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2013年12月06日二炼钢学习工作汇报主讲：赵斌钢铁生产的典型工艺（长流程）炼钢的主要任务炼钢的主要任务是按所炼钢种的质量要求，调整钢中碳和合金元素含量到规定范围之内，并使P、S、H、O、N等杂质的含量降至允许限量之下。炼钢过程实质上是一个氧化过程，炉料中过剩的碳被氧化，燃烧成CO气体逸出，其它Si、P、Mn等氧化后进入炉渣中。S部份进入炼渣中，部份则生成SO2排出。当钢水成份和温度达到工艺要求后，即可出钢。为了除去钢中过剩的氧及调整化学成份，可以添加脱氧剂和铁合金或合金元素。转炉LFRH连铸二炼钢主要车间1装入制度2供氧制度3造渣制度4温度制度5终点控制6脱氧和合金化一.转炉炼钢炼钢用原材料分为主原料、辅原料和各种铁合金。氧气顶吹转炉炼钢用主原料为铁水和废钢（生铁块）。炼钢用辅原料通常指造渣剂（石灰、萤石、白云石、合成造渣剂）、冷却剂（铁矿石、氧化铁皮、烧结矿、球团矿）、增碳剂以及氧气、氮气、氩气等。炼钢常用铁合金有锰铁、硅铁、硅锰合金、硅钙合金、金属铝等。1.炼钢用原材料供氧制度是指把氧气流股最合理地喷向熔池，使氧流与熔液间的物理化学反应具有良好的条件。其所研究的内容包括供氧强度，供氧压力，枪位高低和喷嘴结构等方面。目的是为了确保正常供氧和造渣，使铁液中的部分C、Si、Mn等元素均匀氧化，放热升温，化好前期渣和过程渣，达到去除S、P有害元素。同时，在一定炉容比的条件下，既要尽量提高供氧强度和冶炼强度，缩短冶炼时间，提高生产率，又要减少喷溅，使冶炼过程正常进行，提高金属收得率和减少温度损失。2.供氧制度3.造渣制度含义：所谓的造渣，是指通过控制入炉渣料的种类和数量，使炉渣具有某些性质，以满足熔池内有关炼钢反应需要的工艺操作。目前钢渣主要有：氧化渣和还原渣。二者均为碱性渣，不同的是他们对FeO的含量要求不同。炉渣在冶炼过程中的作用：转炉炉渣必须保证有足够的碱度和流动性，以利去除金属液中的S、P；对耐材的侵蚀程度最小；为分散的金属液滴脱C创造有利的条件；作为热量损失的保护层和避免氧气流股强力冲击熔池，可减少热量损失和金属喷溅；还可防止钢液从大气中吸收N2及H2O分等有害气体；利用炉渣强力洗涤钢液，吸附外来及内在的细小非金属夹杂物。氧化渣造渣方法：单渣法：自始至终就造一种渣，去硫率30%-40%，去P率90%双渣法：中途倒一次渣，去硫率50%-60%，去P率92%-95双渣留渣法：将上一炉高碱度、高温度和较高FeO含量的终渣留下，再加点新渣。去硫率60%-70%，去P率95%还原渣目的：降低钢液含氧量，以减少调整钢液成分时所加合金元素的烧损。二是更有效的去硫，且其脱硫效果更好，还原渣FeO含量不大于0.5%3.造渣制度4.温度制度温度制度是研究炼钢过程中的热化学和温度控制的问题，而温度控制主要是指过程温度及终点温度的控制。若出钢温度过低，将会造成钢包结冷钢、连铸结流和回炉等事故；出钢温度过高，往往使钢中气体含量和夹杂物含量增加，影响钢材质量。因此，控制好终点温度是转炉炼钢操作的重要环节之一。对于过程温度的过高或过低，直接影响到成渣速度与脱碳速度之间的关系，控制不当，造成喷溅，增加铁的烧损，以及降低炉龄，另外，过程温度的控制是达到理想终点温度的关键。5.终点控制终点控制主要是指终点的温度及成份的控制。铁水在炉内，通过供氧、造渣之后，经过了一系列物理化学反应，铁水经冶炼而达到所要求的钢种时，称之为“终点”。终点所具有的特点是：⑴钢中含C量达到所炼钢种的控制范围；⑵钢中含S、P量均低于规格下限所要求的值；⑶终点温度能达到确保顺利浇铸的温度。冶炼终点主要根据钢水的含C、S、P量及温度来确定。钢水质量取决于钢水成分、温度、流动性和夹杂物含量。钢水流动性随温度的提高和夹杂物的降低而提高。6.脱氧和合金化氧气顶吹转炉在吹炼过程中向熔池提供了大量的氧，以供一系列的氧化反应，同时有一部分氧溶解于钢液中，在出钢时若不脱氧，则钢液在浇铸过程中，随着温度的下降，引起与碳的再氧化，生成的CO气泡使铸坯产生皮下气泡。另外，钢中的氧能使钢变脆，塑性下降，所以在冶炼终点时要进行脱氧。把钢液中的氧去除过程，称之为“脱氧”。合金化：在炼钢的终点，与脱氧操作的同时，按钢种规定成份范围配加一定量的合金元素，称之为合金化。脱氧和合金化在炼钢过程中是同时完成的。炼钢常用合金的脱氧能力顺序是：Ca\Al\Si\Mn钢水的成分主要包括C\Si\Mn\S\P五大元素二.炉外精炼钢包精炼炉（RH）LF炉具有的主要冶金功能有：钢水升温、调温及保温功能强化脱氧、脱硫功能合金微调功能采用的精炼手段有：吹氩搅拌埋弧加热造强还原气氛造碱性合成渣座包吹氩测温取样通电造渣停电测温取样合金化微调成分通电停电测温取样停氩吊包钢包准备初炼炉出钢钢包运输RH真空精炼的冶金功能脱气精炼脱氢脱氮脱氧自然脱碳板材、线材电磁材料及低碳钢等温度和成分调整用于轧制薄板厚板的碳素钢吹氧喷粉脱硫升温强制脱碳脱气去除夹杂脱氧脱磷不锈钢、IF钢等极低碳钢高合金钢、不锈钢1）真空脱碳在25min处理周期内可生产出[C]≤0.002％的超低碳钢水。2）真空脱气可生产[H]≤0.00015％，[N]≤0.002％的纯净钢水。3）脱硫RH附加喷粉装置（RH-PB）处理后可生产出[S]≤0.001％的超低硫钢水。4）脱磷经RH喷粉处理（RH-PB），可生产出[P]≤0.002％的超低磷钢。5）升温采用RH-KTB技术，可降低转炉出钢温度26℃；采用RH-OB法加铝吹氧提温，钢水最大升温速度可达8℃／min。6）均匀钢水温度可保持连铸中间包钢水温度波动不大于5℃。7）均匀钢水成分和去除夹杂物生产出T[O]≤0.0015％的超纯净钢。钢水循环原理钢液真空循环原理类似于气泡泵的作用，当两个插入管插入钢液一定深度后，启动真空泵，真空室被抽成真空，由于真空室内外的压力差，钢液从两个插入管上升到与压差相等的高度H（循环高度约1470mm），与此同时，上升管输入驱动气体，驱动气体由于受热膨胀，以及由于气体上升压力降低引起等温膨胀，因此钢液与气体混合密度逐渐降低，而驱动钢液如喷泉一般涌入真空室，使真空室内钢液压力平衡遭到破坏，为了保持平衡，一部分钢液从下降管流回钢包内。这样钢水受压差和驱动气体作用不断的从上升管涌入真空室，并从下降管流回钢包内，周而复始，实现钢液循环。钢包到达精炼跨进入RH台车到达处理位提升钢包至工作位,进行测渣厚、测温定氧、定氢、取样RH处理处理结束降下钢包车、开出处理位、喂线、加覆盖剂吊包生产工艺路径普通钢种：Q235B系列、Q345B系列、含B钢（A36B系列、SS400系列）、耐候钢（SPA-H）、车轮大梁钢（410L、510L等）、SPHC、船板钢（CCSA等）、低级别管线钢（X42、X60、L415MB等）低碳低硅钢：SPHD系列、RGMR2高级别管线钢：L485MB超（极）低碳钢：SPHE、IF50、IF30、RGW800转炉LF炉连铸转炉RH炉LF炉连铸转炉LF炉RH炉连铸转炉RH炉连铸硅锰的氧化：二者与氧具有将强的亲和力，在转炉吹炼过程，大部分被氧化。Si+2O=SiO2Mn+2O=MnO2碳氧反应及脱碳工艺：1.碳氧反应在炼钢中的作用：•一氧化碳的溢出具有搅拌作用，促使成分温度均匀。•加快反应速率。•促使夹杂物上浮，提高质量。•是炉渣泡沫化，钢液浮化，加速反应。2.吹炼中的脱碳速度及其控制：分为前期中期后期•前期：虽然钢水中含有大量碳，但是由于熔池平均温度不超过1500，碳处于不活泼状态，此时主要以硅锰的氧化为主。当硅含量约为0.1%时，脱碳反应速率达到最大值，进入中期。•中期：此时有充分的碳与氧发生反应，一段时间内梵音速率不变，如果提高氧的量将增加反应速率，不过应该指出的是，渣中氧化铁含量不高，为此抢位不要过低，防止炉渣返干•后期：碳含量减少，反应速率也降低脱P：不同钢种对P的含量要求不同，普通碳素钢要求P含量低于0.045%、优质碳素钢P含量低于0.035%、高级优质钢P含量低于0.030%P在钢液中能够无限溶解，氧化后溶解度很小。P+O=P2O5炉渣脱磷：P2O5在环境中不稳定，所以在后期加入氧化钙使其生成稳定性产物：P+FeO+CaO=Fe+CaO.P2O5去P的合适温度范围是1450-1550脱S：硫在钢中存在形式是FeS,在锰含量较高时还会以MnS形式存在。转炉脱硫就是靠碱性氧化渣来完成的：S+CaO=O+CaSS+MnO=MnS+O炉渣碱度在2.5-3.0时脱硫效果最好，FeO含量越低脱硫效果越好。目前常用的脱硫剂主要有电石、石灰粉、石灰石等。钢中氧的危害性：产生夹渣形成气泡增加硫的危害脱氧剂排序：Re-Zr-Ca-Al-Ti-B-Si-C-P-Nb-V-Mn-Cr-W.Fe.Mo-Co-Cu在脱氧剂的使用上一般采用多种合用，因为大颗粒的脱氧产物是由小颗粒的碰撞合并产生的，其中以液态产物合并最为牢固。因此希望脱氧产物是低熔点液态产物，以利于聚集长大。常用的脱氧方法：沉淀脱氧：脱氧剂有锰铁高碳锰铁7.0-7.5%、中碳锰铁1.0-2.0.%、低碳锰铁0.2-0.7%，硅铁、铝、硅锰合金、硅钙合金。炉渣脱氧：将粉状脱氧剂撒在渣面上，还原渣中FeO，降低含氧量，使钢中的氧向渣中扩散，也称作扩散脱氧。喷粉脱氧：以氩气作为载体，向钢水喷吹合金粉末或精炼粉剂，已达到脱氧、脱硫、成分控制，去除夹杂等目的喂线脱氧：把有炼钢添加剂的合金芯线或者铝线加入到待处理钢液中。三.板坯连铸将高温钢水浇注到一个个的钢锭模内，然后钢水连续不断地浇到一个或几个用强制水冷带有“活底”的铜模内也就是结晶器内，钢水很快与结晶器凝结在一起，待钢水凝固成一定厚度的坯壳后，就从结晶器的下端拉出坯壳，这样已凝固成一定厚度的铸坯就会连续地从水冷结晶器内被拉出来，在二次冷却区继续喷水冷却。带有液芯的铸坯，一边走一边凝固，直到完全凝固。待铸坯完全凝固后，用火焰切割机把铸坯切成一定尺寸的钢坯。作用：连铸是连接炼钢和轧钢的中间环节，是炼钢厂的重要组成部分。连铸生产的正常与否，不但影响到炼钢生产任务的完成，而且也影响到轧材的质量和成材率。此外，连铸技术自身的发展还会带动冶金系统其他技术的发展，它对企业结构和产品结构的简化和优化，有着重要的促进作用。⑴回转台。⑵中间包。⑶中包车。⑷结晶器：钢液在结晶器内要凝固成坚固的硬壳，形成所需断面的铸坯。⑸结晶器的振动机构。⑹负滑脱（或称负滑动）:当结晶器下振的速度大于拉坯速度时，铸坯对结晶器的相对运动为向上，即逆拉坯方向的运动，这种运动称负滑脱或称负滑动。⑺二次冷却系统。⑻拉坯矫直机。如果采用多辊拉矫机时，二冷区的部分夹辊本身又是驱动辊，起到拉坯的作用。(9)切割机，切割方法有两种：火焰切割和机械剪切。火焰切割具有设备简单、维护费用低的优点得到广泛应用，但它切割时间长、有切损并对环境有污染。abab:液相线ab:固相线LL+SSL:液相区S:固相区L+S:液固共存区AB温度（1）表面缺陷包括表面纵裂纹、横裂纹、网状裂纹、皮下夹渣、皮下气孔、表面凹陷（2）内部缺陷包括中间裂纹、中心裂纹、皮下裂纹、压下裂纹、夹杂和偏析（3）形状缺陷包括方坯菱变、板坯鼓肚Thankyou