重鋼新區(qū)煉鋼工藝技術的突破與創(chuàng)新
2013-03-14 10:50:40
重鋼新區(qū)第一煉鋼廠（以下簡稱煉鋼廠）于2009年12月份投產(chǎn)至今，生產(chǎn)質量日趨穩(wěn)定，在煉鋼新一代工藝流程中，集成運用了大量的新工藝技術，經(jīng)近兩年的摸索優(yōu)化工作，初見成效。
1、RH干式真空系統(tǒng)正常化應用
重鋼煉鋼廠210tRH是世界首套采用干式真空系統(tǒng)作為真空獲得設備的大型裝置，2010年6月25日熱試車一次性成功。
1.1、自主開發(fā)的關鍵技術
①開發(fā)出干式真空系統(tǒng)與RH工藝匹配的控制程序，并成功應用于RH本處理、輕處理、深脫碳處理、升溫處理模式中；
②開發(fā)RH頂槍吹氧功能，解決了干式真空系統(tǒng)對吹氧期間高溫、高CO含氧煙氣的適應性問題，現(xiàn)用于深脫碳和鋼水升溫；
③已開發(fā)真空槽內加入脫硫劑對鋼水脫硫工藝，且可滿足干式真空系統(tǒng)對粉塵含量的苛刻要求。
④開發(fā)RH控氮工藝，針對含氮鋼可將氮含量控制在目標值士SPm范圍內。
1.2、干式真空系統(tǒng)關鍵指標
對干式真空系統(tǒng)的抽氣能力進行測試，可達到與蒸汽泵同等效果。見表1；
表1：干式真空系統(tǒng)關鍵指標
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項目
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干式真空系統(tǒng)
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蒸汽泵系統(tǒng)
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極限真空度（Pa）
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18
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20
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從大氣到67 Pa時間（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脫氫效果
真空度≤266Pa，在初始氫含量≤4ppm時，鋼水循環(huán)10min鋼水中氫含量已 2ppm，在循環(huán)時間15min時可達到1.5ppm以下；最低可至0.7ppm，平均1.12ppm。
②脫碳效果
當鋼水初始碳含量250-350ppm、初始氧含量500-600ppm，真空度≤266Pa情況下，循環(huán)15min鋼水中碳含量可達30ppm以下，循環(huán)20min可達15ppm以下，最低可達9ppm。
③脫氮效果
以低碳低硅鋼為例，RH進站氮含量均≤40ppm，在此前提下脫氮效率28.13%。見表2：
表2：RH脫氮效果
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項目
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RP進站氮含量ppm
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RH出站氮含量ppm
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脫氮量ppm
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RH脫氮率/%
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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鋼水潔凈度
本處理氫平均1.12ppm，氮平均22ppm，T[O]：8-30ppm；輕處理、低碳鋼處理；氮含量平均25ppm，T[O]：15-35ppm。
在重鋼RH運行半年后，隨著RH功能及新產(chǎn)品的開發(fā)，出現(xiàn)過濾器內布袋被燒及真空泵體溫度過高報警的現(xiàn)象，一度嚴重影響RH生產(chǎn)，經(jīng)過大量跟蹤與摸索并采取相關措施后，已得以解決。
2、經(jīng)濟性潔凈鋼生產(chǎn)平臺的建立
當前低成本、高效、潔凈生產(chǎn)工藝的開發(fā)研究，已成為各大鋼廠節(jié)能降本的重要手段之一，煉鋼廠在經(jīng)濟性潔凈鋼生產(chǎn)平臺的建立上做了以下工作：
2.1、CAS直走精煉工藝的推廣
CAS精煉工藝以其投資省、操作方便、成本低、處理速度快、有利于在線調整成份、減少吹氬過程鋼水二次污染等優(yōu)點而得到推廣應用。
為解決投產(chǎn)初期精煉設備能力不足的問題，2010年11月份開始加大BOF-CAS-CC工藝路線比例。新區(qū)實行“一鋼多級”后，90%以上的鋼種均為含鋁鋼，因此生產(chǎn)初期時常發(fā)生中包水口結瘤或鋼包水口堵塞，造成當爐鋼水澆不完或連鑄斷澆，嚴重干擾了正常的生產(chǎn)組織，造成一定的經(jīng)濟損失。
對轉爐后攪的強度和時間進行優(yōu)化后，轉爐終點氧可穩(wěn)定在600-800ppm，與傳統(tǒng)工藝相比，終點氧降低127ppm，從根本上減少了氧化物夾雜的生成。頂渣脫氧工藝優(yōu)化后，渣中（FeO+MnO）含量可降低2.68%，達到2.0%以下，有效防止了鋼水二次氧化。
連鑄中間包鋼水直走CAS碳素鋼T[O]≤60ppm、低合金鋼T[O]≤50ppm，鋼水潔凈度得到提高，含鋁和非含鋁鋼單連澆爐數(shù)分別達到19和20爐，鋼水可澆性良好，軋鋼性能穩(wěn)定良好。目前煉鋼廠直走CAS工藝路線比例達到50%左右，生產(chǎn)組織靈活，生產(chǎn)成本降低。
2.2、低成本、高效、潔凈鋼生產(chǎn)工藝的開發(fā)應用
低碳低硅鋁鎮(zhèn)靜鋼，采用轉爐-CAS-CC工藝路線存在鋼水潔凈度低、鋼水可澆性差的情況，轉爐-LF-CC工藝路線則成本高、碳硅成分控制難度大煉成率低。
煉鋼廠通過鋼水氧含量的變化規(guī)律摸索、最佳渣系組成研究、轉爐出鋼脫氧合金化工藝優(yōu)化、RH碳脫氧工藝開發(fā)、CAS頂渣改質工藝研究等措施，成功開發(fā)了適應低碳低硅鋼生產(chǎn)的RH碳脫氧工藝，達到了降低生產(chǎn)成本、減少鋼中夾雜物的目的，現(xiàn)低碳低硅鋼主要指標見表3。
表3：低碳低硅鋼主要指標
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鋼中全氧含量/ ppm
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連澆爐數(shù)/爐
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噸鋼成本/元/噸鋼
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平均
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最大
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經(jīng)CAS或LF處理
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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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經(jīng)RH處理（新工藝）
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31
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14.5
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18
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120.34
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對比
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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，鋼中全氧降低5.25ppm，噸鋼成本節(jié)約48.16元，鋼水最大連澆爐數(shù)由7爐延長至18爐，平均連澆爐數(shù)由4.8爐延長至14.5爐。此方法簡單易于操作、便于生產(chǎn)組織，生產(chǎn)成本低，具有推廣應用的價值。
經(jīng)過上述工作結合其它大量生產(chǎn)工藝的優(yōu)化，目前煉鋼廠已初步建立了經(jīng)濟性的潔凈鋼生產(chǎn)平臺。
3、無缺陷鑄坯生產(chǎn)控制技術應用
投產(chǎn)初期，鑄坯表面主要缺陷以寬面角部凹坑、縱裂紋、角部橫裂紋（主要表現(xiàn)在含妮釩欽等微量元素低合金鋼上）為主，嚴重影響煉鋼生產(chǎn)順行、軋鋼合同兌現(xiàn)。
針對鑄坯質量缺陷公司相關部門、煉鋼廠與重慶大學一起展開了專項攻關：無缺陷鑄坯生產(chǎn)技術的研究應用。
項目組通過調整鋼種成分（優(yōu)化鋼水成分避開敏感包晶點[C]含量）、優(yōu)化改造二冷系統(tǒng)、保證鑄機設備精度、強化連鑄的穩(wěn)態(tài)操作、優(yōu)化改進結晶器保護渣、漏鋼預報及動態(tài)輕壓下的應用正�；⒀芯繎玫菇墙Y晶器、研究應用鑄坯表面質量在線檢測等諸多工作，建立完善了鑄坯質量的生產(chǎn)監(jiān)控保證體系，連鑄坯質量明顯改善（見表4）。
表4：鑄坯質量情況表
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鑄機號
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斷面規(guī)格mm×mm
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主要生產(chǎn)鋼種
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表面合格率，%
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角部橫裂紋，%
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低倍評級≤B1.0，%
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攻關前
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攻關后
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攻關前
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攻關后
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攻關前
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攻關后
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1#
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（190，230）×1530
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包晶鋼（碳素、低合金高強度鋼）
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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）
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低碳鋼、低合金高鋼
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86.7
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95.6
|
1.0
|
0
|
91
|
100
|
|
3#
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（220，250，300）×（2000~2500）
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包晶鋼（碳素、低合金高強度鋼）
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68
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86.3
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9.6
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0.43
|
85
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100
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提高鑄坯質量，是一項系統(tǒng)工程。特別是整個煉鋼、精煉、連鑄均是新投產(chǎn)設備，投產(chǎn)初期，設備功能尚未完全投入，鋼水成分、溫度、潔凈度控制水平處于不斷提高的過程中，員工操作經(jīng)驗和水平在不斷積累，鑄機實際生產(chǎn)狀況與設計狀況差別很大，影響鑄坯質量的因素復雜。通過“無缺陷鑄坯技術”推廣應用，讓煉鋼工程技術人員積累了更多的方法和經(jīng)驗。
收稿時間：2012年
來源：重鋼
