以铁水为主原料冶炼不锈钢新技术开发ppt课件

1、以铁水为主原料冶炼以铁水为主原料冶炼不锈钢新技术开发与创新不锈钢新技术开发与创新一一工程背景工程背景二二总体思绪总体思绪三三创新点及关键技术创新点及关键技术四四研讨开发效果研讨开发效果五五结结 论论19951995年以来国内不锈钢消费与消费年以来国内不锈钢消费与消费1 1、国内市场需求增长迅猛，产能滞后，依赖进口、国内市场需求增长迅猛，产能滞后，依赖进口一、工程背景一、工程背景消费量消费量进口量进口量国产量国产量立项时间立项时间19991999年年p 我国不锈钢废钢社会存储量少；我国不锈钢废钢社会存储量少；p 国内镍资源紧张，国际镍资源有限。国内镍资源紧张，国际镍资源有限。2 2、资源短缺成为

2、我国不锈钢开展的瓶颈、资源短缺成为我国不锈钢开展的瓶颈一、工程背景一、工程背景 2005 2005年中国镍消费量年中国镍消费量17.817.8万吨，产量万吨，产量10.310.3万吨。万吨。 20212021年中国估计镍消费量年中国估计镍消费量33.233.2万吨，产量万吨，产量11.811.8万吨。万吨。19951995年以来世界镍消费与消费年以来世界镍消费与消费2538323070 010102020303040405050世界世界美国美国日本日本欧盟欧盟中国中国单位：单位：% %一、工程背景一、工程背景20002000年世界及主要不锈钢消费地域铬不锈钢消费比例年世界及主要不锈钢消费地域铬

3、不锈钢消费比例3 3、种类构造不合理，铬钢比例低、种类构造不合理，铬钢比例低 主要集中在主要集中在2020多家国有特钢企业，产量最大的太钢多家国有特钢企业，产量最大的太钢也仅也仅13.513.5万吨万吨, , 另外还有另外还有200200多家民营企业。多家民营企业。4 4、消费分散，产业集中度低、消费分散，产业集中度低一、工程背景一、工程背景 为此，国家产业政策鼓励开展不锈钢，重为此，国家产业政策鼓励开展不锈钢，重点建立宝钢、太钢两大不锈钢消费基地。点建立宝钢、太钢两大不锈钢消费基地。 根据国家产业政策的需求，针对“九五期间我国不锈钢开展存在的上述问题，在调研和分析国内外典型不锈钢冶炼工艺流程

4、的根底上，结合太钢实践情况：自主集成创新一条适宜我国国情的以消费高质量铬不锈钢为主的工艺流程和相关技术，实现不锈钢消费的高效、灵敏、多种类、低本钱。1 1、总体目的、总体目的二、总体思绪二、总体思绪技术难点技术难点 原料构造配置原料构造配置 制造流程选择制造流程选择 热量平衡控制热量平衡控制 消费节拍匹配消费节拍匹配 低本钱消费低本钱消费 超低碳、氮冶炼超低碳、氮冶炼和干净度控制和干净度控制 高质量铬钢连铸高质量铬钢连铸 总体想象总体想象以铁水为主要原料以铁水为主要原料选择高效主体冶炼配选择高效主体冶炼配备备 开发以超纯铁素体为开发以超纯铁素体为代表的不锈钢精炼代表的不锈钢精炼技术技术2 2、

5、总体想象与技术难点、总体想象与技术难点二、总体思绪二、总体思绪三、创新点及关键技术三、创新点及关键技术1 1、自主集成流程创新、自主集成流程创新2 2、K-OBM-S K-OBM-S 转炉长寿命技术创新转炉长寿命技术创新3 3、关键技术开发、关键技术开发4 4、艰苦突破、艰苦突破三、创新点及关键技术三、创新点及关键技术1.1 1.1 流程分析流程分析日本日本JFE(JFE(川崎川崎) )千叶四厂千叶四厂1 1、自主集成流程创新、自主集成流程创新 特特 点：以铁水为原料，双转炉冶炼，三步法工点：以铁水为原料，双转炉冶炼，三步法工艺流程。艺流程。 局限性：废钢运用量局限性：废钢运用量10%，原料构

6、造不灵敏。，原料构造不灵敏。DEPSR-KCBDC-KCBVODCCM特特 点：以铁水为主原料，三步法工艺流程。点：以铁水为主原料，三步法工艺流程。局限性：局限性：MRP转炉底部不能供氧，转炉底部不能供氧， 冶时冶时80 min， 炉机匹配差。炉机匹配差。DEP+EAFMRP VOD LF CCM1.1 1.1 流程分析流程分析巴巴 西西ACESITAACESITA厂厂1 1、自主集成流程创新、自主集成流程创新三、创新点及关键技术三、创新点及关键技术1.1 1.1 流程分析流程分析浦项第二炼钢厂、欧洲浦项第二炼钢厂、欧洲 1 1、自主集成流程创新、自主集成流程创新三、创新点及关键技术三、创新点

7、及关键技术EAF AOD-L VOD CCM 特特 点：以废钢为原料，三步法工艺流程。点：以废钢为原料，三步法工艺流程。 局限性：只能运用废钢，局限性：只能运用废钢，AOD炉衬寿命低炉衬寿命低180次。次。EAF AOD-L CCM 特特 点：以废钢为原料，二步法工艺流程。点：以废钢为原料，二步法工艺流程。 局限性：只能运用废钢，种类少，局限性：只能运用废钢，种类少，AOD炉衬寿命低炉衬寿命低180次。次。1.1 1.1 流程分析流程分析浦项第一、三炼钢厂浦项第一、三炼钢厂 ，太钢第，太钢第三炼钢厂三炼钢厂1 1、自主集成流程创新、自主集成流程创新三、创新点及关键技术三、创新点及关键技术原原

8、料料工艺流程工艺流程铁铁 水水废废 钢钢二步法二步法三步法三步法优优点点资源广泛资源广泛纯净度高纯净度高热量高热量高适合适合CrCr钢钢资源回收资源回收C: 0.01-0.30%C: 0.01-0.30%P: 0.04%P: 0.04%适合适合NiNi钢钢流程短流程短适合适合NiNi钢钢工艺灵活工艺灵活品种多品种多钢水纯净钢水纯净适合适合CrCr钢钢问问题题点点C: 4.0-4.5%C: 4.0-4.5%P: 0.04-0.10%P: 0.04-0.10%国内资源少国内资源少CuCu、SnSn、PbPb高高热量低热量低品种少品种少炉龄低炉龄低流程长流程长1 1、自主集成流程创新、自主集成流程创

9、新1.1 1.1 流程分析流程分析综合比较综合比较三、创新点及关键技术三、创新点及关键技术可见，采用铁水和三步法工艺适宜消费铬不锈钢。可见，采用铁水和三步法工艺适宜消费铬不锈钢。转转 炉炉底供氧强度底供氧强度( (m3/mint) )底吹风嘴底吹风嘴冷却方式冷却方式平均冶炼时间平均冶炼时间（min）炉容产能炉容产能（T/ta）不锈钢不锈钢生产厂生产厂K-OBM-SK-OBM-Smax1.5 max1.5 LPGLPG强冷却强冷却5555656575007500太太 钢钢二炼钢厂二炼钢厂( (方案方案) )DC-KCBDC-KCB0.25 0.25 惰性气体惰性气体707075753780378

10、0JFEJFE（川崎）（川崎）千叶四厂千叶四厂LD-OBLD-OB0.20.2惰性气体惰性气体7575858536203620新日铁新日铁八幡厂八幡厂MRPMRP0 0惰性气体惰性气体8080909046004600巴巴 西西ACESITAACESITA厂厂AOD-LAOD-L0.80.8惰性气体惰性气体606070706600660030003000浦项一炼钢厂浦项一炼钢厂太钢三炼钢厂太钢三炼钢厂三、创新点及关键技术三、创新点及关键技术1 1、自主集成流程创新、自主集成流程创新1.2 1.2 主体冶炼设备比较与选择主体冶炼设备比较与选择K-OBM-SK-OBM-S：更适宜于采用高碳铁水冶炼铬

11、不锈钢，有利于炉机匹配，：更适宜于采用高碳铁水冶炼铬不锈钢，有利于炉机匹配， 实现多炉连浇。实现多炉连浇。1 1、自主集成流程创新、自主集成流程创新1.3 1.3 太钢全新流程太钢全新流程集集 成成三、创新点及关键技术三、创新点及关键技术 DEP+EAF K-OBM-S VOD+LF CCM 以铁水为主原料，以铁水为主原料，K-OBM-S为主体冶炼配备，三步法工艺流程。为主体冶炼配备，三步法工艺流程。生生 产产 厂厂生生 产产 工工 艺艺 流流 程程太太 钢钢第二炼钢厂第二炼钢厂DEP+ UHP- EAF K-OBM-SVODLFCCMJFE（川崎）（川崎）千叶四厂千叶四厂DEPSR-KCBD

12、C-KCBVODCCM新日铁新日铁八幡厂八幡厂DEP+EAFLD-OBVODPICCM巴巴 西西ACESITA厂厂DEP+EAFMRP VOD LFCCM1 1、自主集成流程创新、自主集成流程创新1.3 1.3 太钢全新流程太钢全新流程比比 较较三、创新点及关键技术三、创新点及关键技术原料顺应性强：采用超高功率电炉，有利于铁水和合金预熔液金属原料顺应性强：采用超高功率电炉，有利于铁水和合金预熔液金属 料优化配置，与废钢冶炼不锈钢工艺相比，原料优势明显。料优化配置，与废钢冶炼不锈钢工艺相比，原料优势明显。物流和节拍匹配好、消费效率高：物流和节拍匹配好、消费效率高：K-OBM-SK-OBM-S转炉

13、供氧强度高、冶炼周转炉供氧强度高、冶炼周 期短；精炼炉除双工位期短；精炼炉除双工位VODVOD外，还配备了外，还配备了LFLF炉，炉机匹配良好；炉，炉机匹配良好；顺应种类规格多样化：方板坯不锈钢兼容连铸机，既满足了不锈钢顺应种类规格多样化：方板坯不锈钢兼容连铸机，既满足了不锈钢 板坯、又满足了不锈钢方坯的需求；工艺兼容性好。板坯、又满足了不锈钢方坯的需求；工艺兼容性好。 三、创新点及关键技术三、创新点及关键技术1 1、自主集成流程创新、自主集成流程创新1.3 1.3 太钢全新流程太钢全新流程优优 点点工工 艺艺冶炼流程冶炼流程典型钢种典型钢种三步工艺三步工艺 EAF EAFK-OBM-SK-O

14、BM-SVODVOD304L304L、316L 316L 二步工艺二步工艺 K-OBM-S K-OBM-SVODVOD409L409L、430430一步工艺一步工艺 K-OBM-S K-OBM-S410S410S、420 420 1 1、自主集成流程创新、自主集成流程创新工艺兼容灵敏：工艺兼容灵敏：三、创新点及关键技术三、创新点及关键技术1.3 1.3 太钢全新流程太钢全新流程优优 点点相关技术相关技术 炉衬设计和炉衬材质优炉衬设计和炉衬材质优化化 不锈钢冶炼操作护炉不锈钢冶炼操作护炉技术技术 风嘴冷却工艺和风嘴冷却工艺和“蘑菇蘑菇头控制技术头控制技术 不锈钢转炉底吹溅渣不锈钢转炉底吹溅渣护炉

15、工艺技术护炉工艺技术 快速热改换小炉底技快速热改换小炉底技术术 车载式炉壳整体改换车载式炉壳整体改换技术技术2 2、K-OBM-S K-OBM-S 转炉长寿命技术创新转炉长寿命技术创新q 设计设计400400次次q 太钢最高太钢最高703703次次q 国际最高国际最高600600次次q 国际领先国际领先三、创新点及关键技术三、创新点及关键技术 炉龄对不锈钢消费效率和本钱有艰苦影响炉龄对不锈钢消费效率和本钱有艰苦影响K-OBM-S炉龄炉龄3 3、关键技术开发、关键技术开发mCrbCrmcrbCrmmsmmCrLmCrTWMCdtdWCCkAWMSWMSdtd1005.12240010025.12

16、24001002Cr%CrLCrT3.1 3.1 开发了开发了K-OBM-SK-OBM-S冶炼不锈钢数学模型冶炼不锈钢数学模型三、创新点及关键技术三、创新点及关键技术 钢液中铬含量变化曲线钢液中铬含量变化曲线氧化期氧化期复原期复原期氧化期氧化期复原期复原期纯真度控制技术纯真度控制技术 超纯铁素体不锈钢要求超纯铁素体不锈钢要求C+N150ppmC+N150ppm 关键点关键点 预吹氧预吹氧 + + 沸腾脱碳强底吹沸腾脱碳强底吹搅拌控制搅拌控制 合理的过程真空度和终点合理的过程真空度和终点高真空度控制高真空度控制 效效 果果太钢太钢409L409L铁素体不锈钢铁素体不锈钢 C+N120ppmC+N

17、120ppm，其中，其中VODVOD 最低氮含量最低氮含量45ppm45ppm、废品最低、废品最低氮含量氮含量64ppm64ppm； 同时，磷、硫及五害元素低。同时，磷、硫及五害元素低。3.2 3.2 高质量超纯铁素体不锈钢的消费技术高质量超纯铁素体不锈钢的消费技术3 3、关键技术开发、关键技术开发三、创新点及关键技术三、创新点及关键技术铸坯结晶组织控制技术铸坯结晶组织控制技术关键点关键点 中包低过热度及合理的中包低过热度及合理的冷却制度匹配冷却制度匹配 强电磁搅拌参数控制强电磁搅拌参数控制 微合金化技术微合金化技术效效 果果连铸坯等轴晶比例到达连铸坯等轴晶比例到达404090%90%；有效处

18、理了连铸过；有效处理了连铸过 程铸坯外表纵裂、角裂和程铸坯外表纵裂、角裂和内部裂纹等铬不锈钢连铸难题。内部裂纹等铬不锈钢连铸难题。3.2 3.2 高质量超纯铁素体不锈钢的消费技术高质量超纯铁素体不锈钢的消费技术3 3、关键技术开发、关键技术开发三、创新点及关键技术三、创新点及关键技术夹杂物控制技术夹杂物控制技术关键点关键点钢水纯真度控制以及对夹钢水纯真度控制以及对夹杂物形状的变性处置杂物形状的变性处置效效 果果 冷轧板冷轧板3.2 3.2 高质量超纯铁素体不锈钢的消费技术高质量超纯铁素体不锈钢的消费技术纯净度纯净度太太 钢钢不锈钢新炼钢生产不锈钢新炼钢生产线线JFE(JFE(川崎川崎) )千叶

19、四厂千叶四厂浦浦 项项第二炼钢厂第二炼钢厂氧含量（氧含量（ppmppm） 30 30 30 30 40 40夹杂物尺寸（夹杂物尺寸（mm） 20 20 20 20 20203 3、关键技术开发、关键技术开发三、创新点及关键技术三、创新点及关键技术改良后改良后改良前改良前关键点关键点 VOD VOD初始碳含量控制初始碳含量控制 镍当量成分控制镍当量成分控制效效 果果K-OBM-SK-OBM-S转炉、转炉、VODVOD全程供氮，无氩冶炼多种类不锈钢全程供氮，无氩冶炼多种类不锈钢 关键点关键点 结晶器活动段整体快换结晶器活动段整体快换 连铸机辊列间距准确调整连铸机辊列间距准确调整 二次冷却水及控制系

20、统快速转换二次冷却水及控制系统快速转换效效 果果实现了一机多规格方、板坯消费实现了一机多规格方、板坯消费3 3、关键技术开发、关键技术开发三、创新点及关键技术三、创新点及关键技术3.3 3.3 无氩冶炼工艺技术无氩冶炼工艺技术3.4 3.4 连铸机快速转换技术连铸机快速转换技术三、创新点及关键技术三、创新点及关键技术4 4、艰苦突破、艰苦突破铁水比例铁水比例6060100%100%，前往比，前往比0 040%40%原料构造突破原料构造突破最短冶炼时间最短冶炼时间49min49min，全线消费效率高，全线消费效率高铬钢比例到达铬钢比例到达58.9%58.9%，质量到达国际先进程度，质量到达国际先

21、进程度本钱是本钱是AODAOD二步法太钢三炼钢的二步法太钢三炼钢的858590%90%消费效率突破消费效率突破消费本钱突破消费本钱突破种类质量突破种类质量突破1 1、主要技术经济目的国际领先、主要技术经济目的国际领先转炉指标转炉指标太太 钢钢第二炼钢厂第二炼钢厂K-OBM-SK-OBM-SJFE(川崎川崎)千叶四厂千叶四厂DC-KCB新日铁新日铁八幡厂八幡厂LD-OB巴巴 西西ACESITAMRP平均冶炼时间平均冶炼时间（min）平均值平均值53最小值最小值4970 7575 8580 90氩气消耗氩气消耗（Nm3/t）3040不生产不生产3 53 8430平均值平均值5.612 1512 1

22、5不生产不生产合金收得率合金收得率(%)Ni平均值平均值98.9不生产不生产98 98.598 98.5Cr平均值平均值97.897 9897 9896.5 97.5四、研讨开发效果四、研讨开发效果典型牌号典型牌号（r r值值）430430409L409L436L436L444444生产厂生产厂太太 钢钢1.101.511.421.41JFEJFE( (川崎川崎) )1.121.501.451.402 2、产质量量到达国际先进程度、产质量量到达国际先进程度2.1 2.1 冷轧产品特性冷轧产品特性铁素体不锈钢成型性特性目的铁素体不锈钢成型性特性目的r r值如下表所示值如下表所示四、研讨开发效果四

23、、研讨开发效果2 2、产质量量到达国际先进程度、产质量量到达国际先进程度2.2 2.2 产品认证产品认证四、研讨开发效果四、研讨开发效果2.3 2.3 进入车辆、奥运、家电、造币以及欧美市场进入车辆、奥运、家电、造币以及欧美市场汽车排气管汽车排气管409L2 2、产质量量到达国际先进程度、产质量量到达国际先进程度四、研讨开发效果四、研讨开发效果洗衣机内筒洗衣机内筒430体育馆屋顶体育馆屋顶4441角硬币角硬币CTSZB地铁车辆地铁车辆301L2.4 2.4 客户评价客户评价2 2、产质量量到达国际先进程度、产质量量到达国际先进程度 美国某经销商：美国某经销商： 太钢不锈钢新炼钢消费线的产质量量

24、优于太钢不锈钢新炼钢消费线的产质量量优于JFEJFE( (川崎川崎) )、新日铁。、新日铁。 广东正添不锈钢制品广东正添不锈钢制品四、研讨开发效果四、研讨开发效果 国内某汽车制造厂盲评结果：国内某汽车制造厂盲评结果： 太钢太钢409L409L制造的排气管质量优于浦项，与制造的排气管质量优于浦项，与JFEJFE( (川崎川崎) )相当。相当。 杭州近江钢控制造杭州近江钢控制造3 3、开发的种类满足了国内市场的需求、开发的种类满足了国内市场的需求填补了国内空白填补了国内空白 开发了开发了4747个种类，其中造币用个种类，其中造币用CTSZBCTSZB、客车用、客车用301L301L、屋顶用、屋顶用

25、444444、排气管用排气管用436L436L、集装箱用、集装箱用410L410L等等1212个种类填补了国内空白。个种类填补了国内空白。四、研讨开发效果四、研讨开发效果改善了种类构造改善了种类构造 太钢铬不锈钢产量由太钢铬不锈钢产量由20022002年的年的 2.3 2.3万吨，提高到万吨，提高到20052005年的年的30.830.8万吨，占不锈钢新炼钢消费线总产量的万吨，占不锈钢新炼钢消费线总产量的58.9%58.9%。太钢铬不锈钢比例达。太钢铬不锈钢比例达到到 32.8% 32.8%，超越世界平均程度。，超越世界平均程度。4 4、构成一套具有自主知识产权的专有技术、构成一套具有自主知识

26、产权的专有技术开发了十八项专有技术，恳求了四项国家发明专利开发了十八项专有技术，恳求了四项国家发明专利四、研讨开发效果四、研讨开发效果 恳求号恳求号200510012599.1200510012599.1 恳求号恳求号200410064527.7200410064527.7 专利号专利号ZL200410012108.9ZL200410012108.9 - -恳求号恳求号200510012431.0200510012431.05 5、企业效益宏大、企业效益宏大四、研讨开发效果四、研讨开发效果 粗钢产量粗钢产量53.653.6万吨，太钢不锈钢总产量万吨，太钢不锈钢总产量92.592.5万吨，万吨，

27、03030505年延续三年居世界不锈钢消费企业第八位；年延续三年居世界不锈钢消费企业第八位；不锈钢产量大幅度增长，收入显著提高不锈钢产量大幅度增长，收入显著提高 销售收入销售收入65.265.2亿元亿元, ,占企业总收入占企业总收入27.1%27.1%；利润；利润7.07.0亿元，占企业总利润亿元，占企业总利润36.8%36.8%；税收；税收3.93.9亿元，占企业总亿元，占企业总税收税收27.1%27.1%；20052005年年产产 量量20052005年年效效 益益 三年累计新增销售收入三年累计新增销售收入147.7147.7亿元、新增利润亿元、新增利润15.015.0亿元、新增税收亿元、

28、新增税收9.59.5亿元。亿元。03030505年年累计效益累计效益6 6、社会效益显著、社会效益显著四、研讨开发效果四、研讨开发效果节约资源节约资源少用镍2.6万吨/年，节约外汇4.5亿美圆；添加利税添加利税 年产不锈钢53万吨，添加利税10.9亿元/年；替代进口替代进口以产顶进23万吨/年，节约外汇3.8亿美圆；出口创汇出口创汇年出口量8.8万吨，创汇1.1亿美圆；示范作用示范作用对国内外后建铁水冶炼不锈钢消费线起到了自创和示范作用。节约节约在国际上初次自主集成创新的在国际上初次自主集成创新的“以铁水为主原料、以以铁水为主原料、以K-OBM-SK-OBM-S为主体为主体配备的不锈钢冶炼全新流程获得了显著效果，主要技术经济目的配备的不锈钢冶炼全新流程获得了显著效果，主要技术经济目的国际领先，整体技术到达国际先进程度。国际领先，整体技术到达国际先进程度。构成