洁净钢高效生产工艺集成技术探讨

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1、第35卷第4期山东冶金Vol.35No.42013年8月ShandongMetallurgyAugust2013?????????????????试验研究???????????洁净钢高效生产工艺集成技术探讨成小龙（济钢集团有限公司技术中心，山东济南250101）摘要：简述了洁净钢高效生产的基本概念，着重介绍了洁净钢生产的主要工艺手段，包括铁水三脱技术、炉渣控制技术、炉外精炼技术和钢水保护及铸坯质量控制技术，分析了洁净钢批量、低成本生产的工艺集成趋势及其效果。关键词：洁净钢；集成技术；铁水三脱；炉外精炼中图分类

2、号：TF762文献标识码：A文章编号：1004-4620（2013）04-0031-03使生产工序有所增加，但整体工艺的生产效率则会1前言大幅提高。需要说明的是，在实际生产过程中还必一般意义上的洁净钢是指钢中五大杂质元素须根据钢厂的实际情况将各项技术、各个工序有机P、S、N、H、O含量很低，且对夹杂物严格控制的钢地结合起来，使整个工艺流程稳定、高效运行。种，要求钢中P≤0.010%、S≤0.003%、N≤0.006%、2.1铁水三脱技术O≤0.003%、H≤0.00015%，A、B、C、D类夹杂物均不为给转炉

3、提供优质铁水，减轻转炉的冶炼任超过2.0级，总和不超过4.0级；也有把钢中五大杂质务，铁水需要进行脱Si、脱P、脱S等预处理，简称铁［1］元素总和不超过0.010%的钢种定义为洁净钢。钢水三脱。铁水三脱为洁净钢的生产奠定了基础。的洁净度通常由钢中有害元素含量以及非金属夹铁水三脱预处理工艺是上世纪80年代初开发成功杂物的数量、形态和尺寸来评价，是反映钢材总体的，并迅速为日本各大钢铁企业采用。铁水三脱使质量水平的重要标志。随着国内钢铁行业市场竞传统炼钢工艺发生了显著变化，将脱S、脱P放在可争的日趋激烈及行业技术的

4、不断进步，下游用户对以提供更好反应条件的铁水预处理阶段进行，铁水钢材的深冲性能、疲劳性能、低温韧性、强度、成型脱P前还需进行脱Si处理，而转炉的主要功能则向性、抗裂和抗腐蚀性等要求不断提高，从而对钢材单纯的脱C升温演变，故其生产效率大大提高，且降的洁净度提出了越来越高的要求，洁净钢的市场需低了能源消耗，使高效低成本生产洁净钢成为可求量也越来越大。进一步减少钢中杂质含量，提高能。经三脱处理后的铁水S含量可以达到0.003%以钢种洁净度，成为钢铁冶金发展的主要方向，也是下的水平，P含量通常可以达到0.010%以下

5、的水［2-3］钢铁企业提高产品竞争力的主要途径之一。平。图1为新日铁君津厂采用的铁水三脱工艺流程。本研究探讨的高效洁净钢生产工艺中的“高高炉脱Si除渣脱S脱P、脱S脱C效”包含有高效率和高效益两层含义，即在最大限脱Si剂除渣O2脱P剂度提高生产效率的前提下生产出高质量、低成本的洁净钢产品。脱P后炉渣铁水包氧气脱Si后炉渣回收转炉铁水2洁净钢冶炼的主要工艺手段图1新日铁君津厂铁水三脱工艺示意图若在同一容器中完成多项冶炼任务，其中必然该工艺在转炉之前的处理任务偏重，不利于整会存在许多复杂的矛盾，如：脱C与脱P的矛

6、盾、脱P个工序的衔接，上世纪90年代中后期，新日铁、住友与脱S的矛盾、脱C与钢水氧化的矛盾等，必将导致金属、神户制钢、NKK等纷纷开展利用氧气转炉进冶炼效率低下，成本增加，且其控制的难度也会大行铁水脱P预处理的试验研究并取得成功，随后迅大增加。在洁净钢冶炼时，为了克服以上若干个高速被推广采用，图2为其工艺示意图。这种将脱P、温多相化学反应的矛盾，将复杂的多元反应体系简脱C分别在两个转炉内进行的“双联法”转炉冶炼工化为数个基元反应过程，使脱S、脱Si、脱P、脱C升艺在国内已被宝钢、首钢、鲅鱼圈以及曹妃甸等多温、

7、脱O合金化、控制夹杂物、成分微调等过程各自家钢厂采用，冶炼效果较为明显，结合其他冶炼技在最佳的热力学、动力学条件下进行。虽然这样会术，钢水终点P含量可以脱到0.005%以下的水平。收稿日期：2013-05-162.2炉渣控制技术作者简介：成小龙，男，1977年生，2002年毕业于包头钢铁学院钢铁冶金专业。现为济钢技术中心工程师，从事产品研发工作。“十分炼钢七分炼渣”，炉渣贯穿整个冶金过312013年8月山东冶金第35卷转炉A转炉B程，它不仅可以去除钢水中的有害元素，还可以保护钢液，避免钢水的二次氧化、吸H和吸

8、N：因此，炉渣控制是洁净钢冶炼的关键控制环节。在实际冶炼过程中，炉渣控制首先应从选用优脱P后铁装入铁水脱P水兑入另脱C质经济的造渣料入手。国内某钢厂实际冶炼过程和废钢吹炼脱P后出吹炼出钢和铁和倒渣一转炉出渣中使用的原辅料中的P、S含量如表1所示。图2双联法转炉冶炼工艺示意图表1冶炼用原辅料中的P、S含量%元素含碳镁球矿石石灰1#石灰白云石小萤石1小萤石2除尘灰烧结矿小粒石灰石金属锰低碳锰1低碳锰2中