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1、1.钢铁冶金前沿技术钢铁冶金前沿技术 1）传统炼铁流程）传统炼铁流程 2）交流电弧炉炼钢生产率的提高）交流电弧炉炼钢生产率的提高 3）炉外精炼是提高质量、增加产量，降低）炉外精炼是提高质量、增加产量，降低 成本的有效手段成本的有效手段 4）连铸技术的发展和扩大应用引发钢铁工）连铸技术的发展和扩大应用引发钢铁工 业又一次重大革新业又一次重大革新高效连铸高效连铸及近终形连铸对现代炼钢和高速及近终形连铸对现代炼钢和高速 连轧起衔接作用，使产品专业化、系列化、连轧起衔接作用，使产品专业化、系列化、 优化及高附加值。优化及高附加值。 5）等离子冶金具有潜在优势）等离子冶金具有潜在优势 6）真空冶金是生产
2、超级合金的重要手段）真空冶金是生产超级合金的重要手段 7）电渣冶金在）电渣冶金在 21 世纪仍具有以下五个方世纪仍具有以下五个方 面的优势面的优势 a.在优质大型及中型锻件生产中，在优质大型及中型锻件生产中， 处于垄断地位；处于垄断地位；b.在优质钢工具钢、模具在优质钢工具钢、模具 钢、不锈耐热钢、超高强钢、管坯及冷轧钢、不锈耐热钢、超高强钢、管坯及冷轧 轧辊生产中占绝对优势；轧辊生产中占绝对优势；c.在超级合金生产在超级合金生产 中与真空冶金处于竞争状态；中与真空冶金处于竞争状态；d.在有色金在有色金 属生产方面，发展前景广阔；属生产方面，发展前景广阔；e.电渣重熔空电渣重熔空 心锭和电渣熔
3、铸异形件具有独到之处，发心锭和电渣熔铸异形件具有独到之处，发 展前景良好。展前景良好。 8）近终成形是金属毛坯制备的新方向）近终成形是金属毛坯制备的新方向 9）人工智能及计算机集成系统在冶金的应）人工智能及计算机集成系统在冶金的应 用日益广泛用日益广泛 2.“十二五十二五”冶金十大关键技术冶金十大关键技术 新一代钢铁流程技术新一代钢铁流程技术 低品位难选矿综合利用技术低品位难选矿综合利用技术 大中型高炉的高效、节能、长寿综大中型高炉的高效、节能、长寿综 合技术合技术 高效、低成本的转炉洁净钢生产系高效、低成本的转炉洁净钢生产系 统技术统技术 以超快冷为核心的新一代控轧控冷以超快冷为核心的新一代
4、控轧控冷 技术技术 高炉炼铁二氧化碳减排和利用关键高炉炼铁二氧化碳减排和利用关键 技术技术 非高炉炼铁技术非高炉炼铁技术 无头轧制和半无头轧制技术无头轧制和半无头轧制技术 薄带铸轧技术薄带铸轧技术 钢渣、铁渣显热回收和综合利用术钢渣、铁渣显热回收和综合利用术 3.直接还原直接还原将铁矿石在固态还原成海绵铁将铁矿石在固态还原成海绵铁 的方法。所得产品称为直接还原铁的方法。所得产品称为直接还原铁 DRI. 4.熔融还原熔融还原用铁矿石和普通烟煤作原料，用铁矿石和普通烟煤作原料， 经流化床直接生产铁水，使渣铁分离的方经流化床直接生产铁水，使渣铁分离的方 法。法。4.COREX 工艺流程工艺流程煤，氧
5、气煤，氧气 还原气化炉（焦碳流化床）还原气化炉（焦碳流化床） 焦碳和优质还原气，铁矿石焦碳和优质还原气，铁矿石 竖炉还原竖炉还原 海绵铁粒，煤气海绵铁粒，煤气 还原气化炉（加热熔还原气化炉（加热熔 化）化） 铁水、炉渣铁水、炉渣 5.建立短流程现代钢铁企业：建立短流程现代钢铁企业：COREX 铁水预处理脱磷、硫铁水预处理脱磷、硫 转转 炉复吹炉复吹 二次精炼二次精炼 RH 薄板坯连铸连轧薄板坯连铸连轧 CSP 冷轧冷轧 6.COREX 的优点如下：的优点如下：1）可用普通煤炭）可用普通煤炭 代替焦碳；代替焦碳；2）可使用块矿、球团矿及烧结）可使用块矿、球团矿及烧结 矿；矿； 3）投资省，比传统
6、工艺建高炉、焦炉省）投资省，比传统工艺建高炉、焦炉省 30%； 4）生产成本低，操作及维修人员比传统工）生产成本低，操作及维修人员比传统工 艺低艺低 1/3；5）产生大量可供发电用的燃气；）产生大量可供发电用的燃气；6）生铁质量优良。）生铁质量优良。 6.CONROLL 工艺工艺特点：工艺工艺特点： 采用平行板形结晶器采用平行板形结晶器 采用旋转除鳞机，避免温降过大采用旋转除鳞机，避免温降过大 采用超低头弧形连铸机采用超低头弧形连铸机 配有液压轻压下（配有液压轻压下（LSR）系统）系统 可可 生产包晶钢热轧带卷生产包晶钢热轧带卷 7.溅渣护炉技术的特点溅渣护炉技术的特点:1.操作简便；操作简便
7、；2.成本成本 低低 ；3.时间短；时间短；4.溅渣均匀覆盖在整个炉溅渣均匀覆盖在整个炉 膛内壁上，基本上不改变炉膛形状；膛内壁上，基本上不改变炉膛形状；5.工人工人 劳动强度低，无环境污染；劳动强度低，无环境污染；6.炉膛温度较稳炉膛温度较稳 定，炉衬砖无急冷急热的变化；定，炉衬砖无急冷急热的变化；7.对提高钢对提高钢 产量和平衡、协调生产组织有利；产量和平衡、协调生产组织有利；8.由于转由于转 炉作业率和单炉产量提高，为转炉实现炉作业率和单炉产量提高，为转炉实现 “二吹二二吹二”或或“一吹一一吹一”生产模式创造了生产模式创造了 条件。条件。 8.溅渣补炉的基本原理溅渣补炉的基本原理:在转炉
8、出钢后，调在转炉出钢后，调 整终渣成分，并通过喷枪向渣中吹氮气，整终渣成分，并通过喷枪向渣中吹氮气， 使炉渣溅起并附着在炉衬上，形成对炉衬使炉渣溅起并附着在炉衬上，形成对炉衬 的保护层，减轻炼钢过程对炉衬的机械冲的保护层，减轻炼钢过程对炉衬的机械冲 刷和化学侵蚀，从而达到保护炉衬、提高刷和化学侵蚀，从而达到保护炉衬、提高 炉龄的目的炉龄的目的 9.溅渣护炉操作步骤溅渣护炉操作步骤：1)将钢出尽后留下全将钢出尽后留下全 部或部分炉渣；部或部分炉渣；2)观察炉渣稀稠、温度高观察炉渣稀稠、温度高 低，决定是否加入调渣剂，观察炉衬侵蚀低，决定是否加入调渣剂，观察炉衬侵蚀 情况；情况； 3)摇动炉子使炉
9、渣涂挂到前后侧大面上；摇动炉子使炉渣涂挂到前后侧大面上；4)下枪到预定高度，开始吹氮、溅渣，使炉下枪到预定高度，开始吹氮、溅渣，使炉 衬全面挂上渣后，将枪停留在某一位置上，衬全面挂上渣后，将枪停留在某一位置上， 对特殊需要溅渣的地方进行溅渣；对特殊需要溅渣的地方进行溅渣；5)溅渣溅渣 到所需时间后，停止吹氮，移开喷枪；到所需时间后，停止吹氮，移开喷枪；6) 检查炉衬溅渣情况，是否需局部喷补，达检查炉衬溅渣情况，是否需局部喷补，达 到要求，出渣，溅渣操作结束。到要求，出渣，溅渣操作结束。 10.溅渣护炉的效果取决于：溅渣护炉的效果取决于：1.熔池内留渣熔池内留渣 量和渣层厚度；量和渣层厚度；2.
10、熔渣的物化性质，包括成熔渣的物化性质，包括成 分、熔点、过热度、表面张力和粘度；分、熔点、过热度、表面张力和粘度；3.溅溅 渣气体的动力学参数，包括喷吹压力和流渣气体的动力学参数，包括喷吹压力和流 量，枪位及喷枪孔数和夹角等量，枪位及喷枪孔数和夹角等 11.基本工艺参数基本工艺参数 1)熔池内的合适渣量熔池内的合适渣量 2)炉渣性质炉渣性质:渣成分渣成分-终渣碱度终渣碱度(GaO/SiO2) 为为 3 左右、左右、MgO 含量含量 8左右就可以保证左右就可以保证 MgO 达到饱和。严格控制渣中达到饱和。严格控制渣中 FeO 含量。含量。 炉渣粘度炉渣粘度-渣稠不易溅起且附着力差；渣稀，渣稠不易
11、溅起且附着力差；渣稀， 溅渣覆盖较易，但覆盖层较薄。调渣剂溅渣覆盖较易，但覆盖层较薄。调渣剂-改改 变渣成分，提高熔化温度，提高护炉效果。变渣成分，提高熔化温度，提高护炉效果。3)氮气压力和流量氮气压力和流量 4)顶吹喷枪工艺参数顶吹喷枪工艺参数 5)复吹转炉底气对溅渣的影响复吹转炉底气对溅渣的影响-复吹转炉溅复吹转炉溅 渣量比顶吹转炉多，而且溅渣量更集中于渣量比顶吹转炉多，而且溅渣量更集中于 耳轴部位。耳轴部位。6)溅渣时间溅渣时间-一般吹氮时间为一般吹氮时间为35min。 12.溅渣护炉和冶炼工艺的相互影响溅渣护炉和冶炼工艺的相互影响 1)溅渣护炉对冶炼工艺的影响溅渣护炉对冶炼工艺的影响:
12、对冶炼操作对冶炼操作 的影响的影响:对钢中氮含量和质量的影响对钢中氮含量和质量的影响 2)冶炼对溅渣的影响冶炼对溅渣的影响:冶炼终点温度对溅渣冶炼终点温度对溅渣 覆盖层的影响覆盖层的影响 炉渣氧化性的影响炉渣氧化性的影响-:炉渣粘度炉渣粘度:炉渣成分炉渣成分 13.溅渣护炉带来的问题溅渣护炉带来的问题 1)炉底上涨炉底上涨 2)喷枪粘结喷枪粘结-3)设备维修问题设备维修问题 4)经济炉龄问题经济炉龄问题 13.直流电弧的特性直流电弧的特性 1）热分布：导电截面电流分布均匀）热分布：导电截面电流分布均匀 2）导电截面电流分布均匀）导电截面电流分布均匀 3) 可采用长弧作业可采用长弧作业,电流和电
13、压均高于交流。电流和电压均高于交流。 可以看出，由于直流稳弧性好，可使用更可以看出，由于直流稳弧性好，可使用更 高的电弧电压。高的电弧电压。 14.直流电弧炉的优点直流电弧炉的优点 1）对电网的冲击）对电网的冲击-闪烁小闪烁小 2）石墨电极消耗）石墨电极消耗 减少减少 3）耐火材料消耗减少）耐火材料消耗减少 4）提高生产率，）提高生产率， 降低电耗降低电耗 5）减少环境污染，平均噪音减少）减少环境污染，平均噪音减少 10dB 6）降低金属消耗）降低金属消耗 7）投资回收周期短）投资回收周期短15.直流电弧的不足与改进直流电弧的不足与改进 1)功率受电极制造技术的限制功率受电极制造技术的限制 2
14、）直流电弧炉未能有效利用直流电化学反）直流电弧炉未能有效利用直流电化学反 应应 3）直流电弧熔炼，钢）直流电弧熔炼，钢-渣界面没有交流渣界面没有交流 电的电毛细振荡电的电毛细振荡 近终成形新技术近终成形新技术 16.微电弧熔炼成形：微电弧熔炼成形：1.电渣精炼成形电渣精炼成形 2.喷射沉积成形喷射沉积成形 3.金属泥成形金属泥成形 4.电磁铸造成电磁铸造成 形形 5.自蔓延成形自蔓延成形 17.自蔓延成形：电渣转铸（自蔓延成形：电渣转铸（ESPC 电渣离心浇铸（电渣离心浇铸（CESC 电渣模铸电渣模铸 （ESMC） 电渣铸管电渣铸管 18.CSP 紧凑式带钢生产线紧凑式带钢生产线 薄板坯连铸机
15、薄板坯连铸机均热（保温）炉均热（保温）炉热连轧热连轧 机机层流冷却层流冷却地下卷取地下卷取 19.ISP 在线带钢生产线特点在线带钢生产线特点：1）采用立弯）采用立弯 式结晶器；式结晶器；2）采用薄壁收缩式长水口；）采用薄壁收缩式长水口； 3）采用铸轧工艺）采用铸轧工艺 。 20.不锈钢生产工艺路线不锈钢生产工艺路线 超高功率电炉超高功率电炉VODLF连铸连铸 超高功率电炉超高功率电炉AOD连铸连铸 高功率电炉高功率电炉AODVODLF 连铸连铸 超高功率电炉超高功率电炉VOD真空浇铸真空浇铸 21.CPR 工艺原理：工艺原理： 利用浇铸后的大压下（利用浇铸后的大压下（60%极限压下量）极限压
16、下量） ， 仅使用一组轧机就可生产厚度为仅使用一组轧机就可生产厚度为 6mm 的薄的薄 带卷。该工艺采用西马克的漏斗形结晶器。带卷。该工艺采用西马克的漏斗形结晶器。 结晶器出口处的铸坯厚度为结晶器出口处的铸坯厚度为 50mm，直接，直接 进行液芯压铸和粗轧。进行液芯压铸和粗轧。 22.真空感应熔炼冶金效果真空感应熔炼冶金效果 提纯精炼提纯精炼 精确控制成分精确控制成分 提高性能提高性能 23.电渣冶金的优越性：电渣冶金的优越性：1）质量优良。纯净度高、组织致密、成）质量优良。纯净度高、组织致密、成 分均匀、表面光洁。分均匀、表面光洁。2）生产灵活。可生产）生产灵活。可生产 各种形状的钢锭。各种形状的钢锭。3）工艺稳定。质量和性）工艺稳定。质量和性 能再现性高。能再现性高。4）经济合理。设备简单，操）经济合理。设备简单，操 作方便，成本低，成材率高。作方便，成本低，成材率高。5）过
