关于高效率低成本洁净钢平台的讨论——21世纪钢铁工业关键技术之一

高效率、低成本洁净钢平台建设仍是今后几年钢厂科技创新中一项具有普适性、基础性、事关钢厂效率、质量、成本的共性关键技术,对提高企业市场竞争力具有重要意义.洁净钢平台建设需抓好铁水预处理、转炉冶炼、二次冶金、全连铸4项基础支撑型技术和优化-简捷的流程网络与动态-有序运行的物流方式这两项集成技术.当前我国洁净钢平台建设的重点是:认清协同-稳定是洁净钢平台动态运行的核心,高效恒速的连铸生产是洁净钢平台动态运行的有序之源,也是优质、节能、低成本的关键;深人进行各种铁水预处理工艺、装备的适用性研究及技术经济的比较;深入研究和优化适用范围广、运行效率高、易于协同、成本低廉的钢水吹氩精炼工艺;大力推进真空精炼装备和技术(尤其是高效RH)优化;在炼钢厂新建或改造的设计过程中要高度重视平面布置图(流程网络)的合理化,为稳定、经济地生产高质量钢材打好基础.     

首钢京唐炼钢厂新一代工艺流程与应用实践

研究分析了现代化炼钢厂洁净钢生产技术,提出了以生产效率、制造成本和产品性能为核心的洁净钢生产技术理念。通过对新一代炼钢厂高效率、低成本、高质量钢铁产品制造功能的解析与集成,结合首钢京唐钢铁联合有限责任公司钢铁厂炼钢-连铸工艺的设计研究,应用动态精准设计体系,优化配置铁水预处理、转炉冶炼、二次精炼、连铸等单元工序,构建了基于动态有序生产体系的高效率、低成本、高质量洁净钢生产平台。     

高效低成本洁净钢生产实践探索

 首钢京唐钢铁厂基于新一代钢铁流程动态有序、协同连续的设计理念,通过优化高炉出铁工艺、铁钢界面系统开发实现铁钢界面智能化管控,结合专线化、快节奏生产组织及低温出钢技术,辅以板坯库管理优化和铸轧一体化,成功实现了洁净钢的高效低成本生产。实践表明,构建简捷顺畅的流程网络是实现物质流高效快捷流动、能量流最小耗散、信息流全面贯通的基础,先进的铁水预处理、转炉冶炼、二次精炼、高效连铸技术是构建洁净钢平台的支撑性技术,专线化生产运行是实现高效、低成本、批量稳定生产最有效途径。     

全板带型钢厂高炉—转炉区段配置及其生产组织探讨

首先基于精准-协调配置,研究了采用全量铁水“三脱”预处理模式和脱磷转炉+脱碳转炉冶炼工艺下全板带型洁净钢生产平台高炉—转炉区段流程配置情况。之后,基于连续-紧凑布置,讨论了全板带型钢厂高炉—转炉区段的平面布置。最后,基于动态-有序运行,讨论了基本“层流”的高炉—转炉区段生产组织模式。     

如何建立高效低成本洁净钢平台

 本文根据洁净钢的定义,阐明了建立洁净钢制造平台的重要意义,分析对比以铁水“三脱”预处理为基础的洁净钢生产新流程和以炉外精炼为主体的传统流程的技术指标。讨论了传统洁净钢流程中存在的炼钢回硫、低碳脱磷、脱氧与夹杂物控制和强还原精炼等四项基本矛盾,并讨论其对洁净钢生产成本和能耗的影响。在此基础上提出建立高效低成本洁净钢平台应重点研究解决全量铁水“三脱”预处理、少渣冶炼、高碳出钢和真空碳脱氧以及改变夹杂物上浮方式等四项关键技术。     

高效率、低成本洁净钢“制造平台”集成技术及其动态运行

 研究并讨论了高效率、低成本洁净钢“制造平台”的概念、定义、内涵、边界和动态运行的规则和方法。指出高效率、低成本洁净钢“制造平台”不仅有质量含义、技术含义,而且有市场含义、经济含义。高效率、低成本洁净钢“制造平台”建设是钢厂今后技术进步过程中具有基础性、普适性并事关效率、质量、成本的共性关键技术之一,不仅适用在“高端产品”研发和生产,也适用于大宗普通商品钢材的生产过程。高效率、低成本洁净钢制造平台是现代炼钢技术进步的重要方向,对每个钢厂的市场竞争力具有重要意义。高效率、低成本洁净钢“制造平台”的研究不仅涉及钢厂的生产技术和管理,而且涉及到学术研究领域（过程工程及其动态运行）和工程设计的理论和方法创新（动态-精准设计的理论与方法）。高效率、低成本洁净钢“制造平台”的集成理论和方法是冶金过程工程与材料工程的结合点。     

水钢高效率低成本洁净钢生产

 为了把水钢建设成为精品长材生产基地,水钢炼钢厂开展了高效率低成本洁净钢生产平台建设,通过铁水预脱硫选择、转炉长寿命复吹的研究与优化、LF快速精炼及高效恒速连铸技术等集成的工艺优化,并通过对不同要求和冶炼特点的钢种选择不同生产路线,以专线化的生产模式优化了流程网络和物流动态有序运行,实现了现有钢种的高效、低成本洁净生产。实物检验结果表明:在不增加生产成本的前提下,批量生产的82B达到[wO]≤0.002%、[wS]≤0.006%和[wN]≤0.004%级别的水平,脆性氧化铝类和球状氧化物类夹杂物均得到有效控制,极少发现硅酸盐类和硫化物类夹杂物,90%以上夹杂物的尺寸在10 μm 以内,达到了较高的洁净度。     

加快钢包周转六西格玛方法实践

京唐炼钢厂的定位是打造高效低成本洁净钢生产平台。高效、低成本与洁净钢这3个基本理念并非相互独立、互不相连,而是相互依存、共同发展。结合京唐炼钢厂实际情况,通过采用六西格玛的方法对京唐炼钢厂钢包周转周期进行改善。结果表明,通过压缩生产组织节奏,同时在转炉出毕至精炼环节取消部分钢种的炉后取样测温操作,可提高物流速度,钢包周转周期缩短了11.7min,其中转炉出毕至连铸开浇的时间从80降低至75min;在目前班产30炉、钢包周转周期为201.4min情况下,合适的钢包周转数量为13个;优化RH合金化过程,并严格控制钢包周转数量(不超过13个),转炉出毕至连铸开浇的时间从75降低至70min。     

冶金流程工程学理论在唐钢新区的应用实践

在冶金流程工程学理论指导下,唐钢新区开展了流程优化与智能化运行的研究与实践。以提升流程自组织性和他组织力为出发点,围绕各工序高效稳定、界面流畅贯通、流程动态有序且连续协同运行3个层次开展攻关。以物质、能量、时间、空间、信息“五维”动态甘特图为核心,通过物质流、能量流、信息流协同优化,构建信息物理融合系统的技术路线。总结了在炼铁-炼钢界面优化和铁水动态调度、炼钢区段“一对一”层流高效协同运行、钢区界面优化和动态调度、连铸-热轧界面流程优化及协同调度等方面的阶段进展和指标改善情况。     

淮钢80t BOF-90t LF-RH-CC流程开发特殊钢的生产实践

通过转炉采用高拉碳操作,控制出钢[P]≤0.012%,终渣碱度2.8～3.5;双挡渣工艺,LF精炼渣碱度≥4,(TFe+MnO)≤1.0%;应用低铝洁净钢精炼技术和含钡洁净钢生产技术专利;RH-MFB真空处理,连铸全程保护浇铸及二冷技术优化等措施,淮钢开发了127个特钢新产品,总氧含量(T[O]):轴承钢≤10×10-6,60Si2CrVAT弹簧钢≤12×10-6,CM490锚链钢≤15×10-6,37Mn5油井管坯钢≤18×10-6,SAE1022A冷镦钢和15CrMoG高压锅炉管坯钢≤20×10-6。     

T27铁路用钢的研制与开发

T27铁路用钢(%:0.10～0.16C、0.15～0.25Cr、0.025～0.045Al)为包晶钢。莱钢特殊钢厂采用45%～60%铁水+废钢-50 t电弧炉-LF(VD)-连铸机工艺路线生产T27钢。通过电弧炉热装铁水≥45%,调节供氧量,确保终点碳为0.08%～0.10%,电弧炉出钢过程用部分钢芯铝替代硅锰合金进行脱氧,精炼渣碱度为4,控制精炼吹氩参数,控制中间包钢水过热度20～30℃,结晶器配水量180 m³/h,保护渣黏度为(0.85±0.05)Pa·s,使钢中的氧含量为(15～20)×10^-6,连铸坯合格率≥99.95%,钢材质量符合GB/T700-1988标准要求。     

钢铁企业炼钢-连铸生产调度系统的应用

描述了湘钢的炼钢 连铸生产调度系统。该系统能直观地显示生产流程的信息画面，在生产总调及主要工序（转炉、精炼、连铸）通过集成化的图形界面跟踪工单、计划的执行情况来及时反映完成工单、在制工单以及待制工单的信息。图形化动态生产计划的实时调整可极大地提高计划编制效率、降低生产人员的劳动强度，保证计划的规范性。系统投入实际生产后，不仅优化了生产过程，较大幅度地提高了钢厂的产能和品种钢比例，且实现了系统运行的高效性和连续性。     

首钢第二炼钢厂精品线材用坯工艺优化与项目实践

本文介绍了首钢第二炼钢厂精品线材用坯工艺优化项目的生产实践。该项目从铁水预处理出发,通过捞渣机设备改造,转炉底吹系统优化,LF炉精炼渣系控制以及钢包增压系统开发,连铸机二次冷却系统改进及配水曲线优化等一系列措施,提高了钢水的磷、硫控制水平和连铸坯的质量。该项目实施后,通过检测结果得出,钢水的纯净度得到提高,连铸坯表面质量和内部质量稳定,满足精品线材用坯的质量要求,为首钢第二炼钢厂产品结构升级作出了重要贡献。     

淮钢短流程生产线的技术创新

淮钢超高功率电炉-炉外精炼-连铸-连轧短流程生产线,通过采用铁水热装、强化用氧、低铝洁净钢精炼和连铸坯热送热装等主要工艺技术措施,取得了明显的增产节能效果.自投产以来,钢质量逐步提高,电耗、电极耗却逐年下降,冶炼时间逐年缩短.     

中国钢铁工业协会 中国金属学会冶金科学技术奖获奖项目简介——300t转炉铁水“三脱”与少渣冶炼工艺技术

项目简介： 本项目属于冶金科学技术领域,钢铁冶炼技术范畴。 提高钢材洁净度是钢铁材料发展的重要方向,实现洁净钢高效、低成本生产是21世纪炼钢技术的重大革新。本项目针对传统洁净钢生产流程的弊病,通过提高基元反应效率,实现洁净钢高效、低成本生产。重点研发铁水“三脱”预处理和少渣冶炼为特点的洁净钢生产新流程,以中国自主设计建设的国际一流现代化京唐钢铁厂为依托,实现转炉钢水洁净度提高1倍,生产效率提高1倍和生产成本低于传统工艺普通钢的成本。     

30CrMnSiA热轧钢带的研制开发

文章介绍了八钢公司采用铁水脱硫预处理-转炉-LF精炼-连铸-1750mm热连轧工艺开发了离合器片基体用钢30CrMnSiA。通过优化连铸工序冷却和动态轻压下参数,有效控制了板坯的中心偏析。轧制后的钢带经热处理,各项性能完全满足用户要求。     

2012全国炼钢-连铸生产技术会纪要

2012年全国炼钢-连铸生产技术会于7月17-20日在重庆成功召开。会议主题是:"进一步完善高效率、低成本洁净钢生产平台、提高钢的冶金质量,促进炼钢-连铸节能减排。"包括钢铁企业、大专院校、科研院所及设备制造供应商等80多个单位近280余人参加了此次大会。会议围绕进一步完善高效率、低成本洁净钢生产平台,优化炼钢-连铸生产     

适用于转炉-薄板坯连铸钢厂的合理炉外精炼工艺的探讨

转炉薄板坯连铸钢厂采用LF炉外精炼工艺,其生产节奏与转炉炼钢和薄板坯连铸不相适应。生产冷轧钢种时还存在钢液w（[Si]）、w（[N]）偏高而影响钢材冷加工性能的问题。转炉薄板坯连铸钢厂的炉外精炼应主要采用CAS和RH精炼工艺,对于绝大多数热轧类钢种,可以通过铁水脱硫预处理、抑制转炉炼钢回硫、转炉出钢脱硫等方法生产出硫含量符合要求的铸坯。对冷轧类钢种可采用传统流程炉外精炼工艺,即根据钢种碳含量要求和用途,选择采用RH或CAS。     

我国炼钢-连铸技术发展和2010年展望

系统总结了2000年以来国内炼钢-连铸技术的发展和主要的技术成果,分析了目前炼钢-连铸生产技术的主要问题,并对2010年我国炼钢-连铸的技术发展方向进行了系统阐述.为进一步提高国内炼钢-连铸的生产技术水平,必须确立21世纪新一代钢铁厂的新理念和新目标,通过对炼钢-连铸生产过程的系统优化、解析与集成.建立起高效、低成本洁净钢的生产平台.讨论了洁净钢生产平台建设面临的主要技术问题、解决方法和具体措施.     

“2009年全国炉外精炼生产技术交流研讨会”成功召开

中国金属学会于2009年8月25日-27日在山西太原成功召开了“2009全国炉外精炼生产技术交流研讨会”。本次会议是1991年冶金工业部铁水预处理和钢的二次冶金技术会议以来,首次召开的全国性炉外精炼专题技术研讨会,对贯彻“钢铁产业调整与振兴规划”,建设“高效率、低成本洁净钢平台”,解决钢铁产业升级换代“瓶颈”问题具有重要的意义,因而受到广泛的重视。在当前企业存在许多困难的情况下,仍有来自全国77家单位200余名专家学者参加了会议。