宝钢二次精炼工艺的发展优化及今后的工作

１ ０】 ５ ０ ０ 一１ ０
２ ０ ９０ ５ ３ ６ ２２ ５
０５ｏ 宾空派能力（ ． ｔ Ｔｒ 纯八） 本处理周期（ ｉ ｍｎ ）
设计处理能力 （ ｔ ） 万 ／ ．
最早投产的是３０ Ｈ－ Ｂ ０ ｔ Ｏ 装Ｉ， Ｒ 主要是为了钢水的循环脱气处理需要。随后， 由于超低碳钢冶炼的 需要， 又开发了Ｒ Ｈ的脱碳功能。但其处理能力和设备自 身的不足， 影响了钢质ｆ的进一步提高。如脱碳处 理， 要将钢水碳含ｆ降至２ ｘ ｂ 下， ０ ０ 以 需要２ｍｎ 上； １＂ ５ ｉ以 其吹氧升温的 能力也有限。而Ｒ Ｋ Ｂ Ｈ一 Ｔ 的浸演 管直径提高到了７０ 具备顶枪吹暇功能， ５ｍ ｍ， 其吹叙流ｆ远远高于Ｏ Ｂ的吹暇流盈， 因此其脱碳和对钢水的 升温能力都比Ｒ － 有了大极提离。Ｒ － Ｂ Ｈ Ｂ Ｏ Ｈ Ｍ 则在Ｒ － Ｂ 基础上， Ｆ Ｈ Ｔ 的 Ｋ 进一步开发了多功能喷 使 枪， 得Ｒ Ｈ具备了喷粉脱硫功能， 其脱硫效率可以达到８ ０％以上， 极低硫可以低于 １ Ｘ ０６为超低硫钢的生 ０ －， １ 产开辟了一条新的途径。其脱谈能力也得到很大提高， Ｒ ＭＦ 对 Ｉ 如在 Ｈ一 Ｂ Ｆ钢进行脱碳处理，５ 左右 １ ｍｎ ｉ 就可以 将钢水中 碳含ｆ降至１ ｘ ６ 下。 ５ ０ 以 １－
１１ ２
此外， 根据管线钢和其它超低硫钢的要求， 宝钢在 Ｒ Ｏ 和 Ｒ Ｋ Ｂ精炼过程开发了脱硫功能， Ｈ一 Ｂ Ｈ一 Ｔ 通 过合金溜槽向 真空室加人脱硫剂， 使钢水的脱硫效率具有４％ 可以 ０ 左右， 钢水的硫含量可以达到２ ｘ ６ ０ ０ １－ 以下， 拓宽了 Ｒ Ｈ的冶金功能。 宝钢的真空处理设备还有与 １ ｔ ５ 电炉和 Ｌ 相匹配的钢包脱气（ Ｄ 装置， ０ Ｆ Ｖ） 主要完成对钢水的脱氢、 脱 氮（ 电炉生产的钢水氮含最较高）脱氧（ 一 、 由Ｃ Ｏ反应去除）脱硫、 、 合金微调、 促使夹杂物聚集上浮等功能。 与传统的Ｒ Ｈ法相比， Ｄ法有充分的渣一 Ｖ 金反应， 可以对钢水进行深脱硫， Ｖ〕 经 Ｉ处理后钢水的脱硫效率 可以 达到４％ ０ 左右， 极低硫达到５ ｓ ｘ ０ 以下。对于中碳和高碳钢， Ｉ的脱氮效率为４％－ ０ Ｖ １－ Ｖ〕 ０ ６％， Ｄ 处理结束钢中氮含ｉ达到３ ｘ ６ ｔ ５ ０ 左右， １－ 氢也可以达到 ２ ０ ６ Ｘ －以下。 １ １ 钢水的 ． ３ 渣精炼及再加热设备工艺技术 目 前宝钢具备 １０ ０ ｔ ５ ｔ ０ 和３ 两套钢包炉（Ｆ 处理装置， Ｌ） 分别对应 １０ ５ｔ 电炉和３０ ０ｔ 转炉。主要完成钢 水的加热升温、 脱氧、 脱硫、 促使夹杂物上浮去除、 合金成分调整等任务， 在冶炼和连铸间起缓冲作用。 Ｌ Ｆ与其它精炼区别在于 Ｌ Ｆ具有很强的渣精炼功能， 渣精炼可以实现扩散脱氧、 脱硫以及吸附钢水中 的夹杂物。由于底吹红的揽拌作用及电弧的加热形成的局部高温， Ｌ 使 Ｆ的法金反应具有很好的动力学条 件。Ｌ 通常采用埋弧加热。可以保护钢包内衬、 Ｆ 减少耐火材料消耗、 减少电极消耗和电耗。而 Ｌ Ｆ的造渣 制度是完成 Ｌ 冶金功能的关健技术。宝钥研究开发了适合宝钢 １ ｔ ３０ Ｆ的精炼基础渣和精炼埋 Ｆ ５ 和 ０ ｔ ０ Ｌ 弧渣， 既能很好地完成脱叙、 脱硫等冶金功能， 又能实现Ｌ Ｆ的全程埋弧操作。 工艺的合理优化使 Ｌ Ｆ的功能 得到了充分的发挥。目 经过 Ｌ 处理的钢水， 前， Ｆ 脱硫效率可以达到 ６％－８％甚至更高， ０ ０ 超低硫钢中硫含 Ａ可达到１ Ｘ ‘ ０ ０ 以下； １－ 钢水的全氧含Ａ可以达到 １－ ５ ６俐包寿命、 ５－ ｘ ０ ， ２ １－ 电极消耗、 耗等也达到了 电 理想的指标。 钢包炉处理过程会造成钢水增碳、 增氮、 增氢等， 宝钢的Ｌ 处理过程的增氮量在 １ Ｘ ０ “ Ｆ ０ －左右， １ 有时 超过 １ ｘ ‘ ５ ０ 甚至更高。因 冶炼质ｆ要求高的钢种时， Ｌ 处理结束要对钢水进行真空处理。宝钢 １－ 此， 在 Ｆ 通常是经过 Ｌ ＋ Ｆ Ｖ Ｄ处理的工艺路线。 此外， 对钢水的升温操作还可以在 Ｃ Ｓ Ｏ ， Ｕ ，Ｈ一 Ｂ Ｒ Ｋ Ｂ Ｒ Ｍ Ｂ等精炼过程实 Ａ 一 ＢＩ Ｒ一 Ｔ Ｒ Ｏ ，Ｈ一 Ｔ ，Ｈ一 Ｆ 现。这些均是通过铝或硅的载化反应放热来实现对钢水的升温操作。 Ｃ Ｓ Ｂ是在 Ｃ Ｓ Ａ － Ｏ Ａ 的荃础上开发的加铝吹氧升温的工艺技术。目 的是解决物流意外阻塞， 减轻Ｒ － Ｈ Ｏ 处理的压力， Ｂ 主要用于日 常生产的铝核静钢和铝硅镇静钥。其处理周期一般为 ３－３ ｍｎ平均升温速 ０ ２ ， ｉ 度为５ ／ ｉ Ｃ ｎ ｍ ａ经过 Ｃ Ｓ Ｏ Ａ 一 Ｂ处理的钥水， 由于加人合金直接进人钢液， 不与顶渣接触， 合金的收得率要 高于顶吹缸工艺， 其回碑ｆ也有所改善。而 Ｉ 一 Ｔ对钢水的化学升温功能， Ａ 一 Ｂ基本相当， Ｒ Ｕ 与Ｃ Ｓ Ｏ 钢水 的升温速度为７－０ ／ ｉ － ０ ｎ １ ｍ ａ ２ 宝钢二次精炼设备和工艺的发展与优化 宝钢二次精炼设备和工艺的发展历程实际上是一个二次精炼工艺技术的不断优化过程。在 １８ 年宝 ９５ 钢投产初期， 其二次精炼设备仅仅只有Ｒ 一 Ｂ Ｓ 两套。当 Ｈ Ｏ 和Ｋ Ｔ 时的Ｒ Ｏ 尚未配备喂线装置，Ｓ Ｈ一 Ｂ Ｋ Ｔ装 置由于除尘原因只作为顶吹妞搅拌使用。可以说精炼手段很简单， 所以生产钢的品种和质ｔ受到很大的制 约。１８ 年引进了Ｃ ＳＫ Ｐ ９９ Ａ ， Ｉ 等精炼装ｆ， 具备了喷粉脱硫功能和夹杂物变性处理功能； ９ 年又在 Ｃ Ｓ １１ ９ Ａ 上自 主开发， 增设了Ｏ Ｂ升沮装Ｉ， ｔ 减轻了俐液升沮对Ｒ － Ｈ Ｂ的压力。这样， Ｏ 钥的品种得到拓宽、 质最得到 提高， 工艺路线也更加合理。随后， Ｈ一 Ｂ增设了喂线装Ｉ， 在Ｒ Ｏ 可以在 Ｒ Ｏ Ｈ－ Ｂ工位进行夹杂物的变性处 理， 组织生产更加便利。 １９ 年后， 宝钢三期的炼俐项目 ９６ 陆续投人使用， 宝钢的精炼设备和工艺得到明显改普， １９ 年完 加上 ９９ 成的对３０ ０ｔ 转炉炼钢单元的技术改造， 宝钢的精炼设备更加完备。 先后增设了１ ｔ 和Ｖ ， ０ Ｈ ５ Ｌ ０ Ｆ Ｄ ２ ｔ ５ Ｒ 一 Ｔ ， Ｕ ， ０ Ｆ以 Ｈ Ｆ ， Ｋ ＢＩ 一 Ｔ ３ ｔ 及Ｒ － Ｂ宝钢的炼钢单元由一个扩展到三个， Ｒ ０ Ｌ Ｍ 包括两个转炉单元和一个 电沪单元。钢产ｆ得到大栩提高， 品种和质ｆ更趋合理、 完善， 有了更多可以选择的工艺路线。图 １ 为宝钢 二次精炼设备的发展历程。在一个钢铁生产区域具备如此多种完警的精炼设备和手段， 在国际上也屈指可
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１－ 下， 使链 化物、 ０１ 并能 状载 以 硫化物夹杂呈 点状， 亦可使尖晶 石结构的从氏夹杂变质形成对钢的 性 力学
能影响较小的铝酸钙， 这些对提高钢质ｔ、 改善钢的性能非常有益。但由于钢包喷粉的喷吹量大、 温度损失 大、 存在对钢液的 增氢、 增氮等问题， 加上易堵枪及除尘负担重等原因， 使钢包喷粉设备的使用受到限制。随 着铁水硫含ｔ的降低以及喂线工艺的发展， 喷粉脱硫的使用也越来越少。 此外， １９ 年投人使用的Ｒ ＭＦ 宝钢 ９９ Ｈ一 Ｂ精炼设备同样具备喷粉脱硫功能。在 Ｒ Ｈ真空室喷粉脱硫大 大减少了钢液的增氮和增氮， 真空室激烈的搅拌也为脱硫创造了良 好的动力学条件。
１８ ９５
１８ ９９ １８ ９ ５
Ｉ ９ 如 １９ ９６
１９ ９ ６ １９ ９６
琪吹组
鹰吹红
１９ ９６ １９ ９９
１９ ９９
底吹盆 底吹组
括环
喷粉 ＊ ★ ０ ０ ０ ★ ０ ０ ０ ★
喂线
wk.baidu.com
０ ０ ★
脱碳
０ ０ ★
０ ０ ★ ０ ★ ★ ★ ０ ＊ ★ ０ ０ ０ ★
ＲＨ 一Ｍ Ｆ Ｂ
脱硫 ＊ ＊ ０ ０ ０ ★ ★ ★ ＊ ★
关．词 二次精炼 Ｒ Ｈ充空摄９１ １ ｉ４ Ｉ ０ ． １Ｐ ． ｍ
Ｄ ＶＥ ＯＰ Ｎ Ａ Ｄ Ｔ ＭＩ Ａ Ｉ Ｎ Ｆ Ｃ Ｏ ＯＧＹ Ｆ Ｃ Ｄ Ｒ Ｅ Ｌ ＭＥ Ｔ Ｎ ＯＰ Ｉ Ｚ Ｔ Ｏ Ｏ Ｔ ＨＮ Ｌ Ｅ Ｏ Ｓ ＯＮ Ａ Ｙ Ｅ
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１ 宝钢二次精炼设＊与工艺概况
钢包是浇注前最后一个冶金容器， 现代二次冶金中 最重要的反应是在钥包中进行的， 包括脱氧、 脱硫、 脱 碳、 脱气、 合金成分调整、 去除非金属夹杂及夹杂物变性处理、 钢水的温度控制等。因此， 二次精炼工艺是钢 的品种和质ｆ控制的关键。宝钢从 １８ 年投产至三期工程结束， ９５ 引进了很多二次精炼设备， 其中包括 Ｋ Ｔ Ｋ Ｐ Ｃ Ｓ Ｂ Ｒ － ， － Ｂ Ｉ Ｕ ， Ｖ ，随后又自 Ｓ ， Ｉ， － ，Ｈ Ｂ Ｒ Ｋ ， Ｔ Ｌ ， Ａ Ｏ Ｏ Ｈ Ｔ Ｒ一 Ｆ Ｄ 主集成了３０ Ｆ及 Ｒ － Ｂ ０ ｔ Ｌ Ｈ ＭＦ 并 开发了其相应的工艺技术。 这些设备对宝钢提高钢质ｆ、 生产高级别钢种和高附加值产品以 及提高其竞争 力打下了坚实的基础。表 １ 为宝钢具备的二次精炼设备及功能。 宝钢的二次精炼设备和工艺， 按其功能可以分为三个方面， 即钢包喷粉和喂线工艺、 真空处理工艺、 钢 水的渣处理及再加热工艺。 １１ 钢包喷粉及喂线工艺技术 ． 宝钢具备喷粉功能的 二次精炼设备包括 Ｋ Ｔ ＫＰＩ 一 Ｔ 主要用于喷吹Ｃｓ粉和ＣＯ ＣＦ 粉， Ｓ ，Ｉ， Ｕ ， Ｒ ａｉ ａ／ａ２ 对 钢液进行脱硫、 改善夹杂物形态。经过 Ｋ Ｔ ＫＰ或 Ｉ Ｕ Ｓ ，Ｉ Ｒ一 Ｔ处理的钢水， 能够使钢水中硫含Ａ降至 ２ ｘ ０
脱气 Ｃ Ｏ ＊ ０ ＊ ０ ★ ０ ０ ＊
脱暇
０ ０ ＊ ★ ★ ０ ０ ★ ★ ★
升沮 ０ ０ ★ ★ ★ ★ ０ ★ ★ ★
合金润整 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ０ ★ ★ ★
★、 Ｏ分别表示功能很双、 ０． 功能有限和无此功能。
与钢包喷粉工艺相比， 钢包喂线设备和工艺简 对钢液的扰动较小， 单， 降低了钢液的热损失并减小了钢 液从大气中吸载、 吸氮和吸氮。 由于芯线和金属丝深深地喂至钢水中， 可以不受上层氧化性顶渣的作用， 因 而提高了金属的回 收率， 为精确控制钢水成分创造了 条件。特别对于轻金属、 易载化、 有害、 低溶解度、 低熔 点、 低沸点、 高燕汽压的 元素如Ｃ， ，ｉ １ ， ，ｂ ａ吨 Ｔ， ， Ｓ Ｐ 等均是非常有效的加人方法。宝钢在 Ｒ Ｏ ， ＡＢ ｅ Ｈ一 ＢＲ Ｈ 一 Ｔ ，Ｈ一 Ｆ ，ＦＶ 等精炼设备上均配备了喂线设备。目 Ｋ ＢＲ Ｍ ＢＬ ， Ｄ 前芯线的主要品种有 ＣＳ丝、 ａｉ 钙丝、 碳丝、 钦丝、 铝丝等。有待进一步开发更多品种的芯线， 更好地发挥喂线设备的作用。 １２ 真空脱气精炼设备和工艺技术 ． 宝钢具备的真空脱气精炼设备包括Ｒ Ｈ真空处理系列和 Ｖ Ｄ处理设备。Ｒ Ｈ真空循环脱气法由于其具 备生产能力大、 脱气效果好、 钢水纯净度高、 成分控制精确等优点而被广泛采用。随粉 Ｒ Ｈ精炼工艺技术的 不断发展， 其冶金功能也得到不断拓展。 Ｈ的 在Ｒ 基础上又出 现了Ｒ 一 Ｂ 吹饭升沮功能）Ｒ Ｋ Ｂ顶 Ｈ Ｏ（ ，Ｈ一 Ｔ （ 枪吹氧升温） Ｈ一 Ｂ 喷粉） Ｈ Ｍ Ｂ包括吹暇、 ， Ｐ（ Ｒ ， 一 Ｆ（ Ｒ 燃烧及喷粉的多功能喷枪） 等设备和相应的工艺技术。 宝钢现有 Ｒ Ｏ ，Ｈ一 Ｔ Ｈ一 Ｂ Ｒ Ｋ Ｂ及Ｒ ＭＦ 三种 Ｒ Ｈ一 Ｈ Ｈ真空循环脱气设备， 其设备工艺参数如表２ 所示。
宝钢二次精炼工艺的发展优化及今后的工作
黄宗泽 郑建忠 顾文兵
（ 宝钢股份有限公司）
摘 要 本文详细介绍了宝钢自１８ 年投产以来二次精炼设备和工艺的发展历程以及多年来宝钢在二次精炼工 ９５ 艺开发方面所取得的进展情况， 同时也提出了今后佑要开展的工作， 便充分发挥宝钢二次精炼设备的潜力， 以 提升 宝钢的竞争力。
１０ ２
表 Ｉ 宝钢具备的二次精炼设备及功能
设备 容ｔ ｔ 投产期
Ｋ Ｓ Ｉ Ｐ Ｔ
３０ ３０ ３０ ２５０ １５０ １５０ ３０ ３０ ２５０
Ｒ Ｈ一ＯＢ Ｃ ＡＳ一Ｏ Ｂ
ＲＨ 一ＫＴＢ Ｉ 一ＵＴ Ｒ 、 勺
ＬＰ
３Ｄ
搜拌方式
顶吹盆 顶吹红 循环 底吹盆
循环
３ 阅
５０ ０
提升气ｆ ／ ｉ Ｌｍｎ （ ） 帕环ｆ ｍｎ ｉ （ ｔ ） ／
吹暇类掀
８０ ５ ０ ０ －１０
即一 ２ １ ０
ＯＨ
２ ０ －３ ０ ００ ５ ０ ２０ ５ －２ ０ １
２ ０ －３ ０ ００ ５０ ２０ ５ －２ ０ １
表 ２ 宝俐 Ｒ Ｘ空循环脱气＊ｔ的主要设备和工艺今数 Ｈ
设各
ＲＨ 一ＯＨ
Ｒ Ｈ一ＫＴ Ｈ
２０ ５ ７０ ５
ＲＨ 一ＭＦ Ｈ
３０ ０ ７０ ５
容ｘ（ ｔ ） 浸演管尺寸（ ｍ） ｍ
顶吹
２ ０ －２ ０ ００ ５０
＜２ ５ Ｉ０ 目０ ＜３ ６ ＩＯ Ｓ
顶吹
２ ０ －２ ０ ０ ０ ８０
＜１ ０ １ 以１ １ ＜３ ６
２０ ０
吹暇沈ｆ ） ６ ／ ＇ － （
极限真空度（ａ Ｐ ）