管线钢冶炼过程分析

为明确现代纯净钢冶炼过程能量损失来源,应用分析方法对典型管线钢冶炼工艺过程的能量传递与转换过程进行了分析。结果表明,外部损失为主要损失,占流程总损失的84.79%;转炉、出钢、LF、RH和钙处理工序的损失比例分别为37.42%、27.94%、13.13%、19.92%和1.59%;各工序的主要损失分别来源于转炉渣排放、出钢过程散热、电能无用功、蒸汽做功和喂线过程烟尘的溢出。减少管线钢冶炼过程损失的重点在于转炉渣所携带的回收利用、钢流形状控制、改善钢包烘烤和提高电弧加热效率。     

转炉炼钢过程的(火用)分析

以转炉炼钢过程为研究对象,建立了灯用分析模型,对转炉炼钢能量转换过程进行了灯用分析.结果表明,转炉吨钢灯用损失为439.54 MJ,其中外部灯用损失占总灯用损失的比例为96.63 %,转炉渣排放引起的灯用损失比例为69.29 %.减少转炉炼钢过程灯用损失重点在于转炉渣量的控制和转炉渣余热的回收与利用.     

烧结余能利用的火用分析

根据某公司烧结机的现场调研测试数据,通过火用计算数学模型对烧结工序各个系统进行火用分析,得出:整个烧结工序不完全燃烧及化学反应等热力过程造成的火用损最大,占43.3%;回收的部分环冷机热废气火用量占6.8%,未回收的烧结排烟废气火用量占19.6%,其中化学火用占17.8%,远大于显热热量火用量;整个烧结系统火用效率较低,为26.23%,其中烧结机部分不可逆损失最大,火用效率只有34.37%。通过这些分析,为下一步烧结节能技术改造提出了建议。     

单耗分析理论在钢铁企业的应用

单耗分析理论是基于热力学第二定律分析方法的分析理论,可以通过应用各环节的火用效率计算出某生产过程的理论最低单耗和实际单耗。通过某钢铁企业生产过程实际技术参数,应用单耗分析理论计算出各生产工序对吨钢实际单耗的影响,可以反应出钢铁生产过程中的用能薄弱环节,为研究节能降耗提供理论依据。计算得出:钢铁生产的理论最低单耗为216kgce/t;某企业的吨钢实际单耗为682kgce/t,附加单耗占实际单耗的68.33%。     

60 t直流电弧炉炼钢过程的(火用)分析

基于现代电弧炉炼钢的工艺理论,建立了描述电弧炉炼钢过程的热化学计量模型和(火用)模型,应用该模型对大冶特钢的60 t直流电弧炉冶炼过程进行了模拟,对100%废钢、30%铁水+70%废钢,64.4%铁水+35.6%废钢的炉料结构条件下的电弧炉冶炼过程进行了能分析和(火用)分析.结果表明,兑加铁水可明显降低冶炼电耗,但降低总能量利用率,如考虑回收利用炉气和冷却水物理(火用),则电弧炉冶炼过程(火用)的利用率略有增加.     

转炉冶炼汽车用钢脱磷工艺

为了减少RH吹氧升温对洁净度的影响,汽车用钢在转炉冶炼过程中终点温度往往更高,从而导致转炉冶炼过程脱磷困难。通过对渣钢间脱磷热力学和动力学的计算,分析了转炉"留渣+双渣"工艺条件下磷分配比与钢液成分、炉渣成分以及温度的关系;结合工业生产试验,通过改变倒渣时间以及调整炉渣成分并对转炉冶炼过程钢液、炉渣连续取样,研究了转炉"留渣+双渣"工艺条件下的脱磷变化规律并得出了快速脱磷的工艺条件:吹炼开始加入小块废钢和轻薄料快速增加炉渣FeO含量并控制钢液温度的升高,吹氧量达到40%时倒出高磷含量炉渣;吹氧量为40%~80%期间增加炉渣FeO含量,减少炉渣返干,防止钢液回磷;转炉终渣碱度控制在4.0左右,终渣TFe质量分数在18%~20%和尽量低的出钢温度。     

复吹转炉冶炼高级别管线钢低磷控制

随着铁水磷含量的增高,邯钢邯宝炼钢厂250t复吹转炉在冶炼高级别管线钢时对钢中磷含量的控制越来越难。从转炉脱磷的热力学和动力学理论两方面进行了分析,并针对性地制定了转炉吹炼过程去磷的有效措施,包括采用转炉留渣操作提高前期去磷效果、提高炉渣碱度、对于铁水磷质量分数高于0.12%的炉次采用少渣冶炼、吹炼过程枪位比优化前提高200mm和应用出钢下渣检测和滑板挡渣技术降低回磷等。转炉冶炼工艺优化后,转炉终点磷的质量分数平均值由优化前的0.0122%降低到优化后的0.0089%,钢包磷质量分数由0.0135%降低到0.0096%,为邯宝炼钢厂大批量生产优质高级别管线钢等洁净钢打下了基础。     

钢铁企业余热资源的回收与利用

剖析了自1980年以来国内钢铁企业吨钢可比能耗的下降趋势,总下降率为48%,其中直接节能56%,间接节能44%,但仍比国外先进产钢国高出112 kg标煤.国内生产1 t钢产生余热资源8.4 GJ,目前回收利用的仅占25.8%,高效回收利用余热资源是未来钢铁工业节能的主攻方向.论述了热平衡法、(火用)分析法、能级分析法及其相关效率指标的局限性,指出余热回收利用环节所在工序产品能耗的改变量是评价热工装备完善性和过程系统用能合理性的统一判据.依据热力学第一、第二定律推导了与热效率和能级差相关联的(火用)效率表达式,用(火用)效率和产品能耗改变量等评价指标比较了若干典型余热回收技术的优劣,给出了它们中的推荐模式及其节能效果.     

基于(火用)分析的氧化铝双流法溶出工序的节能

阐述了热分析和(火用)分析在氧化铝溶出工序节能降耗中的作用,建立了该工序的热分析和(火用)分析模型,并以此对某厂该工序进行热效率和朋效率的计算,分析了工艺参数对该工序(火用)效率的影响,指出了其节能降耗途径.     

链-回-环系统铁矿氧化球团焙烧过程的能和[火用]分析

在对铁矿氧化球团链-回-环系统做质能平衡测试的基础上,对其进行了能和火用的分析.能分析表明,系统的排气显热是能损失的主要部分,占29%.火用分析表明,传热不可逆火用损失是火用损失的主要部分,占40%.分析了烟气中氧含量、二氧化碳浓度对系统火用损失的影响.计算结果表明,当烟气中二氧化碳浓度为1.0%～9.0%时,将氧气浓度控制在9.0%～11.0%,可使火用损失最小.通过本研究对链-回-环系统内铁矿氧化球团焙烧过程的能流和火用流有了更进一步的认识.研究结果可以进一步应用于"链-回-环"系统的过程优化,以提高系统的经济效益.     

转炉冶炼低磷洁净钢的工艺开发和实践

 转炉具备冶炼低磷钢的生产能力,但生产超低磷9Ni钢,转炉脱磷工艺仍然是主要难点和研究重点。分析了钢水温度、炉渣碱度、FeO和渣量等对转炉脱磷的影响规律,并结合现场工装设备条件,对转炉双联法、三渣法、双渣法3种脱磷模式进行试验对比。双联脱磷工艺半钢温降大、单炉周期长、生产组织难度大,三渣法操作过程复杂、终点磷控制优势不明显。双渣法冶炼周期短,通过优化转炉脱磷工艺,实现了采用双渣法冶炼工艺生产超低磷钢,简化了超低磷钢转炉冶炼流程,提高了生产效率。研究了转炉脱磷主要工艺参数,分析得出采用脱碳氧枪喷头时,供氧流量按脱碳吹炼流量的83.5%控制,可达到良好的脱磷效果并减少铁水碳的烧损;脱磷期半钢碳含量不宜控制过低,半钢碳质量分数为3.0%～3.5%时能保证前期的脱磷效果和脱碳期的热量。脱磷期温度控制在1 300～1 350 ℃,脱磷率较高也有利于炉渣熔化。炉渣碱度为1.8～2.2时,可保证较高的脱磷率和化渣效果。一次倒渣量40%以上,脱碳期终点温度按1 590～1 610 ℃控制,终渣FeO质量分数不小于20%,终渣碱度大于6,转炉终点磷质量分数可降低到0.002%以下。采用下渣检测系统和滑板挡渣操作,严格控制下渣量,出钢采用磷含量低的合金,炉后钢水增磷可控制在小于0.000 5%。通过工业试验,实现了铸机成品磷质量分数小于0.002%。     

LF炉快速深脱硫工艺开发与实践

对唐钢不锈钢有限责任公司SPHC钢种冶炼全过程脱硫机理和影响因素进行了系统的分析,从转炉冶炼终点控制、挡渣出钢和精炼渣系选择、快速化渣、尽早成渣等方面提出优化措施,形成LF炉快速深脱硫新工艺。实施后,SPHC钢种的平均精炼周期由37 min缩短到30 min以内,较好地实现了炉机匹配。     

高炉使用铁焦的㶲分析

 中国钢铁生产主要以高能耗和高排放的高炉-转炉长流程为主,节能减排压力较大。因此,积极研发高炉低碳炼铁技术,促进高炉工序CO₂减排尤为重要。铁焦是将含铁原料加入适宜的煤中,经焦化或炭化后成型的新型碳铁复合炉料,其高反应性可以显著降低热储备区温度、降低碳消耗,高炉使用适量的铁焦可实现一定程度的节能降碳。基于现场生产数据,采用㶲分析理论,建立高炉使用铁焦的㶲平衡模型,探索铁焦添加量对高炉物料消耗及能量利用效率的影响。结果表明,高炉使用铁焦后,炉内间接还原得到发展,碳利用率提高,炉内灰分量降低,冶炼单位生铁的碳素消耗和炉渣量均会降低,与未使用铁焦相比,高炉使用114 kg铁焦后,吨铁碳素消耗降低25.95 kg,渣量降低11.28 kg。此外,铁焦内部的金属铁仅需熔化,节省还原所需的㶲量,焦炭和鼓风带入㶲会显著降低,因此高炉冶炼吨铁消耗的总㶲量降低,同时,炉内传热也得到改善,内部㶲损失有效降低,与未使用铁焦相比,高炉使用114 kg/t铁焦后,目的㶲效率由46.14%提高至48.87%,热力学完善度由87.46%提高到88.02%。在此条件下,高炉吨铁的内部㶲损失降低192.63 MJ,实现节能6.57 kg(标煤)。     

热态炉渣循环利用技术在炼钢生产中的应用

通过对转炉终渣和精炼白渣的特性进行技术分析,转炉根据铁水硅含量采用“留渣＋单渣”法和“留渣＋双渣”法,精炼白渣采用空包热回收和出钢后热回收工艺,将转炉终渣和精炼白渣分别循环应用于转炉冶炼过程和转炉出钢过程及精炼过程.不但有利于钢水冶炼操作,降低生产成本,提高钢水质量,还减少了炉渣的排放和处理,有利于环境保护,取得了良好的经济效益和社会效益.     

Analysis of inclusion and purity in steelmaking process

The paper mainly discussed the inclusions and the purity of molten steel and continuous casting slab in tapping,argon-bubbling,LF refining,VD vacuum degassing and continuous casting tundish processes during the steel making.At the same time,the improvement measures of smelting process were indicated. Si-Al-Ba alloy and Ca-Si deoxidation eventually were adopted in 120 t converter.The amount of the tapping was about 135t.After feeding Al wire and adding premelted slag in furnace,picked up the sample after ...     

双滑板挡渣出钢技术在迁钢的应用

介绍了双滑板挡渣技术的工作原理、结构、控制过程以及双滑板挡渣出钢技术在迁钢210 t顶底复吹转炉上的应用情况,并以X65钢种为例,与原挡渣锥挡渣工艺进行了对比。结果表明,转炉出钢时间延长69 s,挡渣成功率达99.9%,下渣检测指数降低323,钢包渣厚平均降低约18 mm,钢水在LF炉精炼回磷量降低0.001 4%,硅、锰等合金收得率分别提高1.69%、1.25%;减少了出钢结束时钢渣散落烧坏电缆的发生次数,每座转炉由2次/月减少到1次/季;实现了提高钢水质量和降低成本的目的。     

120 t BOF-LF-VD-CC工艺生产GCr15轴承钢的氧含量控制

采用铁水预处理-120 t顶底复吹转炉-LF-VD-φ180 mm连铸工艺生产GCr15轴承钢.统计分析了轴承钢转炉终点[C]对钢水氧活度的影响,LF精炼渣碱度对T[O]的影响,LF末钢中铝含量对VD过程铝损和T[O]的影响.通过控制转炉终点[C]≥0.06％、出钢用铝锰铁强化脱氧;控制LF离位时[Al]0.020％ ～0.040％,( FeO+MnO)≤1％,碱度2.8～4.5;VD软吹时间≥15 min,轴承钢中全氧含量为(6～12) ×10-6.     

Exergy Analysis and Optimization of Ladle Furnace Refining Process

To decrease energy consumption of ladle furnace, exergy analysis and optimization were conducted based on the ladle furnace refining process of modern clean steelmaking. Exergy analysis results showed that exergy loss induced by unavailable electric energy is the largest, and the electric energy efficiency is 46.20%. To cut down the unavailable electric energy, industrial experiments of submerged arc heating were carried out combined with slag composition modification. Results showed that submerged arc heating can be achieved within most heating period, average heating rate increased by 0.5 ℃/min, unavailable electric energy decreased by 21.730 MJ per ton steel, and electric energy efficiency was enhanced by 14.84%. As the refining cycle was shortened, the exergy loss induced by heat elimination decreased from 19.455 MJ per ton steel to 11.066 MJ per ton steel.     

韶钢120 t LF钢水温度预报模型的开发

以钢厂120 t LF精炼过程钢水、炉渣和合金为研究体系,以能量平衡机理模型为基础,建立精炼钢水温度预报模型。根据钢种、钢水质量和温度、目标出钢温度及处理时间、渣料和合金加入量及各种热损失所需投入的电能,确定精炼过程合理的供电曲线。并根据现场供电和工艺参数,预报钢水温度。20炉50RH1钢(%:0.48～0.50C、0.22～0.30Si、0.60～0.70Mn)测试结果表明,模型预报与实测钢水温度误差为±5℃。     

80 t BOF-LF-RH流程GCrl5钢超深脱硫的生产实践

通过实践表明,生产轴承钢时,转炉出钢温度≥1650℃、出钢[0]≤300×10^-6,18 kg/t的渣料可实现出钢过程50%的脱硫效率;同时,转炉出钢采用"挡渣锥+滑板挡渣"双挡的模式,实现将硫再降低0.0005%;采取"铝在转炉出钢时加入+LF精炼使用硅铁粉脱氧"模式,以及控制炉渣二元碱度在5～6,可实现50%以上的脱硫效率的同时,也能够稳定浇铸性能,达到成品硫≤0.0015%。