洁净钢生产前沿技术
第二篇洁净钢发展及钢中夹杂物控制
Institute of Ferrous Metallurgy
脱氧产物总结
• 单个脱氧产物的直径一般小于10μm,由于尺寸较小,除非最终产品要求极高, 一般不会危害钢材的使用性能; • 若脱氧产物与炉渣、耐材反应形成大颗粒夹杂,则会对钢材性能产生严重影响。
表 不同钢中发现的典型脱氧产物 钢种 Al镇静钢 Si镇静钢 Ca处理镇静钢 Al镇静钢,有残余Mg 钛处理镇静钢 脱氧产物类型 Al2O3 SiO2 、MnO-SiO2 CaO-Al2O3 MgAl2O4 Al2O3、 TiOx、 TiN 备注 脱氧后在钢液中形成,固态 脱氧或凝固过程中形成,固态或液态夹杂物 与氧化铝反应形成,固态或液态 与氧化铝反应形成,固态 TiOx形成于二次氧化过程, TiN形成于凝固 过程,均为固态夹杂物
2.3 钢种对夹杂物特征的要求
钢种 IF钢 汽车深冲钢板 易拉罐钢 压力容器钢 抗HIC钢(油气管) 管线钢 滚珠轴承 帘线钢 重轨钢 最高纯净度,×10-6 [C]≤30, [N] ≤40, T.O ≤40 [C]≤10, [N] ≤50 [C]≤10, [N] ≤30 [C]≤30, [N] ≤30, T.O ≤20 [P] ≤70 [P]≤50, [S] ≤10 [S]≤30, [N] ≤35, T.O ≤30 T.O ≤10 [H]≤30, [N] ≤40, T.O ≤15 [H]≤2, [N] ≤40, T.O ≤20 最小夹杂物尺寸,μm
图 FeO-MnO-SiO2 三元相图
Institute of Ferrous Metallurgy
钢中夹杂物来源Ⅰ---脱氧产物
• Si+Mn+Al脱氧
• 脱氧产物:
MnO·SiO2
℃ 1150
钢铁行业新技术应用案例
钢铁行业新技术应用案例随着科技的不断进步和创新,钢铁行业也不断引入新技术来提升生产效率、改善产品质量以及减少环境污染。
本文将介绍几个钢铁行业中成功应用新技术的案例。
1. 智能化生产线随着人工智能和自动化技术的发展,智能化生产线在钢铁行业得到了广泛应用。
智能化生产线利用高精度传感器和先进的控制系统,能够实时监测和控制生产过程中的各个环节,提高生产效率和产品质量。
例如,通过智能化生产线,钢铁企业可以自动调节炼钢炉内的温度和氧化还原状态,使钢材的成分更加均匀稳定。
2. 虚拟现实技术在维修保养中的应用钢铁行业的设备需要定期进行维修和保养,以确保其正常运行。
传统的维修保养需要技术人员亲身到现场进行操作,这不仅费时费力,还存在一定的风险。
而虚拟现实技术可以改变这一情况。
虚拟现实技术可以将设备的模型呈现在技术人员的眼前,技术人员可以通过虚拟现实设备进行远程操作和指导,不仅提高了维修保养的效率,还减少了意外事故的发生。
3. 大数据分析在质量控制中的应用钢铁行业对产品的质量控制要求非常高,而大数据分析可以帮助企业从海量的数据中找出有价值的信息,指导质量控制和过程改进。
通过收集和分析各个环节的数据,企业可以实时掌握产品的生产过程和质量特征,及时发现问题并采取措施解决。
例如,钢铁企业可以通过大数据分析,预测和避免炼钢过程中的缺陷,提高产品的一致性和可靠性。
4. 绿色环保技术在钢铁生产中的应用钢铁生产是一种资源消耗和环境污染较为严重的行业,而绿色环保技术的应用可以降低对环境的影响。
例如,通过采用清洁能源替代传统的能源供应方式,如风能和太阳能,可以减少二氧化碳等有害气体的排放。
另外,钢铁企业还可以通过改进工艺流程和使用环保材料,减少废水和废气的排放。
绿色环保技术的应用既符合可持续发展的要求,也提升了企业形象和竞争力。
5. 区块链技术在供应链管理中的应用区块链技术可以实现信息的去中心化控制和不可篡改性,因此在供应链管理中有着广泛的应用前景。
洁净钢生产工艺技术
洁净钢生产工艺技术1. 简介洁净钢是一种具有高纯度、低气体含量和低不纯物含量的钢材。
洁净钢的生产工艺技术在钢铁行业中起着重要的作用。
本文将介绍洁净钢的生产工艺技术、工艺流程和相关设备。
2. 洁净钢生产工艺技术的意义洁净钢的生产工艺技术可以有效降低钢材中的气体含量和不纯物含量,提高钢材的纯度和质量。
洁净钢广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备等高端领域,对提高产品的品质和性能具有重要意义。
3. 洁净钢生产工艺技术的主要方法洁净钢的生产工艺技术主要包括如下几种方法:3.1 精炼精炼是洁净钢生产的关键步骤之一。
通过在高温条件下对炼钢液进行溶解和脱气处理,可以将钢液中的气体含量和不纯物含量大大降低,提高钢材的纯度。
3.2 熔盐浸渍熔盐浸渍是一种将钢材浸入熔盐中,通过离子交换和溶解作用去除钢材表面的氧化物和其他杂质的方法。
这种方法可以显著降低钢材中的含氧量和含杂质量,提高钢材的纯度。
3.3 真空处理真空处理是将钢材放入真空设备中进行处理的方法。
利用真空环境可以有效去除钢材中的气体,减少钢材中的含气量和含杂质量,提高钢材的纯度。
3.4 气体透平气体透平是通过气体的透平作用去除钢材中的气体的方法。
通过将高速气体喷射到钢材中,可以将钢材中的气体冲出,降低钢材中的气体含量。
3.5 再结晶控制再结晶控制是通过控制钢材的热处理过程中的再结晶过程,来提高钢材的晶粒度和纯度的方法。
通过精确控制再结晶过程中的温度和时间,可以得到具有更好性能和纯度的洁净钢材。
4. 洁净钢生产工艺技术的工艺流程洁净钢的生产工艺技术一般包括以下几个主要步骤:1.原料准备:将适量的生铁、废钢和合金等原料按照一定比例混合。
2.熔炼:通过高炉冶炼或电炉冶炼,将原料熔化成钢水。
3.精炼:在精炼炉中对钢水进行溶解和脱气,去除其中的气体和不纯物。
4.过滤:通过过滤器将钢水中残余的杂质和固体颗粒去除。
5.熔盐浸渍:将钢材浸入熔盐中,去除表面氧化物和其他杂质。
洁净钢生产技术的发展与耐火材料的相互关系
总之,洁净煤技术作为一项重要的能源技术,在缓解全球能源危机和保护环 境方面具有重要意义。今后,我们应进一步加大洁净煤技术的研究与推广力度, 促进其在全球能源转型中发挥更大的作用。
在当今时代,空气洁净技术已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。尤 其在最近几年,随着全球气候变化的加剧和新冠疫情的爆发,空气洁净技术的度 越来越高。本次演示将介绍空气洁净技术的新发展,包括其应用领域、技术原理、 创新实践等方面,并探讨未来的发展方向。
近年来,空气洁净技术取得了许多突破性进展。其中,一种新型的空气净化 技术——光触媒净化技术备受。光触媒净化技术主要利用紫外线的照射,激活光 触媒反应,产生具有氧化能力的自由基,从而分解和去除空气中的有害物质。与 传统的空气净化技术相比,光触媒净化技术具有更高效、更环保、更持久等优点, 因此被广泛应用于室内空气净化、工业废气处理等多个领域。
洁净钢生产技术的未来发展
随着科技的不断发展,洁净钢生产技术也在不断创新和进步。未来洁净钢生 产技术的发展将朝着高效、节能、环保的方向发展。同时,新材料的研发和应用 也将推动洁净钢生产技术的进步。例如,以纳米技术为基础的纳米耐火材料、纳 米金属陶瓷等新型材料的出现和应用,将为洁净钢生产技术的发展带来新的机遇 和挑战。
1、建筑领域:洁净钢在建筑领域被广泛应用于桥梁、高层建筑、厂房等结 构件的制作。
2、汽车领域:洁净钢在汽车制造业中具有重要作用,用于生产高性能汽车 零部件,提高汽车的安全性和舒适性。
3、家电领域:洁净钢在家电行业主要用于生产高档次、高性能的家电产品, 如高档冰箱、洗衣机等。
四、洁净钢的优势
相比其他钢种,洁净钢具有以下优势:
五、结论
综上所述,洁净钢因其优良的性能和广泛的应用领域,具有极大的重要性和 价值。随着科技的不断发展,相信洁净钢在未来还将发挥更大的作用,推动工业 领域的进步。我们期待着洁净钢在未来的发展趋势和更多创新应用。
钢铁行业如何实现工艺技术革新
钢铁行业如何实现工艺技术革新钢铁行业作为国民经济的重要支柱产业,对于国家的现代化建设和工业发展起着至关重要的作用。
然而,随着时代的进步和市场需求的不断变化,传统的钢铁生产工艺技术已经难以满足日益提高的质量、环保和效率要求。
因此,实现工艺技术革新成为钢铁行业发展的必然选择。
要实现钢铁行业的工艺技术革新,首先需要加强研发投入。
研发是推动技术进步的核心动力。
钢铁企业应积极与高校、科研机构合作,共同开展前瞻性的研究项目。
例如,在新型合金材料的研发方面,通过深入研究合金元素的作用机制和优化合金配方,可以开发出具有更高强度、更好耐腐蚀性和优异加工性能的钢材,满足高端制造业对特殊材料的需求。
智能化生产是当前钢铁行业工艺技术革新的重要方向之一。
通过引入先进的传感器、物联网技术和大数据分析,实现生产过程的实时监测和精准控制。
在炼铁环节,利用智能化的监测系统可以实时掌握高炉内的温度、压力、气体成分等关键参数,从而优化炉料结构和操作工艺,提高炼铁效率和质量。
在炼钢环节,基于大数据分析的炼钢模型能够精确预测钢水成分和温度的变化,为调整炼钢工艺提供科学依据,减少废品率。
节能减排技术的创新也是工艺技术革新的关键所在。
钢铁生产过程中会消耗大量的能源,并产生大量的污染物。
为了实现可持续发展,必须加大对节能减排技术的研发和应用。
例如,推广干熄焦技术,不仅可以回收焦炭显热用于发电,还能减少湿法熄焦带来的环境污染。
开发和应用新型的余热回收利用系统,将生产过程中产生的余热转化为蒸汽或电能,提高能源利用效率。
同时,采用先进的脱硫、脱硝和除尘技术,降低废气排放,减少对大气环境的影响。
工艺装备的升级换代对于提高生产效率和产品质量具有重要意义。
例如,采用大型化、高效化的炼铁高炉和炼钢转炉,可以提高生产规模和生产效率。
引进高精度的轧钢设备,能够生产出尺寸精度更高、表面质量更好的钢材产品。
此外,不断更新和改进生产线上的自动化控制设备,提高生产过程的稳定性和可靠性。
洁净制造技术在半导体行业中的应用研究
洁净制造技术在半导体行业中的应用研究随着半导体产业的快速发展,洁净制造技术在该领域的应用越来越广泛。
半导体制造需要对材料、工具和工艺的严格控制,因此制造过程中必须保持洁净和无菌的环境。
洁净制造技术就是为此而生的。
一、洁净制造技术的发展洁净制造技术的发展源于二战后的民用核能产业。
由于核反应堆内必须保持严格的洁净程度,因此研究生产洁净环境技术成为了当时的重要课题。
此后,洁净制造技术逐渐扩展到其他领域,如航空航天、医药制造等。
在半导体制造领域,洁净制造技术也得到广泛应用。
二、洁净制造技术的重要性半导体制造环境中,每一小粒子都有可能对产品产生负面影响。
因此,制造过程中必须确保环境洁净,以避免外部的异物进入。
洁净制造技术可以有效减少半导体生产过程中的杂质,提高产品质量。
与此同时,它也能够提高生产效率和生产能力。
三、洁净制造技术的应用现状目前,在半导体制造领域,洁净制造技术已经成为了必备的技术之一。
根据制造过程的需要,半导体生产车间被分为几个不同的洁净级别。
其中最高级别为100级洁净区,被用于生产高精度的半导体器件。
此外,还有1000级和10000级洁净区,用于生产低端的半导体产品。
在生产过程中,洁净制造技术主要应用于三个环节:半导体晶圆清洗、制造过程中清洗杂质和工具,以及生产设备的清洗和保养。
四、洁净制造技术的发展方向未来,随着半导体产业的快速发展,洁净制造技术也将迎来新的挑战和发展。
其中,以下几点是值得重视的:1. 互联网和物联网技术的发展,将对半导体行业的生产要求提出更高的要求。
2. 车联网和智能制造的发展,将对半导体行业的生产方式和要求带来新的改变。
3. 科技的不断进步,将促进洁净制造技术的不断革新和创新。
结语洁净制造技术是半导体行业中必不可少的一种技术。
随着半导体市场的快速发展,洁净制造技术也将越来越重要。
现在,制造商们需要关注这一技术的发展趋势,以保持在该领域的领先地位。
钢铁行业的技术趋势展望未来发展的关键技术和创新方向
钢铁行业的技术趋势展望未来发展的关键技术和创新方向钢铁行业一直以来都是许多国家重要的基础产业之一。
近年来,随着世界各国对环境保护和可持续发展的日益关注,钢铁行业也面临着巨大的挑战与机遇。
在这种背景下,未来钢铁行业的发展需要调整和创新,以适应技术的变革和市场的需求。
本文将探讨钢铁行业未来发展的关键技术和创新方向。
一、智能制造与自动化技术随着信息技术和智能制造技术的迅猛发展,钢铁行业也正逐渐向智能制造转型。
智能制造与自动化技术的应用可以提高生产效率、降低能耗,并且减少产生的废物和排放物。
其中,人工智能、物联网、大数据和云计算等技术在智能制造领域有着广泛的应用。
首先,人工智能技术在钢铁生产中具有巨大的潜力。
通过对生产流程、设备运行状态等数据的分析和处理,人工智能可以实现设备的智能诊断和预测维护,提高生产效率和降低故障率。
其次,物联网技术的应用可以实现设备之间的互联互通,实现数据共享和智能控制。
通过物联网技术,钢铁企业可以实现对生产过程的实时监控和管理,提高生产效率和资源利用率。
另外,大数据和云计算技术的应用也有助于钢铁生产的智能化和数据化。
通过对海量的生产数据进行分析和挖掘,钢铁企业可以优化生产计划、提高产品质量,并且减少能源消耗和废物排放。
二、绿色制造与循环经济技术作为高能耗行业,钢铁生产对环境的影响较大。
为了实现可持续发展,钢铁行业需要推动绿色制造和循环经济技术的应用。
首先,绿色制造技术可以帮助钢铁企业降低能耗和环境污染。
例如,先进的炼钢技术可以减少碳排放和氮氧化物的产生,同时提高燃料利用率和炼钢效率。
此外,新型的高温煤气净化技术和炉渣综合利用技术也可以减少废气和废渣的排放。
其次,循环经济技术在钢铁行业有着广阔的应用前景。
通过废物资源的回收和再利用,钢铁企业可以降低原材料成本,减少废物排放,同时实现资源的可持续利用。
例如,废钢的回收和再利用可以减少对原材料的依赖,同时减少钢铁生产过程中的能耗和碳排放。
耐酸管线钢发展趋势分析
耐酸管线钢发展趋势管线钢的发展始于20世纪20年代初,至今已有近1个世纪的历程。
当前世界范围内管线工程应用的主流钢级由A、B级钢跨越至X70、X80,X90~X120。
并且检验标准由耐酸性PH=5.2弱酸性提高到PH=2.8~3.2的强酸性。
总的来看,耐酸管线钢发展趋势是:高洁净冶炼控制技术,超低Mn成分设计理念及高等级、双抗性。
即:1、高洁净钢冶炼技术对于耐酸性管线钢来说,P、S有害元素的含量越低越好。
一般要求w(P)不超过0.015%甚至低于0.010%。
w(S)不超过0.005%,甚至0.002%。
为了达到高洁净的冶炼水平,应采取以下措施:1)优质低P、低S铁水,采用CaC2、CaO、CaF2等钙质脱硫剂或镁质脱硫剂将铁水中w(S)降至0.001%以下;2)严格控制废钢、石灰石等的加入量,避免在转炉中回硫过多。
一般要求使用的石灰中w(S)稳定在0.015%~0.025%之间。
主要使用低硫废钢,保证其入炉w(S)不超过0.001%;3)LF炉是脱硫的关键设备,采用造高碱度、还原性渣进行进一步的深脱硫。
一般w(S)不超过0.001%;4)为了避免S、Mn结合形成MnS夹杂,以及进一步洁净钢水,必须使用RH真空炉和钙处理,使夹杂物球团化,避免夹杂物对管线钢耐酸性能造成危害。
5)采取减小过热度、恒速浇铸、控制铸机状况(特别是扇形段辊缝和接弧精度及喷嘴工作状况)等措施减少铸坯中心偏析。
2、超低Mn成分设计目前高级别耐酸管线钢X65、X70几乎全部采用超低C-低Mn的成分体系,复合添加Nb、Ti、Ni、Mo等元素来保证强度。
超低Mn(w(Mn)≤0.6%)的合金成分设计体系有利于减少MnS夹杂生成,减弱中心偏析,降低管线钢酸性服役时开裂的风险。
Mn为重要的固溶强化元素,其含量减少必然带来强度的损失。
为保证管线钢的强度性能,超低Mn管线钢需要复合添加适当的Nb、Cr、Ti等。
利用Nb的细化奥氏体和扩大再结晶温度的特性,充分细化组织晶粒尺寸,同时通过(Ti,Nb)(C,N)的析出强化效果,保证钢板的强度等力学性能。
苏天森先生关于“钢铁关键共性技术”介绍
对传统钢铁流程的重大创新证明,钢铁行业是实施循环经济的最佳切 入点
钢铁行业优化、完善、推广的关键共性技术——低品位难选矿综合 选别与利用技术
主要技术内容
1. 2. 3. 4. 5. 低品位磁(赤)铁矿重磨、阴(阳)离子反浮选提铁降硅技术 菱铁矿、褐铁矿焙烧—急冷分离—弱磁选—反浮选综合技术 钒、钛磁铁矿综合利用技术 尾矿细磨—选别综合再利用技术 剥岩等含铁原料选别利用技术
主要技术指标
国内外差距分析
可大大提高我国炼铁生产工艺水平,并有利于总体节能减排。
钢铁行业优化、完善、推广的关键共性技术——高效率、低成本洁 净钢平台技术
主要技术内容
这是一个基础性、通用性的集成性技术群。主要包括六项关键技术,即①解析— 优化的铁水预处理技术;②高效—长寿的转炉冶炼技术;③快速—协同的二次冶 金技术;④高效—恒速的全连铸技术;⑤优化—简捷的流程网络技术;⑥动态— 有序运行的物流技术。 其中高效—恒速的全连铸技术是引领性的技术,其他技术要按连铸技术要求来优 化。
主要技术指标
1. 适用于不同产品,不同层次要求的洁净钢生产 2. 可建立不同洁净度要求的各类洁净钢工艺控制标准,在功能对口适应条件下,成 为同类洁净钢生产效率最高,成本最低的工艺 3. 供氧强度>4m3/t.min,冶炼周期<30分钟,铁水预处理和钢水精炼比> 80%,实现计算机终点动态控制,炉龄>1万炉
主要技术内容
(1)高炉富氧喷吹焦炉煤气技术 (2)高炉炉顶煤气循环氧气鼓风炼铁技术 (3)高炉煤气的资源化利用关键技术
主要技术指标
(1)高炉富氧喷吹焦炉煤气技术:焦炉煤气喷吹量>100m3/吨铁; 置换比 ≥ 0.45 kg(焦炭)/ Nm3(焦炉煤气),燃料比降低10%;CO2减排10%— 20%;高炉生产效率提高10%。 (2)高炉炉顶煤气循环氧气鼓风炼铁技术:煤比>200kg/吨铁、焦比<220kg/ 吨铁,燃料比降低20%;高炉生产效率提高≥30%; CO2减排10%—25%; 直接经济效益实现吨铁生产成本降低70元以上。 (3)高炉煤气的资源化利用: ①建成处理能力为400Nm3/h的煤气深度净化系统, 高炉煤气经净化后硫、砷和氯等杂质含量低于0.1ppm,金属氧化物粉尘含量 低于5mg/Nm3。②建成规模为1000t/a的高炉煤气制甲醇示范工程,实现 总碳单程转化率达25-30%,综合转化率达50-60%;(3)1000t/a甲醇 要生产铁矿的国家以富矿为主,所以除俄国、新西兰等少数国家对 钒、钛磁铁矿利用较有研究外,较少有研究。此项技术主要是自主开发,且引领 了低品位矿、共生矿的选别技术。
电磁搅拌技术在连铸中的应用
电磁搅拌技术在连铸中的应用近年来,连铸坯的质量越来越受到重视,因而围绕提高连铸坯质量的研究工作也取得了很大的进展。
电磁搅拌技术是电磁流体力学在钢铁工业中最成功的应用之一。
通过定量认识电磁场在多层介质中的传递,控制连铸过程中钢水的流动、传热和凝固,进而降低钢水的过热度、去除夹杂从而扩大等轴晶区,减少成分偏析,减轻中心疏松和中心缩孔。
几十年来,国内外学者对电磁搅拌技术进行了大量的理论及实验研究,并应用于工业生产。
电磁搅拌技术已经成为连铸过程中改善铸坯质量的最重要和最有效的手段之一。
1国内外电磁搅拌技术的发展概况磁流体力学是电磁学,流体力学以及热力学相互交叉的学科,简称MHD(magnetohydrodynamics),主要研究电磁场作用下,导电金属流体的运动规律。
在磁场里,导体的运动产生电动势,从而产生感应电流,导体本身也产生磁场。
液态金属作为载流导体,在外加磁场的作用下产生了电磁力,这种电磁力的作用促使载流液体流动,同时伴随着三种基本的物理现象——电磁热,电磁搅拌,电磁压力。
这三种现象在材料的冶炼、成形、凝固等工艺中已广泛应用。
连铸钢液电磁搅拌技术已经历几十年的试验研究和发展的过程。
早在上世纪50年代,就由在德国Schorndorf和Huckingen半工业连铸机上。
进行了首例连续铸钢电磁搅拌的试验。
60年代,在奥地利Kapfenberg厂的Boehler连铸机上用于浇铸合金钢。
60年代末一些工作者还进行了结晶器电磁搅拌和二冷区电磁搅拌的实验。
1973年法国的一家工厂率先在其连铸机上安装了电磁搅拌器并投入工业应用,从而奠定了连铸电磁搅拌技术工业应用的基础。
1977年,法国的Rotelec公司开发了小方坯和大方坯结晶器电磁搅拌器并以Magnetogyr-Process 注册商标,将其商品化。
1979年,法国钢研院又在德国Dunkirk厂板坯连铸机上采用了线性搅拌技术,取得良好效果。
进入80年代后,电磁搅拌技术发展更快,特别是日本,发展更为迅速。
冶金的典型创新举措
冶金的典型创新举措随着时代的发展和科技的进步,冶金行业也在不断追求创新,以提高生产效率、降低成本、改善产品质量等方面取得突破。
下面我们将介绍几个冶金领域的典型创新举措,以此展现冶金行业的进步和发展。
一、智能化生产随着人工智能、大数据、云计算等技术的发展,冶金企业开始大规模应用智能化生产技术,实现生产过程的自动化、智能化。
通过传感器、监控系统等设备,实时监测生产过程中的各项数据,提高生产效率,减少能源消耗,降低生产成本。
同时,智能化生产还可以提高产品质量的稳定性和一致性,满足客户对产品的更高要求。
二、绿色冶金环保和可持续发展已成为当今社会的重要议题,冶金行业也在积极探索绿色生产的途径。
采用清洁能源替代传统的燃料,改善废气处理设备,实施循环利用和资源综合利用等措施,减少对环境的污染和资源的浪费。
绿色冶金不仅有利于企业形象的提升,也符合社会的可持续发展需求。
三、材料设计与工艺优化材料的设计与工艺的优化是冶金领域的重要创新方向。
通过分子模拟、材料计算等技术手段,预测材料的性能和行为,指导材料设计和工艺优化。
优化材料的成分、结构和制备工艺,提高材料的性能和品质,开发出更具竞争力的新材料。
这不仅可以满足市场对产品性能的不断提升需求,也能推动冶金行业的技术创新和产业升级。
四、智能化检测与质量控制质量是产品的生命,检测与控制是保证产品质量的关键。
冶金企业通过引入先进的检测设备和技术,实现对产品质量的全过程监控和控制。
结合人工智能、机器学习等技术,建立智能化的质量控制系统,实时分析检测数据,预测产品质量问题,及时调整生产参数,确保产品符合标准要求。
智能化检测与质量控制不仅提高了产品质量,也降低了生产成本,提升了企业的竞争力。
五、产业链协同创新冶金产业是一个复杂的产业链,涉及矿山开采、冶炼加工、产品制造等多个环节。
产业链协同创新可以促进各环节之间的合作与协调,优化资源配置,提高全产业链的效益。
通过建立开放、共享的平台,推动产业链上下游企业之间的合作与创新,共同推动整个产业链的发展。
中冶长天:多项硬核技术助力钢铁行业绿色低碳发展
中冶长天:多项硬核技术助力钢铁行业绿色低碳发展中冶长天先后开发了厚料层烧结技术、烧结机综合密封技术、烟气及余热烟气耦合循环、烟气深度净化技术等多项工艺装备新技术、低碳环保新技术硬核技术,助力烧结工序绿色低碳发展。
1工艺装备新技术1.1厚料层烧结技术中冶长天开发了偏析布料、强力混匀、柔性传动、超宽台车和综合控制专家系统等核心技术,发明了负压吸附式风箱端部密封技术,研制的高效节能型厚料层大型化系列烧结机,提高了料层透气性,强化了优质铁酸钙低温生成,扩大了原料的适应性,降低了固体燃耗,提高了烧结生产效率和产品质量;同时,可将烧结机漏风率控制在20%以内,大幅减少烧结电耗。
采用该技术的宝钢湛江钢铁1号550m2烧结机的料层总厚达950mm,宝钢本部二烧结600m2烧结机料层总厚达1,000mm。
同时,宝钢湛江烧结机投产时的漏风率实测值为17.9%,远低于传统密封技术的漏风率,居国际领先水平。
1.2双级冷却烧结技术该技术是采用竖式冷却原理,把原烧结机往环冷机布料的布料溜槽设计为烧结矿预冷却装置,预冷却后的烧结矿再进入环冷机进行二次冷却,以此形成烧结双级冷却系统。
其中预冷却环节采用小风慢冷冷却方式,可有效提高冷却后热风的温度,形成高品质热风(>45(ΓC)。
采用双级冷却技术,可提高余热回收效率,降低返矿率,减少环冷机冷却风量,完全实现冷却系统的“零排放”,具有很好的余热效益及环境效益。
1.3分层供热富氢烧结技术及装备随着厚料层烧结技术的发展,以偏析布料实现均热烧结的局限性日趋明显。
同时,以提供同量热值作基准比较,富氢气体燃料比固体燃料在减少碳排放方面具有更大优势。
基于上述原因,中冶长天开发了分层供热富氢烧结技术及装备,开发了天然气一氧气耦合高效喷加技术及成套关键装备,开发了低碳料层燃烧带厚度与速度测控系列关键技术。
在中天钢铁550m2烧结机富氢燃气料面喷加强化烧结工程中,颠覆传统固相燃料烧结模式,首创气固两相协同烧结新模式,通过采用少量富氢气体燃料替代大量碳系固体燃料的“以氢代碳”手段,在保证安全性、经济性和高质量指标的同时,将烧结工序固体燃料消耗量减少T7%,以单台550m2烧结机为例,折合每年减排C02约4.4万吨。
金属冶炼业的技术创新高效环保的冶炼工艺探索
金属冶炼业的技术创新高效环保的冶炼工艺探索金属冶炼业的技术创新:高效环保的冶炼工艺探索近年来,社会对环境保护和资源利用的关注度不断提高,金属冶炼业也面临着转型升级的压力。
在这个背景下,金属冶炼业的技术创新变得尤为重要。
本文将探索高效环保的冶炼工艺,并介绍一些相关的技术进展。
一、绿色冶炼技术的发展1. 清洁煤技术:在传统冶金过程中,煤炭是主要的能源来源,但燃煤会产生大量的二氧化碳和氮氧化物等污染物。
因此,绿色冶炼技术中的清洁煤技术应运而生,通过煤气化、液化等方法,将化石能源转化为清洁能源,实现碳减排和氮氧化物排放的降低。
2. 废物资源化利用:在传统冶炼过程中,许多废物和尾矿被直接排放或填埋,造成了严重的环境问题。
然而,随着科技的进步,废物资源化利用的技术不断发展。
例如,利用新型冶炼技术将废物转化为有用的产品,实现资源的可持续利用。
二、高效冶炼工艺的探索1. 增效降耗:高效冶炼工艺的一个关键目标是提高冶炼效率并降低能耗。
通过优化工艺流程、改进设备和技术手段,可以实现金属冶炼过程中能源的合理利用和节约。
2. 自动化控制:随着信息技术的发展,自动化控制技术在金属冶炼领域得到广泛应用。
通过引入先进的自动化设备和智能化系统,实现对冶炼过程的实时监控和全面控制,提高生产效率和产品质量。
三、技术创新案例1. 电解铜制备技术改革:传统的电解铜制备技术存在能耗高、污染物排放多等问题。
近年来,国内外科学家们积极探索新型电解铜制备工艺。
例如,氮气辅助电解技术,可以显著降低能耗并减少污染物的排放。
2. 氧化铝制备技术创新:氧化铝是广泛应用于冶金、建筑等领域的重要材料。
为了提高制备效率并降低能耗,研究人员提出了新型氧化铝制备工艺,例如酸溶胶凝胶法、燃烧法等,这些技术在提高产品质量的同时,也实现了能源的节约。
四、展望与挑战虽然金属冶炼业的技术创新取得了一些积极的成果,但仍然面临着一些挑战。
首先,技术创新需要大量的资金支持和技术人才的培养。
钢铁智能制造技术有哪些前沿应用
钢铁智能制造技术有哪些前沿应用在当今的工业领域,钢铁行业一直是国民经济的重要支柱。
随着科技的不断进步,智能制造技术正逐渐渗透到钢铁生产的各个环节,为这个传统行业带来了前所未有的变革。
钢铁智能制造技术的前沿应用不仅提高了生产效率和产品质量,还降低了能源消耗和环境污染,增强了企业的竞争力。
一、智能感知与监测技术在钢铁生产过程中,实时准确地获取各种数据信息是实现智能制造的基础。
智能感知与监测技术通过安装在生产设备上的各类传感器,如温度传感器、压力传感器、振动传感器等,对生产过程中的关键参数进行实时采集和监测。
这些传感器能够将采集到的物理量转化为电信号,并通过网络传输到数据处理中心进行分析和处理。
例如,在高炉炼铁过程中,通过在炉体内部安装温度和压力传感器,可以实时监测炉内的温度和压力分布情况,从而及时调整布料和鼓风等操作参数,确保高炉的稳定运行。
在轧钢过程中,利用激光位移传感器和高速摄像机等设备,可以对钢材的尺寸和形状进行实时测量和监控,及时发现产品的缺陷和偏差,并进行相应的调整和控制。
此外,智能感知与监测技术还包括对设备运行状态的监测和故障诊断。
通过对设备振动、噪声、温度等信号的分析,可以提前发现设备的潜在故障,并及时进行维修和保养,避免因设备故障导致的生产中断和损失。
二、智能建模与优化技术钢铁生产是一个复杂的物理化学过程,涉及到多个工序和环节。
为了实现生产过程的优化控制,需要建立精确的数学模型来描述生产过程中的各种关系和规律。
智能建模与优化技术结合了机器学习、人工智能和数值计算等方法,能够对钢铁生产过程进行建模和仿真,并根据生产目标和约束条件,优化生产工艺参数和操作策略。
例如,在炼钢过程中,可以建立钢液成分、温度和炉渣成分等之间的数学模型,通过优化配料和吹氧等操作参数,提高钢水的质量和产量。
在连铸过程中,建立铸坯凝固和冷却的数学模型,优化冷却水量和拉速等参数,减少铸坯的裂纹和偏析等缺陷。
此外,智能建模与优化技术还可以应用于生产计划和调度的优化。
洁净钢冶炼先进案例
洁净钢冶炼先进案例洁净钢冶炼是一种环保、高效、先进的钢铁冶炼技术,旨在降低对环境的污染,提高钢铁质量和生产效率。
下面列举了10个洁净钢冶炼先进案例。
1. 湿法洁净钢冶炼技术:该技术采用湿法处理炼钢过程中产生的烟尘和废气,通过湿式电除尘器和湿法脱硫等装置,有效减少了炼钢过程中的大气污染物排放。
2. 高炉煤气洁净利用技术:传统高炉在炼钢过程中产生的煤气含有大量的有毒有害物质,通过引入洁净利用技术,如煤气净化装置和煤气发电技术,可以将煤气中的有害物质净化,实现高效利用。
3. 废渣资源化利用技术:钢铁冶炼过程中会产生大量的废渣,传统上这些废渣往往被视为废弃物处理。
现在,通过洁净钢冶炼技术,可以将废渣进行资源化利用,如生产水泥、建筑材料等。
4. 电弧炉炼钢技术:电弧炉炼钢是一种洁净钢冶炼技术,它利用电弧高温熔化废钢和铁合金,可以有效减少对原材料的需求,降低能源消耗,同时还可以控制冶炼过程中的污染物排放。
5. 气体循环冷却技术:传统高炉冷却系统往往会产生大量废热,通过引入气体循环冷却技术,可以将废热回收利用,提高炼钢过程的能源利用效率。
6. 炉渣处理技术:炉渣是钢铁冶炼过程中产生的一种固体废弃物,传统上往往需要通过填埋或堆放等方式处理。
现在,通过洁净钢冶炼技术,可以对炉渣进行资源化利用,如生产水泥、路基材料等。
7. 无废水排放技术:传统钢铁冶炼过程中会产生大量废水,含有大量的重金属和有机物等污染物。
现在,通过引入洁净钢冶炼技术,可以实现无废水排放,通过废水处理装置将废水进行处理,达到环保要求。
8. 超高炉技术:超高炉是一种高效、环保的炼钢设备,具有高炉煤气洁净利用、炉渣资源化利用等先进技术。
超高炉的应用可以提高钢铁冶炼的效率、减少能源消耗和污染物排放。
9. 先进的炉排系统:炉排系统是钢铁冶炼过程中的关键设备,传统上往往存在能耗高、污染物排放多等问题。
现在,通过引入先进的炉排系统,如高效炉排和低NOx燃烧技术,可以实现钢铁冶炼过程的高效、洁净。
洁净钢生产工艺及技术
洁净钢生产工艺及技术1. 引言洁净钢是一种具有高纯净度和低杂质含量的钢材,它在现代工业中具有广泛的应用。
洁净钢的生产工艺和技术对于提高钢材的质量和性能具有重要意义。
本文将介绍洁净钢的生产工艺及技术,包括材料准备、熔炼工艺、净化工艺和热处理工艺等方面。
2. 材料准备洁净钢的生产首先需要准备高质量的原材料。
一般而言,使用优质的铁矿石和石墨粉为原材料。
在材料准备过程中,需要对铁矿石进行破碎、筛分和磁选等处理,以去除其中的杂质。
同时,还需要对石墨粉进行筛分和干燥处理,以确保其纯净度和质量。
3. 熔炼工艺洁净钢的熔炼工艺是保证钢材质量的关键步骤。
在熔炼过程中,采用电弧炉作为主要设备,并在炉内加入适量的石墨粉,以促进石墨的溶解和扩散。
此外,还需要在熔炼过程中控制熔炼温度、保持炉内气氛的稳定,并通过合理调整熔炼时间和翻炉工艺等措施,以确保熔炼的钢液质量达到洁净钢的要求。
4. 净化工艺净化工艺是提高钢材纯净度的重要措施。
常用的净化工艺包括真空脱气、氧化脱硫和氢脱氮等。
在真空脱气过程中,通过将熔炼好的钢液置于真空环境下,利用钢液中的氢、氮等气体的挥发性,将其去除。
氧化脱硫是指在钢液中加入氧化剂,使之与硫反应生成气体,从而将硫从钢液中去除。
氢脱氮是指通过在钢液中通入氢气,使之与钢液中的氮气反应生成气体,从而将氮从钢液中去除。
5. 热处理工艺热处理工艺是洁净钢生产的最后一道工序,它能够通过改变钢材的组织结构,进一步提高钢材的性能。
常见的热处理工艺包括淬火、回火和正火等。
淬火是指将热处理后的钢材迅速冷却,以使其获得较高的硬度和强度。
回火是指将淬火后的钢材加热到适当的温度,然后冷却,以使其获得合适的韧性和延展性。
正火是指将热处理后的钢材加热到适当的温度,保温一段时间后,进行缓慢冷却,以改变钢材的组织结构。
6. 结论洁净钢的生产工艺及技术对于提高钢材的质量和性能具有重要意义。
在生产过程中,需要注意材料准备、熔炼工艺、净化工艺和热处理工艺等方面的要求,以确保生产出符合洁净钢标准的优质钢材。
钢铁工艺技术进展介绍行业内最新的生产技术和创新
钢铁工艺技术进展介绍行业内最新的生产技术和创新随着科技的不断进步,钢铁行业也在不断演进,引入了许多新的生产技术和创新。
这些创新正推动着整个行业的进步和发展。
本文将介绍钢铁工艺技术的最新进展,展示行业内的创新。
1. 高温热处理技术高温热处理技术是一种先进的钢铁工艺技术,通过在高温下对钢材进行处理,可以改善钢材的力学性能和耐腐蚀性。
这种技术被广泛应用于航空航天、汽车制造和高速列车等领域,为这些行业带来了更高质量和更可靠的产品。
2. 激光切割技术激光切割技术是一种高精度、高效率的钢铁加工技术。
与传统机械切割相比,激光切割具有切割速度快、切割质量好的优点。
它可以应用于各种钢铁产品的加工,如板材、型材和管材等,为钢铁加工业带来了更高效和更精确的生产能力。
3. 3D打印技术3D打印技术在钢铁行业中的应用也越来越广泛。
通过将3D打印技术与传统的铸造或锻造工艺结合起来,可以实现更高程度的个性化生产。
该技术可以用于制造复杂形状的钢构件,提高钢铁产品的设计自由度,并减少生产周期和成本。
4. 自动化生产线随着自动化技术的不断发展,越来越多的钢铁企业引入了自动化生产线。
自动化生产线可以实现钢铁产品的高效生产和减少劳动成本。
通过机器人和自动化设备的使用,可以实现钢铁产品的自动装配和检测,提高生产效率和产品质量。
5. 智能监控系统智能监控系统是一种基于传感器和物联网技术的钢铁工艺技术。
该系统可以对钢铁生产过程中的温度、压力和湿度等参数进行实时监测和控制,提前预警和解决潜在问题。
这种技术的引入可以大大提高钢铁生产的安全性和稳定性,并降低生产事故的发生率。
在这些新的生产技术和创新的推动下,钢铁工艺技术正不断进步,为钢铁行业的可持续发展提供了强大的支持。
未来,随着科技的不断突破,我们相信钢铁行业还会迎来更多的创新,带来更高效、更环保的生产方式。
低碳减排的绿色钢铁冶金技术
低碳减排的绿色钢铁冶金技术摘要:当前人们环境保护意识的提升,许多以往会造成环境污染的企业都开始关注生产过程中的环保问题,这其中就包含钢铁产业。
对钢铁产业而言,污染的主要来源是钢铁冶炼过程中产生的废气,而这些气体是由于化石燃料的使用而形成的。
为了保护环境,减少空气污染,许多钢铁企业都在加强冶炼过程中控制废气排放方式的研究工作。
关键词:低碳减排;钢铁冶金;冶金技术1钢铁冶金技术现状在我国科学技术发展水平不断提高的背景下,钢铁冶金行业发生了较大变化。
在现代化发展趋势下,钢铁行业使用的冶炼转炉工艺,具体分为三种类型,第一种是钢铁转炉之后形成的大型高炉;第二种是在过氧还原冶炼炉中进行锻炼燃烧,之后在电炉中煅烧;第三种是合炉,主要是指使用熔融炉在还原之后,在回转炉进行锻炼燃烧。
考虑到目前社会整体对钢铁高炉改造技术提出了严格要求,在保证钢铁高炉产量的基础上,在钢铁高炉大型化规模生产改造方面,需要投入更多的时间和精力。
现阶段有多种新型的钢铁冶金方法被广泛应用,不仅能够提高我国钢铁冶金生产效率,也能达到降低能耗和环保减排的目的,在新型先进技术的辅助下,有助于实现绿色经济发展目标。
2绿色钢铁冶金技术发展趋势及必要性钢铁冶金行业是建筑业、新能源产业、制造业和加工业的基础,对整个社会经济的持续健康发展具有十分重要的影响。
但长期以来,我国钢铁冶金行业存在着较为严重的污染问题。
即使在这个阶段,也引进了许多优秀的机械设备和技术,污染问题没有得到妥善处理。
仍然存在一系列情况,如烟雾污染、水污染、噪声污染以及生产线设备能耗过大。
在经济效益的发展趋势下,许多钢铁冶金行业过于重视生产制造的经济效益和生产速度,没有足够的时间进行低碳环保减排。
大力推广绿色钢铁冶金技术,可以将低碳环保减排的核心理念、绿色设计理念、绿色原材料、绿色电力能源等融入到所有绿色钢铁冶金行业的生产过程中,形成绿色环保的闭环体系,这不仅可以合理减少自然环境污染,降低能源消耗,还可以提高生产率,从而获得更高的经济效益,促进绿色钢铁冶金行业走上绿色发展道路。
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洁净钢生产前沿技术1前言钢的洁净度是反映钢的总体质量水平的重要标志,是钢的内在质量的保证指标。
钢的洁净度通常由钢中有害元素含量以及非金属夹杂物的数量、形态和尺寸来评价。
为了获得“清洁和纯净”的钢,常常要降低和控制钢的C、P、S、N、H和T.O,因为这些元素的单一或综合作用的结果,可以大大地影响钢的性能,如抗拉强度、成型性、韧性、可焊性、抗裂纹和抗腐蚀性、各向异性、疲劳性能等。
因此,为了改善钢的性能,当今钢铁冶金技术特别注意降低钢中的P、S、N、H、T.O,并根据钢种需要降低和控制钢中C的含量。
近半个世纪以来,特别是钢铁产品面临被新型工程材料如铝、塑料、玻璃等取代的巨大压力和挑战的今天,提高钢的洁净度越来越成为钢铁冶金技术研究的重要课题,也可以说提高钢的洁净度已成为每一个钢铁产品的任务。
生产纯净钢,一是要提高钢的纯净度,二是严格控制钢中非金属夹杂物的数量和形态。
不同钢种对纯净度的要求和对夹杂物的敏感性不同。
表1是典型钢种的洁净度的要求。
表1 典型钢种的洁净度要求因此,在激烈的市场竞争条件下,提高钢的洁净度,进一步减少钢中夹杂物的含量,是冶金企业提高产品竞争力的主要途径之一。
上述原因使纯净钢及其生产技术迅速发展。
目前国内外许多钢厂已建立起大规模生产超纯净钢(钢中杂质总量:S+P+N+H+T.O≤100ppm)生产体制。
本文力图对纯净钢及其生产工艺的发展进行综述,以及分析洁净钢发展的前景。
2洁净钢的技术要求2.1超低硫钢硫在钢中以硫化物(MnS、FeS、CaS等)形式存在,对力学性能的影响是:(1)加大各向异性,使钢材横向、厚度方向强度、塑性、冲击等性能显著低于轧制方向(纵向),特别是钢板低温冲击性能;(2)显著降低钢材抗氢致裂纹能力,因此,用于海洋工程、铁道桥梁、高层建筑、大型储氢罐的钢板,硫的质量分数已控制在50ppm以下。
硫还影响钢材抗腐蚀性能,用于输送含H2S等酸性介质油气管线钢,w[S]降至(5~10)ppm。
此外硫对钢材热加工性能、可焊性均产生不利影响。
新日铁大分厂生产深冲钢板转炉流程:铁水沟脱硅—铁水喷粉深脱硫—LB/OB转炉脱碳—RH-PB循环脱气喷粉。
用CaO+CaF2粉剂喷粉,脱硫率达80%,w[S]达10ppm。
技术关键在于提高转炉铁水装入比,减少铁水带入渣。
真空喷粉RH-PB或V-KIP可避免钢水翻腾、氧化与吸氮,但真空设备昂贵。
2.2低磷钢磷对钢材延性、低温冲击、调质钢回火脆性有很大影响。
由于磷是表面活性杂质,在晶界及相界面偏析严重,往往达到平均浓度的数千倍,因此在洁净钢要求w[P]≤100ppm,在超纯净钢如w[Ni]=9%、作低温储罐用钢,w[P]≤30ppm。
川崎水岛厂生产极低磷低温容器罐用钢,在鱼雷车内将[Si]脱除到w[Si]=0.15~0.20%,采用Fe2O3-CaO-CaF2系,碱度B=2.5~5.0的渣处理后w[P]为0.015%,在氧气转炉内继续脱磷,最后在RH-KPB深脱磷达w[P]≤20ppm。
对于含Cr高的不锈钢及耐热合金,采用氧化法脱磷会造成Cr烧损高,不经济,可用喂线法加入微量Mg和Ca形成Mg3P2和Ca3P2,实现还原脱磷。
2.3低氮钢氮对钢材的危害是:(1)加重钢材时效;(2)降低钢材冷加工性能;(3)造成焊接热影响区脆。
新一代IF钢冷轧板w[N]≤25ppm。
厚板为保证焊接热影响区韧性与塑性,w[N]应≤20 ppm。
高纯铁素体不锈钢Cr26Mo,在高铬条件下,钢液中N溶解度极高,仍要求钢中w[N]≤50 ppm。
钢水脱氮,受扩散速度限制,极困难。
V-KIP真空喷粉脱氮,w[N]≈35 ppm,继续脱氮无效果。
转炉、电炉氧化期、VOD、AOD脱碳同时,脱氮非常明显。
张柏汀等提出转炉脱碳过程中脱氮速度与脱碳速度的关系公式,由于吹氧脱碳,产生大量CO,CO气泡对氮来说是小真空室,所以它能带走氮,可用西华特定律来解释,w[N]≤30×ppm时仍可进一步脱氮。
对高纯铁素体不锈钢,作者采用VCR精炼炉冶炼。
所以低氮钢应采用转炉炼钢,在出钢、二次精炼及连铸过程防止吸氮。
3洁净钢生产的铁水预处理工艺铁水预处理按处理任务不同可分为预脱硫、预脱磷和同时脱磷脱硫(包括预脱硅)。
大规模工业生产,70年代采用KR机械搅拌法与喷吹法的预脱硫已能将铁水[S]降到成0.001%,80年代喷吹法预脱磷已能经济地将铁水[P]降到0.005%-0015%,同时脱硫将[S]降到0.002%-0.010%。
而使铁水成分最佳化,通过引人底吹和复吹工艺而使转炉吹炼合理化。
对于冶炼纯净钢种,则采用铁水预脱磷(同时脱硫)或分期脱磷、脱硫十钢水炉外喷粉和其它精炼工艺如RH,DH,AOD等。
目前,基于铁水预处理的转炉生产纯净钢工艺主要有两种流程:一种是基于铁水深度预脱硫,转炉强化脱磷,钢水炉外喷粉脱磷、脱硫、升温、真空精炼; 另一种是基于铁水三脱预处理,复吹转炉少渣吹炼,钢水炉外喷粉脱硫、真空精炼。
后者具有生产效率高、石灰等造渣料消耗少、过程温降小、生产周期短、成本低等优点,经济效益显著高于前者,适宜于我国转炉钢厂采用。
其中铁水三脱预处理可采用高炉炉前预脱硅、铁水罐或混铁车喷吹同时脱磷脱硫或分期脱磷、脱硫工艺或采用专用复吹转炉三脱工艺。
3.1基于铁水深度脱硫的纯净钢冶炼工艺欧洲、北美由于铁水[P]普遍较低(0.04%-0.08%),经过深度脱硫的铁水,采用复吹转炉吹炼、钢水炉外精炼可以生产出低磷、低硫钢。
欧美的炼钢工艺流程主要是:(1)高炉铁水、常规(轻)脱硫([s]<0.02%)~复吹转炉(脱磷、脱碳、升温)-钢水精炼(脱氧、去气体、去夹杂)-普通钢水,此即常规流程(生产普通钢种)。
(2)高炉铁水-深度脱硫([S] <0. 005%)-复吹转炉(脱磷、脱碳、升温)-钢水精炼(脱硫、去气体、去夹杂)-低硫钢水([S]<0.005%),此即纯净钢流程。
其中生产超低硫钢([S]<0.002%),铁水则要深脱硫至[S] <0.002~0. 003%。
需要强调的是,由于炼钢过程不同的增硫量,对于生产低硫钢或超低硫钢,钢水的炉外脱硫处理(喷粉或真空喷粉)是必不可少的。
欧洲重视转炉用铁水质量,研究铁水和钢水之间的最经济脱硫方案以最大程度降低成本。
不断改进预脱硫工艺,按照产品硫含量决定铁水预脱硫深度。
德国Thyssen 100%铁水用CaC2脱硫至[S]< 0.020 % ,15 % ~ 30%铁水再用CaC2二次脱硫至[S]<0.003%。
低硫铁水经过复吹转炉冶炼、炉外TN喷粉和RH 真空处理可获得含[S] = 0.004%的低硫钢。
瑞典SSAB根据脱硫成本选择铁水或钢水脱硫的工艺是:对于[S]=0.015 ~0.030%的钢种,采用铁水轻脱硫;[S]=0.010%~0.015%的钢种,采用铁水深脱硫;[S]<0.007%的钢种,采用铁水深脱硫十钢水深脱硫;对于[S]< 0.004%且低H的钢种,采用铁水深脱硫和钢水真空合成渣脱硫。
另外SSAB采用深脱硫([S]=0.005%)铁水冶炼中硫钢([S] =0.010%~0.015%)而无需采用钢水脱硫。
北美非常重视降低铁水硫含量,早在70年代初就已普遍采用铁水预脱硫,冶炼普通钢种将[S]脱至0.010%以下,而冶炼低硫钢则深脱至0.005%以下。
北美主要研究了铁水脱硫的经济效益、提高脱硫剂效率并降低脱硫成本,研究脱硫剂配比及喷吹方式的影响以降低脱硫剂耗量,研究铁水氧含量的影响(加Al)以提高脱硫剂利用率,研究扒渣和铁水温度的影响以降低铁损和增加罐容量。
我国宝钢采用铁水深脱硫十复吹转炉双渣脱磷+ RH真空喷粉的工艺生产纯净钢种。
两套铁水脱硫装置,一套为320t混铁车TDS法在线配料喷吹CaC2或CaO系脱硫剂,另一套320 t铁水罐顶喷法在线配料喷吹Mg: CaC2,均能将铁水[S]从0.018%~0.025%深脱至0.001%~0.003%。
该厂转炉用铁水经100%预脱硫处理,目前320 t混铁车铁水三脱装置和300 t LF炉已经投产,可望进一步改善转炉操作和提高钢的纯净度。
武钢三炼钢也建成全脱硫处理站,采用320 t混铁车喷吹CaO系脱硫剂,能将铁水[S]从0.020%深脱至0,003~0.005%。
该厂80%铁水经常规脱硫(脱后[S]<0.020%)冶炼普通钢和一般优质钢(脱后[S]<0.010 %),20%铁水经深脱硫(脱后[S]<0.005%)冶炼高质品种钢。
转炉钢水经强脱氧挡渣出钢、钢包渣改质、吹Ar及Ca处理、RH真空脱碳、全流程脱硫、保护浇铸等可生产[S]<200ppm、[N]=(12~ 35)ppm,T[O]=(16~35)ppm、[C] < (15~35)ppm的纯净钢种(IF钢、管线钢等),取得了一定的操作经验和经济效益。
关于预脱硫的经济性,美J.C.Agarwal进行了从高炉到转炉的详尽分析,得出:常规脱硫可使高炉成本降低4.44美元//t铁,转炉成本降低3.41美元/t钢,而炉外脱硫成本为:CaC23.64美元/t铁、盐镁3.69美元/t铁、(CaO + Mg )4.42美元/t铁。
美Inland板材公司则根据脱硫的材料和能耗费用,研究了从高炉到钢包之间各环节的脱硫费用。
得出,铁水脱硫([S]从0.047%~0.020%脱至0.005%)是最经济的(8~13美元/kgS),高炉和出钢渣洗脱硫次之(分别为25~30美元//kgS 和16~35美元/kgS),转炉脱硫费用最高(43~311美元/kgS),四种粉剂钢包脱硫费用均较高。
因此,采用铁水预脱硫工艺进行低硫钢种的冶炼从经济上讲是最优越的。
3.2基干铁水三脱预处理的纯净钢冶炼工艺近20年,铁水三脱预处理技术在日本得到了巨大发展。
日本钢铁企业普遍采用“铁水三脱预处理-复吹转炉-真空除渣-钢水炉外精炼-连铸”流程冶炼纯净钢或超纯净钢。
其主要特点是:依据成品钢不同[P]含量决定铁水脱磷深度,复吹转炉采用少渣吹炼、加锰矿熔融还原并尽可能低温出钢促进炉内脱磷,炉外钢水升温、调合金成分、喷粉脱硫、RH真空脱气。
采用三脱铁水炼钢,由于吹炼时间缩短、造渣剂和渣量急剧减少、加锰矿熔融还原又使得锰合金用量大大降低,因而钢中[N],[H]含量也相应减少。
近20年来,日本各钢铁企业的铁水三脱设备形式紧随市场供求关系发生变化,当钢产过剩而有富余炉时,倾向于采用专用转炉脱磷,如住友的复吹专用炉SRP、神户的顶吹“H炉”、川崎的底吹转炉。
住友鹿岛厂采用400 t混铁车喷吹苏打同时脱磷脱硫,预脱磷铁水在250 t复吹转炉(STB)中少渣吹炼,渣量20 kg/t,并加锰矿熔融还原,出钢时加脱磷剂渣洗再脱磷,经LF炉精炼生产[P]<0.003%的超低磷钢。