120t区域精炼工艺3-16
炼钢工艺简介及能源介质消耗
参数 300吨 13% 4个 1.4-1.7Nm3·t-1·min-1 8个 0.04-0.3Nm3·t-1·min-1 8-10min
产品一流 管理一流 环境一流 效益一流
三、工艺设备简介及能源消耗
2、炼钢作业区-转炉脱磷
加3废钢
兑铁
降枪开氧 点火
吹炼
加辅料造 渣
倒渣
溅渣护炉
合金化
出钢
提枪闭氧
过程能源消耗： 1）转炉倾动耗电，氧枪、副枪升降耗电； 2）氧枪吹氧、吹氮，底吹吹氮、吹氩，氧枪孔、副枪孔
三、工艺设备简介及能源消耗
5、精炼作业区-钢包
主要参数
项目
参数
钢包
39个
烤包器
8个
倾翻
4个
钢包烘烤时间
8-44h
渣罐烘烤时间
2h
产品一流 管理一流 环境一流 效益一流
精炼作业区能源介质情况（CAS+RH+LF+钢包）：
项目 耗电 氧气 氮气 氩气 煤气消耗 煤气回收 蒸汽消耗 蒸汽回收
单位 kwh/t m3/t m3/t m3/t m3/t m3/t kg/t kg/t
提升能力
30吨
பைடு நூலகம்
提升行程
7000mm
提升速度
7.0m/min
停止精度
±30mm
正常100～120rpm，新搅拌头
搅拌头的转速
时最大150rpm
类型
绞盘式提升和搅拌设备
炼铁—炼钢界面采用了铁水罐一罐到底 技术。铁水脱后硫≤0.002%比例达到98% ，采用一键式脱硫。
产品一流 管理一流 环境一流 效益一流
消耗的主要能源：电
拥有两座泵站，主要设备 有: 2座旋流井，6台中速罐、 20台高速罐、4台稀土磁盘、2 套高效澄清器、2套压滤机设 备及冷却塔、空冷器、供水泵 等，包括14个循环水系统，主 要为全厂各工序提冷却水和循 环水质处理。
与永锋螺纹钢对标分析报告
与永锋螺纹钢对标分析报告莱钢螺纹钢与永锋合金成本差距较大，主要是因为轧制工艺不同造成的成分设计差别较大，具体如下：一、成分设计原因造成的合金成本差距对比莱钢及永锋螺纹钢成分设计标准，永锋在钢种锰及钒成分上与莱钢差值较大，是影响莱钢与永锋螺纹钢合金对标结果的主要因素。
1.莱钢1月份主要冶炼螺纹钢种有HRB400-2/HRB400E-2、HRB400-3/HRB400E-3、HRB400E-2Cr、HRB500E-2几种，其锰、钒成分设计标准及产量比例如下：2.永锋60t转炉1月份主要冶炼螺纹钢种有HRB400①、HRB400③、HRB400E②、500B-1，其锰、钒成分设计标准及产量比例如下：3.永锋120t转炉1月份主要冶炼螺纹钢种有HRB400①、HRB400③、HRB400④、HRB400E①、HRB400E②、HRB400E③、HRB400E⑤、HRB500①、HRB500③、HRB500E④、500B-1、HPB300①、HPB300②、Q235，其锰、钒成分设计标准及产量比例如下：4.按照永锋60t及120t转炉的产量比例及各自加权平均锰、钒成分，计算出永锋1月份新老两区加权锰、钒成分如下：5.计算莱钢与永锋锰、钒成分偏差导致的成本值，具体如下：综合上述，因成分设计标准及品种结构不同，莱钢螺纹钢合金成本比永锋高99.45982元/吨。
二、永锋新区120t转炉精炼工艺生产螺纹钢的优缺点（一）优点1.减轻转炉炉体维护压力。
由于采取炉炉进精炼处理，转炉放钢温度较低，一般控制在1620-1630℃之间，比我厂螺纹钢放钢温度1650-1660℃低30℃左右。
由于放钢温度低，转炉终点钢水氧化性相对较弱，合金收得率较高，钢水及炉渣对炉衬侵蚀也较轻。
2.采取进精炼处理工艺后，转炉可以按下限值配锰成分（若钢种锰成分下限为0.70%，则转炉就按0.70%目标配锰成分），成分低于下限值炉次通过在精炼炉加合金粉面进行微调。
Q195L钢包渣不改质不钙处理工艺试验阶段总结
Q195L钢包渣不改质不钙处理工艺试验阶段总结按照公司2013年4月份板坯Q195L直供工艺开发会议的要求，第一炼钢厂结合技术部对现有供冷轧的热轧板卷按照用途细分工艺流程，在满足下游用户要求的基础上，实现工序成本的进一步优化。
第一炼钢厂于5月份开始在120t板坯区域对Q195L进行炉后吹氩站简易精炼后Ca处理直供连铸机浇注，同时对钢包顶渣不改质、钢水吹氩站搬出前不进行钙处理的直供工艺进行实验开发。
一、工艺实施方案描述1、工艺流程铁水扒渣→转炉→板坯连铸（开浇炉次可采用经LF精炼工艺）2、化学成分3、入炉铁水S＜0.030%、铁块S<0.050%4、过程温度控制：5、钢包脱氧：钢包到吹氩站目标Als>0.020%或钢包目标氧含量<6ppm（可根据需要定氧）。
6、软吹氩时间≥8min后搬出上机；7、连铸机单浇次计划浇注时间10-12h，目标浇注时间12-14h，浇铸过程使用圆形浸入水口，单浇次允许换浸入水口2次；二、实验过程二、实施效果及评价9月2日实验过程已经实现换一次浸入水口浇铸Q195L钢水16罐，浇铸10h12min（随后按照现有直供工艺连浇）。
浇注过程钢水可浇性与经RH处理钢水的可浇性相近，浇注过程存在缓慢连续的絮流，结晶器钢水液位波动基本稳定在±5mm内，与其它钢厂直供或CAS处理钢水可浇性基本相同。
计划进一步实验以便稳定钢水浇注状态。
三、成本比较四、存在问题1、该工艺转炉炉后吹氩站不造白渣，不具备钢水炉后脱S条件，为控制钢水S含量，需严格控制铁水、冷料的S含量，同时提高及稳定转炉吹炼过程脱S率，以便稳定成品材的有害元素S含量；2、目前浇铸状态应不稳定，应需对钢水可浇性及工艺控制进行进一步的跟踪规范；3、热轧板卷的表面质量及性能需进一步细致跟踪。
五、下一步工作计划1．继续进行全浇次生产试验，以便进一步优化工艺及操作；2．结合技术部对该工艺的产品质量进行进一步细致跟踪，以便确定产品最终的用途。
炼钢-精炼工艺介绍
CAS底吹排渣工艺
4、CAS工艺
排渣效果（裸露钢液面面积）主要与渣层厚度、渣粘度和底吹氩 能力等有关。在底吹排渣过程中，随着底吹氩气流量增大，排渣 面积增大，但当底吹氩气流量达到一定值后，进一步增大底吹氩 气流量，其排渣效果变化不大。应选择较佳的底吹氩排渣流量， 防止钢水散热过多和减少氩气消耗量。
1．3增碳剂 袋装20Kg/包，要求固定碳含量≥94%，S≤0.5%,H2O≤0.5% 粒度3-8mm。
1、精炼过程用原料
1．4常用气体 1．4．1惰性气体 氮气、氩气等为冶金用惰性气体。主要用于二次钢水的保
护与隔离，以及对钢水精炼时的搅拌、吸气、去杂质等。 对人体的危害表现为窒息性伤害，浓度达到25g/m3时有危 险。 要求：干燥、干净、无杂质、水分＜1%、纯度≥99.9%、 氧气＜6PPm、氮气＜20PPm、氧气＋氮气≯20PPm 1．5钢包炉用材料 1．5．1冶金石灰： 采用转炉炼钢用活性石灰，保存期不得大于10天。
Si
74.0~80.0 72.0~80.0
化学成份，%
Mn
Cr
P
不大于
0.4
0.3
0.035
0.5
0.5
0.04
Si-Ca-Ba包芯线：
Si%
Ca% Ba% P%
≥50
≥14
≥14
≤0.02
Si-Ca包芯线：
Si%
Ca%
≥50
≥28
Al线：
P% ≤0.02
S% ≤0.03
S% ≤0.03
1、精炼过程用原料
二级 一级 特级
CaO% ≥85.0 ≥90.0 ≥92.0
SiO2% ≤3.5 ≤2.5 ≤1.5
炉外精炼-RH
炉外精炼的基本原理：（1）吹氩的基本原理：氩气是一种惰性气体，从钢包底部吹入钢液中，形成大量小气泡，其气泡对钢液中的有害气体来说，相当于一个真空室，使钢中[H][N]进入气泡，使其含量降低，并可进一步除去钢中的[O]，同时，氩气气泡在钢液中上沲而引起钢液强烈搅拌，提供了气相成核和夹杂物颗粒碰撞的机会，有利于气体和夹杂物的排除，并使钢液的温度和成分均匀。
（2）真空脱气的原理：钢中气体的溶解度与金属液上该气体分压的平方根成正比，只要降低该气体的分压力，则溶解在钢液中气体的含量随着降低。
（3）LF炉脱氧和脱硫的原理：炉外精炼的任务：炉外精炼是把由炼钢炉初炼的钢水倒入钢包或专用容器内进一步精炼的一种方法，即把一步炼钢法变为二步炼钢法。
炉外精炼可以完成下列任务：（1）降低钢中的硫、氧、氢、氮和非金属夹杂物含量，改变夹杂物形态，以提高钢的纯净度，改善钢的机械性能；（2）深脱碳，在特定条件下把碳降到极低含量，满足低碳和超低碳钢的要求；（3）微调合金成分，将成分控制在很窄的范围内，并使其分布均匀，降低合金消耗，提高合金元素收得率；将钢水温度调整到浇铸所需要的范围内，减少包内钢水的温度梯度。
RH真空循环脱气法LF具有加热和搅拌功能的钢包精炼法处理过程：用钢包车将钢包送入处理位，使真空室下降或使钢包提升，以便使吸嘴浸入钢包内的钢液以下500mm。
然后启动真空泵。
由于真空室内压力下降，钢包内钢水被吸入真空室中。
由于吸嘴中的一个喷入氩气，另一个没有，钢水便开始反复循环。
这时就可采取各种处理措施，例如脱气、吹氧、化学成分及温度调整等。
处理结束时使系统破真空。
随后退出吸嘴，将钢包送至后处理位置或交接位置。
冶金效果：在短时间就可达到较低的碳(<15ppm)、氢(<1.5ppm)、氧含量(<40ppm)；仅有略微的温度损失；不用采取专门的渣对策；可准确调整化学成分，Al，Si等合金收得率在90～97％。
汽车钢板以及电工钢等是RH钢生产的典型产品。
26 首钢贵阳特殊钢公司电炉炼钢工程工艺设计
首钢贵阳特殊钢公司电炉炼钢工程工艺设计武国平宋宇（北京首钢国际工程技术有限公司, 北京，100043）摘要本文介绍了首钢贵阳特殊钢公司电炉炼钢厂的工艺流程和设备配置，分析了各电炉厂的布置形式，阐述了同跨布置和多跨并列布置各自的优缺点，并简要介绍了首钢贵阳特殊钢公司电炉炼钢工程工艺设计的特点。
立式连铸机、透气砖拆除机构、连铸机整体除尘等设备均为国内首例，粉尘排放指标低于20mg/ Nm3，各项工序能耗指标均低于国家标准。
关键词电炉工艺设计先进设备Process Design of EAF Project of Shougang Guiyang Special SteelCompanyWu Guoping, Song Yu（Beijing shougang international engineering technology co.ltd, beijing, 100043）Abstract An introduce of the process flow and equipments of shougang guiyang special steel company EAF plant is made out in this paper. Besides, the layout forms of several EAF plants are analyzed. The effects and defects of single span layout and appositional multi-span layout are illuminated. The characteristics of the process design of the shougang guiyang special steel company EAF project are given out briefly as also. The equipments, such as vertical CCM and vent brick removal machine, are the domestic first cases. Dust emission index is lower than 20mg/ Nm3. In the meanwhile, power consumption index of working procedures are under the level of national standards.Key Words EAF Process Design Advanced Equipments前言首钢贵阳特殊钢有限责任公司（简称贵钢），地处贵州省会城市贵阳城市中心。
120t转炉-LF—CC短流程20CrMnTiH窄淬透性带生产工艺
第 １期 （ 总第 １５期 ） ４
２ ３ 晶粒度 等级 ．
采 用 步 进 式 加 热 炉 ，预 热 段 温 度 控 制 在 ３０℃ ， ０ 加热段 温 度 控 制 在 １３ ０℃ 以下 ，均 热 段 ０ 温 度 控 制 在 １ ５ － ０ ｏ 开 轧 温 度 不 低 于 ２ ０ ４ １ Ｃ，
对 ２ＣＭｎ ｉ 轮钢取 样做金 相见 图 ３ ０ ｒ ＴＨ齿 ，由图
可 见 组 织 全 部 正 常 （ ＋ Ｐ） 统 计 １０ 炉 Ｆ 。 ０
２ ＣＭｎ ｉ ０ ｒ ＴＨ齿轮钢 晶粒 度 ，晶粒 度等 级稳 定 在 ７ ５ ．
莱钢 科技
？ ’ ‘ 。 …‘…‘…‘ …‘…。…‘…‘ 。 。 ？
２１ ０ ０年 ２月
÷实践与创新 ÷
； ． ． ． ． ． ． 二 …．…．…．…．…．…．…．
１０ 转 炉 一Ｌ ｔ ２ Ｆ—Ｃ Ｃ短 流 程 ２ Ｍｎ ｉ ０ ｒ ＴＨ Ｃ
窄 淬 透 性 带 生产 工 艺
放 钢碳 ０ ０ ％ ～０ １ ％ ，严 格 控 制 转 炉 下 渣 ，采 ．８ ．３
用刺状 挡 渣 球 挡 渣 ，钢 包 渣 层 厚 度 要 求 控 制 在 ７ ０ ｍ 以下 。脱氧 采用 铝锰 钛 铁 ，能 有 效脱 除钢 水 中 ｍ
的氧 ，并且 对炉 渣也 有一 定 的脱氧 能力 ，放 钢后 期
小型车 间 。该生 产线 自投 产 以来 ，通过调 整工 艺措
施 ，形 成 了 ２ ＣＭｎ ｉ ０ ｒ ＴＨ齿 轮钢 窄淬透 性 生产工 艺 。
１ ２ ＣＭｎ ｉ ０ ｒ ＴＨ齿轮钢生产工艺
２ ＣＭｎ ｉ ０ ｒ ＴＨ齿轮 钢 生 产 工 艺 为 ：１０ ｔ 底 复 ２ 顶
炼钢厂基本工艺流程图
➢ 铁与钢的区别 ➢ 炼钢工艺流程介绍 ➢ 图片赏析
铁和钢的区别
➢ 化学成分
铁：C 4.1~4.3%，Si 0.25~0.50%， Mn 0.2~0.5%， P ≤0.12%，S ≤0.035%
钢：C ＜2.1% P ≤0.045%，S ≤0.050% 例：普通碳素结构钢Q195
C 0.06~0.12%，Si 0.12~0.30%， Mn 0.25~0.50%， P≤ 0.045%， S0.050%
铁水[S]: 0.035→≤0.010%
• 3：搅拌形式：KR、喷粉 • 4：目前较为先进的是铁水‘三脱’，目的是解放
转炉，提高钢水纯净度
铁水准备
N2
Mg粒
脱硫渣
铁水 铁水脱硫示意图
三、转炉
• 1：功能：降碳、提温、去S,P、脱H,O,N
去夹杂物、合金化
• 2：顶底复吹，顶枪吹氧，底吹Ar,N2,O2 • 3: 渣料：石灰、白云石、铁皮、萤石等，岀
• 1. 浇铸温度控制 • 2. 钢水成份控制 • 3. 拉速控制 • 4. 冷却控制 • 5. 液面控制 • 6. 连铸新技术、新措施
1. 浇注温度控制
连铸钢水工艺要求是，保证浇铸性能的前提下具有 较低的过热度。出钢温度是控制连铸浇铸温度的 基础与保证，提高出钢温度的命中率。钢水保温 的方法有以下几种办法：
• 2：加入石灰、预熔渣、萤石、铝粉、矾土（主要
成分：AL2O3）、电石造渣
• 3：贵重及收的率不稳定的合金元素尽量在LF炉
配，例如：Nb、V、Ni、Ti、Al、B等
• 4：缺点：增碳、增硅、回磷、增氮
电极准备 设备准备 通电准备 冷却水准备 合金及辅料准备 液压准备
测温取样 供电操作 造渣操作 吹氩操作 合金调整 温度调整
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LF精炼工艺
1.温度控制工艺 1.1埋弧加热：减少吸氮；提高加热效率。 1.2加热终了温度确定：TLF终了=T中+ΔT1+ΔT2
TLF终了-最后一次加热结束后的钢包钢水温度。 T中-中间包标准温度。 ΔT1-过程温降。 ΔT2-补偿温度。
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13
2.还原渣精炼工艺
采用不同的包芯线、金属线，喂线技术可具有脱氧、脱硫、 夹杂物变性、防止水口堵塞等功能。
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5
6.升温 加热是调节钢液温度的一项常用手段。 炉外精炼设备大多配备加热手段。 采用电弧加热的方法有LF等炉外精炼方 法，有些DH、RH的真空室内也设有电 阻加热。还采用化学热法升温，即利用 加铝（或碳、硅）吹氧氧化的化学热， 使钢液升温，如CAS—OB、RH—OB、
一、炉外精炼采用的手段及其功能
1.渣洗 渣洗是能适量脱硫、脱氧、去夹杂、提高钢水纯净度的最
简便的精炼手段。早在二十世纪30年代就已开始应用。 渣洗工艺有一定的缺陷，如不能去除钢中气体，甚至可能
增氮和造成二次氧化。为增强钢渣反应界面，应使钢、渣 尽可能混匀、乳化，而为使乳化的合成渣尽可能上浮，又 需要足够的镇静时间。另外，渣洗效果精炼渣的性能影响 非常大。
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5.喂线 喂线是通过喂线机将钙、铝、硅钙、钡系合金等制成的包芯 线或铝等金属线高速加入到钢液的方法。具有如下特点： ·合金收得率高； ·能解决特种合金的加入问题； ·避免合金加入时的吸氮； ·投资费用少，应用范围广，操作简便。 喂线技术可单独应用。也可应用到各种精炼方法中。目前各 种炉外精炼方法中都添加了喂线设施，并且以推广到中间包 喂线、结晶器喂线。
尽管渣洗有上述缺陷，但由于其操作方便、简洁，与其他 精炼手段综合应用，可以有效的脱硫、脱氧和吸附夹杂。 应用渣洗的炉外精炼方法有CAS、LF、VD等。
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2.搅拌 搅拌是绝大部分炉外精炼方法都采用的基本手段。
冶金反应的速率与钢液被搅动的程度有关，因为搅拌可以扩大反应界面， 加快传质，改善动力学条件，从而提高钢—渣—气的反应速度。炉外精 炼方法，除了要创造最佳的热力学条件外，还必须提供最佳的动力学条 件，因此搅拌几乎成为各种炉外精炼的必选。
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精炼渣的要求：
合适的成分 低的熔化温度 低氧势 合适的粘度 高碱度 适当的渣量
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要取得良好的精炼效果，控制好精炼渣的成分至关重要。 对于LF处理来说，主要要控制以下几个方面：
适当的高碱度：高碱度渣有利于脱氧、脱硫和吸附夹杂， 但是随着碱度的增加，渣的流动性降低 ，降低了精炼反应的
2020年4月5日
3
4.喷吹 喷吹也称喷射，是将反应剂利用气流直接加入冶金 熔体中的一种炉外精炼方法。由于它简便、高效， 所以也经常作为一种精炼手段，组合到其他炉外精 炼方法中。
喷吹技术利用气体的搅拌作用增加了粉状精炼剂和 钢液的接触界面，显著改善冶金反应的动力学条件。 因此可以实现快速脱硫、脱磷、脱氧，提高合金收 得率，促使夹杂物变性等功能。 RH配备喷吹功能，可以进行深脱硫，生产超低硫钢。
VOD等。
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二、LF精炼工艺
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LF工艺流程
1.只经LF处理的钢水
到等待位
吹氩
到处理位
测温、取样、定氧
加渣料
预加热及补加渣料
合金微调
主加热
测温、取样、定氧
喂线
吹氩结束
加保温剂
钢水出站Biblioteka 2020年4月5日8
2.经LF/VD(RH)处理的钢水
到等待位
吹氩
到处理位
动力学条件。同时，由于高碱度的精炼渣会形成点状夹杂， 对轴承钢等钢种产生较大的影响，因此应根据实际需要控制 适当的碱度。
低SiO2含量：SiO2含量的增加，势必增加石灰的加入量， 造成消耗的增加和处理时间的延长，同时SiO2含量过高时， 在高温和低氧势的精炼处理过程中，易发生Si的还原，最终 影响成分的精确控制或造成成分出格。
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LF炉主要设备
LF设备主要包括：加热电源、炉盖、电极 及控制装置、钢包车、钢包、除尘系统、 底吹搅拌装置、加料系统。
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LF的作用
提高生产能力 降低出钢温度 提高合金收得率 均匀钢水的成分和温度 精确控制钢水的成分和温度 协调炉机节奏 钢水的脱硫和脱氧 去除钢中的夹杂物以及夹杂物的变性处理
测温、取样、定氧
加渣料
预加热及补加渣料
合金微调
主加热
测温、取样、定氧
吹氩结束
钢水出站
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LF主要技术参数
公称容量：120t 最大钢水处理量：150t 最小钢水处理量：100t 电极电流密度（国产电极）：27A/cm2 电极直径：450mm 电极最大电流：45KA LF变压器功率（连续负载）：26MVA 最大升温速度：5℃/min
LF炉利用白渣进行钢水精炼，实现钢水脱氧、脱硫，去除 夹杂，白渣精炼是LF炉工艺操作的核心，也是提高钢水纯 净度的重要保证。 目前LF精炼渣一般采用CaO-SiO2-Al2 O3 -MgO渣系 CaO主要来源于加入的石灰和初炼炉渣 SiO2和Al2O3主要来源于初炼炉渣、脱氧产物和耐火材料 以及造渣料。 MgO来源于初炼炉渣、钢包和炉盖耐火材料。
搅拌作为一种炉外精炼手段，搅拌强度、持续时间应当可以按精炼要求 控制。
较早出现的搅拌方法，是利用钢液本身的位能，依靠钢液的冲击，促使 钢水搅动。 真空碳氧反应产生的CO气泡产生熔池搅拌，但搅拌强度较弱，持续的时 间也不可能太长，精确控制也比较困难。 RH、DH等方法利用压差造成部分钢水位能差异，利用钢液回流搅动熔 池，是一种简便可行的办法。 单纯的搅拌可以均匀成分、温度，促进夹杂物聚合、上浮。
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3.真空 真空是炉外精炼中广泛采用的手段。真空对有气相参加，且 反应前后气相分子数不同的反应均产生影响，促使反应向生 成气相多的方向进行。
现在各种炉外精炼方法中，真空度通常有几十帕，对于钢液 脱气、碳脱氧、超低碳钢脱碳等反应均能起到作用。只要提 高真空度，并若辅以吹氩、脱碳反应或延长真空脱气时间， [H]含量可降到2ppm以下。 氮在钢水中传质慢，同时由于钢中固氮元素的影响，脱氮效 率低一些，一般在20~30%。