《炼钢连铸工艺知识讲座.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《炼钢连铸工艺知识讲座.ppt（149页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2019/9/8,炼钢连铸工艺知识讲座,2005年10月5日,迁钢炼钢分厂,2019/9/8,炼钢连铸工艺,一、概述 二、一期炼钢连铸工艺设备主要改进项目 三、炼钢工艺 炼钢基本任务及基本反应 铁水脱硫处理 炼钢原材料 炼钢基本工艺制度 转炉炉衬及溅渣护炉 转炉顶底复合吹炼 副枪及计算机炼钢 四、炉外精炼 五、方坯连铸工艺 连铸工艺及设备 连铸工艺参数的确定 六、主要技术经济指标,2019/9/8,一、概述,我国已成为世界上第一产钢大国，现正朝着迅速 优化品种结构，提高质量，增强市场竞争力的方向发 展。 根据首钢生产能力转移和结构调整要求，迁钢公 司炼钢一期工程于2004年10月12日正式投产
2、,年产规 模200万吨钢。,2019/9/8,2019/9/8,一期工程主要包括： 两座210吨转炉及配套设施 一座钢包吹氩站 两台8流方坯连铸机及配套设施 一座500立方米活性石灰套筒窑,2019/9/8,炼钢、方坯连铸工艺断面图,2019/9/8,目前二期工程已全面启动，预计2006年四季度竣工投产。 二期建设完成后，炼钢主要装备有： 三座210t转炉，全部采用副枪及计算机炼钢、顶底复合吹炼、挡渣出钢。 三套铁水脱硫扒渣设施，铁水实现100%脱硫处理。 炉外精炼： （1） 一座吹氩站 （2） 一座CAS-OB钢水精炼站 （3） 一座双工位电极旋转式LF钢包精炼炉（带钢包喷粉） （4） 一座
3、带顶吹氧RH真空精炼设施（预留一座） 两台不同断面的双流板坯连铸机，一台断面9001600mm、另一台1100 2150mm。厚度230、250mm（以230mm为主），长度800010500mm，最大单重 38.5t 两台方坯连铸机 两座500立方米活性石灰套筒窑,2019/9/8,迁钢炼钢分厂平面布置图,2019/9/8,转炉炼钢厂房横断面,2019/9/8,转炉炼钢厂房纵断面,2019/9/8,扒渣,CAS-OB,RH,LF,铁水脱硫,炼钢,迁钢炼钢分厂工艺流程,吹氩,连铸,炉外精炼,2019/9/8,一期主要生产钢种：低合金钢、碳素钢。现主要冶炼钢号有HRB335、HRB400、Q23
4、5B、H08A、TQ235、08LS、1006、45#、Q215B、Q345B等。投产后四个月，从2005年3月起,月钢产量超设计能力,2005年计划产钢量205万吨。,2019/9/8,2019/9/8,二期主要生产钢种：低碳钢、优质碳素结构钢、高强度低合金钢、深冲钢、汽车用钢、锅炉和压力容器用钢、船板、管线钢和IF钢。 二期设计年产450万吨钢，其中板坯412万吨。,2019/9/8,二、一期炼钢连铸工艺设备主要改进项目,一期炼钢连铸工艺设备改进主要有十八项: 1.炼钢、精炼、连铸工艺过程等实现计算机自动数据采集、传送、报表自动生成，信息管理资源共享。对操作岗位，能够及时查询相关需求信息，
5、便于实时调整、优化操作；对管理岗位，节省大量数据输入统计时间，能够及时统计、分析，便于及时指导、改进生产。 2.炼钢全部采用活性石灰,石灰单耗低,一般为42-48kg/t。二炼钢现尚未全部采用活性石灰，2005年7月石灰单耗为68kg/t。 3.铁水采用单吹颗粒镁脱硫，喷吹前铁水包形成富氧化钙质顶渣、严格的扒渣、废钢含硫控制、低硫副原料管理，用低硫铁水炼钢转炉终点回硫少，一般增硫值约为0.004%，二炼钢增硫值一般约为0.009%。,2019/9/8,4.转炉复吹采用8支底吹透气元件，搅拌效果均匀良好。二炼钢采用4支底吹透气元件。 5.炉后增设钢包钢水定氧检测装置，有利于HO8A等钢种的冶炼，
6、提高产品质量。 6.转炉副原料加入采用双侧加料，有利于炉渣形成的均衡性。二炼钢为单侧加料。 7.出钢采用先进的悬挂式挡渣机，用挡渣锥挡渣实现自动挡渣操作。 8.钢水全程底吹氩（出钢、炉后、精炼、大包转台），进一步降低钢水夹杂物含量，均匀成分、温度、降低钢水氧含量，满足冶炼品种钢的需要。 9.钢渣采用粒化技术和热泼工艺处理，钢渣粒化技术的开发应用国内领先。,2019/9/8,10.钢包采用LV11T35滑动机构,解决了501滑动机构在使用过程中经常出现因滑动机构压力不够或受力不均匀、机构油缸损坏等原因导致的钢包漏钢、回炉事故，确保生产顺利进行，并提高了滑板连滑次数，减少耐材消耗。 11.钢包到中
7、间包的钢水保护采用长水口加氩封，提高保护效果。 12.中间包至结晶器采用浸入式水口保护渣浇注。 13.采用大容量中间包：正常浇注液面970mm，中间包钢水量20吨；溢流液位1020mm，中间包钢水量为23吨。 14.结晶器采用半板簧导向、短臂四连杆振动机构。 15.二冷水实现静态自动控制。 16.拉矫机采用连续矫直的五辊液压拉矫机。 17.引锭杆采用刚性引锭杆。 18.铸坯采用红外自动定尺切割。,2019/9/8,三、炼钢工艺 1、炼钢基本任务及基本反应,钢是以铁为主要元素，碳含量一般在2%以下，并含有其它元素的材料统称。按化学成分钢可以分为非合金钢、低合金钢、合金钢三类。 炼钢的基本任务 炼
8、钢的基本任务：脱碳、脱磷、脱硫、脱氧；去除有害气体和非金属夹杂物；提高温度；调整钢液成分。 供氧、造渣、搅拌、加合金是完成炼钢任务的手段。 由于炼钢采用精料、铁水预处理、炉外精炼技术等，转炉炼钢任务将趋于脱碳和升温。,2019/9/8,炼钢的基本反应,炼铁的基本反应是还原反应，炼钢的基本反应是氧化反应。 脱碳反应 2C+O2=2CO C+O=CO C+2O=CO2 C+CO2=2CO 硅锰元素氧化 Si+2O=（SiO2） Mn+O=（MnO） Si+2（FeO）=（SiO2）+2Fe Mn+（FeO）=（MnO）+Fe 脱磷反应 2P+ 5（FeO）+4（CaO）=（4 CaO.P2O5）+
9、5Fe 脱硫反应 （CaO）+ FeS= （CaS）+（FeO）,2019/9/8,2、铁水脱硫处理,铁水脱硫的必要性 用户对钢的品种和质量要求提高，连铸技术的发展也要求钢中硫含量低(硫含量高容易使连铸坯产生裂纹)。铁水脱硫可以满足冶炼低硫钢和超低硫钢的要求。 转炉炼钢整个过程是氧化气氛，脱硫能力仅为3040%，而铁水中含有较多的碳、硅等元素，氧含量低，提高了铁水中硫的活度系数，铁水脱硫效率高，能保证炼钢吃精料。铁水脱硫费用低于高炉、转炉和炉外精炼的脱硫费用。,2019/9/8,铁水脱硫的主要方法有： 单吹颗粒镁 镁基复合喷吹 KR搅拌 三种方法均能保证正常脱硫需要。KR搅拌因石灰消耗高、温降
10、大、铁损高，我厂没有选用；单吹颗粒镁和镁基复合喷吹脱硫效果良好，但镁基复合喷吹设备较复杂、成本偏高，我厂选用单吹颗粒镁，脱硫剂消耗低、温降小、铁损低。,2019/9/8,用镁进行铁水脱硫的机理,镁通过喷枪喷入铁水中，镁在高温下液化、气化、溶于铁 水： Mg(s) Mg(l) MgMg Mg与S的相互反应存在两种情况： 第一：Mg+S=MgS(s) (1) 第二：Mg=Mg (2) Mg+S= MgS(s) (3) 高温下，镁和硫有很强的亲和力，溶于铁水中的Mg和气态 的Mg都能与铁水中的S迅速反应生成固态的MgS，上浮进入渣 中.以第二种情况为主.,2019/9/8,铁水包单吹颗粒镁脱硫工艺,
11、2019/9/8,工艺流程：,2019/9/8,单吹颗粒镁脱硫设计工艺参数： 1)脱硫剂 颗粒Mg，粒度0.5-1.6mm，Mg92% 2)氮气压力 1.0MPa 3)初始铁水S 0.035% 4)目标铁水S 0.005% 5)喷吹时间 10min 6)脱硫剂流量 Mg 8-15kg/min 7)脱硫剂消耗 Mg 0.46kg/t 8)温降 约10,2019/9/8,铁水脱硫后的扒渣： 经过脱硫处理后的铁水，须将浮于铁水表面上的脱硫渣除 去，防止转炉炼钢时因产生逆反应造成回硫，渣中MgS或CaS会 被氧还原，即： (MgS)+O=(MgO)+S (CaS)+O=(CaO)+S 因此，只有经过扒
12、渣的脱硫铁水才允许兑入转炉。要求 钢水硫越低，相应要求扒渣时扒净率越高，尽量减少铁水带渣 量。,2019/9/8,本厂铁水脱硫实际效果 铁水初始硫：0.022-0.062%,平均0.033%。 铁水终点硫：0.004-0.030%,平均0.008%。 颗粒镁耗量：0.245-0.672Kg/t铁,平均0.410Kg/t 铁。 平均铁水温降：0.56/min。,2019/9/8,3、炼钢原材料,原材料是炼钢的物质基础，原材料质量的好坏对炼钢工艺和钢的质量有直接的影响.国内外大量生产实践证明，采用精料以及原料标准化，是实现冶炼过程自动化、改善各项技术经济指标、提高经济效益的重要途径.,2019/9
13、/8,炼钢原材料,铁水 氧气 氩气 废钢 石灰 铁矿石 萤石 轻烧白云石 生白云石 增碳剂 脱氧与合金化用铁合金,2019/9/8,铁水罐车供应铁水,设备简单，投资省。,废钢供应,采用汽运废钢至废料间后，电磁吊装料，称量后由废钢料槽运输车运入加料跨废钢区，再加入转炉。,工业用气,氧气、氩气，制氧厂提供。,2019/9/8,铁合金供应,铁合金贮料间 铁合金高位料仓供应方式（适用于大型转炉车间）,2019/9/8,散状料供应,散状原料间的地下料仓贮料量一般按310天考虑，白灰定存量应控制在12天内。地下料仓深处应考虑设有排水设施，散状料输送和加入系统应设置除尘设施。 散状料高位料仓布置。,2019
14、/9/8,散状料上料系统,2019/9/8,铁合金上料系统,2019/9/8,4、炼钢基本工艺制度,装入制度 造渣制度 供氧制度 温度控制 终点控制及脱氧合金化,2019/9/8,工艺参数计算机在线自动采集、传送、报表生成,2019/9/8,装入制度,转炉装入制度有：定量装入制度、分阶段定量装入、定深装入制度。分阶段定量装入适宜于中小转炉，定深装入实际生产中没有采用，定量装入发挥了设备的最大潜力，生产组织操作稳定，有利于标准化操作和自动控制，大型转炉广泛采用。 装入制度是确定转炉合理的装入量，合适的铁水废钢比。转炉的装入量是指主原料即铁水和废钢的总装入量。 我厂全炉役采用基本恒定的装入制度。总
15、装入量为（铁水+废钢）2261 吨。 目标出钢量为210t 。 铁水和废钢必须经称量入炉。,2019/9/8,210t转炉炉型工艺参数为：,210t转炉公称容量210t，平均出钢量210t。 炉壳外径为8160mm，炉壳内径为8000mm，炉壳钢板厚80mm。 炉壳全高为10842mm（不包括水冷炉口为10672mm）。 转炉高径比1.3，砌砖后容积为203.69 m3，炉容比 0.97m3/t 熔池直径5792mm，熔池深度1730mm，砌砖后炉内高9570mm。 出钢口直径160mm，出钢口角度10o。 炉口直径3220mm，炉口标高16.895m。,2019/9/8,迁钢转炉,2019/9/8,迁钢转炉兑铁,2019/9/8,转炉炉体结构及托圈,转炉炉体包括炉壳和炉衬。炉壳为钢板焊接结构，主要有锥形炉帽、筒形炉身及球形炉底组成。炉衬由工作层、永久层和填充层三层组成。 水冷炉口 托圈是转炉的重要承载和传动件。一般采用钢板焊接成箱形结构。,2019/9/8,转炉倾动机构,用于倾动转炉炉体 特点：减速比大，倾动力矩大，启、制动频繁，承受较大的动载荷，工作条件恶劣 设计要求： 满足工艺要求，安全可靠地运转，适应高温、动载、扭振的作用，具有较长的寿命。 无级调速，转速0.1-1.5r/min，我厂0.1-1.0r/min。 倾动力矩：应满足最大合成力矩要求。,2019/9/8,转
