素在氧化反應(yīng)中放熱。中放熱。 C+OCO，Si+OSiO2氧化反應(yīng)生成大量氧化反應(yīng)生成大量CO燃燃?xì)?；燃?xì)鉁囟龋ㄎ锢頍幔┢骄鶠闅猓蝗細(xì)鉁囟龋ㄎ锢頍幔┢骄鶠? 500160

19、0，燃?xì)鉄嶂担細(xì)鉄嶂担ɑ瘜W(xué)潛熱）平均為（化學(xué)潛熱）平均為2 100 KCal/Nm3，煤氣波動在，煤氣波動在97115 Nm3/t。 采用煤氣回收裝置回收轉(zhuǎn)爐煙氣的化學(xué)潛熱；采用余熱鍋采用煤氣回收裝置回收轉(zhuǎn)爐煙氣的化學(xué)潛熱；采用余熱鍋爐回收煙氣的物理顯熱。當(dāng)爐氣回收的總熱量大于煉鋼廠生產(chǎn)爐回收煙氣的物理顯熱。當(dāng)爐氣回收的總熱量大于煉鋼廠生產(chǎn)消耗的總能量時(shí)，則實(shí)現(xiàn)了消耗的總能量時(shí)，則實(shí)現(xiàn)了“煉鋼廠負(fù)能煉鋼煉鋼廠負(fù)能煉鋼”。15日本君津鋼廠、我國寶鋼、武鋼三煉鋼廠均實(shí)現(xiàn)了日本君津鋼廠、我國寶鋼、武鋼三煉鋼廠均實(shí)現(xiàn)了“煉鋼廠負(fù)煉鋼廠負(fù)能煉鋼能煉鋼”煉鋼節(jié)能的主要途徑煉鋼節(jié)能的主要途徑 降低鐵鋼比，

20、每降低降低鐵鋼比，每降低0.1可降低噸鋼能耗可降低噸鋼能耗7080 kgce/kg。提高連鑄比，與模鑄相比，連鑄可降低能耗提高連鑄比，與模鑄相比，連鑄可降低能耗50%80%，提，提 高成才率高成才率7%8%，降低生產(chǎn)成本，降低生產(chǎn)成本10%30%?；厥绽棉D(zhuǎn)爐煤氣，降低噸鋼能耗回收利用轉(zhuǎn)爐煤氣，降低噸鋼能耗311 kgce。提高連鑄坯熱送比，一般可將低噸鋼能耗提高連鑄坯熱送比，一般可將低噸鋼能耗1.92.1 kgce。16提高轉(zhuǎn)爐作業(yè)率，寶鋼轉(zhuǎn)爐作業(yè)率從提高轉(zhuǎn)爐作業(yè)率，寶鋼轉(zhuǎn)爐作業(yè)率從1995年到年到1998年提高年提高4.96個(gè)百分點(diǎn)，工序能耗降低個(gè)百分點(diǎn)，工序能耗降低2.97 kgce。降

21、低動力和燃料消耗。降低動力和燃料消耗。172 爐外精煉爐外精煉 爐外精煉是指在電弧爐、轉(zhuǎn)爐之外的鋼包內(nèi)完成對鋼水爐外精煉是指在電弧爐、轉(zhuǎn)爐之外的鋼包內(nèi)完成對鋼水的精煉提純?nèi)蝿?wù)的精煉提純?nèi)蝿?wù)(AOD爐不是在鋼包內(nèi)進(jìn)行爐不是在鋼包內(nèi)進(jìn)行)，故又可將電弧，故又可將電弧爐、轉(zhuǎn)爐成為初煉爐。精煉爐始于電弧爐外的鋼包精煉爐爐、轉(zhuǎn)爐成為初煉爐。精煉爐始于電弧爐外的鋼包精煉爐,20世紀(jì)世紀(jì)90年代推廣于氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的鋼包精煉爐。年代推廣于氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的鋼包精煉爐。 近近20年工業(yè)發(fā)達(dá)國家要求提高鋼材的純凈度改善鋼材的年工業(yè)發(fā)達(dá)國家要求提高鋼材的純凈度改善鋼材的性能性能,例如例如:為提高軸承鋼的疲勞壽命為提高軸

22、承鋼的疲勞壽命,要求控制鋼中要求控制鋼中TO510-6;為保證深沖鋼的深沖性為保證深沖鋼的深沖性,要求控制鋼中要求控制鋼中C+N5010-6;為提高輸油管抗為提高輸油管抗H2S腐蝕能力腐蝕能力,要求控制鋼中要求控制鋼中S510-6等。大量生產(chǎn)這些高附加值純凈鋼僅依靠電弧爐、等。大量生產(chǎn)這些高附加值純凈鋼僅依靠電弧爐、轉(zhuǎn)爐是非常困難的。因此轉(zhuǎn)爐是非常困難的。因此,爐外精煉工藝與裝備迅速普及推廣。爐外精煉工藝與裝備迅速普及推廣。在日本、歐洲先進(jìn)的鋼鐵生產(chǎn)國家在日本、歐洲先進(jìn)的鋼鐵生產(chǎn)國家,爐外精煉比超過爐外精煉比超過90%,其中其中真空精煉比超過真空精煉比超過50%,有些鋼廠已達(dá)到有些鋼廠已達(dá)到1

23、00%。目前我國的鋼。目前我國的鋼鐵企業(yè)已基本裝備了各種不同類型的精煉爐。鐵企業(yè)已基本裝備了各種不同類型的精煉爐。182.1 爐外精煉的冶金功能及精煉技術(shù)爐外精煉的冶金功能及精煉技術(shù)冶金功能冶金功能熔池?cái)嚢韫δ苋鄢財(cái)嚢韫δ?均勻鋼水成分和溫度均勻鋼水成分和溫度,保證鋼材質(zhì)量均勻?？杀ＷC鋼材質(zhì)量均勻?？赏ㄟ^惰性氣體、電磁、機(jī)械等方法攪拌。通過惰性氣體、電磁、機(jī)械等方法攪拌。提純精煉功能提純精煉功能,通過鋼渣反應(yīng)通過鋼渣反應(yīng),真空冶煉以及噴射冶金等方法真空冶煉以及噴射冶金等方法,去除鋼中去除鋼中S、P、C、N、H、O等雜質(zhì)和夾雜物等雜質(zhì)和夾雜物,提高鋼水純凈提高鋼水純凈度。度。鋼水升溫和控溫功能鋼

24、水升溫和控溫功能,精確控制鋼水溫度。精確控制鋼水溫度。19合金化功能合金化功能,對鋼水實(shí)現(xiàn)窄成分控制。對鋼水實(shí)現(xiàn)窄成分控制。生產(chǎn)調(diào)節(jié)功能生產(chǎn)調(diào)節(jié)功能,均衡、銜接煉鋼均衡、銜接煉鋼連鑄的節(jié)奏。連鑄的節(jié)奏。精煉技術(shù)精煉技術(shù)渣洗精煉：精確控制爐渣成分渣洗精煉：精確控制爐渣成分,通過渣通過渣鋼反應(yīng)實(shí)現(xiàn)對鋼水鋼反應(yīng)實(shí)現(xiàn)對鋼水的提純精煉。主要用于鋼水脫氧、脫硫和去除鋼中夾雜物。的提純精煉。主要用于鋼水脫氧、脫硫和去除鋼中夾雜物。 渣洗精煉可分為爐渣改質(zhì)加入爐渣改質(zhì)劑（如渣洗精煉可分為爐渣改質(zhì)加入爐渣改質(zhì)劑（如CaO-Al系或系或CaO-CaC2-Al系）及合成渣洗?？墒逛撍担┘昂铣稍?。可使鋼水S%控制

25、在控制在1010-6以下。以下。真空精煉真空精煉,在真空條件下實(shí)現(xiàn)鋼水的提純精煉。通常工作壓在真空條件下實(shí)現(xiàn)鋼水的提純精煉。通常工作壓力力50 Pa,適用于對鋼液脫氣、脫碳和用碳脫氧等反應(yīng)過程。適用于對鋼液脫氣、脫碳和用碳脫氧等反應(yīng)過程。噴射冶金噴射冶金,通過載氣將固體顆粒反應(yīng)物噴入熔池深處通過載氣將固體顆粒反應(yīng)物噴入熔池深處,造成造成熔池的強(qiáng)烈攪拌并增大反應(yīng)面積。熔池的強(qiáng)烈攪拌并增大反應(yīng)面積。20 固體顆粒上浮過程中發(fā)生熔化、熔解固體顆粒上浮過程中發(fā)生熔化、熔解,完成固完成固液反應(yīng)液反應(yīng),提提高精煉效果。當(dāng)渣中高精煉效果。當(dāng)渣中Fe0.5%, 爐渣堿度爐渣堿度R8時(shí)時(shí),鋼鋼-渣間硫的分渣間硫

26、的分配比可達(dá)配比可達(dá)500,脫硫率達(dá)脫硫率達(dá)80%以上以上,處理終點(diǎn)硫可處理終點(diǎn)硫可90%,真空精煉設(shè)備的真空精煉設(shè)備的RH、VD等設(shè)備作業(yè)率應(yīng)等設(shè)備作業(yè)率應(yīng)60%。而。而整個(gè)煉鋼廠爐外精煉比應(yīng)整個(gè)煉鋼廠爐外精煉比應(yīng)95%,當(dāng)然應(yīng)注意鋼種適路、生產(chǎn)當(dāng)然應(yīng)注意鋼種適路、生產(chǎn)節(jié)奏匹配節(jié)奏匹配,設(shè)備維修和生產(chǎn)成本。設(shè)備維修和生產(chǎn)成本。2.2.2 爐外精煉設(shè)備的配套條件爐外精煉設(shè)備的配套條件出鋼擋渣工藝出鋼擋渣工藝,要求鋼包下渣量要求鋼包下渣量30 mm厚。厚。出鋼時(shí)鋼包渣改質(zhì)技術(shù)出鋼時(shí)鋼包渣改質(zhì)技術(shù),要求爐渣改質(zhì)后包渣堿度要求爐渣改質(zhì)后包渣堿度R2.5, (FeO+MnO)3%。25鋼包全程保護(hù)澆注

27、技術(shù)鋼包全程保護(hù)澆注技術(shù),防止鋼水二次氧化、吸防止鋼水二次氧化、吸N2。鋼水保溫技術(shù)鋼水保溫技術(shù),大包、中包高溫烘烤大包、中包高溫烘烤,加蓋加保溫劑。加蓋加保溫劑。大包自動開澆大包自動開澆,一次開澆率一次開澆率90%,底吹底吹A(chǔ)r開吹率開吹率95%。耐火材料、保護(hù)渣配套耐火材料、保護(hù)渣配套,防止鋼水吸防止鋼水吸O2,吸吸N2和增碳。和增碳。2.3 潔凈鋼精煉潔凈鋼精煉2.3.1 低氧鋼精煉低氧鋼精煉1）硬線鋼絲、鋼軌、軸承鋼、彈簧鋼等中、高碳合金鋼、優(yōu)）硬線鋼絲、鋼軌、軸承鋼、彈簧鋼等中、高碳合金鋼、優(yōu)質(zhì)鋼質(zhì)鋼,對鋼中夾雜物有嚴(yán)格的要求對鋼中夾雜物有嚴(yán)格的要求,為保證鋼材質(zhì)量為保證鋼材質(zhì)量,必

28、須采用必須采用低氧鋼精煉工藝低氧鋼精煉工藝,要求要求:嚴(yán)格控制鋼中總氧含量嚴(yán)格控制鋼中總氧含量TO2510-6,對軸承鋼為提高鋼對軸承鋼為提高鋼材的疲勞壽命材的疲勞壽命,要求要求TO1010-6。嚴(yán)格控制夾雜物形態(tài)嚴(yán)格控制夾雜物形態(tài),避免出現(xiàn)脆性避免出現(xiàn)脆性Al2O3夾雜物。如夾雜物。如,硬線硬線鋼要求控制鋼中鋼要求控制鋼中Al2O325%,為此需控制鋼水含為此需控制鋼水含Al量量410-6,即采用無鋁脫氧工藝。即采用無鋁脫氧工藝。26嚴(yán)格控制夾雜物的粒度嚴(yán)格控制夾雜物的粒度,避免大型夾雜物出現(xiàn)。避免大型夾雜物出現(xiàn)。2）低氧鋼精煉工藝）低氧鋼精煉工藝精確控制煉鋼終點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)高碳出鋼，防止鋼水過氧

29、化。精確控制煉鋼終點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)高碳出鋼，防止鋼水過氧化。嚴(yán)格控制出鋼下渣量嚴(yán)格控制出鋼下渣量,堿度堿度R3.5,渣中渣中Al2O3為為25%30%,(FeO+MnO)1.0%(最好最好0.5%),實(shí)現(xiàn)爐渣對鋼水的擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)爐渣對鋼水的擴(kuò)散脫氧脫氧,同時(shí)完成脫硫任務(wù)。同時(shí)完成脫硫任務(wù)。白渣精煉后白渣精煉后,喂入喂入Si-Ca線。線。冶煉軸承鋼等超低氧鋼冶煉軸承鋼等超低氧鋼(TO1010-6)時(shí)時(shí),LF爐白渣精煉爐白渣精煉后應(yīng)采用后應(yīng)采用VD爐真空脫氣爐真空脫氣,脫硫之后加脫硫之后加Al深脫氧深脫氧,喂喂Si-Ca線變性線變性處理。？處理。？連鑄鋼水過熱度連鑄鋼水過熱度20,波動在波動在10,防止中心疏

30、松和成防止中心疏松和成分偏析。分偏析。連鑄全程保護(hù)澆注連鑄全程保護(hù)澆注,使用低粘度保溫性能好的速溶保護(hù)渣使用低粘度保溫性能好的速溶保護(hù)渣,控控制液面高度制液面高度,防止卷渣。防止卷渣。272.4 超低硫鋼冶煉工藝超低硫鋼冶煉工藝針對超低硫鋼針對超低硫鋼(S1010-6)的冶煉的冶煉,可采用以下可采用以下3種方法進(jìn)行種方法進(jìn)行鋼水深脫硫：鋼水深脫硫：鋼包噴粉脫硫法鋼包噴粉脫硫法(IP工藝工藝);LF攪拌脫硫法攪拌脫硫法(LF工藝工藝);真空噴粉工藝真空噴粉工藝(RH-PB、RH-Injection等等)。 由于鋼包噴粉工藝處理溫降大由于鋼包噴粉工藝處理溫降大,鋼水易裸露氧化鋼水易裸露氧化,使脫硫

31、使脫硫效果低于效果低于LF工藝和真空噴粉工藝。目前已基本被后二者所工藝和真空噴粉工藝。目前已基本被后二者所取代。取代。采用采用LF生產(chǎn)超低硫鋼的基本工藝是：生產(chǎn)超低硫鋼的基本工藝是：白渣操作白渣操作,控制渣中控制渣中(FeO+MnO)1.0%;控制爐渣指數(shù)控制爐渣指數(shù)=0.30.4控制渣量為控制渣量為20 kg/t左右左右;28控制處理前鋼水含硫量控制處理前鋼水含硫量S5010-6采用真空噴粉工藝生產(chǎn)超低硫鋼的基本工藝為：采用真空噴粉工藝生產(chǎn)超低硫鋼的基本工藝為：采用采用CaO-CaF2系脫硫粉劑；系脫硫粉劑；噴粉消耗量為噴粉消耗量為45 kg/t;控制初始鋼水含硫量小于控制初始鋼水含硫量小于

32、5010-6。 大工業(yè)生產(chǎn)超低硫鋼大工業(yè)生產(chǎn)超低硫鋼(%S1010-6),應(yīng)包括鐵水脫硫、應(yīng)包括鐵水脫硫、轉(zhuǎn)爐精煉和鋼水精煉三個(gè)基本工序。轉(zhuǎn)爐精煉和鋼水精煉三個(gè)基本工序。 在超低硫鋼生產(chǎn)過程中在超低硫鋼生產(chǎn)過程中,轉(zhuǎn)爐精煉至關(guān)重要。由于入爐轉(zhuǎn)爐精煉至關(guān)重要。由于入爐鐵水硫含量極低鐵水硫含量極低,轉(zhuǎn)爐一般為增硫過程。因此必須要求采用轉(zhuǎn)爐一般為增硫過程。因此必須要求采用低硫清潔廢鋼低硫清潔廢鋼,并適當(dāng)增大鐵水比。終點(diǎn)操作要防止鋼水過并適當(dāng)增大鐵水比。終點(diǎn)操作要防止鋼水過氧化氧化,并采用擋渣出鋼工藝。并采用擋渣出鋼工藝。29在出鋼過程中采用在出鋼過程中采用Al或或CaC2粉劑配加石灰還原鋼包渣中的粉

33、劑配加石灰還原鋼包渣中的FeO和和MnO,實(shí)現(xiàn)白渣出鋼對脫硫和控制鋼水含氧量都有極大實(shí)現(xiàn)白渣出鋼對脫硫和控制鋼水含氧量都有極大的意義。的意義。303 連鑄連鑄 連鑄新技術(shù)主要體現(xiàn)在：連鑄機(jī)的高生產(chǎn)率連鑄新技術(shù)主要體現(xiàn)在：連鑄機(jī)的高生產(chǎn)率(作業(yè)率、拉作業(yè)率、拉速、設(shè)備可靠速、設(shè)備可靠)和連鑄坯的質(zhì)量和連鑄坯的質(zhì)量(鑄坯潔凈度、鑄坯表面缺陷、鑄坯潔凈度、鑄坯表面缺陷、鑄坯內(nèi)部缺陷鑄坯內(nèi)部缺陷)。3.1 提高連鑄機(jī)生產(chǎn)率提高連鑄機(jī)生產(chǎn)率1）提高連鑄機(jī)作業(yè)率）提高連鑄機(jī)作業(yè)率 目前在鋼鐵工業(yè)發(fā)達(dá)國家目前在鋼鐵工業(yè)發(fā)達(dá)國家,現(xiàn)代化大型板坯連鑄機(jī)的作業(yè)率現(xiàn)代化大型板坯連鑄機(jī)的作業(yè)率已達(dá)已達(dá)90%以上以上,

34、方坯連鑄機(jī)的作業(yè)率也在方坯連鑄機(jī)的作業(yè)率也在90%以上以上,有的甚至達(dá)有的甚至達(dá)到了到了95%。 提高連鑄機(jī)作業(yè)率的措施提高連鑄機(jī)作業(yè)率的措施:提高連澆爐數(shù)。國外鋼廠板坯連澆爐數(shù)在提高連澆爐數(shù)。國外鋼廠板坯連澆爐數(shù)在1 500爐以上爐以上,方坯方坯在在1 000爐以上。爐以上。提高結(jié)晶器的使用壽命。在日本結(jié)晶器壽命由提高結(jié)晶器的使用壽命。在日本結(jié)晶器壽命由200300爐提爐提高到高到1 0003 000爐。爐。31結(jié)晶器下部鋼板采用多層電鍍、先鍍結(jié)晶器下部鋼板采用多層電鍍、先鍍Ni再鍍磷化物和再鍍磷化物和Cr,并并改變鍍層范圍和厚度。改變鍍層范圍和厚度。改變結(jié)晶器冷卻槽的形狀和間隔改變結(jié)晶器冷

35、卻槽的形狀和間隔,銅板表面彎月面附近溫度銅板表面彎月面附近溫度可降到可降到100左右左右,壽命大大提高。壽命大大提高。將板坯連鑄結(jié)晶器厚度改為將板坯連鑄結(jié)晶器厚度改為33 mm40 mm冷卻水縫寬為冷卻水縫寬為5 mm,冷卻水流速達(dá)冷卻水流速達(dá)9 m/s以上以上,防止粘接性漏鋼。防止粘接性漏鋼。漏鋼預(yù)報(bào)技術(shù)漏鋼預(yù)報(bào)技術(shù),將多個(gè)熱電偶埋設(shè)在銅板內(nèi)將多個(gè)熱電偶埋設(shè)在銅板內(nèi),使之形成網(wǎng)絡(luò)布使之形成網(wǎng)絡(luò)布置置,根據(jù)各個(gè)熱電偶測得的溫度變化進(jìn)行預(yù)報(bào)根據(jù)各個(gè)熱電偶測得的溫度變化進(jìn)行預(yù)報(bào),拉漏率在拉漏率在0.4%以以下。下。異鋼種接澆技術(shù)。在結(jié)晶器內(nèi)插金屬連接件并放入隔層材料異鋼種接澆技術(shù)。在結(jié)晶器內(nèi)插金屬

36、連接件并放入隔層材料,防止鋼液成分混合。縮短連鑄輔助作業(yè)時(shí)間防止鋼液成分混合。縮短連鑄輔助作業(yè)時(shí)間,提高金屬收得率。提高金屬收得率。鋼包、中間包和澆注水口的快速更換技術(shù)鋼包、中間包和澆注水口的快速更換技術(shù),各國尤其對快速各國尤其對快速更換中間包浸入式水口已獲成功更換中間包浸入式水口已獲成功,更換時(shí)間更換時(shí)間12 min,最快的僅最快的僅使鋼流斷流使鋼流斷流3 s。32中間包熱態(tài)循環(huán)使用技術(shù)中間包熱態(tài)循環(huán)使用技術(shù),日本達(dá)日本達(dá)450次。次。防止浸入式水口堵塞防止浸入式水口堵塞,塞棒和浸入式水口吹塞棒和浸入式水口吹A(chǔ)r,中包設(shè)擋渣中包設(shè)擋渣墻和陶瓷過濾器墻和陶瓷過濾器,中包加中包加Ca處理等處理等

37、,可保多爐連澆?？杀６酄t連澆。提高輥?zhàn)邮褂脡勖岣咻佔(zhàn)邮褂脡勖?如在鍛造輥上焊接耐磨性如在鍛造輥上焊接耐磨性CrB型材料型材料,或或使用襯套式復(fù)合輥。在板坯機(jī)上可使彎弧部分的輥?zhàn)訅勖_(dá)使用襯套式復(fù)合輥。在板坯機(jī)上可使彎弧部分的輥?zhàn)訅勖_(dá)到到6 0009 000爐爐,水平部分輥?zhàn)訅勖_(dá)水平部分輥?zhàn)訅勖_(dá)1.2萬萬2.8萬爐。萬爐?？s短非澆注時(shí)間縮短非澆注時(shí)間,如如:上裝引錠桿上裝引錠桿;鑄機(jī)采用整體快速更換鑄機(jī)采用整體快速更換;采采用各種自動檢測裝置用各種自動檢測裝置,提高自動化控制水平提高自動化控制水平,加強(qiáng)鑄機(jī)設(shè)備維加強(qiáng)鑄機(jī)設(shè)備維護(hù)。護(hù)。2）提高連鑄機(jī)拉速技術(shù)）提高連鑄機(jī)拉速技術(shù) 現(xiàn)代化小方

38、坯連鑄機(jī)拉速已達(dá)現(xiàn)代化小方坯連鑄機(jī)拉速已達(dá)4.05.0 m/min(130 mm130 mm),板坯連鑄機(jī)拉速已達(dá)板坯連鑄機(jī)拉速已達(dá)2.5 m/min（220mm）。）。 當(dāng)連鑄機(jī)作業(yè)率超過了當(dāng)連鑄機(jī)作業(yè)率超過了80%以上時(shí)以上時(shí),再提高連鑄機(jī)產(chǎn)量就必再提高連鑄機(jī)產(chǎn)量就必須提高拉速。提高拉速的關(guān)鍵在于確保結(jié)晶器均勻的坯殼厚度、須提高拉速。提高拉速的關(guān)鍵在于確保結(jié)晶器均勻的坯殼厚度、液相穴的長度和鑄坯的冷卻強(qiáng)度。因此液相穴的長度和鑄坯的冷卻強(qiáng)度。因此,采用以下新技術(shù)。采用以下新技術(shù)。33結(jié)晶器錐度的改進(jìn)結(jié)晶器錐度的改進(jìn) 方坯連鑄機(jī)多采用拋物線錐度、三錐度方坯連鑄機(jī)多采用拋物線錐度、三錐度,在彎月

39、面處最在彎月面處最大大,為為2.3%/m,冷卻水流速提高到冷卻水流速提高到12 m/s,提高了散熱能力。提高了散熱能力。結(jié)晶器的幾何形狀適應(yīng)了其收縮變化過程。因此，抑制了裂結(jié)晶器的幾何形狀適應(yīng)了其收縮變化過程。因此，抑制了裂紋和漏鋼及菱度缺陷紋和漏鋼及菱度缺陷,拉速提高。拉速提高。 板坯結(jié)晶器以增加銅板厚度板坯結(jié)晶器以增加銅板厚度,冷卻水水縫變窄為冷卻水水縫變窄為5 mm,冷卻水流速提高到冷卻水流速提高到9 m/s,壽命和拉速均提高。壽命和拉速均提高。結(jié)晶器液面波動控制技術(shù)結(jié)晶器液面波動控制技術(shù) 目前目前,通過同位素法通過同位素法(Co60或或Se137)、熱電偶法、電磁渦流、熱電偶法、電磁渦

40、流法、浮子法、紅外線法等法、浮子法、紅外線法等,常用的是同位素法和電磁渦流法。常用的是同位素法和電磁渦流法?？蓪⒁好娌▌涌刂圃诳蓪⒁好娌▌涌刂圃? mm以內(nèi)以內(nèi),最好的已經(jīng)達(dá)到最好的已經(jīng)達(dá)到1 mm。結(jié)晶器振動技術(shù)結(jié)晶器振動技術(shù)34高拉速要求結(jié)晶器振動裝置負(fù)滑脫時(shí)間稍短些高拉速要求結(jié)晶器振動裝置負(fù)滑脫時(shí)間稍短些,以控制振痕深以控制振痕深度度;正滑脫時(shí)間稍長些正滑脫時(shí)間稍長些,以增加保護(hù)渣消耗量。傳統(tǒng)的正弦振動以增加保護(hù)渣消耗量。傳統(tǒng)的正弦振動形式已難以奏效形式已難以奏效,而非正弦振動就顯示出了優(yōu)勢。非正弦振動而非正弦振動就顯示出了優(yōu)勢。非正弦振動的最大特點(diǎn)是上升速度小的最大特點(diǎn)是上升速度小,而

41、移動時(shí)間長而移動時(shí)間長,下降速度大而移動時(shí)下降速度大而移動時(shí)間短。間短。結(jié)晶器保護(hù)渣技術(shù)結(jié)晶器保護(hù)渣技術(shù)高效連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣應(yīng)具有低粘度、低結(jié)晶溫度、低軟化及高效連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣應(yīng)具有低粘度、低結(jié)晶溫度、低軟化及熔融溫度熔融溫度,合適的堿度及較快的熔化速度。日本學(xué)者提出合適的堿度及較快的熔化速度。日本學(xué)者提出,不宜不宜經(jīng)常加經(jīng)常加CaF2和和Na2O等助熔劑來降低其粘度和熔融溫度等助熔劑來降低其粘度和熔融溫度,否則否則會引起尖晶石等高熔點(diǎn)物質(zhì)析出會引起尖晶石等高熔點(diǎn)物質(zhì)析出,破壞熔渣的玻璃性破壞熔渣的玻璃性,使?jié)櫥瑮l使?jié)櫥瑮l件惡化?？蛇m當(dāng)加入件惡化?？蛇m當(dāng)加入Li2O、MgO、BaO、K2O等

42、助熔劑等助熔劑,對降對降低保護(hù)渣粘度和軟化溫度低保護(hù)渣粘度和軟化溫度,抑制晶體析出、增大保護(hù)渣消耗量具抑制晶體析出、增大保護(hù)渣消耗量具有一定作用。有一定作用。35鑄坯強(qiáng)化冷卻鑄坯強(qiáng)化冷卻鑄坯二次冷卻的冷卻水比水量達(dá)鑄坯二次冷卻的冷卻水比水量達(dá)2.5 l/kg3.0 l/kg,并廣泛采用并廣泛采用計(jì)算機(jī)動態(tài)控制的鑄坯冷卻技術(shù)。計(jì)算機(jī)動態(tài)控制的鑄坯冷卻技術(shù)。鑄坯矯直技術(shù)鑄坯矯直技術(shù)目前多采用帶液芯的多點(diǎn)矯直、連續(xù)矯直以及壓縮澆注技術(shù)。目前多采用帶液芯的多點(diǎn)矯直、連續(xù)矯直以及壓縮澆注技術(shù)。3.2 提高連鑄坯潔凈度技術(shù)提高連鑄坯潔凈度技術(shù) 連鑄過程中生產(chǎn)潔凈鋼連鑄過程中生產(chǎn)潔凈鋼,一方面是去除液體鋼中

43、氧化物夾一方面是去除液體鋼中氧化物夾雜雜,進(jìn)一步凈化進(jìn)入結(jié)晶器的鋼水進(jìn)一步凈化進(jìn)入結(jié)晶器的鋼水,另一方面是防止鋼水的再另一方面是防止鋼水的再污染。污染。 對于液體鋼中夾雜物去除主要決定于夾雜物形成、夾雜對于液體鋼中夾雜物去除主要決定于夾雜物形成、夾雜物傳輸?shù)戒撐飩鬏數(shù)戒撛缑婧驮辔綂A雜物。渣界面和渣相吸附夾雜物。 對于防止連鑄過程鋼水再污染對于防止連鑄過程鋼水再污染,主要決定于主要決定于:鋼水二次氧化鋼水二次氧化;36鋼水與環(huán)境、鋼水與空氣、鋼水與耐材相互作用鋼水與環(huán)境、鋼水與空氣、鋼水與耐材相互作用;鋼液流動與液面穩(wěn)定性鋼液流動與液面穩(wěn)定性(渣渣-鋼界面紊流、渦流鋼界面紊流、渦流);渣鋼

44、浮化卷渣。渣鋼浮化卷渣。1）生產(chǎn)潔凈鋼主要控制技術(shù)）生產(chǎn)潔凈鋼主要控制技術(shù)保護(hù)澆注技術(shù)保護(hù)澆注技術(shù) 常用的鋼水密封保護(hù)如常用的鋼水密封保護(hù)如:中間包密封、鋼包中間包密封、鋼包中間包采用中間包采用注流長水口注流長水口+吹氬保護(hù)吹氬保護(hù),中間包中間包結(jié)晶器采用浸入式水口結(jié)晶器采用浸入式水口,保護(hù)保護(hù)澆注以及小方坯中包澆注以及小方坯中包結(jié)晶器采用氬氣保護(hù)。結(jié)晶器采用氬氣保護(hù)。中間包冶金中間包冶金 增加鋼水在中間包平均停留時(shí)間增加鋼水在中間包平均停留時(shí)間,使夾雜物有充分時(shí)間上使夾雜物有充分時(shí)間上浮。中間包向大容量浮。中間包向大容量,深熔池方向發(fā)展深熔池方向發(fā)展,中包容量可達(dá)中包容量可達(dá)80 t,深深2

45、 m。 改變鋼水在中包內(nèi)的流動路徑和方向改變鋼水在中包內(nèi)的流動路徑和方向,消除死區(qū)消除死區(qū),活躍熔池活躍熔池,縮短夾雜物上浮距離?？s短夾雜物上浮距離。37中間包覆蓋渣中間包覆蓋渣常用的覆蓋劑有常用的覆蓋劑有:碳化稻殼碳化稻殼,中性渣中性渣(CaO/SiO2=0.9-1.0)可形成可形成液態(tài)渣但不保溫。堿性渣液態(tài)渣但不保溫。堿性渣(CaO+MgO/SiO23)易結(jié)殼。根據(jù)易結(jié)殼。根據(jù)需要需要,也可采用碳化稻殼也可采用碳化稻殼+中性渣或堿性渣。注意隨著中性渣或堿性渣。注意隨著SiO2含含量的增加量的增加,鋼水鋼水TO會增加。會增加。防止下渣和卷渣防止下渣和卷渣在長水口裝設(shè)下渣探測器在長水口裝設(shè)下渣

46、探測器,發(fā)現(xiàn)下渣及時(shí)關(guān)閉發(fā)現(xiàn)下渣及時(shí)關(guān)閉;在中包內(nèi)砌擋在中包內(nèi)砌擋渣墻及采用渣墻及采用H型中包等。型中包等。 結(jié)晶器鋼水流動控制技術(shù)結(jié)晶器鋼水流動控制技術(shù),如在板坯結(jié)晶器中采用電磁制如在板坯結(jié)晶器中采用電磁制動動(EMBr)技術(shù)及電磁流動技術(shù)及電磁流動(FC)結(jié)晶器。結(jié)晶器。3.3 防止連鑄坯缺陷防止連鑄坯缺陷,提高鑄坯質(zhì)量技術(shù)提高鑄坯質(zhì)量技術(shù)1）防止連鑄坯表面缺陷技術(shù)）防止連鑄坯表面缺陷技術(shù) 鑄坯表面缺陷主要表現(xiàn)為鑄坯表面缺陷主要表現(xiàn)為:表面夾渣、表面縱、橫裂紋、表面夾渣、表面縱、橫裂紋、角裂、星狀裂紋。采取辦法角裂、星狀裂紋。采取辦法:結(jié)晶器液面控制結(jié)晶器液面控制(同前同前)。38結(jié)晶器振

47、動結(jié)晶器振動,為減小鋼坯振痕深度為減小鋼坯振痕深度,可采用高頻率可采用高頻率(最高可達(dá)最高可達(dá)400次次/min)和小振幅和小振幅(23mm)的液壓驅(qū)動振動裝置。使頻率和振的液壓驅(qū)動振動裝置。使頻率和振幅在線可調(diào)幅在線可調(diào),可以保持正弦振動可以保持正弦振動,也可實(shí)現(xiàn)非正弦振動。也可實(shí)現(xiàn)非正弦振動。結(jié)晶器坯殼生長的均勻性結(jié)晶器坯殼生長的均勻性結(jié)晶器內(nèi)初生坯殼不均勻結(jié)晶器內(nèi)初生坯殼不均勻,會導(dǎo)致鑄坯表面縱裂或凹陷會導(dǎo)致鑄坯表面縱裂或凹陷,嚴(yán)重時(shí)嚴(yán)重時(shí)會造成拉漏。坯殼生長的均勻性決定于鋼的化學(xué)成分。合適的會造成拉漏。坯殼生長的均勻性決定于鋼的化學(xué)成分。合適的結(jié)晶器設(shè)計(jì)、結(jié)晶器錐度、保護(hù)渣及液面穩(wěn)定性

48、。結(jié)晶器設(shè)計(jì)、結(jié)晶器錐度、保護(hù)渣及液面穩(wěn)定性。結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動控制結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動控制鋼水在結(jié)晶器內(nèi)運(yùn)動決定于浸入式水口傾角大小和插入深度。鋼水在結(jié)晶器內(nèi)運(yùn)動決定于浸入式水口傾角大小和插入深度。根據(jù)模型試驗(yàn)根據(jù)模型試驗(yàn),認(rèn)為板坯結(jié)晶器的水口傾角為認(rèn)為板坯結(jié)晶器的水口傾角為1525,插入插入深度深度12525 mm可得到良好的表面質(zhì)量?？傻玫搅己玫谋砻尜|(zhì)量。2）鑄坯裂紋控制）鑄坯裂紋控制39 據(jù)統(tǒng)計(jì)據(jù)統(tǒng)計(jì),鑄坯各種缺陷中裂紋約占鑄坯各種缺陷中裂紋約占50%,裂紋分為表面裂裂紋分為表面裂紋和內(nèi)部裂紋。內(nèi)部裂紋有中間裂紋紋和內(nèi)部裂紋。內(nèi)部裂紋有中間裂紋,矯直裂紋、皮下裂紋、矯直裂紋、皮下裂紋、中線裂

49、紋和角部裂紋。鑄坯內(nèi)裂紋并伴有偏析線中線裂紋和角部裂紋。鑄坯內(nèi)裂紋并伴有偏析線,即使軋制能即使軋制能焊合焊合,還有微觀化學(xué)成分的不均勻性留在產(chǎn)品上還有微觀化學(xué)成分的不均勻性留在產(chǎn)品上,使力學(xué)性能使力學(xué)性能降低。降低。 要減少鑄坯產(chǎn)生裂紋要減少鑄坯產(chǎn)生裂紋,采取以下措施采取以下措施: 弧形連鑄機(jī)采用多點(diǎn)矯直或連續(xù)矯直技術(shù)弧形連鑄機(jī)采用多點(diǎn)矯直或連續(xù)矯直技術(shù); 對弧準(zhǔn)確對弧準(zhǔn)確,防止坯殼變形防止坯殼變形,可采用輥縫儀測量、調(diào)整可采用輥縫儀測量、調(diào)整,使支使支承輥間隙誤差承輥間隙誤差1 mm,在線對弧誤差在線對弧誤差25易出現(xiàn)柱狀晶發(fā)達(dá)易出現(xiàn)柱狀晶發(fā)達(dá),甚至形成穿晶甚至形成穿晶(凝固橋凝固橋)結(jié)構(gòu)結(jié)

50、構(gòu),而且中而且中心偏析嚴(yán)重。過熱度心偏析嚴(yán)重。過熱度15時(shí)易凍水口時(shí)易凍水口,難操作。生產(chǎn)中一般難操作。生產(chǎn)中一般控制中包鋼水過熱度為控制中包鋼水過熱度為30,但應(yīng)設(shè)法降低結(jié)晶器的鋼水過熱但應(yīng)設(shè)法降低結(jié)晶器的鋼水過熱度。度。 即把包有固體鐵粉或其它元素的包芯線從中包塞桿喂入即把包有固體鐵粉或其它元素的包芯線從中包塞桿喂入結(jié)晶器結(jié)晶器,控制鋼水過熱度和鑄坯的初生凝固結(jié)構(gòu)?？刂其撍^熱度和鑄坯的初生凝固結(jié)構(gòu)。采取強(qiáng)化加速凝固工藝采取強(qiáng)化加速凝固工藝(FAST法法)41熱交換水口熱交換水口,在中包和結(jié)晶器之間的浸入式水口上安裝在中包和結(jié)晶器之間的浸入式水口上安裝水冷水冷熱交換器熱交換器,使結(jié)晶器中鋼

51、水過熱度為使結(jié)晶器中鋼水過熱度為5,接近液相線凝固溫度接近液相線凝固溫度,等軸晶區(qū)明顯增加等軸晶區(qū)明顯增加,中心偏析明顯減少中心偏析明顯減少,在板坯在板坯,大方坯不銹鋼和大方坯不銹鋼和高碳鋼都取得顯著效果。高碳鋼都取得顯著效果。減少偏析元素含量減少偏析元素含量,如把如把S降到降到0.01%以下。以下。輕壓下技術(shù)輕壓下技術(shù),在凝固末端采用帶液芯的輕壓下在凝固末端采用帶液芯的輕壓下,壓下率為壓下率為0.751.0 mm/m時(shí)時(shí),其中心偏析可減少其中心偏析可減少1/21/3。電磁攪拌技術(shù)。電磁攪拌技術(shù)。 結(jié)晶器攪拌結(jié)晶器攪拌(M-EMS),改善鑄坯表面質(zhì)量和皮下質(zhì)量、提改善鑄坯表面質(zhì)量和皮下質(zhì)量、提

52、高潔凈度、促進(jìn)等軸晶發(fā)展、細(xì)化、消除中心偏析。高潔凈度、促進(jìn)等軸晶發(fā)展、細(xì)化、消除中心偏析。 二冷區(qū)攪拌二冷區(qū)攪拌(S-EMS),打碎樹枝晶打碎樹枝晶,抑制柱狀晶抑制柱狀晶,擴(kuò)大中心擴(kuò)大中心等軸晶區(qū)。等軸晶區(qū)。 凝固末端攪拌凝固末端攪拌(F-EMS),減少中心疏松和縮孔減少中心疏松和縮孔根據(jù)鋼種和產(chǎn)品質(zhì)量要求根據(jù)鋼種和產(chǎn)品質(zhì)量要求,可采用單獨(dú)攪拌或聯(lián)合攪拌?？刹捎脝为?dú)攪拌或聯(lián)合攪拌。42凝固末端強(qiáng)冷凝固末端強(qiáng)冷,效果不亞于輕壓下。效果不亞于輕壓下。4 純凈鋼冶煉技術(shù)純凈鋼冶煉技術(shù)提高鋼的純凈度，生產(chǎn)更高質(zhì)量的鋼材是近二十年來煉鋼技術(shù)發(fā)提高鋼的純凈度，生產(chǎn)更高質(zhì)量的鋼材是近二十年來煉鋼技術(shù)發(fā)展的

53、趨勢；展的趨勢；鋼中碳、磷、硫、氮、氫、氧雜質(zhì)總量已能夠去除至鋼中碳、磷、硫、氮、氫、氧雜質(zhì)總量已能夠去除至60ppm以下；以下；純凈鋼生產(chǎn)仍然是當(dāng)前煉鋼科研的純凈鋼生產(chǎn)仍然是當(dāng)前煉鋼科研的“熱點(diǎn)熱點(diǎn)”；鋼的純凈度還會進(jìn)一步提高。鋼的純凈度還會進(jìn)一步提高。潔凈鋼潔凈鋼“當(dāng)鋼中夾雜物對鋼的加工和服役性能沒有直接或間接當(dāng)鋼中夾雜物對鋼的加工和服役性能沒有直接或間接的不利影響時(shí)，不管夾雜物的數(shù)量、尺寸和分布如何，即可以被的不利影響時(shí)，不管夾雜物的數(shù)量、尺寸和分布如何，即可以被認(rèn)為是潔凈鋼認(rèn)為是潔凈鋼”；純凈鋼純凈鋼當(dāng)鋼中所含雜質(zhì)對鋼的加工和服役性能無不利影響時(shí)，當(dāng)鋼中所含雜質(zhì)對鋼的加工和服役性能無不

54、利影響時(shí)，不管其雜質(zhì)含量多少，即可認(rèn)為其為純凈鋼；不管其雜質(zhì)含量多少，即可認(rèn)為其為純凈鋼；純凈鋼生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展趨勢：純凈鋼生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展趨勢：1. 進(jìn)一步降低雜質(zhì)含量；進(jìn)一步降低雜質(zhì)含量；2. 優(yōu)化工藝流程，降低成本。優(yōu)化工藝流程，降低成本。43典型鋼種的純凈度要求典型鋼種的純凈度要求超低碳、氮鋼：超低碳、氮鋼：C 10ppm超低硫、磷鋼：超低硫、磷鋼：S 5 ppm，P 40ppm超低碳、硫、氮鋼超低碳、硫、氮鋼: 2030ppm超低氧鋼超低氧鋼: TO 5ppmN. Bannenberg, et al., “Process routes for the production of IF ste

55、els and some other high quality steelgrades with regard to steel cleanliness”, CSM-VDEh Steelmaking Technology Seminar, Beijing, Sept.3, 2001444.1 超低硫鋼生產(chǎn)工藝技術(shù)進(jìn)展超低硫鋼生產(chǎn)工藝技術(shù)進(jìn)展主要不足：噴Mg鐵水脫硫渣扒除困難；轉(zhuǎn)爐煉鋼“回硫”較嚴(yán)重；“LF真空”精煉時(shí)間長。45硫含量控制硫含量控制N.Bannenberg, et al., 中歐煉鋼技術(shù)研討會，中歐煉鋼技術(shù)研討會，2001年年9月月3日，北京日，北京中厚中厚板板IF鋼鋼電工鋼電工

56、鋼461 1 鐵水脫硫預(yù)處理發(fā)展動向鐵水脫硫預(yù)處理發(fā)展動向 脫硫工藝： 噴吹； KR（機(jī)械攪拌）。 脫硫劑： CaC2-CaO; CaO-CaF2; Mg（-CaO)。 處理后S：3080ppm。噴吹噴吹KR47鐵水噴鐵水噴MgMg脫硫預(yù)處理脫硫預(yù)處理1.應(yīng)用：中國普遍采用；日、韓不采用；歐洲少量采用。2.優(yōu)點(diǎn)：脫硫效率高；脫硫劑耗量低；溫降小。3.缺點(diǎn)：扒渣難；轉(zhuǎn)爐回硫量大。48新建鋼廠轉(zhuǎn)向新建鋼廠轉(zhuǎn)向KRKR鐵水脫硫鐵水脫硫 采用CaO-CaF2系脫硫劑； 脫硫劑作用時(shí)間長； 大約12min脫硫反應(yīng)可基本達(dá)到平衡； 脫硫處理時(shí)間較噴粉工藝縮短5min； 脫硫效率提高2035左右。國內(nèi)新建鋼

57、廠開始選用國內(nèi)新建鋼廠開始選用KR工藝工藝(曹妃甸、馬鋼等曹妃甸、馬鋼等)。49KRKR脫硫與噴粉脫硫的比較脫硫與噴粉脫硫的比較巖田勝吉，轉(zhuǎn)爐煉鋼節(jié)能技術(shù)研討會，中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會，巖田勝吉，轉(zhuǎn)爐煉鋼節(jié)能技術(shù)研討會，中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會，2005年年6月，萊蕪月，萊蕪50KRKR脫硫與噴粉脫硫的比較脫硫與噴粉脫硫的比較T. Ueki, et al., The 10th Japan-China Symposium on Science and Technology of Iron and Steel, 2004, p11651KRKR脫硫與噴粉脫硫的比較脫硫與噴粉脫硫的比較T. Ueki, et al

58、., The 10th Japan-China Symposium on Science and Technology of Iron and Steel, 2004, p116522 轉(zhuǎn)爐煉鋼過程抑制回硫轉(zhuǎn)爐煉鋼過程抑制回硫?qū)氫撧D(zhuǎn)爐回硫分析：寶鋼轉(zhuǎn)爐回硫分析：鐵水：鐵水： SS：0.005% 0.005% 廢鋼：廢鋼： SS：0.04%0.04%生鐵塊：生鐵塊： SS：0.03%0.03%石灰：石灰： SS：0.011%0.011%輕燒白云石：輕燒白云石： SS：0.025%0.025%生白云石：生白云石： SS：0.015%0.015%鐵水渣：鐵水渣： SS：1.01.02.2%2.2%鐵

59、水鐵水帶渣量：帶渣量： 0.50.51.01.0噸噸 53吹煉過程吹煉過程SS變化變化54帶入硫量分析帶入硫量分析 回硫主要來自廢鋼和鐵水脫硫渣； 石灰?guī)氲牧蛄亢苌佟?5許多鋼廠石灰硫含量過高許多鋼廠石灰硫含量過高國內(nèi)某廠渣料成分國內(nèi)某廠渣料成分56石灰硫含量的影響石灰硫含量的影響573 LF3 LF精煉脫硫渣系精煉脫硫渣系)S(%faCaSCaSS3/2AlCaO3/ 13O2AlCaSaa1aaalnRT(CaO)+2/3Al+S=(CaS)+1/3(Al(CaO)+2/3Al+S=(CaS)+1/3(Al2 2O O3 3) ) G G 314873148767.53T 67.53T

60、11 1 E.T. Turkdogan, Fundamentals of Steelmaking, The Institute of Materials, The University Press, Cambridge, UK, 1996S%faSS（1）58)RTG(EXPafafaS%)S(%03/2Al s 3/ 13O2AlCaSCaOsatCaS)S(%1f代入（代入（2）式，）式，)RTG(EXPafa)S(%aS%)S(%03/2Al s 3/ 13O2AlsatCaO（3）因?yàn)?，因?yàn)?，?）59)RTG(EXP.)P . S(Al%S%)S(%03/2CaOsat3/ 13O2