炉外精炼与炼钢、连铸的匹配

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炼钢连铸工艺流程介绍

水质量
主要方法：采用脱硫、脱磷、
脱碳等方法
设备：铁水预处理设备，如脱硫罐、脱磷
罐等
效果：提高铁水质量，降低钢中杂质含量，提高钢的力学性能和耐腐蚀
性
转炉炼钢原理：利用高温熔融的钢水与氧气反应，生成铁水与钢渣
转炉炼钢设备：包括转炉、氧枪、钢包等转炉炼钢过程：将铁水倒入转炉，加入氧气进行反应，生成铁水与钢渣，然后进行钢渣分离和钢水精炼转炉炼钢优点：生产效率高，产品质量好，成本低，环保性能好
连铸机的维护：定期检查、维护和保养，确保连铸机的正常运行
提高生产效率：采用先进的自动化技术，提高生产效率，降低生产成本节能减排：采用节能环保技术，减少能源消耗，降低环境污染提高产品质量：采用先进的工艺技术，提高产品质量，满足市场需求智能化发展：采用先进的智能化技术，实现生产过程的智能化控制，提高生产效率和产品质量
工艺流程：钢液在炉外精炼设备中进行脱硫、脱氧、脱
碳等处理
优点：提高钢液质量，减少杂质，降低成本，提高生产
效率
连铸工艺：将钢水连续铸造成钢坯的工艺
关键技术：连铸机的设计、控制和维护
连铸机的类型：立式连铸机、卧式连铸机等
连铸机的工作原理：钢水通过连铸机，冷却凝固成钢坯
连铸机的控制：温度、速度、压力等参数的控制
切割速度：根据铸坯尺寸和材质选择合适的切割速度
切割温度：控制切割温度在1000℃左右，防止铸坯过热或过冷影响切割质量
切割后处理：切割后对铸坯进行冷却、打磨等处理，保证铸坯表面光滑、无毛刺
切割质量控制：定期对切割设备进行维护和校准，确保切割质量稳定可靠。
目的：去除铁水中的杂质和气体，提高铁
电炉炼钢原理：利用电弧热能熔化废钢和铁水，生产出钢

炉外精炼工艺技术进展终稿

炉外精炼技术的进展摘要随着科学技术的迅速进展，钢材性能和质量愈来愈被重视，钢材质量要紧包括钢材的干净度、均匀性能和高的精度。

而类炉外精炼方式正是取得高纯度、高均匀性和高精度钢材的重要方法。

本文论述了炉外精炼技术过去的进展，现状及进展趋，应用和以后炉外精炼技术进展所面临的几个要紧问题。

前言最近，随着时期的不断进步，炼钢炉容量不断扩大，超高功率电炉的普遍应用，直流电弧炉的显现，持铸钢技术的迅速进展和生产多种特殊钢和合金（超低碳不锈钢，超纯铁素体钢等）的需要，炼钢方式发生了大转变，由一步炼钢进展为两步炼钢，即炉内初炼和炉外精炼。

炉外精炼技术之因此有了较为迅猛的进展，由于其能够提高钢质量和产量，降低本钱，改善劳动条件等优势。

为了增强在国内和国外市场上的竞争力，进展新的工艺是有必要的。

这些工艺必需是经济的。

目前，型的炼钢炉是一个废钢熔扮装置，在炼低合金钢的情形下，在炉中脱碳和脱磷和升温到符合出钢要求，其全精炼进程都是在钢包中进行的，进而提高了炼钢设备的生产能力。

通过炉外精炼技术可冶炼出具有高质量特的钢种知足实际需要，具体要求如下：①精准操纵成份以保证力学性能的稳固。

②减少钢中硫、磷含量以改善冲击性能、抗层状拉裂性能、热脆性，并能减少中心偏析和避免连铸坯的表面点。

③减少钢中氧、氢、氮含量以减少超声波探伤缺点、条状裂纹等，而且能改善钢材的制管性能。

④利用先进技术精炼钢液以知足对钢质量的各类特殊需要。

例如，操纵硫化物夹杂形态以避免轻质裂纹。

⑤操纵夹杂物的形状以改善钢的深冲性能和钢的加工性能。

⑥脱碳到极低程度，以提高钢的深冲性能、电磁性能和耐侵蚀性能。

⑦避免钢水的二次氧化和从头吸气，以避免炉外精炼的成效前功尽弃。

炉外精炼的产生和进展与国民经济的需要和科学技术的进展水平是分不开的。

在很早以前，人们就产生了利用真空去除钢中气体的方式，如1860年英国贝赛迈尔就曾有过罐内钢桶去气的假想，1884年英国艾特肯也曾提出过提升法（类似DH法）；1932年捷克人科贝尔曾提出并实现了带盖钢桶去气法。

炼钢-连铸流程的炉机匹配

炼钢-连铸流程的炉机匹配陈若冰;齐欢【摘要】根据对钢厂炼钢-连铸流程中各工序的功能及相互关系的分析，建立炼钢-连铸流程简化模型，从理论上分析转炉和连铸机主要参数应满足的衔接匹配要求。

在中冶连铸公司炼钢厂实际数据的基础上，借助Matlab仿真工具归纳比较不同物流瓶颈下可采取的炉机参数改进方案的利弊与匹配效果，提出进行炉机匹配的一般性改进方法和选择方案。

最后，将其应用在中冶连铸公司炼钢厂的实例中，为其制定适应该厂的最佳炉机参数改进方案，在保证生产安全与流畅的前提下实现炉机参数的良好匹配。

%According to the analysis of functions of the procedures in the steelmaking-casting process and the relationship between them, a simplified model of converting-casting process was established and the requirements for the main parameters of converters and continuous casters to be matched with each other theoretically were proposed. Based on the testing data from the steel plant of MCC (China Metallurgical Corporation), the pros and cons of the possible optimizing schemes for the parameters were stimulated and compared when there were different bottle-neck procedures in the process and a generalized way was proposed to achieve the matching between converters and continuous casters. And a specific plan for the plant of MCC was also raised, not onlyto achieve a better match between its converters and continuous casters, but also to guarantee the safety and fluency of process.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(042)006【总页数】7页(P1650-1656)【关键词】炼钢-连铸系统;炉机匹配;参数优化【作者】陈若冰;齐欢【作者单位】华中科技大学控制科学与工程系,湖北武汉,430074;华中科技大学控制科学与工程系,湖北武汉,430074【正文语种】中文【中图分类】TF758随着钢铁技术的快速发展，钢铁生产的设备与技术都发生了显著变化，在这样动态更新的过程中，工序的匹配程度已成为影响系统运行效率的重要基础。

炉外精炼的方法

炉外精炼的方法LD为转炉，LF为钢包精炼炉，VD为真空脱气装置，WF为喂丝，CC为连铸。

电炉炼钢工艺：工艺一般都是三期，可分为熔化期氧化期还原期。

原理:电炉炼钢.电炉炼钢是利用电能来作热源进行冶炼. 常用的电炉有电弧炉和感应炉两种,而电弧炉炼钢占电炉炼钢产量的绝大部分.一般所说电炉就是指电弧炉. 电炉可全部用废钢做为金属原料,可冶炼力学性能和化学成分要求严格的钢,如特殊工具钢,航空用钢和不锈钢等. 电炉按所有的炉衬分为酸性和碱性两种.目前主要用碱性电炉,这种炉子可以有效地祛除钢中的硫,这是其他炼钢方法所欠缺的.随着世界钢铁生产的发展,电炉钢的比例不断提高,目前占世界钢产量的30%左右,尤其以电路-连铸-连扎为特点的电炉短流程工艺的确立,使电炉钢得到了很大的发展。

LF—为钢包精炼炉，利用电极加热，底吹氩搅拌；进行成分和温度调整；主要用于钢水脱硫和升温；LF对钢包没有特别要求；一般和电炉、转炉、VD均可匹配。

VD—真空脱气钢包精炼炉，主要用于钢水脱氢和脱氮；VD处理时是带渣操作，会发泡，因此要求钢包要有一定的净空，一般在1000mm左右，可以防止钢水溢出。

所以钢包最好为瘦长型。

处理时间长，一般和电炉、转炉匹配。

RH—为真空循环脱气精炼炉，主要用于钢水脱氢，通常配有氧枪，用于脱碳和升温；RH处理时要求真空槽能进入钢包内，使得环流管插入钢水中。

由于钢包是倒梯形的，所以真空槽不能无限度下降的。

因此要求钢包净空短，一般在300mm左右就可。

所以钢包最好为矮胖型。

处理时间短，一般和转炉匹配。

VD (Vacuum Degassing)精炼法，是将电炉、转炉的初炼钢液置于密闭罐内抽真空，同时钢包底部吹氩搅拌的一种钢液真空处理方法。

在电炉、转炉中经过熔化、初步吹炼，再置于真空罐内（真空室）通过钢包底吹氩搅拌加真空脱气过程，以获得纯净的钢液。

VD炉一般与LF炉相匹配，分别由LF炉上完成成分、温度的调整，由VD炉完成脱气、搅拌等任务。

炉外精炼和连铸技术的进展

（）铁矿石被三大公司控制（大利亚必和１澳
必拓、力拓和巴西ＣＲ；ＶＤ）
（）焦炭主要由日本、２波兰和中国出口；
（）Ｒ有取代废钢的趋势，３ＤＩ但其严重短缺。欧盟的贸易发散可能变得很重要，需要对但
开发，纽柯开发的Ｃｓｉａｒｔｐ薄带连铸的最新进展
等。
氧增加）或者温度降低时，，例如浇铸期间，氧化物
夹杂随着氧的溶解度的降低而析出，产生内生便
夹杂物。
１欧盟钢铁工业面临的挑战
近年来，中国钢铁工业的飞速发展导致了钢
经过了各个发展阶段后，目前主要有两种脱
气工艺：环脱气（Ｈ）循Ｒ和真空脱气（Ｄ）Ｖ与ＲＨ工艺相比，Ｄ工艺具有如下特点：Ｖ增维普资讯源自炉外精炼和连铸技术的进展
・５・４
２００４年６月２￣２４５日召开，与会代表１Ｏ人。会３
议共分５个部分，２项内容，及了炉外精炼的２涉
要的参数。坯内有许多小夹杂物，铸除非最终产品
非常薄，否则它们通常不会引起缺陷。能引起某些
产品缺陷的是数量较少但尺寸相对较大的夹杂
计算。１５ ℃降至１０ ℃（从５０００每次降５ ℃）进行ｏ，凝固计算，利用Ｓｈｉｃｅ条件预测夹杂物的析出。ｌ计

炉外精炼工(初)判断

1、(初级工,判断题,中等,无,核心要素,标准库)采用炉外精炼技术时，允许在初炼炉中使用一些质量较差或价格较便宜的原料。

( )√2、(初级工,判断题,易,无,核心要素,标准库)采用炉外精炼技术有利于产品质量的提高。

( )√3、(初级工,判断题,中等,无,核心要素,标准库)RH精炼测量渣层厚度可以修正所估钢水量，决定插入管的插入深度。

( ) √4、(初级工,判断题,中等,无,核心要素,标准库)气体搅拌可以通过控制气体流量的办法来控制钢液的搅拌强度。

( )√5、(初级工,判断题,中等,无,核心要素,标准库)氢、氮原子在钢液中的扩散速度是一样的。

( )×6、(初级工,判断题,中等,无,核心要素,标准库)驱动气体小管在上升管中的高度对钢水循环量的大小没有影响。

( )×7、(初级工,判断题,中等,无,核心要素,标准库)钢和生铁都是铁碳合金。

( )√8、(初级工,判断题,易,无,核心要素,标准库)钢中的主要元素是Fe、C、Si、P、S。

( )×9、(初级工,判断题,易,无,核心要素,标准库)炉外精炼不但可以提高钢产品质量，还可以协调上下工序。

( )√10、(初级工,判断题,易,无,核心要素,标准库)炉外精炼也称二次精炼。

( )√11、(初级工,判断题,中等,无,核心要素,标准库)CAS-OB处理钢水时具有脱氢功能。

( )×12、(初级工,判断题,易,无,核心要素,标准库)CAS-OB精炼法具有搅拌、升温的功能。

( )√13、(初级工,判断题,易,无,核心要素,标准库)LF炉不具备合金微调的功能。

( )×14、(初级工,判断题,易,无,核心要素,标准库)LF炉的炉盖基本上类似于电弧炉炉盖以上的结构，供电及控制系统与电弧炉相同。

( )√15、(初级工,判断题,易,无,核心要素,标准库)LF炉钢水升温法是采用电弧加热法。

( )√16、(初级工,判断题,中等,无,核心要素,标准库)LF炉精炼可以有效地去除夹杂物。

4 炉外精炼与炼钢、连铸的匹配

4 炉外精炼与炼钢、连铸的合理匹配
本次课内容

合理匹配的必要性炉外精炼技术匹配要求匹配的原则匹配模式
合理匹配的必要性
现代化炼钢厂的工艺流程，转炉：（高炉铁水）—铁水预处理—转炉吹炼—炉外精炼—连铸（长流程）电弧炉：废钢预热—超高功率电弧炉—炉外精炼—连铸（短流程）上述步骤一环连一环，必须匹配好，才能获得高的生产速率、好的产品质量和经济效益。
脱碳
( 3 ）真空吹氧脱碳VOD，钢水循环真空处理过程吹氧脱碳RH-OB 是真空下吹氧脱碳法的一种，适于冶炼超低碳钢种。 ( 4 ) VOD 与AOD 是针对熔炼不锈钢发展起来的炉外精炼技术。
控温—电弧加热
( 5 ）具有电弧加热功能的精炼设备（精炼炉）。常用者有三种：ASEA 一SKF 钢包炉，LF 型钢包炉，VAD 真空电弧加热脱气装置。见表4-3 书上181页
匹配的原则
目前多采用一对一的单通道设备配置模式：一座冶炼炉+一套精炼设备+一台连铸机专业生产一套产品精炼周期、浇注周期均应略短于冶炼生产周期电炉+VD、VOD（补充电炉脱碳能力不足和去除有害气体）电炉+LF、喷粉、喂线、吹氩（缩短电炉周期）转炉+CAS-OB （采用周期短的、具有吹氩搅拌和保护下合金微调、喂线等设备）
脱气
( 2 ）真空精炼（或称钢水真空处理）对脱除气体最为有利，尤其对脱氢甚为有效。真空处理可以使大部分特殊钢脱氢、脱氧、脱除部分氮和降低夹杂，并且可以在真空下脱碳生产超低碳钢种。真空处理包括RH 、DH 、VD 。DH 、RH 占有优势。DH 设备较复杂，而且是间断性的， 20 世纪80 年代以来采用者减少。而RH 设备仍在发展。

转炉炼钢炉外精炼与连铸工艺

转炉炼钢炉外精炼与连铸工艺背景介绍转炉炼钢是一种常用的钢铁制造工艺，通过将生铁和废钢加入转炉，经过氧气吹吹炼炼钢，产出高品质的钢材。

然而，炼钢过程中的残留杂质需要进行进一步的精炼处理才能得到优质的钢材。

本文将介绍转炉炼钢后的炉外精炼工艺，以及钢水连铸工艺。

炉外精炼工艺炼钢后获得的钢水中仍然可能含有一定量的杂质，如硫、氧等。

这些杂质对钢材的性能有着不良影响，因此需要进行炉外精炼处理。

炉外精炼包括氧气吹炼、钢水搅拌、脱氧合金、脱硫合金等步骤。

氧气吹炼是炼钢后必不可少的处理步骤之一。

通过将氧气通入钢水中，可以氧化钢水中的杂质，提高钢水的纯度。

同时，氧气吹炼还可以促进钢水的温度均匀性，减少气泡等缺陷。

钢水搅拌钢水搅拌是通过机械手等设备对炉外的钢水进行搅拌，促使钢水中的气泡和杂质向上浮动，有助于去除杂质并提高钢水的均匀性。

脱氧合金脱氧合金是指向钢水中添加具有强还原性的合金元素，如硅、铝等。

这些合金元素可以与钢水中氧化铁等氧化物结合，减少钢水中氧的含量，提高钢水的纯度。

脱硫合金是指向钢水中添加具有高硫亲和性的合金元素，如镁、钙等。

这些合金元素可以与钢水中的硫结合，从而降低钢水中的硫含量，提高钢材的质量。

钢水连铸工艺钢水连铸是钢材生产中的一项重要工艺，通过将炉外精炼处理后的钢水连续铸造成坯料、板材等形状的半成品。

钢水连铸可以有效提高生产效率，减少钢材的能耗和生产成本。

连铸机连铸机是实现钢水连铸的设备，通常由结晶器、浇铸机、冷却装置等组成。

在连铸机中，经过炉外精炼处理的钢水被连续铸造成各种形状的半成品，如板材、方坯等。

在连铸过程中，钢水经过结晶器冷却凝固，逐渐形成坯料，然后通过浇铸机进行切割成指定长度的板材。

冷却装置可以控制板材的温度和结晶组织，保证最终产品的质量。

连铸优势钢水连铸具有生产周期短、成品质量高、生产过程环保等优势。

同时，连铸还可以减少人工操作，提高生产效率，是现代钢铁制造中不可或缺的工艺。

结语通过炉外精炼和钢水连铸工艺，钢铁制造厂可以生产出高品质、高效率的钢材产品，满足市场需求。

炉外精炼工：初级炉外精炼工考试题五

炉外精炼工：初级炉外精炼工考试题五1、判断题钢中的主要元素是Fe、C、Si、P、S。

（）正确答案：错2、单选下列精炼方法中，不具备搅拌功能的是（）。

A.真空脱气B.钢包精炼C.喂丝技术正确答案：C3、（江南博哥）填空题采用LF炉处理钢水时，要求钢包必须清洁无任何（）。

正确答案：残渣4、填空题RH法又称（）。

正确答案：真空循环脱气法5、填空题蒸汽喷射泵由（）、混合室和扩压器三个主要部分组成。

正确答案：喷嘴6、填空题炉外精炼技术的出现与发展，有其技术上和（）的原因。

正确答案：经济上7、填空题炉外精炼也称（）。

正确答案：二次精炼8、单选一般RH精炼用合金的粒度以（）为宜。

A.＜3mmB.3mm～5mmC.＞15mm正确答案：B9、填空题转炉出钢时应采取（）。

正确答案：措施挡渣出钢10、判断题真空脱氢与真空脱氮的效率是一样的。

（）正确答案：错11、单选对于直接进行浇铸的钢水，在LF精炼中用（）处理可改善钢水的浇铸性能。

A.CaB.SiC.Al正确答案：A12、问答题RH处理时测渣厚的目的是什么？正确答案：（1）根据渣层厚度决定插入管插入深度，防止钢渣吸入真空室内；（2）根据渣层厚度修正所估钢水量；（3）根据渣层厚度决定对合金添加量的修正操作。

13、填空题RH处理时，钢液在真空室内停留的时间为（）秒。

正确答案：5～714、判断题几种常用的脱氧元素中，以Si的脱氧能力最强，可用作终脱氧剂。

（）正确答案：错15、判断题硫的去除反应与磷的去除反应均为吸热反应。

（）正确答案：错16、填空题RH处理时，不同的合金应在（）添加完毕。

正确答案：不同的时间内17、判断题蒸汽喷射泵适应于抽出含尘的气体，但需要设置庞大的除尘系统。

（）正确答案：错18、填空题一台连铸机同时浇铸多流铸坯时，分流的作用是由（）来完成的。

正确答案：中间包19、填空题蒸汽喷射泵结构（），占地（）。

正确答案：简单；面积小20、问答题怎样测定一个合格的钢水温度？正确答案：（1）装测温热电偶头，并观察热电偶是否干燥；（2）按通测温仪表电源，绿灯亮；（3）戴好面具和手套，根据班长指示，开始测温；（4）做好钢包渣层的开孔工作，必要时用氧气烧开；（5）手持测温枪，插入钢液中300mm～400mm处停止不动，经4～6秒后提取测温枪；（6）拆下测温枪上的废热电偶；（7）根据需要重复进行测温工作；（8）向班长报告测温工作情况。

炉外精炼常识

(3)渣洗
• 是获得洁净钢并能适当进行脱氧、脱硫的最简
便的精炼手段。
合成渣倒入钢包内，借出钢时钢流的冲击作用，
使钢液与合成渣充分混合。
LF造泡沫白渣完成脱氧、脱硫和去夹杂等精炼
任务。
(4)真空
• 将钢水置于真空室内，由于真空作用使反
应向生成气相方向移动，达到脱气、脱氧、
脱碳等的目的。
(5)喷吹、喂线
炉外精炼技术特点
• 实现分阶段冶炼，创造最佳的热力学动力
学条件，保证钢水纯净度；
• 采用真空精炼，提高脱C脱气速率；
• 采用电弧加热，精确控制钢水温度； • 采用吹氩搅拌工艺，精确控制钢水成分。
炉外精炼技术优点
• 提高钢水纯净度：[S]≤5ppm，[P]≤20ppm，
[N]≤15ppm，[H]≤1.5ppm，[T·O]≤10ppm，
化生产的专业生产线。从铁水到成品钢材的生
产周期将缩短到2.5～3小时。
• 炉外精炼的发展，大幅度提高了钢水净化度，
明显改善了产品的性能,为新一代钢铁材料的发展打下坚实工艺基础。
炉外精炼含义
• 把炼钢炉炼出的成品钢或半成品钢，在炉外设备中进行脱硫、脱氧、脱碳、去气、去夹杂、调整化学成分和温度等处理，进一步提高钢的质量和品质的工艺方法。
CAS工艺功能特点
• 调整钢水成份
• 加铝吹氧升温，升温速度可达7℃/min
• 氩气密封、合金收得率高且稳定
• 处理成本低
• 均衡转炉和连铸工序生产
LF炉主要功能及特点
• 采用电加热的物理升温方式，不污染钢水 • 白渣脱硫 • 调整钢水成份 • 喂丝对钢水进行钙化处理
• 纯净钢水
• 均衡转炉和连铸工序生产

炉外精炼--钢包炉精炼法

6.3 钢包炉精炼法（LF(V)法）
LF(V)：Ladle Furnace (Vacuum)。是钢包炉的缩写。
无真空工位的叫LF法，带有真空工位的叫LFV法。
LFV法是在ASEA-SKF法和VD法等方法基础上的改进设备，这三种方法统称为钢包精炼炉。此法是把电
弧炉的还原精炼原样移到钢水包中操作。将电弧埋入
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6.3 钢包炉精炼法（LF(V)法）
LF钢包精炼炉按加热方式可分为交流钢包炉、直流钢包炉以及等离子枪加热钢包炉。等离子枪加热钢包炉：
三相交流等离子钢包炉，由于没有电极造成的增碳，
有利于生产高洁净度的极低碳钢。新日铁广烟制铁所使用的是三相交流等离子的PLF法。
合金与渣料加料系统、底吹氩搅拌系统、喂线系统、炉盖及冷却水系统(有的没有冷却系统)、除尘系统、测温取样系统、钢包车控制系统等，如图6-9所示。按照供电方式分为交流钢包炉和直流钢包炉，目前国内多数炉是使用交流钢包炉。
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1－电极； 2－合金料仓；3－透气转；4－滑动水口图6-9 LF设备示意图
a－炉盖旋转式；b－钢包移动式 1－钢包；2－搅拌器；3－电极盖；4－真空盖图6-3 ASEA-SKF炉布置方式
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6.1钢包加热电磁搅拌精炼法（ASEA-SKF法）
电磁感应搅拌器
图6-4 搅拌器位置和钢液流动状态示意图
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非真空处理用的钢包，自由空间的高度小一些，对非真空

洁净钢炉外精炼与连铸用耐材的发展

世界金属导报/2011年/5月/10日/第012版耐火材料洁净钢炉外精炼与连铸用耐材的发展洪学勤李具中易卫东宋泽啟雷中兴易献勋耐火材料作为钢水容器和钢水冶炼过程中的功能材料，与钢水直接接触。

如果材质选择不合理，质量低劣或管理不善，耐火材料就有可能以非金属夹杂物等形式存在于钢水之中，从而影响钢水的洁净度。

因此，研究洁净钢用耐火材料具有重要的现实意义。

下面重点概述洁净钢炉外精炼与连铸用耐火材料的现状及发展方向，主要包括精炼钢包系统、RH精炼系统、中间包系统用耐火材料的材质选择及技术进步，同时强调了耐火材料的管理及创新在洁净钢生产中的作用。

1材质及其技术进步耐火材料的材质选择，首先要满足冶炼工艺要求，其次要结合不同工序的特征，同时也要尽可能兼顾耐材所用原料的资源情况及其相应产品的性价比。

下面对精炼钢包系统、RH精炼系统和中间包系统逐一讨论。

1.1精炼钢包系统目前，国内大多数精炼钢包采用含碳材料。

如镁碳砖、铝镁碳砖、镁铝碳砖等，其碳含量一般在8%以上。

随着洁净钢要求的不断提高，这些材料难以满足要求。

近几年，相继出现多种低碳和无碳钢包耐火材料，如无碳刚玉-尖晶石预制块、机压刚玉-尖晶石无碳砖、低碳镁碳砖、刚玉-尖晶石浇注料、镁钙砖等。

1.1.1无碳刚玉-尖晶石预制块无碳刚玉-尖晶石预制块是以超低水泥或ρ- Al2O3结合的刚玉-尖晶石浇注料在耐火材料企业预制成型并经过热处理的产品。

该产品用于洁净钢的冶炼取得了良好的效果。

如，在武钢三炼钢的300t钢包使用，寿命达250次。

一种典型的刚玉-尖晶石预制块的理化指标如表1所示。

与之配套使用的无碳材料还有包底刚玉质冲击块，包底刚玉浇注料、包壁修补料、包底修补料和高纯铝镁火泥等，其性能如表2所示。

钢包刚玉-尖晶石预制块具有不含碳、纯度高、使用寿命高的优点，目前正在宝钢、武钢等推广用于洁净钢冶炼，并取得良好效果。

但该产品也存在如下问题与不足:(1)产品生产过程中，人工成本高，生产效率低；(2)产品原料成本高；(3)配套材料较多，需要人工修补；(4)抗热震稳定性能有待进一步提高。

炼钢—精炼—连铸生产过程优化调度方法研究

炼钢—精炼—连铸生产过程优化调度方法研究曹志鹏（南京钢铁股份有限公司第一炼钢厂，江苏南京210000）摘要：钢铁企业生产的过程中，炼钢-精炼-连铸生产发挥着重要的作用。

钢水需经过多个生产环节的处理，包括电弧炉、精炼设备等，在各个炉次生产的过程中，要确保协调性和连续性。

简单来说，在炼钢-精炼-连铸生产的过程中，需要控制成本、保障质量，所以要对调度方法进行优化，文章就此进行了相关的阐述和分析。

关键词：炼钢-精炼-连铸；生产过程；调度方法作者简介：曹志鹏（1987-），男，山东潍坊人，主要研究方向：钢铁冶金。

Metallurgy and materials炼钢-精炼-连铸生产的过程中，可能会出现各种扰动，所以以静态调度模型为基础，建立转炉扰动为基础的动态调度模型。

在动态调度模型建设之后，可以延长转炉冶炼周期，进而实时生成新方案，确保生产的顺利。

求解动态调度模型，由于扰动出现在生产的过程中，所以其对算法有很高的实时性和稳定性要求。

针对这种情况，可以采用启发规则对模型约束进行处理，同时结合遗传算法迭代搜索，通过仿真的方式，获得全新的调度方案，经过仿真验证，确认模型算法的结果，确保生产的稳定高效。

1炼钢-精炼-连铸生产调度工艺流程描述1.1浇次计划和调度计划在炼钢-精炼-连铸生产调度的过程中，不仅要确保连铸机中的钢水连续浇筑，还要减少积压，确保钢水质量的同时，控制生产成本。

生产调度主要包括两个方面，一方面是浇次计划，另一方面是调度计划。

所谓浇次计划，就是企业计划部门已经制定的连铸机浇次个数、浇次、浇次内炉次的浇筑顺序。

简单来说，加护部门完成浇次计划后，确定连铸机具体的浇次个数和顺序，进而掌握内炉次数量以及浇筑顺序；所谓调度计划，就是将浇次计划作为基础，在已知转炉、精炼炉、连铸机生产周期、浇次在设备间运输时间以及连铸机第一个浇筑计划开始时间的情况下，确定每个炉次的加工设备，同时确定开始和结束时间，进而明确具体的作业时间表，即调度计划。

转炉炼钢、炉外精炼、连铸

1、转炉炼钢转炉炼钢（converter steelmaking）是以铁水、废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，靠铁液本身的物理热和铁液组分间化学反应产生热量而在转炉中完成炼钢过程。

转炉按耐火材料分为酸性和碱性，按气体吹入炉内的部位有顶吹、底吹和侧吹；按气体种类为分空气转炉和氧气转炉。

碱性氧气顶吹和顶底复吹转炉由于其生产速度快、产量大，单炉产量高、成本低、投资少，为目前使用最普遍的炼钢设备。

转炉主要用于生产碳钢、合金钢及铜和镍的冶炼。

转炉炼钢-正文一种不需外加热源，主要以液态生铁为原料的炼钢方法。

转炉炼钢法的主要特点是：靠转炉内液态生铁的物理热和生铁内各组分（如碳、锰、硅、磷等）与送入炉内的氧进行化学反应所产生的热量，使金属达到出钢要求的成分和温度。

炉料主要为铁水和造渣料（如石灰、石英、萤石等），为调整温度，可加入废钢以及少量的冷生铁块和矿石等。

转炉按炉衬的耐火材料性质分为碱性（用镁砂或白云石为内衬）和酸性（用硅质材料为内衬）;按气体吹入炉内的部位分为底吹、顶吹和侧吹;按吹炼采用的气体，分为空气转炉和氧气转炉。

酸性转炉不能去除生铁中的硫和磷，须用优质生铁，因而应用范围受到限制。

碱性转炉适于用高磷生铁炼钢，曾在西欧得到较大发展。

空气吹炼的转炉钢，因含氮量高，质量不如平炉钢，且原料有局限性，又不能多配废钢，未能像平炉那样在世界范围内广泛采用。

1952年氧气顶吹转炉问世，逐渐取代空气吹炼的转炉和平炉，现在已经成为世界上主要炼钢方法。

简史1856年，英国贝塞麦(H.Bessemer)发明了底吹酸性转炉炼钢法，以后被称为贝塞麦转炉炼钢法。

从此开创了大规模炼钢的新时代。

1879年英国托马斯(S.G.Thomas)创造了碱性转炉炼钢法。

造碱性渣除磷,适用于西欧丰富的高磷铁矿的冶炼，一般称托马斯转炉炼钢法。

1891年，法国特罗佩纳(Tropenas)创造了侧面吹风的酸性侧吹转炉炼钢法，曾在铸钢厂得到应用。

用氧气代替空气的优越性早被认识，但因未能获得大量廉价的工业纯氧，长期未能实现。

炼钢工艺和炉外精炼

炼钢工艺和炉外精炼炼钢是将生铁经过一系列工艺流程，最终得到所需的纯净钢材的过程。

在炼钢过程中，除了经典的炼钢工艺，炉外精炼也被应用于提高钢材质量。

首先，炼钢工艺是一个包含多个步骤的过程。

首先，生铁被放入高炉中，在高温下与石灰石和焦炭等物料一起熔炼。

熔炼后的炉渣将被逐渐除去，以便得到纯净的铁水。

然后，铁水被倒入转炉中，加入废钢和石灰，通过吹氧使废钢中的杂质氧化，达到炼钢的目的。

最后，得到的钢水被铸造成钢坯或进行连铸。

然而，炼钢工艺仍然无法完全消除钢中的不纯物质。

为了进一步提高钢材的质量，炉外精炼被广泛应用。

炉外精炼主要包括氧气顶吹精炼（BOF）、电弧炉精炼等。

氧气顶吹精炼是一种常见的炉外精炼工艺。

在该工艺中，钢水被倒入具有底吹孔和侧吹孔的转炉中。

通过底吹孔，将高压氧气从底部注入，以燃烧和氧化钢中的碳、硅等元素，降低其含量。

通过侧吹孔，喷射石灰石和氧化铁等物料，以吸附和中和钢中的杂质。

这种工艺具有操作简单、反应快速和适用于各种钢种等优点。

电弧炉精炼是另一种常用的炉外精炼工艺。

在该工艺中，钢水被倒入电弧炉中，通过电弧加热钢水，使其达到高温，同时通过电弧的高温和强电场作用，使钢水携带的硫、磷等杂质氧化。

同时，可以注入精炼剂，如氧化钙、硅、铝等，以中和钢中的杂质。

这种工艺适用于冶炼低合金钢和不锈钢等特殊钢种。

综上所述，炼钢工艺和炉外精炼是钢材生产过程中的重要环节。

炼钢工艺通过多道加工步骤，将生铁转化为纯净的钢材。

而炉外精炼通过引入高温和化学物质的方法，进一步提高钢材的质量。

这些炼钢工艺和炉外精炼技术的不断改进与创新，对于钢材生产工业的发展起到了关键作用。

炼钢工艺和炉外精炼是现代钢铁产业的重要环节，它们的发展和应用不断推动着钢材质量的提升和工艺的进步。

在过去的几十年里，通过炼钢工艺和炉外精炼技术的不断创新和改进，钢材的性能得到了显著提高，满足了不同行业领域对高强度、高耐腐蚀性和高温抗氧化性等特殊需求。

首先，炼钢工艺是炼钢过程中最基本的环节。

炉外精炼或钢包冶金的含义

炉外精炼炉外精华或钢包冶金的含义:就是按传统工艺，将在惯例炼钢炉中达成的精华任务，如去除杂质，成分和温度的调整和平均等任务，部分或所有地移到钢包或其余容器中进行。

所以，炉外精华也称二次精华或钢包冶金（ Secondary Refining/Ladle Metallurgy ）。

炉外精华的目的和手段炉外精华的目的：在真空、惰性氛围或可控氛围的条件下进行深脱碳、脱硫、脱氧、除气、调整成分（微合金化）和调整温度并使其平均化，去除夹杂物，改变夹杂物形态和构成等。

钢水炉外精华是为适应钢的品种质量的提高，生产新钢种以及生产过程合理化，不行缺乏的工序，成为现代炼钢、连铸生产中的重要环节。

为了创建最正确的冶金反响条件，到当前为止，炉外精华的基本手段有搅拌、渣洗、加热、真空、喷吹等 5种。

钢水精华设施选择的依照钢种的质量要求；连铸机生产对钢水的质量要求；转炉与连铸机生产的作业协调要求。

钢包吹氩搅拌的作用钢包吹氩搅拌是最基本也是最一般的炉外办理工艺。

钢包吹氩搅拌的作用是：平均钢水温度。

因为包衬吸热和钢包表面散热，包衬四周钢水温度较低，中心地区温度较高，钢包上、下部钢水温度较低，而中间温度较高，这类温度差别致使中间包浇注过程钢水温度前后期低，中期高。

钢包吹氩搅拌促进钢包钢水温度稳固平均，有益于提高铸坯内部质量，使结晶器内坯壳生长平均，防止开浇水口冻钢断流。

平均钢水成分。

出钢是在钢包内加入大批的铁合金，成分不平均，吹氩搅拌过程中可依据快速剖析供给的钢水成分而进行成分微调，以使钢的成分控制范围更窄，以保证钢材性能平均。

促进夹杂物上调，搅动的钢水促进了钢种非金属夹杂物碰幢长大，上调的氩气泡能够汲取钢中的气体，同时粘附悬浮与钢水中的夹杂物并带至钢水表面被渣层所汲取。

生产实践表示，吹氩搅拌后钢水氧含量有显然降低，其降低幅度与脱氧程度相关，一般可降低 20%以上，但脱氮成效不显然，并要注意减少增氮。

吹氩搅拌清除的夹杂物数目与钢水液面上覆盖渣层FeO含量相关，渣中的 FeO含量越低，吹氩搅拌夹杂物清除的量越多。