重钢新区炼钢工艺技术的突破与创新
2013-03-14 10:50:40
重钢新区第一炼钢厂（以下简称炼钢厂）于2009年12月份投产至今，生产质量日趋稳定，在炼钢新一代工艺流程中，集成运用了大量的新工艺技术，经近两年的摸索优化工作，初见成效。
1、RH干式真空系统正常化应用
重钢炼钢厂210tRH是世界首套采用干式真空系统作为真空获得设备的大型装置，2010年6月25日热试车一次性成功。
1.1、自主开发的关键技术
①开发出干式真空系统与RH工艺匹配的控制程序，并成功应用于RH本处理、轻处理、深脱碳处理、升温处理模式中；
②开发RH顶枪吹氧功能，解决了干式真空系统对吹氧期间高温、高CO含氧烟气的适应性问题，现用于深脱碳和钢水升温；
③已开发真空槽内加入脱硫剂对钢水脱硫工艺，且可满足干式真空系统对粉尘含量的苛刻要求。
④开发RH控氮工艺，针对含氮钢可将氮含量控制在目标值士SPm范围内。
1.2、干式真空系统关键指标
对干式真空系统的抽气能力进行测试，可达到与蒸汽泵同等效果。见表1；
表1：干式真空系统关键指标
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项目
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干式真空系统
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蒸汽泵系统
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极限真空度（Pa）
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18
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20
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从大气到67 Pa时间（min）
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4.2~4.5，平均4.34
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≤45
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1.3、RH冶金效果
①脱氢效果
真空度≤266Pa，在初始氢含量≤4ppm时，钢水循环10min钢水中氢含量已 2ppm，在循环时间15min时可达到1.5ppm以下；最低可至0.7ppm，平均1.12ppm。
②脱碳效果
当钢水初始碳含量250-350ppm、初始氧含量500-600ppm，真空度≤266Pa情况下，循环15min钢水中碳含量可达30ppm以下，循环20min可达15ppm以下，最低可达9ppm。
③脱氮效果
以低碳低硅钢为例，RH进站氮含量均≤40ppm，在此前提下脱氮效率28.13%。见表2：
表2：RH脱氮效果
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项目
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RP进站氮含量ppm
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RH出站氮含量ppm
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脱氮量ppm
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RH脱氮率/%
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最大值
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39
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32
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11
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35.4
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最小值
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16
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9
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2
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4.6
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平均值
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24.5
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17.6
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6.9
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28.13
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④钢水洁净度
本处理氢平均1.12ppm，氮平均22ppm，T[O]：8-30ppm；轻处理、低碳钢处理；氮含量平均25ppm，T[O]：15-35ppm。
在重钢RH运行半年后，随着RH功能及新产品的开发，出现过滤器内布袋被烧及真空泵体温度过高报警的现象，一度严重影响RH生产，经过大量跟踪与摸索并采取相关措施后，已得以解决。
2、经济性洁净钢生产平台的建立
当前低成本、高效、洁净生产工艺的开发研究，已成为各大钢厂节能降本的重要手段之一，炼钢厂在经济性洁净钢生产平台的建立上做了以下工作：
2.1、CAS直走精炼工艺的推广
CAS精炼工艺以其投资省、操作方便、成本低、处理速度快、有利于在线调整成份、减少吹氩过程钢水二次污染等优点而得到推广应用。
为解决投产初期精炼设备能力不足的问题，2010年11月份开始加大BOF-CAS-CC工艺路线比例。新区实行“一钢多级”后，90%以上的钢种均为含铝钢，因此生产初期时常发生中包水口结瘤或钢包水口堵塞，造成当炉钢水浇不完或连铸断浇，严重干扰了正常的生产组织，造成一定的经济损失。
对转炉后搅的强度和时间进行优化后，转炉终点氧可稳定在600-800ppm，与传统工艺相比，终点氧降低127ppm，从根本上减少了氧化物夹杂的生成。顶渣脱氧工艺优化后，渣中（FeO+MnO）含量可降低2.68%，达到2.0%以下，有效防止了钢水二次氧化。
连铸中间包钢水直走CAS碳素钢T[O]≤60ppm、低合金钢T[O]≤50ppm，钢水洁净度得到提高，含铝和非含铝钢单连浇炉数分别达到19和20炉，钢水可浇性良好，轧钢性能稳定良好。目前炼钢厂直走CAS工艺路线比例达到50%左右，生产组织灵活，生产成本降低。
2.2、低成本、高效、洁净钢生产工艺的开发应用
低碳低硅铝镇静钢，采用转炉-CAS-CC工艺路线存在钢水洁净度低、钢水可浇性差的情况，转炉-LF-CC工艺路线则成本高、碳硅成分控制难度大炼成率低。
炼钢厂通过钢水氧含量的变化规律摸索、最佳渣系组成研究、转炉出钢脱氧合金化工艺优化、RH碳脱氧工艺开发、CAS顶渣改质工艺研究等措施，成功开发了适应低碳低硅钢生产的RH碳脱氧工艺，达到了降低生产成本、减少钢中夹杂物的目的，现低碳低硅钢主要指标见表3。
表3：低碳低硅钢主要指标
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钢中全氧含量/ ppm
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连浇炉数/炉
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吨钢成本/元/吨钢
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平均
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最大
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经CAS或LF处理
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86.25
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4.8
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7
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168.5
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经RH处理（新工艺）
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31
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14.5
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18
|
120.34
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对比
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-55.25
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9.7
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+11
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-48.16
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表中可看出，钢中全氧降低5.25ppm，吨钢成本节约48.16元，钢水最大连浇炉数由7炉延长至18炉，平均连浇炉数由4.8炉延长至14.5炉。此方法简单易于操作、便于生产组织，生产成本低，具有推广应用的价值。
经过上述工作结合其它大量生产工艺的优化，目前炼钢厂已初步建立了经济性的洁净钢生产平台。
3、无缺陷铸坯生产控制技术应用
投产初期，铸坯表面主要缺陷以宽面角部凹坑、纵裂纹、角部横裂纹（主要表现在含妮钒钦等微量元素低合金钢上）为主，严重影响炼钢生产顺行、轧钢合同兑现。
针对铸坯质量缺陷公司相关部门、炼钢厂与重庆大学一起展开了专项攻关：无缺陷铸坯生产技术的研究应用。
项目组通过调整钢种成分（优化钢水成分避开敏感包晶点[C]含量）、优化改造二冷系统、保证铸机设备精度、强化连铸的稳态操作、优化改进结晶器保护渣、漏钢预报及动态轻压下的应用正常化、研究应用倒角结晶器、研究应用铸坯表面质量在线检测等诸多工作，建立完善了铸坯质量的生产监控保证体系，连铸坯质量明显改善（见表4）。
表4：铸坯质量情况表
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铸机号
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断面规格mm×mm
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主要生产钢种
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表面合格率，%
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角部横裂纹，%
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低倍评级≤B1.0，%
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攻关前
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攻关后
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攻关前
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攻关后
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攻关前
|
攻关后
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|||
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1#
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（190，230）×1530
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包晶钢（碳素、低合金高强度钢）
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81.4
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92.8
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6.8
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0.12
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82
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99.5
|
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2#
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230×（1030~1530）
|
低碳钢、低合金高钢
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86.7
|
95.6
|
1.0
|
0
|
91
|
100
|
|
3#
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（220，250，300）×（2000~2500）
|
包晶钢（碳素、低合金高强度钢）
|
68
|
86.3
|
9.6
|
0.43
|
85
|
100
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提高铸坯质量，是一项系统工程。特别是整个炼钢、精炼、连铸均是新投产设备，投产初期，设备功能尚未完全投入，钢水成分、温度、洁净度控制水平处于不断提高的过程中，员工操作经验和水平在不断积累，铸机实际生产状况与设计状况差别很大，影响铸坯质量的因素复杂。通过“无缺陷铸坯技术”推广应用，让炼钢工程技术人员积累了更多的方法和经验。
收稿时间：2012年
来源：重钢
