高效低成本洁净钢生产.ppt
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高效低成本洁净钢生产.ppt
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高效低成本洁净钢生产高效低成本洁净钢生产汇报内容汇报内容开发高效低成本洁净钢生产工艺是时代的要求开发高效低成本洁净钢生产工艺是时代的要求优化流程是洁净钢生产的基础优化流程是洁净钢生产的基础洁净钢稳定化生产工艺技术洁净钢稳定化生产工艺技术洁净钢高效化生产工艺技术洁净钢高效化生产工艺技术洁净钢低成本生产工艺技术洁净钢低成本生产工艺技术前前言言:
建设高效低成本洁净钢平台是市场和时代发展的要求,是洁净钢生建设高效低成本洁净钢平台是市场和时代发展的要求,是洁净钢生产领域的重大技术革命。
其目标是实现转炉直接冶炼洁净钢,并使转炉产领域的重大技术革命。
其目标是实现转炉直接冶炼洁净钢,并使转炉生产效率提高生产效率提高1倍,洁净钢生产成本低于传统转炉普通钢。
分析阐述了倍,洁净钢生产成本低于传统转炉普通钢。
分析阐述了支持高效低成本洁净钢平台建设的三项核心技术:
洁净钢稳定化生产工支持高效低成本洁净钢平台建设的三项核心技术:
洁净钢稳定化生产工艺、洁净钢高效化生产工艺、洁净钢低成本制造工艺,提出加速研究开艺、洁净钢高效化生产工艺、洁净钢低成本制造工艺,提出加速研究开发国内高效低成本洁净钢生产新工艺的具体建议。
发国内高效低成本洁净钢生产新工艺的具体建议。
提高钢材洁净度是钢铁技术发展的方向提高钢材洁净度是钢铁技术发展的方向钢材洁净度的预测钢材洁净度的预测与与实际水平实际水平比较比较/10/10-6-6钢钢类类代表代表钢种钢种技术特点技术特点洁净度要求洁净度要求10-6性能指标性能指标SBrEL/%超低碳钢超低碳钢IF钢钢同时要求降低钢中的碳、氮和同时要求降低钢中的碳、氮和含氧量,提高产品成型性含氧量,提高产品成型性C20,N20,S50,T.O20,dS40低碳铝镇静钢低碳铝镇静钢TIRP钢钢准确控制成份、夹杂物,严格准确控制成份、夹杂物,严格控制组织结构,保证板材表面控制组织结构,保证板材表面质量质量C=0.2,Si=1.5,Mn=1.54508000.926低合金低合金高强度钢高强度钢X80X100尽可能降低硫含量,提高钢水尽可能降低硫含量,提高钢水洁净度,严格控制钢中夹杂物洁净度,严格控制钢中夹杂物S10,P80O20,N50,H155069021高级电工钢高级电工钢35W230要求同时降低要求同时降低C、N含量和含量和S含含量,精确控制成份,提高磁场量,精确控制成份,提高磁场强度,降低铁损强度,降低铁损C24,S+N30Si2.62.9%S10,N3.5%0.035%P=0.11%S0.002%T=1400S0.005%T=13300.004%P0.005%P0.025%0.035%0.001%P0.002%C0.08%T=16404.5%0.4%0.11%T=1500T=1600洁净钢生产工艺流程与技术要求洁净钢生产工艺流程与技术要求铁水铁水P/%0.10半钢半钢P/%0.02铁水铁水Si/%0.150.250.420.641.27渣中渣中(P2O5)/%85321渣量渣量(kg/t)20325380160渣钢间磷分配比渣钢间磷分配比40025015010050石灰消耗石灰消耗(kg/t)101626.54080渣中渣中Fe耗耗(TFe=10%)23.25.3816铁水品质对渣钢间脱磷反应效率的影响铁水品质对渣钢间脱磷反应效率的影响技术关键技术关键提高化学反应效率提高化学反应效率提高效率是降低生产成本,减少资源消耗和能耗,改善环境的重要措施。
由于提高效率是降低生产成本,减少资源消耗和能耗,改善环境的重要措施。
由于洁净钢生产属于高温物理化学反应范畴,因此提高化学反应效率是提高生产效率的洁净钢生产属于高温物理化学反应范畴,因此提高化学反应效率是提高生产效率的技术关键。
技术关键。
传统工艺反应效率低的基本表征:
传统工艺反应效率低的基本表征:
(1)炼钢渣量大炼钢渣量大,造成资源消耗高、铁损高造成资源消耗高、铁损高;
(2)钢渣过氧化钢渣过氧化,造成脱氧合金消耗高造成脱氧合金消耗高;(3)脱氧剂消耗高脱氧剂消耗高,脱氧产物形成的夹杂物含量高脱氧产物形成的夹杂物含量高;(4)大量夹杂物上浮时间长大量夹杂物上浮时间长,造成耐材消耗高、温降大造成耐材消耗高、温降大;(5)整个流程中存在反复精炼与不断污染的现象整个流程中存在反复精炼与不断污染的现象:
脱硫与回硫脱硫与回硫脱碳与增碳脱碳与增碳脱氮与增氮脱氮与增氮过氧化与脱氧过氧化与脱氧锰烧损与锰合金化锰烧损与锰合金化钛的污染及其夹杂物钛的污染及其夹杂物危害危害提高反应效率的基本措施提高反应效率的基本措施:
提高渣钢反应效率提高渣钢反应效率;减少渣量减少渣量;优化工艺流程优化工艺流程;改善出钢工艺改善出钢工艺;改进吹炼工艺改进吹炼工艺;改进夹杂物控制策略与控制技术改进夹杂物控制策略与控制技术优化界面技术加快生产节奏优化界面技术加快生产节奏钢铁厂界面衔接匹配技术钢铁厂界面衔接匹配技术开发目标:
开发目标:
(1)铁水入炉温度提高铁水入炉温度提高100(达到达到1380);
(2)缩短生产周期缩短生产周期20min,辅助时间辅助时间10min;(3)单座转炉日产炉数从单座转炉日产炉数从30炉提高到炉提高到60炉炉;(4)降低转炉出钢温度降低转炉出钢温度4050;(5)提高热送温度提高热送温度850。
主要技术措施:
主要技术措施:
采用采用“一包到底工艺一包到底工艺”,铁水罐周转次数铁水罐周转次数4次次/日日,装装准率达到准率达到0.5%;实现全量铁水实现全量铁水“三脱三脱”预处理预处理,”三脱三脱”比比90%开发转炉高速吹炼技术,吹氧时间开发转炉高速吹炼技术,吹氧时间10min;缩短转炉辅助时间(缩短转炉辅助时间(10min););实现炉机匹配和恒拉速工艺实现炉机匹配和恒拉速工艺;提高钢包周转率提高钢包周转率,炉包比炉包比6。
烧结烧结焦化焦化脱磷炉脱磷炉连铸连铸轧钢轧钢原料场原料场脱碳炉脱碳炉炼炼铁铁水泥厂水泥厂粉粉尘尘79.1炉炉渣渣灰灰8.33.42.72.8氧化铁皮氧化铁皮8.9224.687.3粉煤灰粉煤灰26电厂电厂311.9外销外销301.1301.1尘泥尘泥1.9105瓦斯灰瓦斯灰13.5粉尘粉尘17.9粉尘粉尘32.7降低生产成本实现固体废弃物再资源化降低生产成本实现固体废弃物再资源化炼钢厂资源高效利用技术集成炼钢厂资源高效利用技术集成(单位单位:
万吨万吨)开发目标:
开发目标:
洁净钢生产成本比传统流程洁净钢生产成本比传统流程降低降低100元元/吨以上。
吨以上。
主要技术措施:
主要技术措施:
(1)减少渣量,降低资源消耗,减轻环境污染。
)减少渣量,降低资源消耗,减轻环境污染。
(2)采用熔融还原工艺,降低钢铁料消耗。
)采用熔融还原工艺,降低钢铁料消耗。
(3)直接回收利用粉尘与炉渣,实现固体废弃物)直接回收利用粉尘与炉渣,实现固体废弃物再资源化。
再资源化。
(4)加快生产节奏,实现全流程)加快生产节奏,实现全流程“负能负能”生产。
生产。
传统流程存在的基本矛盾:
传统流程存在的基本矛盾:
1.炼钢回硫,需炼钢回硫,需LF炉二次脱硫炉二次脱硫2.低碳脱磷,造成钢、渣过氧化低碳脱磷,造成钢、渣过氧化3.钢水过氧化,增大脱氧剂消耗钢水过氧化,增大脱氧剂消耗4.脱氧产生大量夹杂,需长时间脱氧产生大量夹杂,需长时间“软吹软吹”5.炉渣利用效率低,难以实现渣循环炉渣利用效率低,难以实现渣循环传统洁净钢生产流程的基本特征是钢水提纯主要依靠炉外精炼,造成传统洁净钢生产流程的基本特征是钢水提纯主要依靠炉外精炼,造成精炼工艺流程长,生产工艺波动造成钢水质量不稳定;能耗高、成本高、精炼工艺流程长,生产工艺波动造成钢水质量不稳定;能耗高、成本高、CO2排放量高。
排放量高。
传统洁净钢生产流程传统洁净钢生产流程传统流程存在的上述基本矛盾造成传统流程存在的上述基本矛盾造成该流程生产洁净钢存在以下缺点:
该流程生产洁净钢存在以下缺点:
由于钢水提纯依赖炉外精炼,造成生由于钢水提纯依赖炉外精炼,造成生产批量小,不能大批量生产洁净钢;产批量小,不能大批量生产洁净钢;由于流程存在回硫、低碳脱磷和钢水由于流程存在回硫、低碳脱磷和钢水过氧化等基本问题,造成磷、硫和钢中过氧化等基本问题,造成磷、硫和钢中夹杂物控制不稳定;夹杂物控制不稳定;由于渣量大,不能形成渣循环,造成由于渣量大,不能形成渣循环,造成生产成本高,生产效率低。
生产成本高,生产效率低。
主主要要缺缺点点传统洁净钢流程中的矛盾与问题传统洁净钢流程中的矛盾与问题传统洁净钢流程存在以下基本传统洁净钢流程存在以下基本矛盾:
矛盾:
氧化与还原反应的矛盾氧化与还原反应的矛盾脱碳与脱磷的矛盾脱碳与脱磷的矛盾脱碳与钢水过氧化的矛盾脱碳与钢水过氧化的矛盾强还原精炼与钢水二次污染强还原精炼与钢水二次污染的矛盾的矛盾上述基本矛盾造成炼钢生产上述基本矛盾造成炼钢生产中的以下技术问题:
中的以下技术问题:
工序工序铁水脱硫铁水脱硫铁水脱磷铁水脱磷脱碳脱碳LF精炼精炼反应模式反应模式还原反应还原反应弱氧化还应弱氧化还应氧化反应氧化反应还原反应还原反应还原剂还原剂SiCFeAl氧势氧势PO210-1510-1610-1310-1410-1010-1110-1210-13炉渣炉渣R3.56.02.53.53.05.06.07.0炉渣炉渣(T.Fe)2.0%5.0%1825%97不稳定不稳定武钢武钢(IF钢钢)70090045060095威尔顿威尔顿45080020050094林茨林茨抑制氧化抑制氧化60030090稳定稳定新日铁新日铁25065010035091住友住友35085Al2O3夹杂物尺寸分布夹杂物尺寸分布钢中夹杂物的控制策略钢中夹杂物的控制策略(T.O3010-6)解决措施:
解决措施:
根本方法是严格避免钢渣过氧化,减轻夹杂物的去除负荷:
根本方法是严格避免钢渣过氧化,减轻夹杂物的去除负荷:
采用高拉碳工艺,控制转炉终点采用高拉碳工艺,控制转炉终点aO235010-6;改进脱氧方法,控制加铝前钢水改进脱氧方法,控制加铝前钢水aO220010-6;改善和优化夹杂物上浮去除工艺,提高去除效率。
改善和优化夹杂物上浮去除工艺,提高去除效率。
洁净钢生产新流程洁净钢生产新流程洁净钢生产新流程洁净钢生产新流程转炉转炉“三脱三脱”高炉高炉少渣冶炼少渣冶炼RHRHCCCC铁水脱硫铁水脱硫一罐到底一罐到底“分阶段冶炼分阶段冶炼”是洁净钢生产新流程的理论基础,其特点是在最佳的热力学是洁净钢生产新流程的理论基础,其特点是在最佳的热力学条件下单独进行脱硫、脱硅、脱磷、脱碳等反应,大幅度提高反应效率,以达到条件下单独进行脱硫、脱硅、脱磷、脱碳等反应,大幅度提高反应效率,以达到提高生产效率、降低生产成本和提高钢水洁净度的目标。
洁净钢生产新流程以铁提高生产效率、降低生产成本和提高钢水洁净度的目标。
洁净钢生产新流程以铁水预处理作为钢水提纯的重点,转炉成为洁净钢生产的主体。
通过减少渣量和实水预处理作为钢水提纯的重点,转炉成为洁净钢生产的主体。
通过减少渣量和实现炉渣循环降低生产成本。
现炉渣循环降低生产成本。
流程特点:
流程特点:
采用铁水高效脱硫工艺和废钢处理技术,严采用铁水高效脱硫工艺和废钢处理技术,严格控制转炉回硫;格控制转炉回硫;采用转炉脱硅、脱磷工艺,实现高碳脱磷采用转炉脱硅、脱磷工艺,实现高碳脱磷;采用脱碳炉少渣冶炼工艺,避免炉渣污染采用脱碳炉少渣冶炼工艺,避免炉渣污染;高碳出钢,真空下冶炼低碳钢,避免钢水过高碳出钢,真空下冶炼低碳钢,避免钢水过氧化;氧化;减少渣量,脱碳炉渣作为脱磷剂返回脱磷炉减少渣量,脱碳炉渣作为脱磷剂返回脱磷炉.新流程实现高效低成本稳新流程实现高效低成本稳定大批量生产洁净钢,开发目定大批量生产洁净钢,开发目标是:
标是:
(1)转炉生产效率提高)转炉生产效率提高1倍;倍;
(2)转炉直接生产)转炉直接生产S+P10010-6的洁净钢;的洁净钢;(3)转炉洁净钢生产成本低于)转炉洁净钢生产成本低于传统工艺普通钢。
传统工艺普通钢。
开开发发目目标标铁水预处理与炉外精炼的技术比较铁水预处理与炉外
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