纯净钢生产技术

1、纯净钢生产技术纯净钢生产技术朱苗勇朱苗勇东北大学东北大学内内 容容 提提 要要 概概 述述 纯净钢含义及其生产纯净钢含义及其生产 冶金过程计算机模拟与仿真冶金过程计算机模拟与仿真 1.11.1 20 20世纪钢铁工业的变化世纪钢铁工业的变化v二战后日本和欧洲重建并使钢铁厂现代化；二战后日本和欧洲重建并使钢铁厂现代化；v美国落后，美国落后，8080年代实现现代化具有竞争力；年代实现现代化具有竞争力；v平炉向转炉和电炉的转变；平炉向转炉和电炉的转变；v模铸向连铸转变，连铸技术取得进步；模铸向连铸转变，连铸技术取得进步；v短流程出现，在长、扁平材上具有竞争力；短流程出现，在长、扁平材上具有竞争力；v

2、后半个世纪钢材消耗逐步增加，达到纪录；后半个世纪钢材消耗逐步增加，达到纪录；v扁平材比例增加；扁平材比例增加；v吨钢的使用价值增加吨钢的使用价值增加；v质量和服务的要求增加；质量和服务的要求增加；v环保从终端控制转变对整个流程控制环保从终端控制转变对整个流程控制；v从国有企业向私有化过渡从国有企业向私有化过渡；v技术创新：原材料、炼钢、成品加工工艺；技术创新：原材料、炼钢、成品加工工艺；v材料的竞争力增加；材料的竞争力增加；v汽车上使用的钢材要求更轻、更安全；汽车上使用的钢材要求更轻、更安全；v用于住宅建设的钢材量增加；用于住宅建设的钢材量增加；v竞争加剧：要求生产成本低，增加生产率；竞争加剧

3、：要求生产成本低，增加生产率；v技术投资增加，同时研究经费投入加大技术投资增加，同时研究经费投入加大；v需要基本标准和改进生产、提高效益措施；需要基本标准和改进生产、提高效益措施；v贸易壁垒和贸易保护主义愈加严重；贸易壁垒和贸易保护主义愈加严重；v全球经济发展，但部分地区出现经济危机；全球经济发展，但部分地区出现经济危机；v除欧洲，钢铁工业合并延缓。除欧洲，钢铁工业合并延缓。 1.2 1.2 钢铁工业的挑战钢铁工业的挑战v能力过程，并将继续蔓延；能力过程，并将继续蔓延；v较差的经济效益；较差的经济效益；v环保法规压力加大；环保法规压力加大；v贸易保护主义增强；贸易保护主义增强；v其他非钢铁材料

4、竞争的威胁加大；其他非钢铁材料竞争的威胁加大；v在新技术上的投资以便成为低成本的生产者；在新技术上的投资以便成为低成本的生产者；v改进钢铁工业形象以吸引最好的人才；改进钢铁工业形象以吸引最好的人才；v资金短缺必须解决；资金短缺必须解决；v研究项目必须继续以便降低成本和提高质量。研究项目必须继续以便降低成本和提高质量。1.31.3 钢铁工业的主要发展趋势钢铁工业的主要发展趋势v吨钢成本降低；吨钢成本降低；v钢铁厂所有产物必须全部循环利用；钢铁厂所有产物必须全部循环利用；v增加研究和开发的投入；增加研究和开发的投入；v对员工的再教育和加强培训；对员工的再教育和加强培训；v合并和收购的趋势增加。合并

5、和收购的趋势增加。我国炼钢生产面临的机遇和挑战我国炼钢生产面临的机遇和挑战v加入加入WTOWTO后，参与国际市场竞争形势严峻；后，参与国际市场竞争形势严峻；v钢铁生产结构优化进入攻坚阶段；钢铁生产结构优化进入攻坚阶段；v西部大开发和东北老工业基地振兴，钢铁工西部大开发和东北老工业基地振兴，钢铁工业结构优化带来了新机遇；业结构优化带来了新机遇；v炼钢生产的二次资源综合利用与污染治理成炼钢生产的二次资源综合利用与污染治理成为钢厂生存发展的基本前提。为钢厂生存发展的基本前提。结构优化的基本思路结构优化的基本思路 继续提高连铸产量、连铸比，提高铸坯质继续提高连铸产量、连铸比，提高铸坯质量，扩展炼铸钢种

6、，以优质和低成本为根本目量，扩展炼铸钢种，以优质和低成本为根本目标，积极推进标，积极推进纯净钢生产纯净钢生产、高效连铸高效连铸和和近终形近终形连铸连铸，搞好，搞好污染治理与综合利用污染治理与综合利用，开发应用智开发应用智能化控制能化控制等新技术，强化技术创新机制，全面等新技术，强化技术创新机制，全面优化生产结构，提高经济效益。优化生产结构，提高经济效益。 从地球中从地球中金属资源金属资源，可回收利用程可回收利用程度度，价格和性能价格和性能，世界经济发展需要世界经济发展需要以以及及可持续发展战略可持续发展战略等方面看，钢材仍将等方面看，钢材仍将是是2121世纪内可预见的最主要的结构材料。世纪内可

7、预见的最主要的结构材料。一个国家的钢铁工业状况仍是衡量其工一个国家的钢铁工业状况仍是衡量其工业 水 平 和 综 合 国 力 的 重 要 指 标业 水 平 和 综 合 国 力 的 重 要 指 标 。 从从2020世纪末钢铁科学技术发展趋向看，世纪末钢铁科学技术发展趋向看，2121世纪钢铁工业的科技进步是世纪钢铁工业的科技进步是寻求可以替代寻求可以替代现有工艺路线的更优的新工艺和对现有工艺现有工艺路线的更优的新工艺和对现有工艺进一步完善化进一步完善化，使其具有更强竞争力两大趋，使其具有更强竞争力两大趋势。势。 对于炼钢而言，集中体现在对于炼钢而言，集中体现在纯净高纯净高质量钢生产工艺的完善质量钢生

8、产工艺的完善和和以薄板坯和薄以薄板坯和薄带钢为代表的近终形连铸技术带钢为代表的近终形连铸技术开发上。开发上。2.12.1 纯净钢的概念纯净钢的概念 v纯净钢应是所含杂质和夹杂物很少的钢。纯净钢应是所含杂质和夹杂物很少的钢。减少钢减少钢中的杂质含量，可以显著地改善钢材的延展性、中的杂质含量，可以显著地改善钢材的延展性、韧性、加工、焊接、抗腐蚀等性能。但韧性、加工、焊接、抗腐蚀等性能。但对于钢性对于钢性能要求不同，纯净度所要求的控制因素也不同。能要求不同，纯净度所要求的控制因素也不同。如如IFIF钢，要获得成品钢材的高延展性、高钢，要获得成品钢材的高延展性、高r r值以值以及优良的表面性能，要求钢

9、中碳、氮、氧含量尽及优良的表面性能，要求钢中碳、氮、氧含量尽可能低；管线钢，为了提高钢的冲击韧性及抗可能低；管线钢，为了提高钢的冲击韧性及抗HICHIC的能力则要求钢中硫、磷含量尽可能低。的能力则要求钢中硫、磷含量尽可能低。 2.22.2 纯净度与钢的性能纯净度与钢的性能 硫硫：对钢的性能会造成不良影响，钢中硫含量高，会对钢的性能会造成不良影响，钢中硫含量高，会使钢的热加工性能变坏，即造成钢的使钢的热加工性能变坏，即造成钢的“热脆热脆”性。性。 硫在钢中以硫在钢中以FeSFeS的形式存在，的形式存在， FeSFeS的熔点为的熔点为11931193， FeFe与与FeSFeS组成的共晶体的熔点只

10、有组成的共晶体的熔点只有985985。液态。液态FeFe与与FeSFeS虽然可虽然可以无限互溶，但在固熔体中的溶解度很小，仅为以无限互溶，但在固熔体中的溶解度很小，仅为0.015%-0.015%-0.020%0.020%。 当钢中的硫含量超过当钢中的硫含量超过0.020%0.020%时，钢水在凝固过程中由于时，钢水在凝固过程中由于偏析，低熔点偏析，低熔点Fe-FeSFe-FeS共晶体分布于晶界处，在共晶体分布于晶界处，在1150-12001150-1200的热加工过程中，晶界处的共晶体熔化，钢受压时造成晶界的热加工过程中，晶界处的共晶体熔化，钢受压时造成晶界破裂，即发生破裂，即发生“热脆热脆”

11、现象现象。v如果钢中的氧含量较高，如果钢中的氧含量较高，FeSFeS与与FeOFeO形成的共晶体熔形成的共晶体熔点更低（点更低（940940），更加剧了钢的），更加剧了钢的“热脆热脆”现象的现象的发生。发生。v锰可在钢凝固范围内生成锰可在钢凝固范围内生成MnSMnS和少量的和少量的FeSFeS，纯，纯MnSMnS的熔点为的熔点为16101610，共晶体，共晶体FeS-MnSFeS-MnS（占（占93.5%93.5%）的熔）的熔点为点为11641164，它们能有效的防止钢热加工过程的，它们能有效的防止钢热加工过程的“热脆热脆”。v硫还会明显降低钢的焊接性能，引起高温龟裂，并硫还会明显降低钢的焊接

12、性能，引起高温龟裂，并在焊缝中产生气孔和疏松，从而降低焊缝的强度。在焊缝中产生气孔和疏松，从而降低焊缝的强度。硫含量超过硫含量超过0.06%0.06%时，会显著恶化钢的耐蚀性。硫时，会显著恶化钢的耐蚀性。硫还是连铸坯中偏析最为严重的元素。还是连铸坯中偏析最为严重的元素。 硫硫除对钢材的热加工性能、焊接性能、抗腐蚀性能除对钢材的热加工性能、焊接性能、抗腐蚀性能有大的影响外，对力学性能影响主要表现在：有大的影响外，对力学性能影响主要表现在：v与钢材轧制方向相比，非轧制方向强度、延展性、与钢材轧制方向相比，非轧制方向强度、延展性、冲击韧性等显著降低；冲击韧性等显著降低；v显著降低钢材的抗氢致裂纹（显

13、著降低钢材的抗氢致裂纹（HICHIC）的能力。）的能力。v用于高层建筑、重载桥梁、海洋设施等重要用途钢用于高层建筑、重载桥梁、海洋设施等重要用途钢板目前硫控制在板目前硫控制在80ppm80ppm以下，将来会降到以下，将来会降到50ppm50ppm以下；以下；用于含用于含H H2 2S S等酸性介质油气输送用管线钢硫含量目前等酸性介质油气输送用管线钢硫含量目前已降低到（已降低到（5-15-1）ppmppm。v磷磷：对于绝大多数钢种来说磷是有害元素。钢中磷对于绝大多数钢种来说磷是有害元素。钢中磷的含量高会引起钢的的含量高会引起钢的 “冷脆冷脆”，即从高温降到，即从高温降到00以下，钢的塑性和冲击韧

14、性降低，并使钢的焊接性以下，钢的塑性和冲击韧性降低，并使钢的焊接性能与冷弯性能变差。能与冷弯性能变差。v磷是降低钢的表面张力的元素，随着磷含量的增加，磷是降低钢的表面张力的元素，随着磷含量的增加，钢液的表面张力降低显著，从而钢液的表面张力降低显著，从而降低了钢的抗裂性降低了钢的抗裂性能能。v磷是仅次于硫在钢的连铸坯中偏析度高的元素，而磷是仅次于硫在钢的连铸坯中偏析度高的元素，而且在铁固熔体中扩散速率很小，因而磷的偏析很难且在铁固熔体中扩散速率很小，因而磷的偏析很难消除，从而消除，从而严重影响钢的性能。严重影响钢的性能。v优质钢对磷的要求已由优质钢对磷的要求已由(200-400)ppm(200-

15、400)ppm降到降到150ppm150ppm以以下，对于少数钢种要求磷含量在下，对于少数钢种要求磷含量在30ppm30ppm以下。以下。 v氮氮：钢中的氮是以钢中的氮是以氮化物氮化物的形式存在，它对钢质的形式存在，它对钢质量的影响体现出双重性。氮含量高的钢种长时间放量的影响体现出双重性。氮含量高的钢种长时间放置，将会置，将会变脆变脆，这一现象称为，这一现象称为“老化老化”或或“时效时效”。原因是钢中氮化物的析出速度很慢，逐渐改变着钢原因是钢中氮化物的析出速度很慢，逐渐改变着钢的性能。低碳钢产生的脆性比磷还严重。钢中氮含的性能。低碳钢产生的脆性比磷还严重。钢中氮含量高时，在量高时，在250-4

16、50250-4500 0C C温度范围，其表面发蓝，钢的温度范围，其表面发蓝，钢的强度升高，冲击韧性降低，称之为强度升高，冲击韧性降低，称之为“蓝脆蓝脆”。氮含。氮含量增加，量增加，钢的焊接性能变坏钢的焊接性能变坏。v对于新一代汽车用超深冲对于新一代汽车用超深冲IFIF钢冷轧钢板，氮要求低钢冷轧钢板，氮要求低于于25ppm25ppm；对于厚板为了保证焊接热影响区的韧性，；对于厚板为了保证焊接热影响区的韧性，钢中氮应低于钢中氮应低于20ppm20ppm。v氧氧：氧主要是以氧化物系非金属夹杂物的形式存：氧主要是以氧化物系非金属夹杂物的形式存在于钢中。非金属夹杂物对钢材的疲劳特性、加工在于钢中。非金

17、属夹杂物对钢材的疲劳特性、加工性能、延性、韧性、焊接性能、抗性能、延性、韧性、焊接性能、抗HICHIC性能、耐腐性能、耐腐蚀等性能均有显著的影响。蚀等性能均有显著的影响。 如用于轮胎的钢帘线要求钢中总氧含量小于如用于轮胎的钢帘线要求钢中总氧含量小于10ppm10ppm，夹，夹杂物尺寸小于杂物尺寸小于5m5m；轴承钢中钢总氧量每低；轴承钢中钢总氧量每低1ppm1ppm，其寿命可，其寿命可提高提高1010倍，总氧量为倍，总氧量为4 46ppm6ppm；优质宽厚板和管线钢连铸坯；优质宽厚板和管线钢连铸坯总氧量要求小于总氧量要求小于10ppm10ppm，MnSMnS夹杂全部转化为球形夹杂全部转化为球形

18、CaSCaS；用于；用于易拉罐的镀锡板要求总氧含量小于易拉罐的镀锡板要求总氧含量小于10ppm10ppm，钢中，钢中AlAl2 2O O3 3夹杂物夹杂物小于小于10m10m；生产汽车外板（；生产汽车外板（O5O5板）要求钢中总氧含量小于板）要求钢中总氧含量小于20ppm20ppm，且，且AlAl2 2O O3 3杂物尺寸小于杂物尺寸小于20m20m。 2.32.3 纯净钢生产技术纯净钢生产技术 超低硫钢生产技术超低硫钢生产技术 生产超低硫钢（生产超低硫钢（S40ppmS40ppm）v转炉流程：转炉流程： 铁水预处理铁水预处理转炉冶炼转炉冶炼钢水精炼脱硫钢水精炼脱硫v电炉流程：电炉流程： 电炉

19、炼钢电炉炼钢钢水精炼脱硫钢水精炼脱硫1) 1) 铁水脱硫预处理铁水脱硫预处理 v主要有主要有KRKR和喷粉脱硫两种，目前采用较多的是和喷粉脱硫两种，目前采用较多的是在铁水包或鱼雷罐车中喷粉脱硫工艺。在铁水包或鱼雷罐车中喷粉脱硫工艺。v脱硫早期多采用脱硫早期多采用CaCCaC2 2，目前多采用，目前多采用CaO+CaFCaO+CaF2 2粉粉剂，用量剂，用量3-8 kg/t3-8 kg/t，脱硫率在，脱硫率在40-80%40-80%，处理终，处理终了铁水了铁水SS可脱至可脱至100-80ppm100-80ppm。v为了用较少的熔剂进行有效脱硫，在为了用较少的熔剂进行有效脱硫，在CaOCaO中混入

20、中混入MgMg或或CaCCaC2 2，可以将硫降到，可以将硫降到50ppm50ppm以下。以下。v脱硫预处理后的低硫铁水，在转炉炼钢过程，通常脱硫预处理后的低硫铁水，在转炉炼钢过程，通常不仅不能进一步脱硫，废钢、铁水渣、石灰中的硫不仅不能进一步脱硫，废钢、铁水渣、石灰中的硫反而会进入钢水中，回硫量可达反而会进入钢水中，回硫量可达20-50ppm20-50ppm以上。以上。 v炼钢过程中回硫是生产超低硫钢的重大障碍。生产炼钢过程中回硫是生产超低硫钢的重大障碍。生产超低硫钢时应采用较高铁水装入比，并尽量减少铁超低硫钢时应采用较高铁水装入比，并尽量减少铁水的带渣量。水的带渣量。 2)2) 二次精炼脱

21、硫二次精炼脱硫 是生产超低硫钢是生产超低硫钢S40ppmS40ppm不可缺的手段。不可缺的手段。v钢包喷粉钢包喷粉 有有SLSL、TNTN、KIPKIP等方法，通过向钢水内部喷吹等方法，通过向钢水内部喷吹CaO-CaO-CaFCaF2 2-Al-Al2 2O O3 3、CaSiCaSi等进行脱硫，处理后等进行脱硫，处理后SS可脱到可脱到10ppm10ppm以下。此方法的优点是速度快、效率高，缺点以下。此方法的优点是速度快、效率高，缺点是钢水搅动大，钢水氧化和吸收氮严重。是钢水搅动大，钢水氧化和吸收氮严重。 LFLF炉脱硫炉脱硫 在电弧加热条件在电弧加热条件下，钢水表面造还原下，钢水表面造还原性

22、炉渣（泡沫渣）进性炉渣（泡沫渣）进行脱硫，处理终了的行脱硫，处理终了的SS可降低到可降低到10ppm10ppm以以下。该方法工艺稳定，下。该方法工艺稳定，但与喷粉脱硫相比，但与喷粉脱硫相比，处理时间较长，设备处理时间较长，设备投资也较大。投资也较大。 真空处理喷粉脱硫真空处理喷粉脱硫 主要有主要有RHRH真空喷粉真空喷粉和和V-KIPV-KIP真空喷粉两种真空喷粉两种方法，由于在真空下喷方法，由于在真空下喷粉，因此避免钢水表面粉，因此避免钢水表面翻腾造成的氧化和吸氮，翻腾造成的氧化和吸氮，处理终了的处理终了的SS可降低可降低到到10ppm10ppm以下。以下。 低磷钢生产技术低磷钢生产技术 v

23、低磷钢的生产分为普通低磷钢低磷钢的生产分为普通低磷钢(P100ppm)(P100ppm)和超和超低磷钢低磷钢(P30ppm)(P30ppm)生产两种工艺。生产两种工艺。v普通低磷钢生产，主要依靠铁水脱磷预处理和氧普通低磷钢生产，主要依靠铁水脱磷预处理和氧气转炉炼钢脱磷将钢中磷脱除至气转炉炼钢脱磷将钢中磷脱除至100 ppm100 ppm以下。以下。v超低磷钢生产则除了铁水脱磷预处理和氧气转炉超低磷钢生产则除了铁水脱磷预处理和氧气转炉炼钢脱磷外，对钢水还进行精炼脱磷处理，将磷炼钢脱磷外，对钢水还进行精炼脱磷处理，将磷脱除至脱除至30ppm30ppm以下。以下。 1) 1) 铁水脱磷预处理铁水脱磷

24、预处理 v铁水包、鱼雷罐车中喷粉脱磷铁水包、鱼雷罐车中喷粉脱磷v氧气转炉对铁水脱磷处理两种氧气转炉对铁水脱磷处理两种采用铁水包或鱼雷罐车喷粉脱磷，须采用铁水包或鱼雷罐车喷粉脱磷，须将铁水进行脱硅，将硅脱除至将铁水进行脱硅，将硅脱除至0.15%-0.15%-0.20%0.20%，然后再对铁水进行脱磷。，然后再对铁水进行脱磷。脱磷剂主要采用脱磷剂主要采用FeFe2 2O O3 3-CaO-CaF-CaO-CaF2 2系，系，炉渣碱度控制在炉渣碱度控制在2.5-5.02.5-5.0，处理终，处理终了磷可脱到了磷可脱到0.015%-0.050%0.015%-0.050%。2) 2) 转炉吹炼转炉吹炼

25、v前期脱磷前期脱磷：采用顶吹：采用顶吹低流量、高枪位，底低流量、高枪位，底吹高流量搅拌的吹炼吹高流量搅拌的吹炼技术。经技术。经1010多分钟吹多分钟吹炼，可将铁水中的磷炼，可将铁水中的磷从从0.080%0.080%降至降至0.003%-0.003%-0.008%0.008%。 影响因素影响因素：熔池温度：熔池温度13501350，脱，脱磷率为磷率为90%90%以上；炉渣粘度控制在以上；炉渣粘度控制在3.2-3.2-3.63.6，脱磷率可达，脱磷率可达90%90%以上。以上。 造双渣造双渣：转炉吹炼前期脱磷结束后，：转炉吹炼前期脱磷结束后，排除炉渣，在造渣吹炼，此时，可按常排除炉渣，在造渣吹炼，

26、此时，可按常规模式进行。规模式进行。双膜传质理论表示脱磷速率方程双膜传质理论表示脱磷速率方程 k km m和和k ks s分别是磷在金属和熔渣中的传质系数，分别是磷在金属和熔渣中的传质系数， OeterOeter计算计算出出 k km m=3.90=3.901010-5-5m.sm.s-1-1，k ks s=1.15=1.151010-5-5 m.s m.s-1-1; ; A A是反应界面积是反应界面积; V; Vm m为钢液体积为钢液体积; ; K K以物质的量浓度表示的磷分配比以物质的量浓度表示的磷分配比; ; L LP P以质量百分数表示的磷分配比。以质量百分数表示的磷分配比。PsmmL

27、PPKkkVAdtPd)(%)(111%v对于少数要求极低磷含量的钢种如低温容器对于少数要求极低磷含量的钢种如低温容器罐用钢，在通常的铁水脱磷预处理和氧气转罐用钢，在通常的铁水脱磷预处理和氧气转炉炼钢脱磷外，还须进行钢水二次精炼脱磷炉炼钢脱磷外，还须进行钢水二次精炼脱磷处理。处理。v采用炼钢低温不脱氧出钢，出钢后钢包内除采用炼钢低温不脱氧出钢，出钢后钢包内除渣，钢包喷粉脱磷，渣，钢包喷粉脱磷，LFLF炉电弧加热，最后进炉电弧加热，最后进行合金化，由此可将磷降到行合金化，由此可将磷降到30ppm30ppm以下。以下。 低氮钢生产技术低氮钢生产技术 v钢液脱氮，由于氮的原子半径较大，同时气钢液脱氮

28、，由于氮的原子半径较大，同时气- -钢表面大部分钢表面大部分被钢的表面活性元素硫、氧所吸附，实际效果很差。氮在钢被钢的表面活性元素硫、氧所吸附，实际效果很差。氮在钢液中的传质系数低，真空处理时，脱氮速度缓慢。液中的传质系数低，真空处理时，脱氮速度缓慢。v实践表明，在实践表明，在V-KIPV-KIP真空喷粉处理过程中，当真空喷粉处理过程中，当NN低于低于35ppm35ppm时，真空处理基本上不能够脱氮。时，真空处理基本上不能够脱氮。v低氮钢液的脱氮问题至今尚未解决，目前生产低氮钢主要采低氮钢液的脱氮问题至今尚未解决，目前生产低氮钢主要采用在转炉炼钢过程提高铁水装入比，炼钢过程尽可能脱氮，用在转炉

29、炼钢过程提高铁水装入比，炼钢过程尽可能脱氮，在出钢、二次精炼和连铸过程尽可能保护钢水防止吸氮的策在出钢、二次精炼和连铸过程尽可能保护钢水防止吸氮的策略。相对于全工序脱氮，钢水吸氮造成的影响相当显著。略。相对于全工序脱氮，钢水吸氮造成的影响相当显著。 减少钢中夹杂物技术减少钢中夹杂物技术 减少钢中非金属夹杂一直是研究的重点，减少钢中非金属夹杂一直是研究的重点，对夹杂物的要求主要体现在三个方面：对夹杂物的要求主要体现在三个方面： 含量低；含量低； 尺寸小；尺寸小； 轴承钢、硬线钢等要求不变形夹杂物轴承钢、硬线钢等要求不变形夹杂物 要少。要少。 纯净钢生产中夹杂物的控制涉及纯净钢生产中夹杂物的控制涉

30、及多个环节，以转炉炼钢流程为例，关多个环节，以转炉炼钢流程为例，关键技术主要有：键技术主要有：v炼钢终点控制技术炼钢终点控制技术：吹炼终点成分和温度：吹炼终点成分和温度的控制命中率高达的控制命中率高达90%90%，避免由于终点控，避免由于终点控制不好，多次补吹造成的钢水氧含量的增制不好，多次补吹造成的钢水氧含量的增加；加；v钢水真空处理技术钢水真空处理技术（RHRH、LF-VDLF-VD、VODVOD）：钢）：钢水在未脱氧的情况下进行真空碳脱氧，然后水在未脱氧的情况下进行真空碳脱氧，然后进行脱氧、合金化、脱氧产物上浮。真空处进行脱氧、合金化、脱氧产物上浮。真空处理后的高碳钢液中的全氧可降低到理

31、后的高碳钢液中的全氧可降低到10ppm10ppm，低碳钢液的全氧可降到低碳钢液的全氧可降到30-40ppm30-40ppm以下；以下；v严密的保护浇铸技术严密的保护浇铸技术，基本杜绝钢液与空气，基本杜绝钢液与空气接触造成的二次氧化；接触造成的二次氧化； v在中间包、结晶器设置控流装置在中间包、结晶器设置控流装置，促使夹杂，促使夹杂物微小夹杂物的碰撞、聚合、上浮，防止中物微小夹杂物的碰撞、聚合、上浮，防止中间包和结晶器卷渣。间包和结晶器卷渣。v减少带渣技术减少带渣技术：出钢前提高炉渣碱度和：出钢前提高炉渣碱度和MgOMgO含量降低炉渣流动性，减少出钢带渣；采用含量降低炉渣流动性，减少出钢带渣；采

32、用大包下渣自动检测技术防止钢包渣进入中间大包下渣自动检测技术防止钢包渣进入中间包；控制中间包内钢水的液位。包；控制中间包内钢水的液位。2.42.4 纯净钢生产技术应用纯净钢生产技术应用 超低碳超低碳IFIF钢钢 1) 1) 超低碳控制技术超低碳控制技术 转炉终点碳控制技术转炉终点碳控制技术 RHRH脱碳的最佳成分范围控制脱碳的最佳成分范围控制 C=C=（300300400400）ppmppm TO= TO=（500500650650）ppmppm 减少了脱氧用铝量，有利于提高钢水的纯净度。减少了脱氧用铝量，有利于提高钢水的纯净度。 RHRH脱碳技术脱碳技术 满足钢种和多炉连浇的要求，提高满足钢

33、种和多炉连浇的要求，提高RHRH脱碳速率、脱碳速率、缩短脱碳时间是超低碳冶炼的关键问题缩短脱碳时间是超低碳冶炼的关键问题: :v采用采用“硬脱碳硬脱碳”模式，脱碳初期，真空室压力快模式，脱碳初期，真空室压力快速下降，加速脱碳；速下降，加速脱碳；v采用采用“KTBKTB”方式，高碳时顶吹氧加速脱碳；方式，高碳时顶吹氧加速脱碳；v脱碳后期真空室内浸入式吹氩，加速脱碳；脱碳后期真空室内浸入式吹氩，加速脱碳；v消除真空室冷钢，采用氧枪管切割冷钢和低碳高消除真空室冷钢，采用氧枪管切割冷钢和低碳高温钢水洗槽。温钢水洗槽。防止增碳技术防止增碳技术v真空室冷钢：氧枪管切割冷钢真空室冷钢：氧枪管切割冷钢, ,低

34、碳高温钢低碳高温钢水洗槽工艺水洗槽工艺; ;v中间包覆盖剂：开发低碳的高碱度覆盖剂中间包覆盖剂：开发低碳的高碱度覆盖剂; ;v结晶器保护渣：采用低碳高粘度保护渣，结晶器保护渣：采用低碳高粘度保护渣，采用结晶器液面控制装置。采用结晶器液面控制装置。 2) 2) 低氮控制技术低氮控制技术v超低碳超低碳IFIF钢生产中，减少吹炼终点的氮含量钢生产中，减少吹炼终点的氮含量和避免钢水增氮是获得低氮钢的主要手段。和避免钢水增氮是获得低氮钢的主要手段。v采用转炉低氮吹炼模式：提高铁水装入比、采用转炉低氮吹炼模式：提高铁水装入比、增加转炉吹炼中矿石的投入量，提高氧气纯增加转炉吹炼中矿石的投入量，提高氧气纯度，

35、控制正炉压，不允许再吹。吹炼后期，度，控制正炉压，不允许再吹。吹炼后期，采用低枪位操作。这样，转炉停吹，氮可控采用低枪位操作。这样，转炉停吹，氮可控制在制在20ppm20ppm以下。以下。v连铸中，最大的增氮一般发生在钢包与中连铸中，最大的增氮一般发生在钢包与中间包之间。除采用中间包覆盖剂覆盖钢水间包之间。除采用中间包覆盖剂覆盖钢水外，在钢包与中间包之间采用长水口，并外，在钢包与中间包之间采用长水口，并在钢包水口与长水口联结处采用氩气和纤在钢包水口与长水口联结处采用氩气和纤维密封，这样可以使增氮控制在维密封，这样可以使增氮控制在1.5ppm1.5ppm。3) 3) 夹杂物控制技术夹杂物控制技术

36、 挡渣球挡渣出钢，钢包渣层厚度小于挡渣球挡渣出钢，钢包渣层厚度小于100mm;100mm; 钢包渣改质：降低渣的氧化性；钢包渣改质：降低渣的氧化性； 控制控制RHRH中中TOTO浓度和纯脱气时间；浓度和纯脱气时间； 采用中间包纯净化技术；采用中间包纯净化技术； 采用高粘度保护渣和水口优化，防止结晶器采用高粘度保护渣和水口优化，防止结晶器 卷渣；卷渣； 采用适量的水口吹氩量和维持结晶器液面。采用适量的水口吹氩量和维持结晶器液面。 管线钢管线钢 高性能的管线钢要求极低的高性能的管线钢要求极低的SS、低、低PP、尽可、尽可能低的能低的NN、TOTO、HH和一定的和一定的Ca/SCa/S比。为批量生比

37、。为批量生产纯净管线钢，采用的工艺路线：产纯净管线钢，采用的工艺路线： 铁水三脱铁水三脱扒渣扒渣BOFRHBOFRH及钙处理及钙处理CCCC浇铸浇铸 采用此工艺路线，宝钢管线钢的中间包钢水成采用此工艺路线，宝钢管线钢的中间包钢水成分可达到分可达到S20ppm,P90ppm,TO 25ppm, S20ppm,P90ppm,TO 25ppm, N35ppm,H2ppmN35ppm,H2ppm的水平。的水平。1) 1) 转炉冶炼低氮钢水技术转炉冶炼低氮钢水技术 转炉冶炼低氮钢水的条件：转炉冶炼低氮钢水的条件：v通过加入石灰，尽可能早地达到石灰饱和；通过加入石灰，尽可能早地达到石灰饱和；v通过增加渣量

38、，以降低渣中通过增加渣量，以降低渣中P2O5P2O5的含量；的含量；v快速形成高反应性的炉渣；快速形成高反应性的炉渣；v低温出钢。低温出钢。 相应措施：相应措施：v加入硅石或硅铁，以达到大渣量的目的；加入硅石或硅铁，以达到大渣量的目的；v早期加入较大量石灰，以达到石灰的饱和；早期加入较大量石灰，以达到石灰的饱和；v加入助熔剂化渣；加入助熔剂化渣；v提高氧枪枪位及延长高枪位吹炼时间，增加提高氧枪枪位及延长高枪位吹炼时间，增加渣中的渣中的FeOFeO含量；含量；v采用上述措施后，转炉终点磷的含量可以达采用上述措施后，转炉终点磷的含量可以达到到0.005%0.005%0.007%0.007%。 2)

39、 2)深脱硫技术深脱硫技术v超深脱硫是生产优质管线钢的关键技术之一，转炉超深脱硫是生产优质管线钢的关键技术之一，转炉出钢后对钢水进行炉外脱硫势在必行。武钢开发了出钢后对钢水进行炉外脱硫势在必行。武钢开发了RHRH喷粉脱硫工艺喷粉脱硫工艺RH-WPBRH-WPB法，采用法，采用CaO-CaF2CaO-CaF2系粉剂脱系粉剂脱硫，在初始含量为硫，在初始含量为50-100ppm50-100ppm的条件下，喷吹的条件下，喷吹4-4-7kg/(t.s)7kg/(t.s)粉剂，可以使钢中的硫含量将到粉剂，可以使钢中的硫含量将到10ppm10ppm以以下，脱硫率最高可达下，脱硫率最高可达70%70%以上。在以上。在RHRH脱硫之前，应脱硫之前，应对钢液充分脱氧，否则会发生回硫现象；脱硫反应对钢液充分脱氧，否则会发生回