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1、1 概论,1.1 钢铁制造流程 1.2 转炉炼钢技术的发展 1.3 铁水预处理技术的发展 1.4 电弧炉炼钢技术发展 1.5 炉外精炼发展 1.6 连铸技术发展 1.7 耐火材料技术发展,1 概论,高炉 炼铁,转炉炼钢,连铸,氩站,LF,AOD,方坯,RH,板坯,铁水预处理,炉外精炼,连轧,电炉炼钢,连铸,炉外精炼,连轧,热轧,冷轧,轧板,大型,硅钢,脱硫,三脱,1.1 钢铁制造流程,长流程,短流程,VOD,VD,薄板坯,圆坯,1 概论,1.2 转炉炼钢技术的发展,1855年，英国亨利.贝塞麦(Bessemer)发明酸性空气底吹转炉 1878年，英国人S.G.Thomas发明碱性空气底吹转炉
2、1952年，奥地利林茨（Linz）投产30t碱性氧气顶吹转炉。 1953年，多那维茨（Donawitz）投产30t碱性氧气顶吹转炉。 命名为LD氧气顶吹转炉炼钢法。 1967年，原联邦德国和法国建成氧气底吹转炉（OBM）。 1974年，英国首先在1.25t顶底复合吹炼转炉炼钢 。 1975年，法国和卢森堡合作在65t顶底复合吹炼转炉炼钢 。 1977年，卢森堡阿尔卑德公司和德国钢铁研究院共同开发出顶吹氧、底吹惰性气体的复合吹炼技术，即LD-LBE技术,1855-酸性底吹空气转炉-H.Bessemer,1878-碱性底吹空气转炉-S.G.Thomas,1952-碱性顶吹氧气转炉-LD,1968-
3、碱性底吹氧气转炉OBM-德,1974-碱性顶底复吹氧气转炉-英1.25t,1975-碱性顶底复吹氧气转炉-法和卢65t,1977-碱性顶氧底惰性转炉-德和卢LBE,1999-SRP-和歌山-新建,1987-SRP-住友,1989-LD-ORP-新日铁,1995-NRP-NKK改造,1983-H炉-神户,转炉炼钢技术发展图解,1 概论,1.2 转炉炼钢技术的发展,1950-1970年，LD基本炼钢技术的完善和转炉大型化的实现 1980-1990年，顶底复合吹炼技术的开发与完善 1990年-2000，高效、高自动化、高洁净度炼钢技术的发展,1 概论,1.2.1 转炉炼钢技术的展望,转炉炼钢技术创新
4、计划-近期项目： （1）开发快速准确炉气分析技术，控制冶金过程和烟气净化； （2）熔池搅拌技术，提高炉役期内冶金行为稳定性； （3）防止钢渣流入钢包的更有效的保护措施； （4）计算机人工智能、专家系统，提高过程稳定性； （5）开发夹杂物控制技术，去除和降低不变形残余夹杂物； （6）减少转炉废气废渣的排放，进一步改善环境； （7）开发经济的、环保型的脱磷、控磷方法及其他有生命力的炉渣利用技术。,1 概论,转炉炼钢技术创新计划-中期项目： （1）延长炉体寿命，开发冷却系统防止炉体变形； （2）开发供氧新系统及可长时间保持射流特征的新型氧枪及二次氧枪； （3）降低能耗（如二次燃烧），提高废气回收率；
5、 （4）转炉冶炼和炉渣形成过程的检测（如射线波测量）。,1.2.1 转炉炼钢技术的展望,1 概论,转炉炼钢技术创新计划-长期项目： “铁水三脱+少渣精炼+多功能二次精炼”的新生产体制 （1）利用转炉进行全量铁水“三脱”； （2）采用转炉“双联”工艺，进行少渣精炼； （3）Mn、Cr矿的熔融还原； （4）实现转炉高效化； （5）减少转炉总渣量50%，对环保作出新贡献。,1.2.1 转炉炼钢技术的展望,1 概论,表 常用铁水预处理脱硫方法分类,1.3 铁水预处理技术的发展,1 概论,表 铁水预脱硅方法,1.3 铁水预处理技术的发展,1 概论,1.3 铁水预处理技术的发展, 1982年君津厂首先实现
6、了以脱磷为中心的三脱工艺,1 概论,1.3 铁水预处理技术的发展, 1983年八幡厂利用三脱实现了低磷钢的生产,1990年川崎制铁千叶厂的生产工艺,神户制钢的炉铁水预处理,炉铁水处理的流程,转炉双联法,喷吹法,脱PS,喷吹石灰,脱C,1983年开发,住友金属的SRP(Simple Refining Process)工艺,在这种工艺中，两台复吹转炉中的一台作为脱磷炉，另一台作为脱碳炉。脱碳炉产生的炉渣可作为脱磷炉的脱磷剂，从而减少石灰消耗，达到稳定而快速的精炼效果。,脱碳炉和脱磷炉的操作条件,转炉双联法,1987年开发改造,新日铁名古屋厂于1989年12月开始在转炉内进行铁水的脱硅、脱磷、脱硫处
7、理，处理铁水的比例达98%以上。,LD-ORP的处理条件,转炉双联法的发展历程,Optimizing Refining Process,转炉双联法的发展历程,新日铁多功能精炼转炉法示意图 (MURC: Multi-Refining Converter),转炉双联法示意图,转炉双联法,1800年英格兰Humphrey Davy发现碳电极 1849年法国Deperz研究用电极来熔化金属 1866年德国Werner von Siemens 发明电能发生器 1879年德国C. Williams Siemens获得电弧炉专利 1885年瑞典ASEA公司设计了第一台直流电弧炉 1900年法国(P.L.T.
8、Heroult)设计第1台炼钢电弧炉投入生产 1964年美国Schwabe等首次提出超高功率电炉UHP概念 1973年ABEA (现ABB公司)第1次开发出直流电弧炉DC 1980年日本50t电炉采用料罐预热法 1992年日本NKK开发直流双壳电炉 1992年德国Fuchs公司双壳炉体竖式电炉,1 概论,1.4 电弧炉炼钢技术发展,超高功率化(UHP) 供电直流化(DC) 废钢预热 料罐预热法 双壳电炉 连续电弧炉 竖式电炉 强化用氧技术 氧燃烧嘴 二次燃烧技术 智能化控制 预报 识别 优化功能,1 概论,1.4 电弧炉炼钢技术发展,1 概论,电弧炉经济技术指标,Kwh/t,冶炼周期：出钢到出
9、钢的时间。min.,(1)超高功率直流电弧炉具有电极消耗低、节电且对渣线耐火材料侵蚀小等特点，是世界范围内电炉发展的总趋势。达到电炉转炉化的水平。 (2) 利用电炉冶炼废热和化学能，发展废钢预热及烟气二次燃烧技术。竖式电炉不仅在生产率、能量利用、环境适用性及炉料灵活性等方面占有优势，而且实现了电炉炼钢的连续化，是目前最有发展前途的电炉。 (3)用初级能源代电，降低电耗、降低生产成本、缩短冶炼时间，尤其是煤-氧助熔技术更有发展前途。 (4)扩大铁源应用范围，除废钢外广泛应用DRI、HBI、碳化铁、高炉铁水、熔融还原铁、生铁块。 (5)电炉炼钢应逐步趋向连续化操作，改善劳动条件，提高设备的利用率。
10、 (6)环保问题是全世界永恒的话题，应注意环境保护和废气物的回收利用。,1 概论,电炉炼钢技术发展趋势,1933年法国开发合成渣洗法（Perrin） 1959年西德Ruhrstahl和Heraeus公司共同开发真空循环脱气法（RH） 1972年新日铁室兰厂开发RH-OB真空吹氧技术。 1986年，日本川崎钢铁公司开发了顶吹氧的KTB技术。 1987年新日铁名古屋厂开发成功的RH-PB法， 日本住友金属工业公司和歌山厂采用顶枪喷粉，即RH-PTB法。 1952年西德和前苏联开发VD 1965年联邦德国开发真空吹氧脱碳法（VOD） 1968年美国开发氩氧脱碳法（AOD） 1971年日本开发钢包加热
11、炉（LF）。,1 概论,1.5 炉外精炼技术的发展,连铸技术的发展大致可分为四个阶段: 第一阶段(18401930年)为连续浇铸金属液思想的启蒙阶段。最早(1887年)提出与现代连铸机相似的连铸设备建议的是德国人R.M.Daelen。 第二阶段(19401949年)是连续铸钢特征技术的开发阶段。其代表人物是现代连铸之父德国人S.gs，1943年在德国建成了第一台试验连铸机，奠定了现代连铸机结构的基础。 第三阶段(19501976年)为传统连铸技术的成熟阶段代表性的技术有钢包回转台、浸入式水口浇注、中包塞棒控制、电磁搅拌、结晶器在线无级调宽、渐进弯曲矫直技术等 第四阶段(20世纪8090年代)高
12、效、近终形连铸发展阶段,1 概论,1.6 连铸技术发展,1 概论,1.6 连铸技术发展,图 专利原理 1-中间包；2保护剂加入装置；3进水口；4结晶器；5铸坯； 6拉辊；7出水口；8压缩机；9钢包；10振动机构,前沿技术研究: 液芯压下技术 液压非正弦振动 电磁连铸,1 概论,1.6 连铸技术发展,连续铸钢技术展望 传统连铸机的超高效率和高品质化 近终形电磁连铸机的开发,1 概论,连铸经济技术指标,1 概论,1.7 耐火材料技术发展,耐火材料的发展 一极是不定形化，另一极是定形耐火材料的高纯化、精密化、致密化和大型化,耐火材料的“三高”工艺： 高纯原料 高压成型 高温烧成,1 概论,1.7 耐火材料技术发展,不定形耐火材料的最近动向 低水泥和无水泥浇注料的开发和使用研究 喷补修补法的改进研究 施工法的机械化和自动化,
