11 国内外纯净钢生产技术的新进展
钢铁行业的技术进展和创新趋势
钢铁行业的技术进展和创新趋势1.引言钢铁行业作为国民经济的重要支柱产业，在经济发展和国防建设中扮演着重要角色。
随着科技的进步和市场的需求变化，钢铁行业也在不断进行技术进展和创新，以满足日益复杂多变的市场需求，并推动行业向可持续发展方向迈进。
2.生产技术进展2.1 炼铁技术进展随着科技进步，传统的高炉炼铁技术不断得到改良和升级。
新一代炼铁技术如直接还原法、双马法等的应用使得炼铁过程更加高效、低耗能、低排放。
同时，先进的生产装备和自动化控制系统的应用使得钢铁企业能够实现智能化、数字化的生产管理，提高生产效率和质量。
2.2 炼钢技术进展传统的转炉炼钢技术在碳排放和能源消耗方面存在一定的局限性。
随着电弧炉、感应炉等新型炼钢技术的出现，钢铁企业能够更好地实现资源和能源的节约利用，同时减少大气污染物的排放。
通过在线检测、远程控制等技术手段，炼钢过程的智能化水平不断提高，生产效率显著增加。
3.产品创新趋势3.1 高强度钢的发展随着汽车工业和航空航天工业的迅猛发展，对材料强度和轻量化要求越来越高。
高强度钢材以其强度高、塑性好的特点，成为替代传统材料的首选。
冷轧高强度钢、热轧高强度钢、中锰钢等新型材料得到广泛应用，提供了更多的设计自由度和更优的性能，推动了汽车工业和航空航天工业的发展。
3.2 特种钢的应用特种钢具有耐高温、耐腐蚀、耐磨等特点，在能源、化工、航空、电子等领域得到广泛应用。
高温合金钢、耐磨钢、不锈钢等特种钢制品在现代工业中发挥着重要作用。
随着技术的不断突破，特种钢种类不断增多，性能也不断提升，为各行各业的发展提供了重要支撑。
4.绿色发展趋势4.1 节能减排作为资源消耗和排放较高的行业，钢铁行业积极探索低碳、循环经济发展之路。
通过研发和应用新型节能环保技术，如能源回收利用、煤气发电等手段，有效降低能源消耗，减少污染物排放。
钢铁企业也积极推动资源的循环利用，降低资源浪费，实现可持续发展。
4.2 智能制造智能制造是当前钢铁行业发展的重要方向。
国内外不锈钢管生产技术发展趋势
近20年来，世界各国的不锈钢管生产有了很大发展，工艺技术和装备水平都有很大提高，国外不锈钢管生产发展的主要特点是采用新工艺和新设备来提高产量、扩大品种，采用自动控制和无损探伤以改善和保证产品质量?因此，近年来在新建和改扩建的不锈钢无缝管车间、焊管车间和冷轧冷拔车问里，出现了很多卓有成效的新工艺和高效率的新设备。
我国不锈钢管生产经过40多年的发展，尤其是近20年来，无论是不锈钢无缝管还是焊管的生产技术都有了长足的进步，产量、质量和品种不断增加和提高，少数产品的质量达到了国际先进水平：但是和国际先进水平相比，我国不锈钢管厂在工艺技术、装备水平、产品质量等方面尚有较大的差距，需要进行技术改造和提高，以适应我国国民经济发展的要求。
一：世界不锈钢管生产技术的发展趋势1 “三步法”炼钢和连铸工艺采用“三步法”炼钢和连铸生产不锈钢管坯工艺，为提高不锈钢管坯质量，降低成本创造了条件。
世界上一些主要不锈钢厂在“二步法”的基础上，研究和采用了“三步法” 冶炼不锈钢的新工艺。
目前日本大部分专业不锈钢厂都已采用了“三步法”生产工艺。
德国曼内斯曼德马克冶金技术公司开发了一套专门用于“三步法” 的工艺设备，它包括1台超高功率电炉、1台MRP—L转炉和1台VOD装置。
该工艺采用电炉熔化，MRP—L转炉加氧枪快速脱碳，VOD真空炉最终深脱碳。
此工艺的基本出发点是把AOD和VOD两种工艺各自的优点结合和发扬，并克服了AOD的氩气和耐火材料耗量大及处理时间长的缺点，实现低消耗、缩短时间、降低成本的目的。
当然，电炉一AOD “二步法” 冶炼不锈钢也是可行的，目前世界上60％以上的不锈钢是用“二步法”工艺生产的。
国外不锈钢管坯已基本连铸化连铸机以立式和弧型为主，也有使用水平连铸机的。
不锈钢连铸坯与传统的钢锭一轧坯相比，金属收得率提高10％～15％，管坯质量更好，并节省能源，降低生产成本。
不锈钢在连铸过程中有些合金元素极易氧化，易产生氧化物夹杂；另外，钢水的粘度大，很易造成水口堵塞。
(R)超洁净钢的新进展
第1卷第3期 材 料 与 冶 金 学 报 Vol11No13超洁净钢的新进展李正邦Ξ(钢铁研究总院冶金工艺研究所,北京 100081)摘 要:洁净钢已在工业规模生产.本文认为超洁净钢应针对不同钢种、不同用途,应用不同蹬精炼技术,在生产流程中各个突破、达到要求.零夹杂钢即夹杂物高度弥散分布,尺寸小于1μm的钢.本文从理论上分析其制备的可能性,展望其性能,并探讨采用冷坩埚真空感应悬浮熔炼或电子束熔炼制备零夹杂钢.关键词:超纯净钢;零夹杂钢;冷坩埚悬浮熔炼;电子束熔炼中图分类号:TF76914 文献标识码:A 文章编号:167126620(2002)0320161205N e w progress of super clean steelL I Zheng2bang(Metallurgical Technology Institute of CISRI,Beijing,100081,China)Abstract:Clean steels have been commercially produced in large scale.The“Super-Clean”is a relativeconception,which means that different steel grades have different clean requirements that meet the need ofdifferent uses.S o various unit metallurgical processes have been used to fulfil the cleanliness of specialgrades.Zero inclusion steel defined as,that the inclusions in matrix are highly dispersed and the size ofinclusion is less than1micron.The aim of this paper is to analyze the possibility of refining zero inclusionsteel theoretically,to prospect the properties of zero inclusion steel and discuss the process of refining zeroinclusion steel using cold crucible levitation melting or electron beam melting.K ey w ords:super clean steel;zero inclusion steel;cold crucible levitation melting;electron beam melting 随着科学技术的发展,对钢材性能要求日益严格,对钢材质量要求不断提高,进一步减少钢中夹杂含量,提高钢的洁净度,是本世纪发展方向.目前国内外已建立大规模生产洁净钢IF深冲汽车钢板生产体系,运作正常,钢中C、S、P、N、H、T1O质量分数之和不大于100×10-6.不少冶金学家将超洁净钢界定为S、P、N、H、T1O质量分数之和不大于40×10-6.作者认为,应用特种精炼手段,不难达到上述要求,但受经济因素制约无法大规模生产.作者认为,应在洁净钢冶炼基础上,针对不同钢种及不同用途的特殊要求,采用精炼手段,各个突破,达到性能要求.K eissling提出夹杂物“临界尺寸”的概念[1].根据断裂韧性K IC的要求,夹杂物“临界尺寸”为5～8μm.当夹杂物小于5μm时,钢材在负荷条件下,不再发生裂纹扩展.作者认为可将此界定为超洁净钢标准之一.近年来,加拿大Mitchell和新日铁Fukumoto 提出“零夹杂钢”的概念[2].所谓“零夹杂钢”,并非钢中无夹杂物,而是夹杂物尺寸小于1μm,无法用光学显微镜观察到,预示钢的抗疲劳性能将有大幅度提高.本文分析研究制备“零夹杂钢”的理论依据,提出其制备工艺技术.超洁净钢与零夹杂钢是一个问题的两个方面与两个层次,其解决可谓“异曲同工”,攻破其一,另一个必将迎刃而解.Ξ收稿日期:2001207227.作者简介:李正邦(1934—),男,中国工程院院士.1 超洁净钢111 超低硫钢11111 超低硫钢的技术要求 硫在钢中以硫化物(MnS、FeS、CaS等)形式存在,对力学性能的影响是:(1)加大各向异性,使钢材横向、厚度方向强度、塑性、冲击等性能显著低于轧制方向(纵向),特别是钢板低温冲击性能;(2)显著降低钢材抗氢致裂纹能力,因此,用于海洋工程、铁道桥梁、高层建筑、大型储氢罐的钢板,硫的质量分数已控制在50×10-6以下.硫还影响钢材抗腐蚀性能,用于输送含H2S等酸性介质油气管线钢,w[S]降至(5～10)×10-6.此外硫对钢材热加工性能、可焊性均产生不利影响.11112 生产超低硫钢的技术生产超低硫钢流程:(1)新日铁大分厂生产深冲钢板转炉流程:铁水沟脱硅—铁水喷粉深脱硫—LB/OB转炉脱碳—RH2PB循环脱气喷粉.用CaO+CaF2粉剂喷粉,脱硫率达80%,w [S]达10×10-6.技术关键在于提高转炉铁水装入比,减少铁水带入渣.真空喷粉RH2PB或V2 KIP可避免钢水翻腾、氧化与吸氮,但真空设备昂贵.(2)德国Aosta钢铁公司生产高速钢、不锈钢流程:电炉初炼—Iop2VOD脱磷—扒渣—L F升温脱硫—VD脱气。
不锈钢生产技术的新进展
不锈钢生产技术的新进展由于不锈钢用途广泛，价格-寿命比低，可100%回收使用，以及冶金和材料的新工艺、新技术的迅速发展，使世界不锈钢成本大幅度下降，产量高速增长［1］，也使不锈钢产量占钢总产量的比例有较大提高［2，3］。
同时，不锈钢的品种质量也有显著发展［4～7］。
1 不锈钢冶炼工艺1.1 AOD法AOD法仍然是冶炼不锈钢的主要方法。
目前世界上约有1～185 t AOD炉155台，其中1/2在不锈钢厂，另外1/2在铸造厂。
AOD法生产的不锈钢已突破1 000万t，约占世界不锈钢总产量的68.7%［8］，见表1。
表1 各种方法冶炼的不锈钢占不锈钢总产量的比例Table 1 Proportion of stainless output produced by various melting processes to total stainless output电炉 4.2-其它转炉4.45.0(CLU，ASM，SFR等)注：世界不锈钢总产量，1983：655万t；1996：1 500万t近年来AOD工艺有不少改进，主要有：(1)增加顶枪吹氧。
在脱碳过程中，通过风口吹入1/3～1/5的Ar/O2混合气体和通过顶枪吹入100%的氧。
顶枪吹氧工艺，有“硬吹”和“软吹”，“硬吹”就是通过顶枪吹入的氧100%同熔池反应；“软吹”就是通过顶枪吹入的氧，约60%同熔池反应，40%在炉帽空间将CO燃烧成CO2。
图1表明顶枪“硬吹”工艺(KCB—S工艺)比普通AOD工艺可缩短脱碳时间44%［9］。
图1 无顶枪AOD与有“硬吹”顶枪AOD脱碳比较Fig 1 Comprison of decarbonisation of AOD without top lanceand AOD with "blowing hard"top lance另外“软吹”工艺缩短脱碳时间是“硬吹”的70%。
但是由于它能产生附加的热能并传递给熔池，因而还能减少硅的消耗、增加废钢用量并降低电炉出钢温度。
炼钢短流程工艺国内外现状及发展趋势
炼钢短流程工艺国内外现状及发展趋势一、引言炼钢短流程工艺是一种高效、节能、环保的炼钢技术，近年来在钢铁行业得到了越来越广泛的应用。
本文将从国内外炼钢短流程工艺的现状和发展趋势两方面展开探讨，旨在全面了解炼钢短流程工艺在钢铁生产中的地位和未来发展的方向。
二、炼钢短流程工艺的定义炼钢短流程工艺，顾名思义，即指采用高效、快捷的生产流程，通过电弧炉、转炉等设备，将废钢、废铁等原料快速熔化，然后经过连铸、轧制等工艺，最终生产出优质的钢材。
相比传统的炼钢工艺，短流程工艺具有炼钢周期短、能耗低、环境友好等优点。
三、国内外炼钢短流程工艺的现状1. 国内炼钢短流程工艺的现状从国内炼钢短流程工艺的发展历程来看，经过不断的技术创新和装备升级，我国在炼钢短流程领域已取得了长足的进步。
目前，国内许多钢铁企业已经采用了炼钢短流程工艺，如宝钢、武钢等，他们在炼钢短流程工艺上的投入和研究也取得了一定的成果。
2. 国外炼钢短流程工艺的现状与国内相比，国外在炼钢短流程工艺领域的发展历史较长。
欧美等发达国家早在20世纪80年代就开始大力推广炼钢短流程工艺，目前已建立健全了一套成熟的炼钢短流程工艺体系。
日本、韩国等亚洲国家也在炼钢短流程工艺方面取得了一些重要的进展。
四、炼钢短流程工艺的发展趋势1. 技术创新是推动炼钢短流程工艺发展的关键随着科技的不断进步，炼钢短流程工艺也在不断进行技术创新。
新型的炼钢设备、智能化的生产管理系统等技术的应用，将进一步提高炼钢效率，降低成本，推动炼钢短流程工艺向更高效、更环保的方向发展。
2. 绿色炼钢是未来发展的主流趋势随着环保意识的增强和国际环保标准的不断提高，绿色炼钢必将成为未来炼钢工艺发展的主流趋势。
炼钢短流程工艺作为一种清洁生产技术，将在未来得到更广泛的应用，成为钢铁行业的主要发展方向。
五、结语炼钢短流程工艺作为一种新兴的炼钢技术，已经在国内外得到了广泛的关注和应用。
通过对国内外炼钢短流程工艺的现状和发展趋势的分析，我们可以清晰地看到炼钢短流程工艺在钢铁行业的重要地位以及未来发展的方向。
2011年9月西安会议《精品大钢锭洁净钢生产技术》
2、精品大钢锭思想统一
2.2、制造精品大钢锭思想统一 2.2、 5S是二战后日本为了追赶欧美 是二战后日本为了追赶欧美， 5S是二战后日本为了追赶欧美，认真研究 而发明的现场现代化管理， 而发明的现场现代化管理，成为持续改善 工厂基础管理的基石。5S是 整理、整顿、 工厂基础管理的基石。5S是“整理、整顿、 清扫、清洁、教育”的简称。没有5S，不 清扫、清洁、教育”的简称。没有5S 5S， 管你如何努力，其结果， 管你如何努力，其结果，就如同建造一座 空中楼阁，在此请一定牢记在心。 空中楼阁，在此请一定牢记在心。 ----于平 ----于平
只有针对上述质量问题进行技术开发，和应 只有针对上述质量问题进行技术开发， 用才能实现：高品质的大钢锭，从而得到利润。 用才能实现：高品质的大钢锭，从而得到利润。
2、精品大钢锭思想统一
2.1、产品（品牌）第一主义的基本原理 2.1、产品（品牌） 市场营销的实现和占领市场的成功靠什么？ 市场营销的实现和占领市场的成功靠什么？ 答案很简单，靠产品，产品的QCD。 答案很简单，靠产品，产品的QCD。产品 又靠什么来保证— 又靠什么来保证—产品质量都来自生产现 场。 生产现场：有效的精细化管理， 生产现场：有效的精细化管理，精细化操 品种质量的控制来保证。 作，品种质量的控制来保证。从这个意义 上讲，企业不能只抓经营市场， 上讲，企业不能只抓经营市场，而忽视生 产现场有效管理。 产现场有效管理。
3、精品大钢锭制造工艺技术
3.1、发达国家大钢锭主工艺技术 3.1、 日本日立、 ⒈日本日立、三菱重工
3、精品大钢锭制造工艺技术
3.1、发达国家大钢锭主工艺技术 3.1、 日本三阳、 ⒉日本三阳、大同特钢
3、精品大钢锭制造工艺技术
3.1、发达国家大钢锭主工艺技术 3.1、
钢铁行业的技术创新材料生产和工艺的最新进展
钢铁行业的技术创新材料生产和工艺的最新进展钢铁行业一直是全球经济中不可或缺的重要部门。
近年来，随着科技的快速发展和工业化进程的加速，钢铁行业的技术创新在不断推动材料生产和工艺的进步。
本文将对钢铁行业的技术创新和最新进展进行探讨。
1. 智能化生产随着人工智能和物联网技术的不断发展，钢铁行业开始建设智能化工厂。
通过引入先进的传感器和数据分析技术，钢铁生产过程中的关键参数可以实时监测和优化。
智能化生产不仅可以提高生产效率和质量，还可以降低能源消耗和环境污染。
2. 先进材料的应用新型材料的应用对于提高钢铁产品的性能和品质至关重要。
其中，高强度钢、耐腐蚀钢和高温合金等先进材料的研发和应用正在取得突破。
这些材料具有优异的力学性能、抗腐蚀性和耐高温性能，能够满足汽车、航空航天等领域对材料性能的严苛要求。
3. 清洁生产和资源回收利用钢铁行业是典型的高能耗、高污染行业。
为了减少环境污染和资源浪费，钢铁行业积极推动清洁生产和资源回收利用技术的研发和应用。
例如，利用先进的炼铁工艺和高炉煤气综合利用技术，可以实现废物和废气的资源化利用，减少环境影响。
4. 绿色技术和碳减排随着全球对气候变化和环境污染的关注度不断提高，钢铁行业也在积极探索绿色技术和碳减排途径。
例如，采用先进的高炉煤气脱硫技术和碳捕获技术，可以将二氧化硫和二氧化碳等有害气体减少到最低，实现钢铁行业的碳中和目标。
同时，钢铁行业也在研究开发低碳合金和纳米材料，以减少碳排放和能源消耗。
5. 3D打印技术在钢铁行业的应用近年来，3D打印技术在制造业中的应用不断扩大，钢铁行业也不例外。
通过3D打印技术，可以实现复杂结构和定制化产品的快速制造。
在新材料的配方和工艺的支持下，3D打印技术在钢铁行业中的应用正逐渐普及。
总结：随着科技的快速发展和环境意识的增强，钢铁行业的技术创新也步入了新的阶段。
智能化生产、先进材料的应用、清洁生产和资源回收利用、绿色技术和碳减排、以及3D打印技术的应用都是钢铁行业技术创新的重要方向。
洁净钢制备技术的研究现状及发展
高 洁净 钢是 钢材 发 展 的重要 方 向之一 ， 具有 广
阔 的市场 空 间 。我 国年 产钢 居世 界首 位 ， 是钢铁 大 国 ， 还不 是钢 铁 强 国 。我 国钢铁 产 品属 于低 附 但
尺寸 、 形状 也 有 了要 求 ， 是 国 内洁净 钢 生产 与 国 但 际先进 水平仍然存 在一定 差距ｂ。 目前 国 际上 同时 降低 钢 中 ［ 、０］ ［］ ［ ］ Ｎ］ ［ 、Ｓ 、Ｐ 、 ［ 等杂质 元素 的工艺 基本上 有两 种 。第一种 是 以 Ｈ］ 欧洲 、 北美 为 代 表 ， 工 艺 流 程 为 ： 温 不 脱 氧 出 其 低 钢一 钢包 碱性 氧化 渣搅 拌脱 ［ 卜＋ 包 电弧加 热及 Ｐ 钢
鞍钢 、 钢 、 武 马钢等 企业 也开 展 了大量 的研究 ， 得 获
了较 好 的 洁 净 钢 冶 炼 水 平 。 除 了降 低 钢 中 ［ ］ Ｓ、 ［ ］ ［ 、Ｈ］ ［ ］ 杂质 元 素外 ， Ｐ 、Ｎ］ ［ 、 ０ 等 对夹 杂 物 含 量 、
能价 格 比 、 循 环 使用 性 和 资源 丰 富性 来 说 ， 材 可 在
出
Ｄ ＜１０ ｍ ０
氧 含 量 低 ， 金 属 夹 杂 物 数 量 少 、 寸 小 、 布均 非 尺 分 匀、 脆性 夹 杂物 少 以及 具 有合适 的夹杂 物形状 。钢 的洁净 度是 反 映钢 的总体 质量 水平 的重 要标 志 ， 是 内在 质 量 的保 证 指 标 ｎ。降低 和 控 制 钢 中 的 Ｐ Ｓ 、、 Ｏ、 Ｈ这 些元 素单一 或综 合作用 的结果 ， Ｎ、 可以极 大 地 改 善 钢 铁 材 料 性 能 ， 抗 拉 强 度 、 型 性 、 焊 如 成 可 性、 韧性 、 裂 纹 和抗 腐 蚀 性 、 向异 性 、 劳 性 能 抗 各 疲 等 。 因此 ， 了 提高 钢 铁材 料 的性 能 ， 高钢 的 洁 为 提 净度 ， 进行 洁净 钢生 产研 究与 实践 就成 了钢 铁冶金
钢铁行业的技术创新最新的生产技术和设备
钢铁行业的技术创新最新的生产技术和设备钢铁行业的技术创新：最新的生产技术和设备钢铁行业一直以来都是现代工业的基石，在国民经济中占据着重要的地位。
随着科技的进步和市场需求的不断变化，钢铁行业也在积极寻求技术创新，以提高生产效率、降低成本，并对环境进行可持续发展的探索。
本文将介绍钢铁行业的最新生产技术和设备，以揭示钢铁行业的技术创新之路。
一、高炉炼铁技术的创新高炉是钢铁行业最基本的生产装置，也是技术创新的重中之重。
近年来，高炉炼铁技术取得了许多突破，主要体现在以下几个方面：1.1 高炉内部煤气利用技术钢铁行业一直是能源消耗较大的行业之一，如何将能源利用率提高是一个重要问题。
通过改进高炉内部的煤气利用技术，可以有效提高高炉的能源利用率。
例如，采用先进的煤气回收技术，将高炉煤气中的热能利用起来，用于炉内燃烧或发电，从而降低能源消耗。
1.2 高效耐火材料的应用高炉内部受到高温和化学腐蚀的影响，耐火材料的性能对高炉运行起着至关重要的作用。
现代钢铁行业借鉴陶瓷工业和耐火材料领域的技术，研发出高效耐火材料，使高炉在长时间高温下仍能保持稳定运行，提高生产效率和安全性。
1.3 自动化控制系统的应用随着计算机技术的发展，高炉的自动化控制系统逐渐成为钢铁行业技术创新的重要方向。
自动化控制系统可以实现对高炉各个环节的精细控制和监测，提高生产效率、质量和安全性。
例如，通过现代化的控制系统，可以实现高炉的智能化操作，提高炉温控制的准确性和稳定性。
二、连铸技术的创新连铸是将炼钢过程中的熔融钢水连续浇铸成坯料的过程，也是钢铁生产中的重要环节。
随着市场对优质钢材要求的提高，连铸技术的创新也越来越重要。
下面介绍几个最新的连铸技术创新：2.1 高效冷却系统的应用连铸过程中，快速冷却是获得优质钢材的关键。
传统的连铸冷却方式存在冷却不均匀和结晶组织不理想等问题。
最新的连铸技术采用了高效冷却系统，通过喷水冷却等措施，实现了坯料表面和内部的快速均匀冷却，确保钢材的冷却效果和质量。
国内外高炉炼铁技术的发展现状和趋势
国内外高炉炼铁技术的发展现状和趋势
国内外高炉炼铁技术的发展现状和趋势
一、发展现状
1、国内
(1)钢铁厂炼铁技术的改造力度加大，已实现超低碳、超低强度、超低消耗的可持续发展。
(2)新型储能灶的兴起，使煤的消耗大大减少，同时也提高了炼铁设备的智能度。
(3)智能化技术的广泛应用，大大提升了传统炼铁技术的能源利用率。
2、国外
(1)德国、日本、西班牙等国在炼铁方面都有着非常成熟的技术，通过智能化技术的大量应用，以及不断提升设备抗磨损能力，使炼铁设备的性能得到持续提升。
(2)美国的炼铁技术也在不断发展，尤其是节能技术的提升，使温室气体排放量大幅减少，符合可持续发展的要求。
二、发展趋势
1、储能灶的广泛应用：储能灶的智能化技术可以大大减少给炉内喷射的煤，从而提高炼铁效率。
2、球化技术的提升：通过提高炉内样品的球化度，大大提升炼铁炉设备的耐板材性和智能度。
3、炼铁技术创新：不断创新和应用抗磨损、节能、轻量化、小型化等技术，提高设备的使用效率和产量。
4、炉前技术的完善：通过构建智能、优化的炉前技术，可以有效将煤、矿石等进料质量提高。
5、可持续发展：国内外高炉炼铁技术都趋向于节能、低碳、环境友好的可持续发展方向。
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14
1. 0
5
58 (52)
深冲钢
LD - OB + RH
12
4
14
0. 5
5
51. 5
纯净钢
BOF + RH
2
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0. 2
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28. 2
超纯净钢
BOF + 真空脱气
15
5
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0. 7
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65. 7
深冲钢
LD + 真空脱气
80 (未计[ C])
深冲钢
BOF + RH
15
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≤1. 0 ≤10
72
IF 钢 、管线钢
BOF + LF + RH
40
3. 4
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1. 0
10
81. 4
IF 钢 、管线钢
BOF + LF + RH
18
24
12
2. 0
18
74 (未计[ C])
深冲钢
BOF + LF + RH
20
5
20
0. 96
18
63. 96 (未计[ C])
纯净钢
BOF + LF + VD
2 国外纯净钢的研究和生产水平
为满足不同钢种 ,特别是高附加值钢种对纯 净度的要求 ,欧美和日本许多钢厂正致力于建立 以转炉为中心的大规模生产纯净钢的生产流程 , 如日本和许多北美钢厂 , IF 钢的生产比例可达到 50 %～70 % , [ S ] ≤0. 003 %的超低硫钢生产比例 达到 20 %～30 %。
正是由于采用较完善的纯净钢生产流程 ,国 外的转炉已经能够批量生产轮胎子午线用的高强 度钢丝 、轴承和齿轮用钢 、汽车面板和弹簧用钢 、 易切削钢以及冷镦钢等 。 2. 3 电炉流程生产纯净钢
众所周知 ,不同钢种对纯净度的要求和对夹 杂物的敏感性不同 。氧化铝簇夹杂物可导致汽车 和电气产品用薄钢板表面缺陷 ,引起 DI 罐用薄钢
潘秀兰 ,教授级高级工程师 ,1982 年毕业于鞍山科技大学炼钢专业 ,现工作于鞍钢技术中心科技信息研究所 (114001) 。
© 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
铁水预处理对改进转炉操作 、生产优质钢有 十分重要的作用 。欧美各国铁水预处理一般仅脱 硫 ,而日本铁水“三脱”预处理 (包括脱硫 、脱硅及 脱磷) 比例超过 90 %以上 。高炉低硅冶炼稳定生 产含硅低于 0. 4 %的铁水 ;铁水脱磷处理使磷含量 降到 0. 01 %以下 ;采用高效镁基脱硫剂进行铁水 预处理 ,铁水中含硫量可降至 0. 003 %以下 。
之前非金属夹杂物不析出 ,在固相状态下析出的 非金属夹杂物高度弥散分布 ,无法用光学显微镜 观察到 ,这时夹杂物可发挥有益的作用[2] ,使钢的 抗疲劳性能大幅度提高 。
国内外一些先进钢厂的纯净钢生产水平见表 2[3～13 ] 。
厂 家
[ C]
日本神户 日本新日铁 日本目前水平 日本专家预测 德国蒂森 韩国浦项 中国宝钢 中国武钢 中国攀钢 中国鞍钢
·2 ·
《鞍钢技术》2003 年第 5 期
板裂纹 ,还可造成轮胎子午线等线材断线 ,使轴承 钢等棒钢的疲劳性能恶化 。为了减轻氧化物系夹 杂物对钢材质量的不良影响 ,必须降低其含量 。
近年来 ,加拿大的 Mitchell 和新日铁的福本提 出“零夹杂钢”的概念 。所谓“零夹杂钢”,不是钢 中无夹杂物 ,而是夹杂物尺寸小于 1μm。在凝固
65 元 。“双联法”适于大量 、经济地生产纯净钢 。 而传统的转炉加炉外精炼工艺已能够冶炼大
多数钢种 ,且成本很低 ,钢水纯净度高 。 用转炉生产纯净钢有如下优势 : 转炉用铁水的纯净度和质量稳定性优于电炉
原料废钢 ; 转炉采用铁水预处理工艺 ,进一步提高了铁
水的纯净度 ; 转炉的终点控制水平高 ,且钢 - 渣反应比电
炉更接近平衡 ; 转炉钢水气体含量低 ( [ N ] ≤0. 002 %、[ H ] ≤
0. 0003 %) ; 炉外精炼和连铸的工艺技术水平与电炉流程
相当 。 日本一些转炉钢厂采用 100 %铁水“三脱”预
处理工艺 ,复吹转炉少渣冶炼和终点智能控制 ,提
高终点命中率和控制精度 。利用转炉渣作为脱磷 剂处 理 后 , 使 铁 水 [ C ] 为 3. 5 %～ 4. 0 %、[ S ] ≤ 01015 %、[ P] ≤01015 %。转炉复合吹炼时间缩短 到 25min 。另外 ,日本一些钢厂真空处理钢水的比 例高达 90 %以上 ,能够保证钢水的纯净度 。
关键词 纯净钢 生产技术 进展 夹杂物
New Progress of Production Technology for Clean Steel at Home and Abroad
Pan Xiulan Guo Yanling Wang Yanhong (Angang Technology Center)
3 10 (3)
16 6 20 ≤15 9
注 : () 内为最低值 。
表 2 国内外一些先进钢厂的纯净钢生产水平 , ×10 - 4 %
[ P]
[ S]
[N]
[ H] T. [ O]
合计
钢种
工艺
20
2～3 6～9 1. 0 2～5
41 (34)
250 马氏体时效钢 真空感应炉
25
3
20
10
10
6
H 3. 0
2. 0
1. 0
0. 8 < 1. 0 0. 5
T. O 40
30
10
7
5
2
应用特种精炼手段 ,不难达到上述指标 。但受经 济因素制约无法大规模生产 ,只有针对钢种和用 途的特定要求 ,铁水预处理 、冶炼 、精炼 、连铸 、轧 制以及热处理等工序正确配合 ,才能经济地生产 出满足用户要求的纯净钢 。
目前 ,国外纯净钢生产与研发水平最高的是 日本 ,其次是欧美和韩国 。日本山阳 、瑞典 SKF 轴 承钢全氧含量已经低于 0. 0005 %。世界各地的钢 厂普遍采用保持钢中一定的铝含量 ,利用钢中铝 和 Al2O3 的平衡达到控制氧含量的目的 ; 另外 ,把 钢中酸溶铝含量控制在较低水平还可以改变弹簧 钢中氧化物夹杂的性能 、尺寸及分布 ,从而提高钢 的抗疲劳性能 。对模具钢来说 ,提高其纯净度已 经成为提高模具性能和寿命的重要手段 ,当 SKD (H13) 的硫含量从 0. 03 %降低到 0. 01 %时 ,可使 钢的冲击韧性提高一倍 。对不锈钢而言 , [ C + N ] 低于 0. 01 %时 ,就可以完全防止晶间腐蚀和应力 腐蚀 。
鞍钢技术
2Байду номын сангаас03
年第
5
期
AN
GAN
G
TECHNOLO
GY
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国内外纯净钢生产技术的新进展
潘秀兰 郭艳玲 王艳红 (鞍钢集团技术中心)
摘要 概述了国内外先进炼钢厂的纯净钢生产技术 ,讨论了铁水预处理 、冶炼 、精炼及连 铸各工序控制钢中夹杂物 C、S、P、N、H、T. O 的主要技术措施 ,为纯净钢生产的工艺选择和成分 控制提供参考 。
原有的转炉 、电炉 、吹氩 、连铸流程已不能满 足生产超低碳 、低磷 、低硫和低总氧含量钢的要 求 。随着炉外精炼技术的进步 ,钢水的纯净度也 明显提高 ,钢包精炼炉成为生产纯净钢的重要设 备 。在炼钢生产中 ,精炼炉具有脱硫 、气体搅拌 、 合金化 、升温 、调节连铸节奏和控制夹杂物形态等 功能 。在 20 世纪 70 年代 ,大规模工业生产的钢 水中 ,硫 、磷 、氮 、氧 、氢杂质总含量低于 0. 05 % ;至 20 世 纪 80 年 代 , 钢 水 的 杂 质 总 含 量 可 达 到
Abstract This article summarizes the production technology for clean steel in advanced steelmaking plants at home and abroad , discusses the main technical measurements to control inclusions including C ,S , P ,N ,H ,T. O during pretreating hot metal , smelting , refining and continuous casting , and provides refer2 ences to select technique and control compositions for clean steel production.
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潘秀兰 郭艳玲 王艳红 国内外纯净钢生产技术的新进展
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图 1 当代典型的转炉纯净钢生产工艺流程及控制参数
近十年来 ,日本发明了转炉铁水预处理工艺 , 主要有 SRP 法 (住友) 、ORP 法 (新日铁) 、NRP 法 (日本钢管) 、H 炉工艺 (神户) 、MURC 法 (室兰厂) 等 。据统计 ,采用脱碳转炉渣作为转炉脱磷剂的 “双联法”,生产 1t 铁水的钢铁料消耗比传统方法 减少25kg ,石灰消耗减少40 % ,吨钢成本降低约
目前 ,国内外已建立了纯净钢及相关产品 ( IF 深冲汽车板和管线钢等) 大规模生产流程 ,钢中有 害元 素 C、S、P、N 、H、T. O 含 量 之 和 可 控 制 在 0101 %以下 。一些冶金学家还提出了超纯净钢的 概念 ,并将其界定为夹杂物 C、S、P、N 、H、T. O 含 量之和在 01004 %以下 。钢中各杂质元素单体控 制水平的发展情况如表 1 所示 。