马钢四钢轧“一键炼钢”的工艺开发历程
钢铁冶炼工艺流程
钢铁冶炼工艺流程钢铁冶炼是将铁矿石经过一系列工艺流程加工成钢铁产品的过程。
这一过程涉及多个步骤和工艺，需要严格控制各个环节，以确保最终产品的质量和性能。
下面我们将详细介绍钢铁冶炼的工艺流程。
首先，钢铁冶炼的第一步是选矿。
在这一阶段，需要对原料进行筛分、破碎和磨矿，以获得适合冶炼的铁矿石。
选矿的目的是提高矿石的品位，减少杂质，为后续的冶炼工艺提供良好的原料。
接下来是炼铁工艺。
在炼铁过程中，将经过选矿处理的铁矿石与焦炭、石灰石等原料一起投入高炉进行冶炼。
在高炉内，矿石在高温下被还原成铁，同时石灰石吸收硅、磷等杂质，焦炭提供热量。
这一过程产生的熔融铁水称为生铁，是钢铁冶炼的重要中间产品。
随后是转炉冶炼。
生铁经过转炉冶炼可以得到钢水。
在转炉内，将生铁与废钢、废铁等原料一起进行冶炼，通过吹氧等工艺，去除熔融铁水中的碳、硅、锰等杂质，调整合金成分，最终得到符合要求的钢水。
接着是连铸工艺。
钢水经过连铸设备进行连铸，将熔融的钢水浇铸成方坯、圆坯等不同形状的铸坯。
连铸是钢铁冶炼的关键环节，直接影响最终产品的质量和形状。
最后是热轧工艺。
铸坯经过热轧设备进行轧制，将其加热至一定温度后进行轧制，得到不同规格和形状的钢材。
热轧是将铸坯加热至一定温度后进行轧制，以改变其形状和尺寸，得到成品钢材的重要工艺。
总的来说，钢铁冶炼工艺流程是一个复杂而又精细的过程，需要各个环节密切配合，确保生产过程的稳定和产品质量的可控。
只有严格按照工艺流程进行操作，才能生产出优质的钢铁产品，满足市场需求。
希望本文的介绍能够对钢铁冶炼工艺有所了解，也希望钢铁行业在未来能够不断创新，提高工艺水平，生产更加优质的钢铁产品。
马钢基本资料
马钢股份马鞍山钢铁股份有限公司前身为马鞍山钢铁公司，主要经营钢铁业务，包括炼铁、炼钢、轧钢整套系统的大型钢铁联合企业。
马鞍山钢铁股份有限公司是在国有企业马鞍山钢铁公司基础上改组设立的一家股份有限公司，于1993年9月1日在中华人民共和国(“中国”) 安徽省马鞍山市注册成立，企业法人营业执照注册号为企股皖总字第000970号。
公司简况马鞍山钢铁股份有限公司是在国有企业马鞍山钢铁公司(“原马钢”,现已更名为马钢(集团)控股有限公司) 基础上改组设立的一家股份有限公司,于1993年9月1日在中华人民共和国(“中国”) 安徽省马鞍山市注册成立,企业法人营业执照注册号为企股皖总字第000970号。
公司总部位于中国安徽省马鞍山市红旗中路8号。
公司所发行的人民币普通股A股及境外上市外资股H股股票, 已分别在上海证券交易所和香港联合交易所有限公司(“香港联交所”) 上市。
公司原注册资本为人民币6,455,300,000元,股本总数645,530万股,其中国有发起人持有383,056万股,境内法人持有8,781万股,社会公众持有人民币普通股A股80,400万股、境外上市外资股H股173,293万股。
公司股票面值为每股人民币1元。
2007年4月2日,境内法人持有的8,781万股限售期届满,转为人民币普通股A 股。
于2006年11月13日,公司发行可分离交易的可转换公司债券5,500万张,每张债券的认购人无偿获得本公司派发的23份认股权证,即认股权证总量为126,50 0万份。
认股权证存续期限为自认股权证上市之日起24个月,每张权证可转换为人民币普通股A股一股。
于2007年度,共计303,251,716份权证获行权,合计增加人民币普通股A股303,251,716股,行权价格为人民币3.33元。
截至2007年12月31日,公司累计发行股本总数675,855万股,其中国有发起人持有383,056万股,社会公众持有人民币普通股A股119,506万股、境外上市外资股H股173,293万股,每股面值人民币1元。
马钢CSP线发展历程与思路
汇报人：李耀辉
马鞍山钢铁股份有限公司 2015-11
Байду номын сангаас
目
录
◆马钢CSP建筑用薄板生产线布置图 ◆马钢CSP产品大纲扩展 ◆马钢CSP技术创新与突破 ◆马钢CSP热轧产品的工艺研发 ◆马钢CSP中远期发展及改造建议
马鞍山钢铁股份有限公司第一钢轧总厂
2017-10
马钢薄板坯连铸连轧工程设计 马钢CSP建筑用薄板生产线布置图
82330
35872 2 . 0 ＜T ≤4 . 0 4 . 0 ＜T ≤5 . 7 5
0
T ≤1 . 6
5 . 7 5 ＜T ≤1 1 . 7 5
2016年1-11月≤1.6mm规格生产量较2015年全年增加1.6万吨， 所占产量比例增加1.08%；2015年主要是SPHC等普通碳钢，2016年主 要是出口加硼的SAE1006B、薄规格耐候钢SPA-H。 2016年在耐候钢SPA-H生产上稳定可控，生产、技术、设备联 动，钢水成分控制良好、连铸浇铸过程稳定、1.5mm薄规格轧制稳定； 耐候钢SPA-H薄规格1.5mm、出口SAE1006B 薄规格2.0mm生产比例达 到50%以上。
马鞍山钢铁股份有限公司第一钢轧总厂
2017-10
马钢薄板坯连铸连轧技术发展现状及存在问题 马钢热轧带钢表面质量控制存在问题及应对策略
• 低硫冶炼创新 • 低氮冶炼技术 • 低钛冶炼技术
降低钢中有 害元素
降低钢中全 氧含量
• 降低转炉出钢氧含量 • 控制转炉下渣量 • 去除内生夹杂物 • 杜绝钢水二次氧化
马钢CSP建成于2003年10月，拥有2台薄板坯连铸机、2座辊底式加 热炉、1套7机架连轧机组、2台地下卷取机及相应的水处理配套设施。该 生产线拥有能够进行铁素体轧制的机架间冷却和终轧强冷系统、用于半无 头轧制飞剪系统，其工艺技术和装备水平代表了当今世界薄板坯连铸连轧 的 最 新 水 平 ， 产 品 极 限 规 格 为 ： 厚 度 为 1.0(0.8)-12.7mm, 宽 度 为 9001600mm，产品最大卷重为28.8吨。生产规模为200万t/a热轧钢卷，70 ~ 80%直接供本公司冷轧厂作冷轧原料，其余直接作为热轧商品卷销售。
钢的炼制过程
钢的炼制过程大致可分为以下几个步骤：
第一步是准备原料，主要是铁水，这是炼钢的核心原料。
然后需要将铁水进行脱磷、脱硫操作，这是因为这能更有效降低有害杂质，有利于下一步的纯净之炼。
第二步是向铁水中加入各种元素，使其成为钢或铁。
具体的加入元素种类和数量取决于所要炼制的钢的类型。
例如，如果要炼制低碳钢，那么就要加入一定量的硅、钙、铝等元素；如果要炼制高碳钢，那么这些元素则不必加入或者需要少加。
第三步是利用氧枪进行喷吹氧化剂，使其与铁水进行氧化反应，进一步净化了钢水，并且使钢水的温度提升。
这一步的关键在于控制好喷吹量，过少过多都会对炼钢结果产生不良影响。
第四步则是将温度合适、成分合格的钢水浇铸到钢锭模具中。
至此，钢的炼制过程基本结束，接下来就是等待钢水完全凝固。
钢的炼制不仅需要技术的支持，还需要严谨的操作流程和严格的质量控制。
每一个环节都至关重要，任何一个环节出现问题都可能导致整个过程的失败。
因此，炼钢行业是一个对细节和经验要求极高的行业。
总的来说，钢的炼制过程是一个复杂而又精密的过程。
它需要熟练的技术、严格的操作流程和质量控制，以及对市场需求的深刻理解。
只有这样，我们才能成功地炼制出高质量的钢产品，满足社会和经济发展的需要。
此外，随着科技的发展，现代炼钢行业也引入了许多新的技术和设备，如计算机控制技术、氧枪等离子喷吹技术等，进一步提高了炼钢的效率和精度。
但无论如何，炼钢的核心原理都没有改变：通过控制化学反应和杂质含量，将原材料转化为符合要求的钢或铁产品。
一、四钢轧生产线介绍
精轧机组（7台）
• 精轧机组F1～F7
F1 F2 F3
F4
F5
F6
F7
轧制方向
• PCFC控制机架分工
• CVC工作原理
层流冷却
❖ 辊道长度：～150m
•
输 出 辊 道 和 层 流 冷 却 装 置
卷取机
卷取工艺 ——控制速度以控制卷取张力。 ——带钢卷取。
•
卷 取 机 及 其 踏 步 控 制
粗轧机
❖ 粗轧的作用有二点
❖ 1.立辊调宽：利用粗轧立宽，精确调整带钢宽度。同时立辊 在带钢边部给予一定的压下量，可以改善带钢边部质量。
❖ 2.平辊压下：利用粗轧平辊可以把连铸坯压到25~40mm厚 的中间坯，为精轧提供板型良好，表面平整，宽度一致的中 间坯。
❖ 一般带钢热连轧生产线定义就是以粗轧辊辊身长度定义的， 如2250线就是指粗轧辊辊身长度为2250mm，并不是其后精 轧工作辊长度，我们2250精轧工作辊辊身长1400mm，主要 目的是CVC上轴承座 横梁
轧件
AWC调 整缸
下轴承座
平衡缸
AWC调 整缸
粗轧平辊轧机（ ROUGHING MILL ）
❖ 位置：立辊轧机后 ❖ 作用：减小从加热炉
出来的板坯的厚度至 所需中间坯的厚度， 通常是轧制成约3060mm厚的中间坯 ❖ 主要参数： 轧制力：45000kN 工作辊直径： 1250/1125mm 支撑辊直径： 1600/1440mm 主电机功率： 2×6600kW
中碳合金钢、汽车结构钢、锅炉用钢、压力容器用 钢、船用结构钢、桥梁钢、管线钢等。
生产线示意图
加热炉
R1
R2
NO.3 NO.2 NO.1
E1
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摘 要：介绍了马鞍山钢铁股份公司四钢轧总厂在成功应用计算机自动控制炼钢技术的基础上，
近年来对全自动化炼钢（一键炼钢）的发展过程，并以及介绍了四钢轧自动化炼钢的实际情
况，介绍sdm （静动态炼钢模型）功能、基础自动化（l1）控制枪位氧步和加料模型以及副
枪系统。使2014年全自动炼钢率平均稳定在65 %的水平，温度（±10℃），碳在控制计划范
围的，双命中率>65%。
关键词：全自动炼钢；转炉；静动态炼钢模型；副枪；自动加料模型
1.前言
马钢四钢轧总厂为适应未来发展，与世界先进技术接轨，2007年投产后，总厂自动化炼
钢技术攻关团队，持之以恒地开展工艺优化、设备系统完善、人员培训和标准化作业系统管
理等配套工作。特别是2010年公司启动四钢轧总厂产品结构调整以来，自动化炼钢项目组紧
紧抓住新建1号转炉的机遇，在达涅利公司相关专家的大力支持下，在系统、全面总结2号、
3号转炉自动化炼钢攻关方面经验教训的基础上，按照总厂提出的新1#转炉必须实现“一键
式”炼钢的总目标，对原有的加料系统进行了重大改进，促进了转炉加料均衡平稳和吹炼过
程的平稳。
2012年6月27日10时08分，在新1号转炉投产仅两个多月的第1903炉时，该系统在
总厂正式投入运行。鼠标轻点，第一炉自动化冶炼的if洁净钢吹炼平稳、钢水终点准确命中。
截至2013年6月27日，整整一年的运行，全自动炼钢率平均稳定在85 %的水平，温度（±
10℃），碳在控制计划范围的，双命中率>70%。。以下将着重介绍其2007 年以来四钢轧在全
自动计算机炼钢技术的工艺开发历程。
2.全自动炼钢研究与开发过程
马钢四钢轧从荷兰danieli corus公司引进了sdm模型，即自动化炼钢静动态模型
（static and dynamic model，简写为sdm或l2） 与副枪系统。自动化炼钢静动态模型以
及副枪的应用提高了马钢四钢轧全自动化炼钢的技术水平。
马钢四钢轧转炉自动化炼钢是根据sdm进行生产控制，又称“一键炼钢”， 即在操作画
面按开始吹炼按钮后，直至出钢，整个吹炼过程无任何干涉。
2.1 静动态模型炼钢（sdm或l2）
静动态模型炼钢（sdm）包括静态模型与动态模型：
2.1.1转炉静态模型
转炉静态模型是根据转炉吹炼前期的操作条件及吹止目标，计算副原料加入量、冷却剂
加入量、副枪测定时的氧量，控制转炉吹炼前期和中期。静态模型结合动态模型控制转炉整
个吹炼过程，使吹止钢水达到钢种规定的目标温度和目标成分，静态模型是转炉动态模型进
行计算的基础。
当模型完成对原始数据（装入量、铁水废钢比、铁水成分温度、废钢质量及成分等）采
集后，此模型根据实际加入的铁水和废钢，自动计算出本炉次的冶炼用氧量、转炉辅料的加
料时刻和重量、氧枪枪位控制以及要进行测量的副枪控制和副枪的浸入深度、底吹的控制模
式等。下枪开始吹氧，静态模型立即启动，并实时检测氧枪枪位及供氧流量、耗氧量、辅料
加入量、冷却剂加入量以及烟气含量分析等信息。
转炉静态模型是转炉计算机控制的重要内容，主要有终点控制模型、供氧模型、造渣模
型。
2.1.2 转炉的动态模型
动态模型的作用是通过副枪测量出主吹温度以及主吹碳以后进行模型计算，求出剩余吹
氧量和剩余冷却剂加入量。动态模型包括脱碳速度模型、钢水升温模型、冷却剂加入量模型
三个模型。动态模型在吹炼中前期不参与控制，只在氧耗量达到静态计算值的80%时，动态
模型的计算结果才参与控制。
2.2基础自动化（l1）
基础自动化控制主要分为通过二级对枪位的控制，以及通过二级对加料的控制，其中难
点在加料的控制.
2.2.1sdm通过l1对枪位的控制
l1级以plc作为基础级，对生产过程进行计划、设定、联锁控制；l2级根据氧步下达枪
位加料表以实现自动枪位，加料。因此在全自动模式下只需在l1级操作画面点击开始吹炼按
钮，就可进行枪位的全自动吹炼。
2.2.2sdm通过l1对加料的控制
马钢第四钢轧总厂炼钢转炉加料系统设有11个高位料仓，料仓下面设有6个称量斗和4
个汇总斗，一般2至4个不等的高位料仓公用一个称量斗，称量斗称完的物料通过卸料阀放
入下面的汇总斗内，最后通过位于汇总斗底部的卸料阀将物料投入炉内，完成加料作业。以
上设备全部由plc控制。
2.2.3副枪系统
四钢轧引进的副枪主要由驱动系统、dirc测量装置和控制系统组成。驱动系统负责探头
装卸以及枪体的旋转和升降；dirc测量装置通过探头多芯补偿导线采集电偶、氧电动势信号，
经调制处理并将其送至plc；控制系统由西门子s7-400构成，控制副枪硬件和处理dirc、hmi
和二级服务器之间的数据交换，通过plc副枪可以实现手动、半自动和全自动运行模式。其
自动模式如下：
吹氧量达到大约85%时，自动启动测量循环，副枪旋转电机拖动旋转平台做90°水平旋
转运动至副枪测量位，位于副枪下枪口位置的氮封阀和密封帽依次打开，副枪开始下降插入
预定深度的熔池里，停留几秒获得相应的信号后，开始提枪至上限旋回连接位，下枪至移除
器处，探头移除器关闭的痛死副枪上升，探头被拔掉并顺着溜管送至炉台。副枪提至一定高
度后停止等待下一循环的开始。
因此，副枪全自动化连接、测量模式，不仅解放了劳动力，而且在一键式自动化炼钢过
程中起着二级模型校对的作用，对终点命中率起着决定性的作用。
目前马钢四钢轧的副枪自动控制也是主要根据sdm模型设定，主要根据氧步来运行副枪，
主要运行条件如下：
（1）当主吹炼进行到吹氧量为1000立方米时，sdm模型设定自动连接tsc探头。
（2）当达到sdm计算的主吹氧量提前500立方米氧量时，下副枪进行tsc测量。 （3）
当辅吹炼进行到吹氧量为900立方米时，sdm模型设定自动连接tso探头。
（4）当辅吹炼结束，停氧30秒以后，tso开始测量。
整个过程采用全自动控制，总之副枪在转炉生产的应用，改变了传统转炉的控制方式使
转炉生产的连续性、高效性增强，产能提高。使转炉生产由经验炼钢向科学炼钢发展提高了
终点命中水平，减少补吹次数、缩短冶炼周期、使转炉的产能提高，并且副枪所进行的液位
测量，用于指导转炉吹炼的枪位控制，稳定操作，有助于了解转炉炉衬砖的侵蚀情况，进行
炉衬维护工作。使转炉生产的消耗降低，产效提高副枪的使用，提高了转炉的装备水平，使
操作稳定，一次命中水平大幅提高。减少了过补吹造成的吹损和消耗。
3 结 语
马钢四钢轧自投产以来 ，成功地将计算机控制炼钢技术用于实际生产，并且不断改进、
不断完善，最终实现了全过程计算机自动控制的目标，为转炉冶炼操作的标准化和规范化提
供了坚实基础，同时也创造出了多项良好的技术经济指标。
（1） 通过在实际生产中不断改进和修正模型参数和系数，计算机控制炼钢吹炼终点c-t
双命中率逐步提高，到2014 年全年平均达到了65%。
（2） 随着全过程计算机自动控制炼钢的各年中条件的逐步完善以及各项技术的成熟，
自2007年该厂开始提出全过程计算机自动控制炼钢的目标以来，水平提高较快，至2014 年
平均已经稳定在65 %的水平。
（3） 该项目的成功实施使马钢公司在自动化，新技术领域开创了一个更高的空间，为
公司的后续工程提供了宝贵经验，为随后转炉的顺利达产创效储备了大量的技术信息。
（4） 该项目值得广泛推广，并且对于冶炼新钢种具有实际意义。