2025年12月19日

星期五

现代冶金(南京)研究院
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高效炼钢技术中心

2021-10-25 16:48:02

来源:现代冶金(南京)研究院

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【中心简介】

高效炼钢技术中心以低温、少渣、预热、保温、快节凑、在线测温、在线测成份、在线测炉气、新型合金化等技术为核心,致力于转炉、电炉绿色、环保、高效炼钢。大力开发、推广减氟技术与萤石、高效冶炼渣系统及液态金属保温剂。


【新技术、新产品】

1、低温少渣

序号

技术名称

主要技术内容

效益/效果分析

1

低温少渣炼钢

以低温炼钢为核心的高效炼钢技术,可缩短转炉炼钢冶炼周期至13min,减少渣量至50kg/t,利用钢水显热消纳废钢250-350kg/t,产量提升20-40%。

吨钢增效100元以上

2

顶底复吹

顶底复吹转炉在冶炼中能够取得更好的冶炼效果:(1)通过测算整个炉役炉容比变化规律,结合实际操作情况,设计多种参数的氧枪喷头,在整个炉役不同阶段选择不同参数氧枪喷头。(2)采用非对称的底吹喷嘴布置方式,并且选用合适的底吹喷嘴数量。

 

(1)具有过程操作平稳、喷溅返干少、效率高等诸多优点。

(2)明显缩短熔池混匀时间

 


2、预热与保温技术

序号

技术名称

主要技术内容

效益分析

2.1

废钢预热

以天然气或焦炉煤气、转炉煤气纯氧燃烧技术为核心,利用铁包、钢包或专用烘烤装置,快速将废钢加热至800度以上,增加废钢消纳量100-350kg/t,产量提升10-30%。

吨钢增效100元以上

2.2

铁水包、钢包全程加盖

铁包/钢包内钢液从钢液表面钢渣面散热约占全部大致有散热的29%~32%。

铁水包组合保温盖并钢包全程加盖技术——铁水包和钢包传搁过程中始终有盖,铁水包受铁时小盖全打开,钢包受钢/精炼时钢包盖全打开,能实现带盖兑铁作业,铁水包兑铁时小盖避让铁流,钢包带盖倾倒热渣和带盖热修。铁水包小盖动作或者钢包盖的启闭动作由专门机构完成,无人操作也可以由台车工操作。

铁水包加盖——铁水温度提高7.5~10℃,实现吨铁直接效益(提高铁水收得率1.75‰以上、提高耐材寿命5~7.5%、减少吹氧量~2.5%以上等)1.875~2.5元,另大大改善了环境。

钢包全程加盖——转炉出钢温度下降10~15℃,实现吨钢直接效益(免除保温及投放、提高转炉耐材寿命和钢包包衬寿命5~10%、减少吹氧量~3.4%、减少总渣量和吹损、免除钢包在线烘烤煤气消耗等)~5元以上,另大大改善了环境。

2.3

铁合金、废钢富氧烘烤

常规燃烧由于惰性氮气的存在,会带走热量,影响传热效率。高炉煤气热值低,烧烤温度往往仅达1000度。富氧或纯氧条件下,炉内各点燃烧反应分散、均匀,火焰温度可达1400度,可以实现高效烘烤,大幅提高能源利用效率。

1、节能燃料50%。

2、提高烘烤温度。

3、提高加热能力20-50%。

4、气流搅动使火焰分布在整个炉膛,燃烧无火焰且均匀。

5、减少二氧化碳排放50%。

2.4

纳米氧化铝绝热技术

纳米氧化铝微孔绝热板是利用纳米技术开发的一种节能环保型超级绝热材料,具有优良的绝热性能,并且质轻环保、耐高温,节能降耗效果显著优于传统绝热材料。钢包包衬采用纳米氧化铝微孔绝热板,在1000 ℃工况时,具备最低的导热性能。利用纳米技术开发的不同规格尺寸与厚度的纳米微孔绝热板,是一种具通有优异高温阻隔性能的纳米多孔结构、复合反射型绝热板材,产品有着优异的绝热性能,并且质轻环保、耐高温,节能降耗效果显著优于传统绝热材料。纳米绝热板主要用于冶金(铁包、钢包、中间包等)、工业炉、电炉、回转窑等领域。

以铁包、钢包、中包为例,可降低包壁温度40度以上,减少铁水、钢水温降4度。



3、快速分析与检测

序号

技术名称

主要技术内容

效益分析

3.1

成份快速分析

系统

以投弹仪、在线式钢液成份检测为核心,实现成份快速定值。

缩短时间3min以上,吨钢增效冶炼10元以上

3.2

炉气快速分析

以在线式炉气分析技术为核心,实时控制冶炼当量点。

缩短时间3min以上,吨钢增效10元以上

3.3

在线式铁水、钢水测温系统

以在线式高精度钢水测温技术为核心,实现炼钢、出钢温度快速测定。

减少快偶使用,节省3元/炉。

3.4

中包、钢包测温

系统

以在线式高精度测温技术为核心,精确测定中包、钢包温度场。

减少快偶使用,节省3元/炉次。

3.5

连铸坯测温系统

以在线式高精度测温技术为核心,精确测量连铸坯温度变化情况,为提高拉速创造条件。

准确定位凝固末端位置和连铸坯温度。

3.6

包罐状态热像

监测

在倒罐点、回转台处设置高精度测温成像系统,实时监测包罐状态热像。

1.png

实时监测包罐状态热像,防范包罐、发生穿包事故。


4、低成本合金化

序号

技术名称

主要技术内容

效益分析

4.1

HRB400、HRB400E

钒系微合金化

钢中氮化物比碳化物具有更高的稳定性,析出相更加细小弥散,强化效果明显提高。氮是含钒微合金钢中一种十分有效的合金化元素,其与钒具有较强的亲和力,钢中增氮能优化钒的析出,起到细化晶粒的作用,进而改善钢的强韧性配合,含钒钢中每增加1×10-5的氮可提高强度8 MPa以上。通过增加钢中廉价的氮元素,在保证强度相同的水平下,可节约20%~40%的钒元素,有效降低钢材生产成本。

加入工艺:转炉钢水出钢过程加入FeSiMnSiVN16进行脱氧合金化并加入2.0-2.5kg/t的增氮强化剂,转炉出钢过程确保全程底吹氮气且时间大于5分钟进行充分搅拌,炉后吹氩站使用碳包芯线进行成分微调,氩站钢水处理时间确保8分钟以上。全程钢包加盖、保护浇铸,减少钢水转移和浇注过程中的温度损失,实现全程低温操作、确保钢水的洁净度。


以钒铁10万/吨、增氮添加剂0.5万/吨的价格测算,吨钢合金材料成本约为22元,相比单纯使用铌铁0.35kg节约成本约13元。

4.2

HRB400、HRB400E

铌系微合金化

改性稀土包芯线+微合金添加剂改进铌铁合金化效果。加入工艺:吨钢使用0.14kg铌铁、1kg改性稀土包芯线及1kg微合金添加剂.

 

以铌铁25万/吨、改性稀土包芯线2.3万/吨、微合金添加剂0.3万/吨的价格测算,吨钢合金材料成本约为58元,相比单纯使用铌铁0.28kg节约成本约12元。

4.3

钢筋钢专用高钒合金

高钒合金是一种针对转炉、电炉生产钢筋钢特别定制的新型合金,也可适用其他钒系微合金钢,具有回收率稳定、质量可靠、成本优势明显(通常按VN、V-Fe合金中钒品位价格的九折定价)等特点。

 

相对于VN合金,使用高钒合金降本为0.03%*(2130-1900)=6.9元,未计减少Si-Mn合金使用降低的成本。因此,高钒合金具有明显的成本竞争优势。


5、设备高效维护

序号

技术名称

主要技术内容

效益分析

5.1

烟道冷却器声波除垢技术

在现有的烟道冷却器上增设——声波除垢装置,防止烟气冷却器堵塞,达到设计温度,实现节能提效。

 

1、防止烟气冷却器堵塞;

2、提高冷却效果;

3、提高产汽效率。

5.2

转炉一次除尘风机叶片声波除垢技术

将磁调频高声强声波发生器安装在风机进口烟道两侧,发声装置通入氮气,发出特定频率声波,声波均匀布满整个空间,进行全方位清灰、除垢,可在线、不停机去除风机叶轮上的灰垢,可以清除到不易清除的死角。

 

1、解决平均每月需停机一次对风机叶轮进行人工高压水冲洗,每3个月须停机做一次叶轮动平衡,影响转炉连续生产的问题;

2、提高风机稳定性,降低风机因叶轮结垢引起的振动几率;

3、提高风机叶轮寿命;

4、减少了停产损失。

5.3

复合声波团聚高效除尘技术

声波团聚:利用高强度声场使微米和亚微米级细颗粒物发生相对运动使其碰撞、粘附形成大一级的团聚物。 

1、适应性强、效果显著;

2、施工周期短,仅需停炉5天;

3、投资少,不占地;

4、运行成本低,

5、不产生二次污染

5.4

电弧炉、精炼炉电能质量治理

采用动态无功补偿装置解决电弧炉、精炼炉电能质量问题:1、负荷电流波动大、急剧、频繁而无规律;2、无功功率较大,功率因数较低;3、由于“工作短路”和拉弧会产生大量的冲击电流,而且多数三相不对称;期间会产生大量的负载谐波电流等。

精炼炉一般和电弧炉配套运行,共用一套滤波补偿装置,如针对精炼炉亦可采用固定支路滤波装置。

1、有效滤除系统谐波;

2、保证系统安全、可靠、稳定运行;

3、提高功率因素。



6、高效连铸

序号

技术名称

主要技术内容

效益分析

6.1

连铸坯定重切割

未采用定重模型情况下,在同规格同钢种同定尺下,不同流位不同拉速的情况下,铸坯重量差可达20-50kg,重量不均造成轧制后余料太多或短尺,影响成材率。采用定重模型可以对铸坯进行精确定重切割。

定重±3kg合格率始终保持80%以上,±5kg之内的达到90%以上,每百万吨为企业创造逾500万元以上利润。

6.2

钢坯机械摆动剪

本设备用于剪切热态下定尺钢坯,普通规格为150×150mm,开口度为215mm。其主要特点如下:(1)能耗小,该设备采用“启停式”剪切制度,

工作时启动电机,剪切完即刻停止,其余装料、调整时间均不工作,每小时消耗功率不足10kW,大大节省能源;(2)该设备采用机械移动式结构,刚度好、强度高,结构结实可靠;(3)剪切后的钢坯,其断面整齐,无毛刺,减少钢坯损耗,材料利用率高;(4)由于上、下剪刃采用V型开口,剪切后,对于钢坯有收口的作用,便于后续工序的咬入,整体性好。

 

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【2022年主要工作】

        ● 5月

1、5月26日,江苏省钢铁行业协会副会长兼秘书长陈洪冰、常务副秘书长蒋莉一行在兴化市工信局副局长姜兆荣及相关部门负责人陪同下,专程赴江苏众拓新材料科技有限公司调研集中冶炼项目。

陈洪冰实地考察了合金熔炼炉、电炉、AOD炉、VOD炉、板坯连铸机、制氧站,对项目的工艺布局、装备水平、环保治理水平给予了高度评价,并对企业生产经营提出了合理的建议。

2、5月28日,江苏省钢铁行业协会副会长兼秘书长陈洪冰一行专访中天钢铁集团(淮安)新材料有限公司,会晤筹建指挥部副总指挥万文华,双方就产品方案、建设方案开展了沟通。

        ● 6月

1、6月7日,靖江市发改委副主任袁俊章、重大项目建设办公室主任戴杰、靖江市青拓金属科技有限公司负责人邓博浩一行莅临我会调研交流,双方就靖江市青拓金属科技有限公司年加工120万吨高品质宽幅不锈钢板带产品方案、技术路线开展了交流。

        ● 8月

1、8月2日,陈洪冰一行调研溧阳宝润钢铁有限公司高端不锈钢项目,在副总经理刘国胜、办公室负责人王丹、黄丽娟陪同下实地考察炼铁、转炉炼钢等长流程生产设施拆除现场和电炉、精炼炉、轧机施工现场。陈洪冰对溧阳宝润2680mm热轧不锈钢卷板装备水平、建设速度给予了高度评价。