《“全三脱”冶炼技术工艺培训（高端培训）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《“全三脱”冶炼技术工艺培训（高端培训）（52页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、工程师培训资料 标题 全三脱 冶炼技术工艺培训 高端培训 培训人 xx 内部工程师培训资料 传统洁净钢生产流程 钢铁公司 全三脱 冶炼技术 一 概述二 传统与 全三脱 流程洁净钢生产特点三 采用 全三脱 工艺存在的难点四 全三脱 冶炼工艺生产实践五 典型钢种生产六 难点问题解决情况七 辅原料消耗情况八 结论 一 概述1 转炉炼钢技术进步分析1 炼钢转炉功能的解析 集成方面的创新 20世纪50年代以前 长期以来总以为一种工艺 一个装置的功能越多越好 而忽视整个制造流程生产的总体发展趋势 例如平炉就是一个实例 平炉确实有很多功能 一度曾是主要的炼钢方法 但由于其冶炼周期过长 能耗高 很难与新兴的连
2、续铸钢工艺经济地匹配起来 因而 随着全连铸体制钢厂的推行 平炉炼钢工艺趋向萎缩 随着科学研究的不断深化 钢铁制造流程的不断创新 逐步认识到必须注意对炼钢炉的功能进行解析与集成 淘汰一些不适合炼钢炉承担的功能 例如脱硫功能等 开发 集成一些优化的功能 例如快速脱碳 快速升温等 炼钢炉的功能优化应遵循以下原则 遵循物理化学原理来优化选择化学冶金功能 兼顾质量 成本和效率 优化炼钢过程的时间节奏和温度制度 保持物质流顺畅 高效率 以功能 结构 效率的连锁优化促进与前后工序在动态运行过程中的协调等 可以清楚地看出 现代氧气转炉的功能将定位在以脱碳 升温为主和适度的脱磷上 其它功能应分别分解到铁水预处理
3、装置或二次冶金装置分担 2 铁水预处理与全量铁水在线 三脱 处理的技术效果与经济效益 铁水预处理工艺对现代氧气转炉炼钢厂而言 尤显重要 其重要性已从原来冶炼一些对含硫量要求特别严的钢种开始 发展成为炼铁 炼钢 凝固过程优化不可分割的重要环节 由于转炉预处理铁水进行脱磷工艺的开发 正在形成一种全量铁水进行 三脱 处理的技术进步模式 全量铁水 三脱 的概念是所有进入转炉炼钢的铁水都要经过 三脱 预处理 2 关于铁水 全三脱 工艺的价值 1 建立起高效 低成本的洁净钢生产工艺平台 提高产品竞争力 2 可以使用较高含P的矿石 铁水含磷可以放到0 1 0 15 有利于降低矿石采购成本 3 有利于脱碳转炉
4、使用锰矿 还原成钢水 Mn 可以降低合金成本 4 脱碳转炉渣可为脱磷转炉使用 并少加石灰 5 加快转炉 大型 冶炼节奏 适合于现代高拉速板坯铸机匹配运行 提高生产效率 6 有利于运行过程时间紧凑 实现节能 不能将其价值局限在冶炼超低磷钢 3 全三脱 冶炼工艺技术国内外发展简况 根据所用的不同容器 铁水脱磷可分为两类 一种是在铁水包或鱼雷车中进行脱磷 另一种就是在转炉内进行铁水预处理脱磷 与混铁车内或铁水包中进行的铁水预处理相比 在转炉内进行脱磷预处理的优点是转炉的容积大 反应速度快 效率高 可节省造渣剂的用量 吹氧量较大时不易发生严重的喷溅现象 也不存在鱼雷车和铁水包中脱磷时温降大 处理时间长
5、等问题 有利于生产超低磷钢 尤其是中高碳的超低磷钢 因此 近年来在转炉内进行铁水脱磷的工艺技术得到了较大的发展 我们把通过转炉进行铁水脱硅 脱磷预处理 再通过转炉进行铁水脱碳精炼的工艺称为转炉两步炼钢工艺 即一座转炉进行铁水脱磷操作 另一座转炉接受来自脱磷炉的低磷铁水进行脱碳操作 该工艺20世纪90年代产生于日本 现在日本住友金属和歌山厂 川崎制铁水岛厂 NKK福山厂 新日铁室兰厂以及韩国浦项光阳厂等均采用转炉两步炼钢法冶炼工艺进行大规模生产 转炉两步炼钢工艺 日本住友和歌山厂称SRP法 新日铁室兰厂称LD ORP法 NKK福山厂称LD NRP法 典型的两步炼钢工艺流程为高炉铁水一铁水脱硫预处
6、理一转炉脱磷一转炉脱碳一二次精炼一连铸 宝钢从2002年开始进行了BRP BaosteelBOFRefiningProcess 技术研究 即宝钢转炉脱磷一脱碳两步炼钢工艺技术研究 主要是低磷和极低磷钢 包括管线钢 IF钢 帘线钢 石油钻杆钢等钢种 脱磷炉停吹磷的质量分数平均在0 015 以下 最低达到0 003 成品磷的质量分数低于0 006 进行少渣吹炼时 脱磷和脱碳后的总渣量小于60kg t 4 首钢京唐公司 全三脱 工艺简介 首钢京唐公司现有2座5500m3高炉 高炉 转炉界面采用 一罐到底 技术运输铁水 运输铁水罐容量为300吨 炼钢厂配有4个300tKR脱硫站 2座300t脱磷炉 3
7、座300t脱碳炉 精炼配有RH CAS LF炉 连铸采用双流板坯连铸机 工艺流程如下图 脱硫工艺是采用脱硫效率高且脱硫效果稳定的机械搅拌KR法 脱磷工艺是采用转炉法 工艺布局特点是转炉采用双高跨布置 即分为脱磷预处理转炉跨和脱碳转炉跨 2009年5月23日京唐公司炼钢投产后 随即转炉进行了 全三脱 冶炼工艺试验 经过不断摸索 改进 全三脱 比例已达到80 以上 全三脱 工艺生产稳定 顺行 生产出的钢水纯净度较高 与常规冶炼相比 全三脱 冶炼消耗较低 初步实现了低成本生产洁净钢的目标 二 传统流程与 全三脱 流程洁净钢生产特点1 传统流程 传统洁净钢生产流程 如图2 可以生产出高洁净度钢水 但由
8、于钢水提纯主要依靠炉外精炼 造成工艺流程长 生产工艺波动造成钢水质量不稳定 能耗高 成本高 CO2排放量高 传统流程存在的基本矛盾 1 炼钢回硫 需LF炉二次脱硫 2 低碳脱磷 造成钢 渣过氧化 3 钢水过氧化 增大脱氧剂消耗 4 脱氧产生大量夹杂 需长时间 软吹 5 炉渣利用效率低 难以实现渣循环 传统流程存在的上述基本矛盾造成该流程生产洁净钢存在以下缺点 1 由于钢水提纯依赖炉外精炼 造成生产批量小 不能大批量生产洁净钢 2 由于流程存在回硫 低碳脱磷和钢水过氧化等问题 造成磷 硫和钢中夹杂物控制不稳定 3 由于渣量大 不能形成渣循环 造成生产成本高 生产效率低 2 全三脱 新流程 全三脱
9、 流程是洁净钢生产新流程的理论基础 其特点是在最佳的热力学条件下单独进行脱硫 脱硅 脱磷 脱碳等反应 大幅度提高反应效率 以达到提高生产效率 降低生产成本和提高钢水洁净度的目标 洁净钢生产新流程以铁水预处理作为钢水提纯的重点 转炉成为洁净钢生产的主体 通过减少渣量和实现炉渣循环降低生产成本 流程特点 1 采用铁水高效脱硫工艺和废钢处理技术 严格控制转炉回硫 2 采用转炉脱硅 脱磷工艺 实现高碳脱磷 3 采用脱碳炉少渣冶炼工艺 避免炉渣污染 4 高碳出钢 真空下冶炼低碳钢 避免钢水过氧化 5 减少渣量 脱碳炉渣作为脱磷剂返回脱磷炉 新流程实现高效低成本稳定大批量生产洁净钢 开发目标是 1 转炉生
10、产效率提高1倍 2 转炉直接生产 S P 100 10 6的洁净钢 3 转炉洁净钢生产成本低于传统工艺普通钢 3 两种洁净钢生产新流程的技术评价 将传统洁净钢流程与日本洁净钢生产新流程相比较 可看出新流程在洁净钢生产方面具有明显的技术经济竞争力 具体数据如下表 两种流程比较 三 京唐采用 全三脱 工艺存在的难点 1 干法除尘干法除尘是来自欧洲的先进环保工艺 该技术在常规转炉的应用目前是比较成熟的 特别是在国外 但是在国内也还存在除尘系统发生 卸爆 多和除尘不稳等问题 两步炼钢技术是来源于日本的先进冶炼工艺 但是日本全部采用的是湿法除尘技术 京唐转炉 全三脱 冶炼采用干式除尘是世界第一家 转炉
11、全三脱 工艺在脱碳转炉吹炼 全三脱 铁水时 与常规转炉不同的是 吹炼前期没有Si Mn氧化烟气 直接产生碳氧化烟气 脱碳转炉不加废钢 导致熔池温度快速上升 含有大量CO的烟气迅速产生 合理控制前烧期确保产生足量的 不可爆气体 烟气会变得困难 这将是造成转炉开吹 卸爆 的根源 宝钢二炼钢厂吹炼由鱼雷罐处理的 全三脱 铁水时 卸爆 显著增多的事实已经证明了我们的分析和担忧 这首先是技术问题 同时也是实践问题 需要从理论和实践两个方面入手 如果解决不好将会制约整个生产的顺行和达产 达效 2 自动化炼钢 对于京唐双联冶炼工艺 因工艺的特殊性 国内及欧洲还未涉足双联工艺冶炼自动控制技术 日本较多的钢铁企
12、业采用双联冶炼工艺生产模式 在自动化控制方面具有一定水平 但技术保密 不对外进行技术输出 因此无法实现依靠外部量来实现双联冶炼工艺的自动化控制技术 因此 京唐需要完全自主开发 全三脱 自动化炼钢技术 3 其它 1 少渣溅渣技术 由于脱碳炉采用少渣冶炼工艺 渣量只有40Kg t以下 因此 如何保证溅渣效果 确保炉衬厚度保持在合理范围是一个难点 2 热量问题 由于在转炉工序多一次铁水倒运 因此 当产量不足时 存在热量不足问题 四 全三脱 冶炼工艺生产实践1 KR脱硫 表2京唐公司KR法某月脱硫主要技术参数 京唐公司铁水100 经KR脱硫 为了保证钢水的纯净度和满足连铸工艺要求 KR脱硫后 铁水中的
13、S含量要求全部 0 005 实际 0 005 的比例达到98 5 平均终点S含量为0 002 以下 深脱硫可达到 0 001 以下 脱硫剂消耗和综合指标达到国内先进水平 同时为生产洁净钢创造了有利条件 2 脱磷 脱碳 常规冶炼基本工艺制度 表3脱磷 脱碳 常规冶炼基本工艺制度 3 入炉铁水情况 表4脱磷炉 脱碳炉 常规转炉某月入炉铁水和终点情况 4 脱磷炉指标图3脱磷炉终点C 温控制情况 由图3可知 脱磷炉终点C控制比较稳定 基本集中在3 3 3 6 脱磷炉终点温度基本控制在1340 1380 平均为1348 与工艺要求保持一至 图4终点P控制情况 当铁水Si 0 4 时 脱磷炉终点P可比较稳
14、定的控制在 0 03 的水平 平均P为0 026 可为后道工序创造较好条件 当铁水Si 0 4 终点P明显提高 集中在0 02 0 045的水平 平均为0 037 可见 铁水质量对脱磷炉终点控制影响很大 5 脱碳炉指标图5脱碳炉终点C 温控制情况 目前 低碳钢比例在55 以上 终点C比较低 采用加快钢包周转速度等措施 转炉终点温度降低 按照不同钢种 不同工艺路线 不同要求控制温度 目前平均为1670 图6脱碳炉终点P控制情况 脱碳炉终点P在0 004 0 009 平均为0 007 如有特殊要求 可将P控制在0 004 以下水平 可以满足各类钢种的生产 五 典型钢种生产1 管线钢 管线钢工艺路线
15、是 KR脱硫 全三脱 冶炼 LF精炼 RH精炼 连铸 转炉底吹效果较好 终点C P控制理想 过程泡沫渣控制良好 终点N含量较低 采用炉后大渣量渣洗 进站S含量较低 LF炉采用极低硫钢冶炼模式 Cu Ni Mo合金化在转炉内完成 Cr合金化在出钢过程完成 Nb V在LF完成 夹杂物评级合格满足管线钢要求 成品C S P N成分控制良好 图7管线钢主要成分控制情况 2 汽车板SDC04 SDC06成分控制难点在C和N 目前生产的成分控制满足高品质汽车板的要求 中包熔炼成份C含量最低4ppm 平均22 6ppm 标准差7 2ppm 中包熔炼成份N含量最低10ppm 平均24 3ppm 标准差7 8p
16、pm 图8汽车板C N控制情况 六 难点问题解决情况1 干法除尘工艺 通过分析蒂森钢厂提供的转炉烟气成分曲线图 发现在曲线图上的开吹阶段存在一段约1 5分左右的完全燃烧烟气段 由此得到启示 控制开吹阶段的烟气完全燃烧并产生一段 不可爆 烟气是控制 卸爆 的关键 在分析的基础上 通过设定脱碳转炉开吹操作条件 包括供氧 枪位 烟罩 风机速度等 初步找到了能产生约1 5分钟的 不可爆气体 烟气的操作条件 并绘制出了转炉烟气曲线 通过大量的数据分析 形成可行性报告 为下一步的工作提供了理论参考 通过不断的现场总结 摸索出了脱磷操作 脱碳操作的枪位控制 氧气流量控制以及罩裙控制的模式 有效避免了脱碳操作开吹时因CO O2达到临界点造成的报警提枪 实现了脱磷操作 脱碳操作蒸发冷却器进行自动喷水控制的模式 未发现干法除尘粗输灰链发生堵塞的现象 目前两步炼钢 干法除尘使用效果良好 表52010年干法除尘系各月统泄爆次数 表5表明 在 全三脱 冶炼条件下的干法除尘工艺已达到国际上常规冶炼采用干法除尘工艺的先进水平 图92010各月煤气含尘量 mg Nm3 2 自动化炼钢 京唐公司采用 全三脱 冶炼技术
