第一篇：我国连铸技术装备发展趋势

我国连铸技术装备发展趋势

连铸坯的吨数与总铸坯(锭)的吨数之比叫做连铸比，它是衡量一个国家或一个钢铁企业生产发展水平的重要标志之一，也是连铸设备、工艺、管理以及和连铸有关的各生产环节发展水平的综合体现。1970年至1980年，世界平均连铸比从4.4％发展到28.4％，中国的连铸比从2.1％发展到6.2％；至1990年，世界和中国的连铸比分别发展到62.8％和22.4％；到2001年，又分别发展到87.6％和92.0％。2003年，中国连铸比达到95.3％左右，估计世界平均连铸比2003年接近90％。从统计数字可以看出，中国的连铸技术在近10多年内得到了迅速发展。

世界连铸技术的发展及我国存在的差距

世界上有许多连铸技术实力较强的公司，如西马克·德马格、奥钢联、日本JSP公司、达涅利(包括戴维)公司等。以板坯连铸机为例，西马克·德马格公司从1962年至2001年新设计和改造板坯连铸机共约370台；奥钢联从1959年至2000年新建和改造板坯连铸机共约181台；日本JSP公司截止2001年新建并改造板坯连铸机共约150台；达涅利的戴维公司也设计了10多台连铸机。2001年末，世界上共有各类投产的板坯连铸机约550台800流(有一些是重复改造的，按估计值未计入)。

截止到2002年底，中国共有551台(1749流)连铸机，其中板、方坯连铸机分别为101台(130流)、429台(1564流)，圆坯、异形坯连铸机分别为20台(52流)、1台(3流)。这些统计中，绝大部分连铸机是立足于中国国内设计制造的。

我国加入WTO后，人才、知识、科技与经济的全球化趋势越来越清晰地展现出来。由于历史及其他各方面原因，国外先进技术和管理方式显然具有竞争优势。近几年，我国经济发展较快，冶金企业投放的技改资金比较大，新上项目很多，连续铸钢项目也较多，但连铸机设备和技术大部分还是靠引进。我国薄板坯连铸连轧已经引进了将近10条生产线；从2000年开始，我国先后全部引进或引进核心部位设备与技术的常规板坯连铸机共有24台27流，还有继续引进的趋势；中薄板坯连铸机、异型坯连铸机全部引进；大方坯连铸机也有引进的倾向。其原因主要是我国连铸技术与国外先进水平还存在一定差距。以板坯连铸机为例，主要表现在： ●板坯连铸机本体设备的四个关键设备明显落后于国外。结晶器国外已采用紧凑式结构，我们还是老式的带外框架的结构；国内外新投产的板坯连铸机几乎全部采用液压振动装置，而我们还有许多新上的是机械电机振动装置；零号扇形段国外能够液压远程调辊缝，而我们还是液压垫块式结构；扇形段国外均能够液压夹紧、远程调辊缝和动态轻压下，而我们还是垫块式的停机调辊缝结构。

●除以上四大设备与国外相比存在一定差距外，配套设备中许多小的地方也存在不同程度的差距。

●液压系统、电气控制系统也在某些方面存在差距。

●连铸生产应用软件差距最大。

●国内技术资源不能有效整合。

就连铸技术本身的发展，国内专家有以下看法：

1、新材料是钢铁工业的永远追求

进入21世纪后，以高新技术为先导的“产业革命”在材料领域出现了一些令人瞩目的新现象，神奇的纳米材料可能孕育着社会经济的巨大变革，新材料是高新技术的基础。在材料工业的传统产业中，尽管有色金属及合金、陶瓷材料、塑料、复合材料的发展在一定程度上取代了钢材，但钢铁工业在国民经济、军事方面的支柱地位仍然是不可动摇的，钢材仍然被公认为是21世纪一种主要的建筑与工程材料。21世纪，全球经济将持续增长，对钢材的需求量也将继续增长。增长的同时，钢铁工业必须从“产量型”向“品种型”、“质量型”转变，如开发生产低合金高强度钢、优质合金钢、超级合金等新钢种。生产具有高洁净、高均匀性、超细晶粒的新一代钢铁材料会成为有实力的钢铁企业追求的目标，谁掌握了这些生产技术，谁的产品就会有更多的市场占有率。连续铸钢是钢铁工业生产中的一个重要工艺环节，目前连续铸钢已经能够浇铸绝大多数钢种，新材料的试制与开发对连铸工艺和设备将会提出更高的要求。

2、产品质量是连续铸钢的命脉

随着经济和社会的发展，连铸产品的质量将成为市场竞争的焦点之一。客户已经不满足“合格产品”这一理念，谁的产品质量更高、更好，谁就能在竞争中立于不败之地。例如汽车用深冲钢板，钢中[C]+[P]+[S]+[O]+[N]+[H]总和不大于0.01％。作为连续铸钢，就是要提高无缺陷坯的比率，在连铸工艺、设备和生产操作等多方面下功夫。

连铸产品合格率不仅仅取决于连铸机本身，由于连铸工艺的特殊性，需要进行浇铸的钢种往往对钢水的成分、夹渣、气体含量、温度有一定的要求。因此，连铸前工序的炉外精炼技术从20世纪80年代受到连铸工艺的重视之后，在90年代已成为必不可少的手段。如超铁素体不锈钢00Cr26Mol要求[C]+[N]≤0.015％；油气管线用钢[N]≤0.005％、[S]≤0.001％；轴承钢[O]≤0.001％。如此之高甚至更高的质量要求必须依靠炉外精炼技术来实现。新建的板坯连铸机一般根据所生产的钢种都考虑了完善的炉外精炼措施，而老连铸机的改造将会把炉外精炼作为首要的改造因素，以便给连铸机提供合格的钢水。炉外精炼可提高生产率、降低能耗、提高连铸坯和钢材质量、提高成材率、降低废品率等。对不同钢种、不同规模、不同轧材配备不同的炉外精炼技术必将得到更多的重视。

3、连铸技术发展应关注的问题

近终形和传统断面的板坯连铸机各有千秋

很多人把薄板坯、中厚板坯连铸机也称作近终形板坯连铸机。目前近终形板坯连铸连轧工艺还有较大的发展空间，但这类连铸连轧工艺的发展重点还是扩大产品品种，提高产品质量。过去曾有人认为，近终形连铸连轧工艺的出现将大量地取代传统断面的板坯连铸机和热连轧机。然而，由于钢种、产品用途、产品质量的实际情况，传统断面的板坯连铸机不但不会被近终形连铸连轧工艺大量代替，而且还会继续向前发展。

连铸机的高效化改造

今后若干年，新增连铸机的势头将会明显减弱，正在生产的连铸机的高效化改造会越来越多。不论是新建连铸机，还是老连铸机的改造，人们不会单一地追求高拉速、高产量，而综合经济效益、投入与产出的水平将成为连铸机高效化的基本准则。

连铸坯热装热送

热装热送能够最大限度地降低能耗，提高金属收得率，缩短从钢水到成材的生产周期时间。对于传统板坯连铸机，在总体设计时，热装热送将成为首要考虑的工艺过程。炉机匹配

炉机匹配是连续铸钢提高生产效率必须考虑的重要因素，在连铸机初步设计时就应该考虑周到。

液压振动是连铸机的关键技术

液压振动可以在浇注过程中调整振幅、频率、波形偏斜率(结晶器上升、下降时间及速度)，以取得最佳的负滑动时间和保护渣流动效果。液压振动在20世纪90年代中后期已得到迅速推广，在传统板坯连铸机上大有替代机械振动之趋势。

轻压下技术各有侧重

静态轻压下技术将根据钢种会被普遍采用，动态轻压下技术会越来越多地接受生产实践的考验。对于生产率高的板坯连铸机，为了减小维修工作量，缩短停机时间，远程快速调辊缝技术成为大型板坯连铸机必不可少的设备之一。在浇铸过程中，大压下量压下的铸轧技术有可能被人们重新看好。

冷却系统有待发展

针对不同连铸机、不同钢种及其它具体情况对板坯凝固传热及冷却规律的研究，将会继续深入下去。这种研究主要体现在结晶器一次冷却和辊子导向区域的二次冷却方面，对有些钢种来说还包括凝固完毕的自然冷却。二冷喷淋宽度随板坯宽度变化的无级调节会逐渐增多，随之而来的是大流量、宽范围的气水雾化喷嘴会较快推广。

生产更加纯净的钢种的要求

为了生产更加纯净的钢种，保护浇注、中间罐冶金、中间罐保护渣、结晶器保护渣、浸入式水口形状的深入研究和配套措施将成为最基本的工艺要求。

电磁搅拌将会继续使用

电磁冶金技术特别是结晶器钢流控制技术将根据钢种和拉速的要求会逐渐多地应用在高级钢种的浇铸中。对某些特殊钢种，如等轴晶比率要求较高的钢种，扇形段区域的电磁搅拌还会继续使用，甚至是某些钢种的必要措施。另外，在大量生产的钢种中，为了延长中间罐使用寿命，降低生产成本，浸入式水口快速更换装置的普及步伐会加快。结晶器液面控制和漏钢预报装置将会得到更多的应用

为了稳定生产操作并保证板坯质量，结晶器液面检控系统成为最常规的技术措施之一。结晶器漏钢预报装置在高效率、高拉速连铸机上也会更多地应用。自动开浇作为提高自动化水平的重要技术也会受到用户的重视。

总之，连铸机关键技术选用及配套使用的目的是为了提高连铸机的装机水平，提高连铸板坯质量，提高拉速、生产率、金属收得率，降低生产成本，最大限度地发挥连铸机的节能特点。连铸设备将会围绕工艺要求在设备结构的优化、可靠性、维修性、可操作性、使用寿命等方面进一步改进。

另外，在连铸工艺方面也有很多需要深入研究的技术，如包晶钢种连铸、减少铸坯半宏观偏析和宏观偏析技术、纯净钢的生产技术、不锈钢及其它特殊钢种的生产技术、高等级钢种的中间罐冶金生产技术、高效高速连铸等。

第二篇：连铸

A Adjusting cylinder manipulator 调节油缸机械手

Air brake 空气制动器 Air-conditioning units 空调

Air clutch for emergency 事故用的空气离合器

Air motor for emergency 事故用的空气马达

Air valve stand 空气阀站 Alarm lamp警示灯 Alignment stand校准台 Ancillary equipment 附属设备 Anchor frame 锚固框架 Anchor bolt 地脚螺栓

Amp box for ladle weighing device 大包称量装置放大器盒

Arm for position control 位置控制用臂 Auxiliary equipment 辅助设备 Auto joint support 自动接头装置 Auto-plug system 自动堵塞系统

B Ball bearing 球面轴套 Base frame 基础框架 Beam suspension 梁式吊具 Bearing for rotating 旋转用轴承 Bearing for gear 齿轮用轴承

Bearing saddle and parts 轴承座及其零件

Bearing wheel and axle轮用轴承轮轴 Bending point矫直点 Bending zone 弯曲区 Bevel gear box斜齿轮箱 Bow segment 弧形扇形段

Breakout detection system 漏钢预报系统 Brush descaling unit 铁刷去鳞装置 Brick shoe制动板 Burr chute 毛刺流槽 Burn-out station 燃烧站 Buffer for moving 移动用缓冲器 Buffer缓冲器

Buffer frame 缓冲器框架

C

Cam 撞齿

Car positionning unit 车定位装置 Casting platform 浇铸平台

Casting powder feeder 加保护渣装置 Casting subsystem 浇注分系统 Casting thickness adjusting device 浇铸厚度调节装置

Center beam 中心梁 Center rail 中心轨

Centering equipment 对中设备

Centering shaft for seggment 0 trunnion 扇形段0耳轴用对中轴 Chain conveyer拖链 Chain gear链齿轮 Chain guide rail链导向轨

Chain-type dummy bar 链式引锭杆 Changing jig for rotary bearing 回转轴承用更换夹具

Check facility 检测设备

Check track scarfing machine 火清机检查跟踪 Chock轴承座 Chute 溜槽

Clamping equipment 加紧设备 Clamping piece 紧固件 Cleaning stand 清扫台

Compressed water descaling unit 高压水除鳞装置

Connecting pin连接销

Continuous slab caster 板坯连铸机

Continuous casting machine 连铸机 Control panel 控制盘 Control pulpit 控制台，操纵台 Control station 控制台 Cooling equipment 冷却器 Cooling chamber 冷却室 Cooling stand 冷却台 Copper pipe铜管

Copper plate with screw washer 带螺纹衬的铜板 Covering hood 罩

Conveyor with claw带爪输送链 Coupling for emergency 事故用联轴器 Crane tongs 吊车 Crop push切头推出 Cross transfer car 横移车

Curtain hanger for mobile移动用帘式悬挂支撑架

Curtain cable carry门帘式电缆，运送架 Cushion arm缓冲臂 Cushion coupling缓冲联轴器 Cylinder bracket 油缸支撑架

Cylinder U type jig & pin 油缸U形夹和销

D Deburrer 去毛刺机 Deburring beam 去毛刺梁

Deck and bracket for rotating 回转用走台和支架

Deck and bracket for lifting 提升用走台和支架

Deck and bracket for ladle cover operating 大包盖操作用走台和支架 Delivery roll table出口辊道 Depiler去剁机

Depositing stand 存放台架

Detector(limit switch;cam limit switch)检测器(限位开关，凸轮限位开关)Disconnecting equipment 脱引锭设备 Dish spring for mold fixed结晶器固定用碟簧

Dismantling stand 拆卸台 Distribution vakve分配阀 Drive shaft传动轴

Drive side wheel and axle驱动侧轮轴 Drive unit 驱动装置

Driven roller 驱动辊

Drying stand 干燥台 Drying station 烘烤站 Drum卷筒

Dummy bar cusion device引锭杆缓冲装置

Dummy bar disconnecting device 脱引锭装置

Dummy bar drop unit引锭杆防落装置 Dummy bar head 引锭杆头 Dummy bar rocker 引锭杆升降台

Dummy bar support roll引锭杆支撑辊 Dummy bar support “top feeding” “上装”引锭杆台架

E

Eddy-current inspection 涡流检验

Emergence casting equipment 事故浇铸设备

Emergency cutting equipment 事故切割设备

Emergency slide gate 紧急滑动水口

Electric-magnetic stirrer 电磁搅拌器 Erection aids 安装辅助工具

Eside chain guide rail前部链导向轨 Exchange stand 更换台

Exectric hose and assembly电气软管及组件

Exhaust equipment 抽气设备 Expert spanner for anchor bolt 地脚螺栓用专用扳手

Expert spanner for rotary bearing 回转轴承用专用扳手

Eye check table目视检查辊道

F

Fan 风机

Filter and lubricator support过滤器和润滑器支架

Filter equipment 过滤器

Filter valve and distributing valve 过滤器和分配阀

Finishing plant 精整

Fixer stop 固定挡板

Flexible hose金属软管 Fluid connection 流体接头 Foot rollers 足辊、底辊 Foundation frame 底座

Frame arm shaft and other parts 框架，臂，轴和其它部件

G

Gear coupling齿轮联轴器 Gear reducer machine齿轮减速机 Gom packing 橡胶垫

Grease feeder pump 油脂给油泵 Grinder 手磨机，砂磨机 Guide bush导向轴套 Guide pin导向销

Guide rail pieces导向辊组件 Gunning stand 喷补台

H Hand cleaning equipment 手动清扫装置 Hand grinding unit 手动打磨机 Handling equipment 处理设备

Heat conservation equipment 保温设备 Heat conservation box 保温箱 Heat conservation pit 保温坑 Heat cover防热罩、其它 Head end 引锭杆头末端

Heat recovery system 热回收系统 Heavy rail and assembly重型轨及组件 Hook receive device吊钩接收装置 Horizontal segment 水平扇形段 Hose and attachment软管及附件 Hose for cable belt conveyor电缆拖链内用软管

Hot metal gunning machine 铁水喷枪 Hydraulic clamping device 液压夹持装置

Hydraulic cylinder with sensor and wring带传感器和配线的液压缸

Hydraulic hose, connector, cut-off valve液压软管，连接器，截止阀

Hydraulic motor for mold centering结晶器对中用液压马达

Hydraulic pipe for tundish car sliding nozzle中间包车滑动水口液压配管

I Inspection equipment 检验设备 Intermediate roller table 中间辊道

Immersion cooling basin 浸入式冷却池

J Jack for pin and lifting oil cylinder 销和提升油缸用拔出器

K Kishing base基准面

L

Lable dowelling machine 钉标签机 Ladle car 钢包小车 Ladle cover 钢包盖

Ladle cover manipulator 钢包盖机械手 Ladle equipment 钢包

Ladle plateform on tundish car 中间包车上大包操作平台

Ladle sand dumping device 钢包注沙系统

Ladle shroud 长水口

Ladle slide gate manipulator 钢包滑动水口机械手

Ladle stirring stand 钢包搅拌站 Ladle transfer device 钢包运输装置 Ladle treatment equipment 钢包处理设备

Ladle turret-butterfly 钢包回转台（蝶型）

Ladle turret-forged column 钢包回转台柱（锻造型）

Ladle turret-welded column 钢包回转台柱（焊接型）

Ladle lancing device 钢包喷枪 Length measuring equipment 定尺测量装置

Level controller液面控制器 Lever-type oscillator 杆式振动装置 Lever-type pusher 杆式推钢机 Lateral strand guide 侧辊铸流导向装置 Lifting chain提升链 Lifting device提升装置 Lifting frame升降框架 Lifting plate 提升板

Lifting power cylinder提升电动缸 Lifting roller table 提升辊道 Lifting table 提升台

Lighting annunciator照明，报警器 Light rail and assembly轻型轨及组件 Line spring线弹簧

Liner for slide frame滑动框架用衬垫 Limit switch 限位开关 Load cell压头

Local control panel机旁控制盘 Long nozzle operating device长水口操作装置

Lubricant pipe for ladle cover operate 大包盖操作用润滑配管

Lubrication main pump 润滑主泵

M Magnetic powder inspection 磁粉检验 Maintenance sprocket 维修链轮 Maintenance stand 检修台架 Manipulator 机械手

Manual pump device手动泵装置 Manual valve 手动阀 Marking machine 喷印机 Marking roll table喷印机辊道 Measuring equipment 测量设备 Measuring ruler 测量尺

Middle shaft中间轴 Mini-flowmeter 微型流量计

Mould centering stand结晶器对中台 Mould change parts结晶器更换部件 Mould fixed device结晶器固定装置 Mould level control system 结晶液面控制系统

Mould moving cover结晶器活动盖板 Mould oscillation measuring device 结晶器振动测量装置

Mould testing stand 结晶器检试台 Motor brake sensor马达,制动器,传感器 Moveable stop 活动挡板

N Narrow copper plate窄面铜板 Narrow foot roll窄面足辊装配 Narrow support plate窄面支撑板 NKK-sensor arm NKK-传感器臂 Nozzle arrangement 喷嘴布置

Nozzle spraying stand 喷淋试验台

O Offline table下线辊道 Oil seal油封

Oilless bush for detector 检测件用无油轴套

Oilless plate 无油板

One set grease nozzle 整套油脂喷嘴

Online table上线辊道

Operating device for ladle cover 大包盖操作装置

Operating panel on car车上操作面板 Operating platform 操作平台 Operating tools 操作工具

O-ring 0形圈

Oscillating equipment 振动装置

Oscillating knife(BWG)振动剪

Oscillation device centering pin振动装置对中销

Over load control system超负载控制系统

Overpass 上过道

P

Parallel guide rod平行导向杆

Parting-off grinder 分割打磨机 Path tracking system 方向跟踪系统

Pendant panel 悬挂式控制箱 Penetration test 渗透试验 Piler堆垛机

Piler roll table堆垛机辊道 Pilling grate 堆坯格栅台架 Pilling table 堆垛台

Pinion 小齿轮 Pipe clamp 管夹

Pipe for swivel joint 旋转接头用配管 Pipe for air and argon 空气和氩气用配管 Piston ring 活塞环

Planet bearing reducer 行星齿轮减速机 Plant supoorting structure 设备支撑架 Push-off equipment 推钢机 Preheating station 预热站

Positioning roller table 定位辊道

Powder and other material 耐材和其它材料

Power cylinder电动缸 Power penel 动力盘

Protection wall and protection cover 保护墙和保护盖 Pull box 分配盒

Pulley shaft washer 滑轮，轴，垫片 PX detector PX检测器 Q Quick joint 快速接头

R Ram-type pusher 推钢机 Reducer base减速机底座 Relining stand 修砌台 Removal car 活动小车

Residual steel pouring stand 残钢浇铸台 R gauge for width宽面用样板 R gauge for narrow窄面用样板 R-gauge(top frame,bottom frame)样板(上框架,下框架)Ring bush环形轴套 Roll chain辊链

Roller gap checker 辊缝测定仪

Roller table(equipment)辊道

Roller table car 辊床车

Rope suspension 绳质吊具

Runout roller table 输出辊道

Runover equipment 输出设备

Runway driving device走行驱动装置

S Sample cutting machine 取样切割机 Sampling(equipment)取样（设备）Sandblasting descaling unit 喷砂去鳞装置

Saw equipment 锯 Scale flume氧化铁皮沟槽 Scale pit 氧化铁皮坑 Scale remover 除鳞机 Scale system 除鳞系统 Scarfer火焰清理机

Scarfing equipment 火焰处理设备 Scarfing robot 火焰清理机械手 Scarfing roller table 火焰清理辊道 Scrap equipment 废钢收集装置

screw jack 螺旋千斤顶

Seal packing密封垫，密封件 Seal washer 密封垫圈

Secondary steelmaking equipment 精炼设备

Sectionalizing machine 横向分割机

Segment change device扇形段更换装置 Segment manipulator 扇形段机械手

Segment manipulator-chain 扇形段机械手-链

Segment manipulator-crane 扇形段机械手-吊车

Segment o 扇形段O

Selective scarfing machine 可调式火焰清理机

S.E.N.changing device 长水口更换装置 Separation equipment 剪切设备 Shaft for wheel轮子用轴

Shroud changing device 水口更换装置

Shroud manipulator 长水口机械手

Skull removing stand 去馏台 Slab turnover device 板坯倾翻装置 Slide gate 滑动水口

Slide gate manipulator 滑动水口机械手 Slide nozzle cylinder lifting jig 滑动水口液压缸提升夹具 Slipping 滑环

Slitting machine 纵向分割机 Slitting roller table纵向分割辊道

Snorkel 长水口

Spray headers 喷头 Spray nozzle喷嘴 Spray pipe喷淋配管

Spectrometer 光谱仪 Springing stop弹簧停止器 Sprocket链轮

Standard tool 标准工具

Steam exhaust system 蒸汽抽取系统 Steel girde钢梁

Stirrer(EMS)电磁搅拌器 Stopper for moving移动用停止器 Stopper rod 塞棒

Stop valve 截止阀

Straight chain guide rail水平链导向轨 Straightening zone segment 矫直区扇形段

Strainers 过滤器

Strand guide 铸流导向装置 Strand guide roller 铸流导向辊

Subito measuring device 测量装置

Supply room 供料室 Supporting grate 支撑格栅 Supporting structure 支撑结构

Support pin 支撑销 Suspensions 吊具

Swiveling knife(VAI)旋转剪 Swivel joint 旋转接头

T Tail chain guide rail and shaft后部链导向轨和轴

Taper bush 锥形衬套

Taper measuring device 锥度测量装置 Technological steel structure 工业钢结构Terminal box for turret inside 回转体内侧用端子盒

Terminal box for turret outside 回转体外侧用端子盒

Termina box in car车内端子箱 Thermocouple with fixed parts带固定件的热电偶

Tilting knife(L-Tec)倾翻剪 Tilting power cylinder倾动电动缸 Torch cutting roller table 火焰切割辊道

Transfer car过跨台车 Transfer roller table 输送辊道

Transfer system 运输装置 Transom横梁

Trough and container 料槽和容器 Trunnion base for seggment 0扇形段0用耳轴座

Tundish(equipment)中间包 Tundish car 中间包小车

Tundish cover 中间包盖

Tundish cover stand中间包盖台架

Tundish stopper 中间包塞棒 Tundish swiveling device 中间包摆动装置

Tundish temperature measuring device 中间包温度测量装置 Tundish trough 中间包槽

Tundish turret 中间包回转台

Tundish exhaust system 中间包抽吸装置

Turning-type roller table 转动式辊道

Turnover equipment 翻钢机 Turnover frame 倾翻架 Turn pan转盘

U

Upper and lower limit detector上下限位检测器

US-inspection 超声波检验 Utility connection 公辅接头 Utility piping 公辅管道

V

Valve device for lifting hydrauliccylinder 提升液压缸用阀装置

Valve stand for cover operating device 盖操作装置用阀站

Ventilation station通风系统 Vertical segment 垂直扇形段

Visc roll 盘辊

W

Waiting table等待辊道

Walking beam equipment 称重步进梁

Water hose水软管

Weighing roller table 称重辊道

Weight frame称量台架 Wheel(drive side)轮(驱动侧)Wheel(no drive)轮(被动侧)Width copper plate宽面铜板

Width cooling water tank宽面冷却水箱 Width cramp unit宽面夹紧装置 Width foot roll assembly宽面足辊装配 Width measuring device 宽度测量装置

Withdrawal equipment 拉坯机

Wiring bush and bracket 配线，套管

和支架

Wiring for turret 回转体内用配线

Worm jack蜗轮千斤顶

Worm jack for mold centering结晶器对中用蜗轮千斤顶

第三篇：我国炼钢—连铸技术发展和2010年展望

我国炼钢—连铸技术发展和2010年展望 殷瑞钰(钢铁研究总院，北京100081)摘要：系统总结了2000年以来国内炼钢一连铸技术的发展和主要的技术成果，分析了目前炼钢－连铸生产技术的主要问题，并对2010年我国炼钢一连铸的技术发展方向进行了系统阐述。为进一步提高国内炼钢－连铸的生产技术水平，必须确立21世纪新一代钢铁厂的新理念和新目标，通过对炼钢－连铸生产过程的系统优化、解析与集成，建立起高效、低成本洁净钢的生产平台。讨论了洁净钢生产平台建设面临的主要技术问题、解决方法和具体措施。关键词：炼钢；连铸；炉外精炼；洁净钢；流程工程

中图分类号：TF7 文献标识码：A 文章编号：1002一1043(2008)06—0001一12 进入新世纪以来，我国钢铁生产持续发展，钢产量增加，许多企业的技术装备达到了国际水平，钢材品种与质量已接近或达到国际先进水平，说明我国钢铁工业的发展已经迈入一个新的时代。今后几年，我国钢铁工业不但应在规模和质量等方面达到国际先进水平，而且在钢铁生产、工程设计、工艺与装备、节能减排、环保等方面的研究开发、生产运行都应走向国际前沿。

为了实现上述战略发展目标，必须认真回顾总结近几年我国钢铁工业特别是炼钢连铸生产技术发展的成就，分析目前存在的问题，研究今后炼钢一连铸技术的发展趋势和方向，不断创新，为完善和发展新一代炼钢工艺流程做出贡献。1 炼钢－连铸生产技术的发展

2000年以来，国内炼钢一连铸技术取得明显的进步，主要表现在以下几个方面：

1．1 钢产量高速增长

图1给出2000年以来国内钢产量增长趋势，粗钢产量从2000年1．285亿t增长到2007年4．892亿t，平均年增长率为18．2％。

转炉是目前中国最主要的炼钢方法，转炉钢产量从2000年的1．0584亿t增长到2007年的4．4亿t，年平均增长率为19．5％，高于国内粗钢产量的增长速度。转炉钢比例相应从2000年的82．4％增长到90％左右。电炉也是目前国内主要的炼钢方法，随着中国钢产量迅速增长，电炉钢的生产比例在2003年以前缓慢增长，最高达17．6％；2004年以后，由于转炉钢的快速增长，电炉钢比例逐年降低。但电炉钢的产量持续增长，与2000年相比电炉钢产量翻了一番。

在国内钢产量迅速发展的同时，连铸比也不断增长。如图2所示，2000年全国连铸坯产量为1．096亿t，连铸比85．3％；2007年全国连铸坯产量为4．74亿t，连铸比96．95％。随着连铸比的提高，成材率也相应提高，达到了96．2％，这说明连铸技术的进步为我国钢铁工业增产增效、节能减排作出了重要贡献。

1．2 技术经济指标不断优化

国内炼钢一连铸生产技术的进步主要体现在各项技术经济指标不断优化。表1给出2003年至2007年国内转炉、电炉和连铸的主要技术经济指标变化情况。

国内转炉炼钢的技术进步主要体现在：完善溅渣护炉工艺，提高转炉炉龄；推广强化供氧技术，提高转炉作业率；推广长寿复吹工艺，进一步降低钢铁料消耗并提高以终点控制为核心的转炉自动化控制水平。

电炉生产技术发生重大变化：采用大型高功率和超高功率电炉淘汰大批30t以下小型电炉；建设电炉一精炼一连铸一连轧现代化短流程生产线，采用优化配料与供电制度，强化供氧提高化学能输入量和部分电炉采用热装铁水等新工艺技术，达到降低冶炼电耗，缩短冶炼周期，实现多炉连浇。在此基础上实现了电炉生产多元化，形成电炉一普钢长材、电炉一特殊钢长材、电炉一无缝钢管、电炉一中厚板和电炉一薄板坯连铸连轧等多种生产线，完善了电炉钢产品结构，扩大了生产品种。

连铸继续快速发展，自主开发的能力进一步提高。至2007年已建成板坯连铸机(宽度700mm以上)175台，237流；薄(中)板坯连铸机17台，18流；方坯和矩形坯连铸机(150mm×150mm以上)437台，1323流；小方坯连铸机305台，1027流；圆坯连铸机48台，173流。全国总计连铸机996台，2806流，年生产能力达到4．743亿t。

随着国内炼钢一连铸技术的进步和技术经济指标的优化，获得了明显的经济效益。据2007年国内93家大中型企业的统计，年利润达1479．82亿元，比上年同期增长49．78％。

1．3 建立现代化炼钢生产流程 2000年以后国内钢铁企业重点开展钢铁生产流程与工艺结构的优化，基本建立起现代化炼钢生产工艺流程。

转炉流程：铁水脱硫预处理→转炉复合吹炼→二次精炼→全连铸； 电炉流程：大型超高功率电炉(兑铁水)冶炼→二次精炼→全连铸。

近几年铁水脱硫预处理在国内广泛应用。铁水预处理的装备能力逐年提高，至2006年重点大中型钢铁企业铁水预处理比已达56．7％，宝钢、武钢、鞍钢等大型钢铁公司已基本实现100％铁水预处理。

表2给出目前国内采用的主要铁水脱硫工艺的技术经济指标对比，说明国内铁水预处理工艺已经积累了丰富的经验，为钢厂合理选择铁水脱硫预处理工艺提供了广泛的空间[1]。

为提高转炉生产效率和扩大洁净钢生产比例，国内大多数转炉炼钢厂综合采用铁水预处理、复合吹炼、强化供氧、终点动态控制和溅渣护炉等成套先进工艺技术，较大幅度提高转炉的生产效率，降低生产成本，提高钢水的洁净度。

2000年以前国内电炉重点是采用大型超高功率电炉淘汰小型电炉，如2000年我国电炉已从1600多座减少到179座，其中50 t以上的大、中型电炉钢产量占全国电炉产量61％。2000年以后，国内电炉厂综合采用铁水热装、废钢预热、优化配料供电和供氧等先进技术取得了明显的效果。如表3所示。大型电炉采用铁水热装工艺冶炼每吨钢电耗降低约67kWh，减少电极消耗35％，缩短冶炼周期10min。

1．4 钢材洁净度与品种质量的进步

为了满足市场对洁净钢生产的需求，国内钢厂普遍重视二次精炼工艺，完善二次精炼设施。国内大、中型骨干企业钢水二次精炼的比例从2000年不足20％迅速增长到2007年64％。表4给出2007年国内二次精炼设备的台数和吨位数据(不包括吹Ar设备在内)。

随着精炼设备的增长，二次精炼工艺技术也取得明显的进步，形成了以挡渣出钢、合成渣洗、炉渣改质、白渣精炼和喂线与钢中夹杂物形态控制、钢水温度、成分精确控制以及真空脱碳、脱气、夹杂物上浮分离等核心技术为基础的二次精炼工艺技术，能满足不同类型产品的批量生产，达到超低氧、超低碳和超低硫等高品质洁净钢的质量要求。

二次精炼技术的发展使国内钢材的洁净度得到显著的提高。15年前国内绝大 多数钢厂生产的钢水洁净度(ω(S+P+T．O+N+H))波动在(300～350)×10-6，目前国内多数钢厂已可以大批量生产钢水洁净度250×10-6以下的洁净钢，宝钢、武钢、鞍钢和首钢等大型钢铁企业生产的钢水洁净度可以达到100×10-6以下。从表5可以看出，目前国内生产的典型高附加值产品钢水洁净度已达到国际先进水平。

钢材洁净度的大幅提高使我国钢铁产品结构发生了重大改变。如表6所示，近几年国内典型高品质钢种的生产比例迅速增长，不仅给钢铁企业带来更大的经济效益，而且有力地支持了国家经济建设。1．5 节能环保技术的发展近几年国内钢铁企业高度重视节能减排工作，研究开发各种节能环保技术。如表7所示。2000年以来随着国内节能环保技术的发展，吨钢综合能耗和电炉工序能耗逐年降低。与国际先进水平(日本每吨钢转炉工序能耗为－6 kg标煤)相比仍有较大差距，说明国内转炉工序尚有较大的节能空间。

实现负能炼钢的核心是要解决转炉煤气、蒸汽的回收和有效利用问题。转炉煤气含硫低、热值高，适用于生产高品质石灰；而大型转炉蒸汽用于RH或VD炉等 真空设备也具有较大的经济效益。这些都是今后技术改造中应提倡的节能环保技术。

目前国内转炉绝大多数采用OG法除尘工艺，基本解决了转炉烟尘对环境的严重污染。今后要进一步发展半干法或干法转炉除尘工艺，达到节水、节能和保护环境的目标。近几年，太钢、包钢等钢厂推广采用转炉干法除尘新工艺代替OG法获得了明显的效益。如表8所示。

炼钢渣和烟尘的回收与循环利用技术近几年在国内钢厂也得到充分重视。自主研发的转炉渣闷渣处理和滚筒法或轮淬法炉渣连续处理等新工艺，在生产实践中取得了较好的应用效果。转炉烟尘含铁高，基本全部利用，作为烧结矿料或冷却剂供转炉使用。马钢、包钢等企业试验吨钢采用15～20kg的转炉渣作为石灰的替代品返回转炉使用也取得一定成效。为实现炼钢厂固体废弃物“零”排放，提高资源利用率，今后应加强对炼钢渣和烟尘回收利用技术的研发与推广工作。

连铸坯热送热装工艺可以大幅度降低加热炉燃料消耗，已被多数炼钢厂采用。今后的工作应进一步提高铸坯的热送温度和装入温度，解决无缺陷铸坯生产的关键技术和热装相关的冶金质量问题，进一步提高连铸坯热送热装比例。1．6 装备大型化与设备国产化率

近几年，炼钢一连铸生产装备的大型化与设备国产化率日益提高。2003年以后国内钢铁企业大力建设100 t以上的大、中型冶炼设备。至2007年底，国内200 t以上的大型转炉已达到24座，总吨位为6400t，和2003年相比大型转炉的产能增加1倍。

最近2～3年，为提高钢材洁净度，扩大高附加值钢材产品的生产规模，大多数钢厂在配备LF、CAS和吹氩搅拌等常压二次精炼设备的基础上，针对板带材的生产特别是冷轧薄板的生产，又新建了RH和VD等真空精炼设备。随着国内薄板(特别是冷轧薄板)生产比例的增长，RH真空精炼设备的增长尤为迅速。如图3所示，2003年以后国内已投产的RH由20台迅速增长到59台，总吨位达9070t，比目前整个欧洲RH的生产能力(总吨位5790t)大56％。二次精炼的发展促进了精炼设备国产化率的提高。国内已掌握了自主设计、制造、安装、调试大型二次精炼设备(如：300 t RH)的能力，在精炼设备工艺布局、工序衔接以及不同产品的精炼工艺等方面积累了丰富的经验，而且加强了技术创新。如武钢炼钢总厂四分厂采用RH在线布置工艺，将RH布置在转炉出钢线上，并采用RH钢水罐卷扬提升装置、双室平移交替和真空室整体吊装等新技术，取得了良好的效果：可节约行车运行时问10 min左右，减少吊运过程温降10℃，缩短RH设备空置时问5 min，使RH精炼处理比例达到80％。

国内连铸技术的发展促进了连铸机设计和制造能力的提高，已能自主设计和制造小方坯、方坯和板坯连铸机，并实现快速达产。从20世纪90年代初国产连铸机以小方坯为主要机型的格局，逐步扩展到自主设计制造适应各种品种和规格的方坯、圆坯及板坯和中薄板坯等多种机型。

我国自主设计和建造的曹妃甸钢厂是国内大型钢铁联合企业建设的范例，首次采用5500m3超大型高炉、300 t铁水包直装、全量铁水“三脱”预处理与转炉高效冶炼、高拉速连铸、海水淡化等先进技术，标志着国内大型钢铁联合企业设计与设备制造方面达到国际先进水平。

国内炼钢－连铸生产设备大型化与国产化率的提高使钢铁厂的建设投资明显降低：大型联合企业(含冷轧、涂镀层、码头、电厂在内)的吨钢投资已降至6500～6800元；棒线材钢厂由于工序理顺和全面国产化，吨钢投资降低幅度更大。1．7 重大技术创新项目取得好成绩

科技进步是我国钢铁工业迅速发展的主要推动力。近几年，国内钢铁企业日益重视企业技术进步和广泛开展科技创新活动，取得了大量的科技成果。表9给出近几年国内冶金科技奖中炼钢一连铸成果授奖情况。

最近3～5年国内钢铁企业积极研究开发和推广以下重大技术创新成果，取得良好的成绩。

(1)转炉溅渣护炉与长寿复吹技术。近10年转炉溅渣护炉技术在国内大、中、小型转炉上广泛推广，取得了良好的成绩。全国转炉平均炉龄已接近8000炉，最高炉龄已超过30000炉，使我国转炉炉龄达到国际领先水平。国内自主研究开发的长寿复吹转炉技术利用溅渣过程中形成的透气性炉渣蘑菇 头保护底吹喷嘴，使底吹喷嘴的寿命和溅渣后转炉的炉龄同步，底吹喷嘴最高寿命超过30000炉(武钢)。目前，钢铁研究总院已在国内近200座转炉上推广采用该项新工艺技术，达到炉龄10000炉以上，复吹比100％和终点[％C][％O]≤0．002 7的良好效果，如图4所示[2]。

(2)转炉高效吹炼工艺。为了提高转炉的生产效率，不少转炉将供氧强度从传统的3．2～3．5m3／(t·min)提高到3．6～4．4 m3／(t·min)，缩短了冶炼周期，加快了转炉生产节奏，提高了转炉生产效率。如表10所示，采用高效供氧技术使供氧强度平均达到3．65 m3／(t·min)，冶炼周期缩短到36 min；中型转炉供氧强度平均达到3．5 m3／(t·min)，冶炼周期缩短到34．5 min；小型转炉供氧强度可达到4．0m3／(t·min)，冶炼周期缩短到24．7min。随供氧强度的提高转炉作业率大幅度提高，氧气与钢铁料消耗略有降低，具有较明显的经济效益。

(3)高效连铸技术。2000年以后国内钢厂大力推广以高拉速为核心的高效连铸技术，取得了明显的进步，形成了完整的高效连铸技术，主要包括：提高钢水质量，推广采用大容量中间包全保护浇注；采用连续锥度结晶器提高热交换效率；采用板簧导向振动减小振动轨迹误差；采用多点连续优化二冷配水等工艺技术。高效连铸技术的推广不仅提高了连铸机的产量，而且进一步改善了铸坯的表面质量和内部质量，基本实现无缺陷坯生产。如表11所示，通过连铸机高效化改造后，铸机的产量和拉速有明显提高。

从表11中可以看出，国内小方坯高效连铸技术已基本接近国际先进水平，但板坯高效连铸技术尚与国际先进水平存在一定差距。今后要在提高板坯拉速和改进板坯质量，提高铸机产量等方面开展更深入的研究工作。

(4)连铸恒速浇铸技术。连铸浇铸过程由于钢水温度波动和钢水供应节奏的影响造成拉速的波动。随着拉速波动量的增大，铸坯表面纵裂机率上升，表层卷渣严重，中心偏析恶化，氧、氮含量升高。为解决拉速波动引起的铸坯质量问题，武钢炼钢厂二分厂开发出“典型拉速下连铸恒速浇注”技术。典型拉速是指不同钢种在标准浇注温度下所对应的标准拉速，而恒速浇注是指保持典型拉速恒定不变(拉速允许波动±5％)的浇铸过程。实现恒速浇注的关键技术是：优化转炉、二次精炼与铸机的协同、匹配，合理确定不同钢种的典型拉速和浇钢时间；加强工序时间控制，采用计算机在线进行生产调度；加强钢水温度控制，稳定过程温降，使中间包温度合格率达90％以上。通过加强典型拉速达标率的技术考核(如图5所示[3])，使典型拉速达标率提高和稳定，铸坯综合质量合格率大幅度提高，更重要的是促进了炼钢厂内所有工序的稳定运行和协同运行，推动了从铁水脱硫直至连铸机出坯等所有工序的工艺优化和装备管理优化。

(5)薄板坯连铸连轧生产工艺达到国际先进水平。我国已建成投产13条薄板坯连铸连轧生产线，生产能力超过3000万t／a。其中多项技术经济指标达到国际领先水平。珠钢CSP薄板坯连铸机的作业率高达91．2％。薄板坯连铸一连轧的品种开发也取得重大进展，可以大批量生产超高强度集装箱板(Rm≥770MPa)，2006年珠钢生产薄规格(2 mm以下)钢板的比例达到53．8％。包钢在薄板坯连铸连轧生产工艺高效化和品种开发等方面也做出了优异的成绩，多年来在提高生产效率、改进工艺装备和产品开发方面做了大量的、有成效的工作并实现了技术输出[4]。唐钢、马钢、涟钢、济钢等厂薄板坯连铸连轧生产线也在不同方面形成了各自的特点和特色。

(6)专线化生产技术。为实现高效、稳定、低成本生产洁净钢，宝钢开发出炼钢“专线化生产技术”，通过合理优化工艺布置和差异化的设备选型将钢厂生产线按品种进行分工，保证某一类钢种固定在一条专业化生产线上生产。专线化生产模式与传统生产的最大区别是：前者品种钢生产分工明确，相对固定，生产效率高，产品质量稳定；而后者品种钢生产安排是随机的和不固定的，一旦发生生产节奏波动就会造成产品质量的波动，工艺稳定性差。目前宝钢炼钢厂已经建成了汽车板、厚板和硅钢3条专业化生产线，各生产线的工艺装备、产品和工艺特点见表12。

通过推进专线化生产品种钢模式，不仅使钢种质量控制能力显著提高，而且使RH产能得到最大发挥，连铸机拉速进一步提高，产品质量的稳定性得到显著改善。(7)转炉负能炼钢技术。近5年国内转炉吨钢炼钢工序能耗平均波动在26～28 kg标煤，而宝钢、武钢、太钢等近10家钢厂工序能耗实现了负能炼钢，说明在国内推广转炉负能炼钢技术将具有明显的节能效果。实现转炉负能炼钢的技术关键是采用转炉高效冶炼工艺，进一步降低吨钢氧耗和电耗。同时应努力提高转炉煤气和蒸汽的回收利用率。如图6所示，转炉煤气回收量大于90m3／t(煤气热值按7524 kJ／m3计算)，蒸汽回收量大于60kg／t是实现转炉工序负能炼钢的基本条件，在此基础上进一步降低吨钢氧、氮、电和燃料的消耗可进一步降低转炉工序能耗。

(8)全自动转炉炼钢与终点控制技术。随着国内炼钢一连铸生产设备大型化和现代化的发展，不少钢厂积极研究开发和推广转炉自动化炼钢工艺技术，以各生产环节准确计量为基础，通过终点副枪动态控制或吹炼过程炉气分析实现炼钢过程计算机自动控制，进一步提高转炉终点碳和温度的控制精度与命中率。宝钢、武钢、首钢迁安等大、中型转炉采用副枪终点动态控制技术取得良好的应用效果：转炉全自动吹炼控制成功率达到90％，碳控制精度为±0．02％，温度控制精度为±12℃时，碳温双命中率达到93％．补吹率降到5%以下，不倒炉直接出钢比例达到95％以上，达到国际先进水平[5]。马钢、本钢、攀钢等钢厂采朋炉气分析技术实现转炉全自动吹炼也取得较好的成效。马钢120t转炉在目标碳含量(质量分数)在0．03％～0．07％范围内，碳的控制精度可以达到±0．015％，温度控制精度为±16℃，碳温双命中率达88．6％，不倒炉出钢率提高到92．9％。同时冶炼周期可缩短3 min喷溅率降低到7．7％[6]。

1．8 目前国内炼钢一连铸生产中存在的主要问题

在认真总结近几年国内炼钢连铸领域技术进步的同时，还必须充分注意到目前尚存在的主要技术问题：

(1)炼钢厂能耗与国际先进水平相比仍有较大差距；

(2)炼钢厂环境治理和废弃物回收利用与国外先进水平相比有较大差距；(3)企业管理不够精细，应加强对废钢、石灰等辅料、耐材和铁合金的分类管理，实现炼钢精料，进一步减少渣量，减轻转炉回硫，降低生产成本；

(4)钢水成分控制精确度偏低，产品质量稳定性存在差距；

(5)设计理论与设计方法创新不多，炼钢厂平面布置研究不够，主要生产设备的差异化选型研究不够，特别要注意避免精炼丁艺装备选型和位置的失误所造成炼钢一连铸的混乱运行，应该深入研究专线化生产品种钢和动态一有序的运行模式。2010年炼钢一连铸技术发展展望

进入21世纪后，社会对钢铁厂的需求发生了重大转变，从过去单纯要求钢铁厂为社会进步不断提供低成本、高品质的钢材外，还要求充分发挥能源转换功能，节能减排，基本消除自身对社会环境造成的污染，同时要求钢铁厂具有大量处理社会废弃物并融人循环经济社会的功能。由于社会基本要求的改变，新一代炼钢工艺流程的兴起将成为历史的必然。

2．1 21世纪新一代钢铁厂的新理念、新目标

21世纪先进钢铁厂是在20世纪现代化钢铁厂发展的基础上，为满足市场对钢铁产品的需求和钢铁企业与社会和谐发展的要求而建设的新型钢铁厂。其基本技术特点是：生产高效化、产品洁净化和对环境的无害化。新一代钢铁流程将具有高效、低成本、稳定生产高品质钢材的钢铁产品制造功能；提高资源能源利用效率、显著降低污染物排放的能源、资源转换功能和大量消纳社会废弃物的再资源化功能，这是应该树立的新理念。

钢铁生产是典型的流程制造业，因此树立新理念还必须结合流程工业的基本特点：系统复杂性、生产连续性、管理协调性和发展整体性，在有限的时间和空间内将复杂的钢铁生产工艺过程有机地融为一体，真正实现炼钢生产过程动态有序，连续紧凑和高效稳定的生产。

在新理念的指导下研究开发适应21世纪社会需求的新一代炼钢流程应达到以下发展目标：

(1)新流程应具备高效化的生产特点，可以大批量、低成本、稳定地生产各类高品质钢材；

(2)新流程应具备资源能源减量化、可循环和再利用的基本功能，建设环境友好型清洁化生产的新流程；

(3)新流程应具备社会大宗废弃物无害化处理的功能，实现企业内部管理信息化、控制智能和生产自动化，实现钢铁工业的可持续发展；

(4)新流程的工艺程序、流程网络(平面图等)易于实现企业内部生产自动化、控制智能化和管理信息化。

总之，21世纪新型钢铁厂要实现钢铁厂功能的转变，将钢铁生产与能源转换、消纳社会废弃物三大功能有机地融为一体。我们应该设想，能否通过3～5年努力使中国炼钢工艺和装备水平走到世界前列。2．2 炼钢厂的解析与集成

炼钢一连铸生产过程中各单元生产工序冶金功能的解析与集成是实现炼钢工艺流程优化的重要方法。如图7所示。

现代转炉炼钢技术的发展主要得益于转炉冶炼功能的合理解析。传统转炉炼钢工艺包括脱硅、脱碳、脱磷、脱硫和控制铁的氧化以及去除有害气体、非金属夹杂物等基本功能，由于脱硫、脱碳、脱磷、脱硅反应是氧化反应的热力学、动力学要求的不同，在同一反应容器内一起进行反应往往造成顾此失彼、相互影响甚至相互制约，为此有必要按照不同产品性能的要求，对转炉冶炼功能进行必要的解析和集成。形成绝大多数国家采用的炼钢流程：铁水脱硫一转炉脱硅、脱磷、脱碳。日本为了进一步提高转炉生产效率和冶炼钢水的洁净度，提出“分阶段冶炼”的工艺思想，将出铁槽脱硅、铁水脱硫、脱磷与转炉脱碳相分离，达到显著提高钢水洁净度和生产效率及减少渣量等优点。我国在吸收日本技术基础上，提出了先脱硫再脱硅、脱磷一后脱碳、升温、回收煤气的新工艺，并将之集成为一个炼钢厂生产900万t／a左右规模的高效率、低成本、高端薄板产品的洁净钢生产平台，形成了如图7所示的炼钢新工艺流程。

流程解析集成是优化]二艺流程的重要手段，其特点是进一步提高冶金反应效率，达到提高生产效率、降低生产成本和稳定质量的目的。在研究开发新一代炼钢流程中必须强调树立新理念，明确新目标，对炼钢流程的功能进行深入解析与集成研究。

2．3 建立高效、低成本洁净钢生产平台 建立高效、低成本洁净钢生产平台是今后几年国内各类钢铁厂都应努力实现的基本目标之一。为了建立高效、低成本洁净钢平台必须改变传统的质量概念，深入研究以连续运行为基本特点的炼钢厂，实现高效、低成本、稳定运行的生产模式。传统观点认为：质量问题主要包括产品合格率和产品性能两个要求。而广义的质量概念认为：效率、成本和性能是产品质量的基本要素。效率应包括产品的生产效率、资源和能源利用效率以及系统的技术优化；成本主要包括生产成本、管理成本、销售成本和资本成本等多种经济因素；性能应包括产品的加工性能、使用性能和可循环利用等因素。根据广义的质量概念，钢铁厂在考虑品种开发和质量优化的过程中应综合考虑效率、成本和性能等因素，达到高效、优质和低成本的目标。

产品洁净度是保障钢铁产品性能的基本要素，也是炼钢连铸生产过程中控制产品性能的基本功能。洁净钢是指对钢中夹杂物和杂质元素含量的控制达到能够满足用户在钢材加工过程和使用过程的性能要求。因此，建立洁净钢生产平台的基本目标是保证钢厂生产的全部钢材洁净度能达到洁净钢的基本要求。表13给出典型钢种的洁净度控制要求。

建立洁净钢生产平台还应统筹考虑不同品种钢材生产的技术难度和市场份额。通常把钢铁产品分为普通、中档、高档和尖端产品4个级别，生产技术难度可对应分为1～4级，随着产品档次的提高技术难度增大，而对应的市场份额减小：普通产品约占50％～60％，中档产品约占30％～35％，高档产品约占10％左右，尖端产品约为2％～4％。这说明尖端产品虽然反应出企业的产品开发能力和质量控制水平，但在整个企业的经营活动中所占比例并不大。因此，建立洁净钢生产平台不仅着眼于高端产品的研制，更要努力改善量大面广的中、低档产品的质量、生产效率和成本。

按照广义的质量概念，建立洁净钢生产平台不是简单的脱硫、脱磷、脱氧等工艺技术问题或品种质量问题，而应该包括工艺、设备、技术管理和生产运行等诸多因素，实现高效、优质和低成本的目标。因此，在炼钢厂建立洁净钢生产平台必须建立起与产品质量密切相关的生产技术系统、信息软件系统和管理运行系统。如图8所示。

洁净钢生产必须采用高效、稳定的运行模式。通常炼钢一连铸铸造流程中系统的产能不仅仅决定于各单位工序的产能，还决定于工序问物流的流通能力和效率。连续运行的制造流程中·物流的运行动力学决定于上游工序的“推力”、下游工序的“拉力”。对于某道工序(如转炉)如果前道工序“推力”大于本道工序相应的“拉力”则会发生物质流的拥堵；如果后道工序“拉力”过强也会引起本工序物质流供给不足，影响流程整体能力的l发挥。为了平衡工序问的“推力”和“拉力”，需要在工序间建立一定能力的缓冲工序以保证各工序问均衡稳定的生产。通常在工厂设计中大多采用钢铁制造流程中物质流的均值静态运行模式，假定各工序间的物流是稳定和均衡的。但在实际生产中物流往往是随机的和不稳定的．造成各工序间物流的不稳定匹配一对应的紊流运行动力学模式·其结果是物流输入、输出波动，随机匹配，可受控性差．物流的流通能力和效率降低，如图9所示。

为了实现高效化、稳定生产必须建立起铁水预处理一炼钢一二次精炼一连铸流程中物质流的动态一有序、匹配一对应的运行动力学模式，特别是要尽可能避免随机的无序“紊流”运行，实现有序“层流”运行的动力学机制，使输入物流和输出物流基本稳定，整个流程基本可控，如图10所示。

2．4 界面技术与共性技术 2．4．1 界面技术

研究高效化快节奏生产流程中各工序间的工序衔接和稳定运行规律，合理确定炼铁一炼钢工艺界面和连铸轧钢工艺界面中各工序问的时间节点、品质要求与温度控制精度，减少或尽量避免各工序环节因生产延误、设备故障、安全事故等干扰因素对全流程正常生产节奏和平稳运行的影响。图11给出现代炼钢生产流程中最主要的界面技术，其中包括外部界面(又称流程界面)和内部运行界面。如果以炼钢一连铸作为一个整体的生产工序，其外部界面主要是“高炉一转炉界面”和“连铸一热轧界面”；内部运行界面是“炼钢一连铸界面”。

界面技术是保证全流程动态一有序、连续一紧凑和高效稳定生产的关键技术。在炼铁一炼钢界面应重点研究高炉一转炉之间各种物质流、能量流动态一有序运行的界面技术。提倡采用以铁水包多功能化为特点的“一包到底”先进工艺，优化铁水运输环节，避免重复倒运和不必要的转兑，缩短转运周期，减少铁水温降，提高铁水预处理的效率。在连铸一热轧工艺界面重点开发高效铸机高拉速条件下高温无缺陷坯生产技术、热送与热装工艺，提高热坯输送速度，完善热送保温措施，提高铸坯人炉温度。同时，要认真研究高温铸坯热装与直轧过程中的冶金学一材料学问题，研究不同钢种高温热装一轧制过程中轧件的相变、组织变化、微细夹杂物及第二相粒子析出规律和对成品材组织与性能的遗传特性，提出不同钢种的最佳热送工艺。探索以“一钢多级”为目标，研究与不同级别钢材性能相适应的控轧控冷工艺和炼钢一二次精炼一连铸技术，实现炼钢一轧钢工艺过程的系统耦合。

二次精炼是炼钢一连铸工艺区段内最重要的工序界面，具有保证炼钢与连铸两大生产单元的能力匹配与物流衔接，发挥时间节奏缓冲和钢水温度、成分调节等重要作用。是实现动态有序、连续一紧凑运行的重要_T序。今后，随着铁水“三脱”和转炉高速吹炼与高效连铸技术的发展，炼钢与连铸的生产节奏加快，生产周期缩短．二次精炼工序将成为炼钢一连铸生产过程中的“时间瓶颈”。因此，研究开发快速精炼技术特别是RH快速精炼技术，大幅度缩短精炼时问是十分必要的。同时，对炼钢厂内物流输送路线，特别是RH等精炼装置在平面图中的合理位置也必须给予高度重视和科学安排。这些都对今后实现炼钢一连铸生产节奏匹配、提高钢水质量和实现连铸机恒温、恒拉速的稳定化生产工艺具有重要意义。对加速钢水周转和提高车间调度的有效性和生产能力的充分发挥具有重要作用。2．4．2 共性技术

从流程优化的角度考虑．炼钢一连铸区段内的主要共性技术是：炉机匹配技术、钢水二次精炼的优化匹配技术、连铸高效化技术、精料技术、节能减排和环保技术、过程信息化控制技术。

(1)炉机匹配技术。新一代炼钢工艺流程应在采用先进成熟的工艺与装备技术的基础上，结合若干新开发的工艺技术和匹配技术，通过界面技术的匹配、协调。形成优化组合的生产流程。新流程中转炉的容量并非越大越好，而应该依据产品大纲的定位和合理布局的工厂结构，追求最佳的经济效益、环境效益和社会效益。炼钢炉的合理容量不仅要和连铸机相匹配，而且还应适应轧机及其生产产品的需求，保证轧机的生产高效化。对于两套传统热带连轧机协同生产，其钢材的年生产规模应在800万t以上，适宜采用3座280～300t大型转炉。同样规模的企业若采用铁水全“三脱”和转炉高速吹炼新工艺，由于炼钢节奏加快、冶炼周期缩短，应采用230～250 t的脱碳转炉和相应的脱硅、脱磷预处理转炉。对于中板年生产规模在180万t左右的钢厂，一般应选择两座150～180t转炉。对于年生产规模在140～180万t以上的长型材钢厂一般可配置两座50～80t的转炉或两座80～100t的电炉；对于薄板坯连铸连轧生产线为充分发挥连轧机的生产能力，选择两座120～150t转炉或1座230～250t也可以选择两台150～180t电炉与两流薄板坯铸机匹配是合理的。合理选择炼钢炉的炉容，稳定和规范操作程序，提高设备自动化和智能化的运行水平是实现生产高效、稳定的基础条件。

(2)钢水精炼的优化匹配技术。目前国内绝大多数钢铁厂均已配备了钢水二次精炼设施，过去配置炉外精炼装置往往单纯从精炼装备的冶金功能出发进行选择，而新一代钢铁流程要求根据产品和生产流程动态一有序的特点合理选择精炼装置。对于一般以生产普碳钢、低合金钢长材为主的钢厂，二次精炼装置应选择成本低、效率高的炉后吹氩／喂丝装置或CAS。对于以中、厚板材为主要产品的钢厂。应采用LF；如需生产部分高端产品，要求脱氢、深脱氧和控制夹杂物，可同时匹配VD。对于以生产冷轧薄板为主体的炼钢厂，由于要大量生产低碳或超低碳钢材，一般应选择RH真空精炼设备，并合理配备CAS普通精炼设施。对于电炉厂一般应以LF炉作为主要精炼设施，但为了保证高品质钢材生产的需求，可配置VD或RH真空精炼设施。

(3)连铸高效化技术。目前连铸高效化技术的主要目标是：根据不同钢种的特点合理提高拉速、确定典型拉速并稳定拉速．实现恒拉速，保证铸坯的内部和表面质量，促进连铸高效化。要根据轧机配置的 要求选择优化和固定的连铸坯断面尺寸，确定合理的拉速和连浇周期，相应确定精炼炉、炼钢炉的运行节奏和生产能力。进一步优化炼钢一连铸的平面布置，保证物流通畅，缩短调运时间，减小温度波动，为实现连铸机定时、定温、定速的稳定生产创造条件。

铸机断面的合理选择是实现全流程高效化生产的基础。通常对于生产薄板的传统板坯铸机，连铸坯厚度以210～230mm为宜，生产中厚板坯一般可选择连铸坯厚度250～300mm，薄板坯连铸连轧机组生产的薄铸坯厚度一般为70～90mm。对于小方坯连铸机生产普碳钢坯(包括低合金钢)断面为150 mrn×150mm为宜。对于特殊钢生产连铸机断面可选择220rnm×220mm～300 mm×300mm或其它相应的矩形坯断面。

(4)精料技术。这是一个系统的概念，即所有原材料都要符合冶炼、精炼与质量的要求，不但铁水这一最重要的原料需进行预处理后再使用，其它原材料也都要精料。例如：注重提高铁合金的质量，尤其要注重FeMn的硅、铝、磷等元素含量，FeCr中的钛、磷含量，避免对洁净钢水的污染。要进一步提高石灰质量，提倡用回收的转炉煤气烧石灰，严格控制石灰中的硫含量和SiO2含量，提高石灰活性度。要加强对耐火材料的质量监督和管理工作，积极研究开发新型连铸三大件耐火材料；进一步降低耐火材料的消耗，并深入研究减轻耐火材料对钢水洁净度的污染。保护渣的质量稳定性对连铸坯表面质量有重要影响，今后不但要加强新型保护渣的研究开发工作，而且要加强对保护渣质量的管理，严格控制保护渣的加入量，改进保护渣加入技术，进一步提高铸坯质量的稳定性。要加强对废钢的成分、块度分类管理，特别是对于电炉厂要通过加强废钢管理减少加料次数，进一步降低冶炼电耗。

(5)节能减排和环保技术。积极推行转炉负能炼钢工艺，争取实现转炉工序负能炼钢；进一步促进整个炼钢一连铸工序低能耗运行；积极推广转炉闭罩冶炼、煤气回收和干法除尘等先进技术，进一步加强煤气、蒸汽的回收与利用，降低放散率。低硫含量的优质转炉煤气应主要用于生产石灰以降低石灰硫含量，大型转炉回收蒸汽应优先作为炼钢车间内真空精炼设备的汽源，以提高能源转换效率，降低真空精炼的成本。要进一步加强对转炉炉渣、烟气粉尘和废弃耐火材料等固体废弃物的利用与循环利用技术的开发，争取实现炼钢连铸生产无公害化的近“零排放”。积极研究开发低品质蒸汽、煤气发电等新技术。

(6)生产信息化与过程智能化控制技术。随着社会信息化的发展和炼钢连铸的生产日趋准连续化，炼钢一连铸生产过程的信息化建设和智能化控制技术的发展尤为重要。今后应大力在国内炼钢厂推广和完善信息中心和数据平台建设，实现计算机对炼钢一连铸全流程生产过程的在线监控、故障诊断、生产和质量预报与生产调度寻优等信息管理功能，并开展铁水预处理一炼钢一精炼一连铸过程的智能控制技术研究。

多年以来，由于国内不少炼钢一连铸原、辅材料质量不稳定，工艺规程不健全，生产基本沿用人工经验控制技术。因此，生产的稳定性往往受到操作者个 人的体力、精力和经验所局限，造成人为的失误或波动，影响了工艺和产品的稳定性。今后要在加强生产过程精细管理和淘汰落后工艺装备的同时，积极推广转炉副枪动态控制、炉气分析过程控制以及连铸计算机控制等先进技术，进而逐步实现计算机闭环在线智能控制，尽可能减少人为干扰，提高物流流量、成分、温度的控制精度，保证产品性能和生产过程的稳定性。

参考文献

[1] 姜晓东．徐安军，田乃媛．等．喷吹法和搅拌法铁水脱硫工艺成本的综合评估[J]．炼钢．2006，22(4)：55—58． [2]刘浏，苏天森，李凤喜．Technical progress of long life combined blowing converter steelmaking in China[c]／／第10届日中钢铁学术会议论文集，2004：106—115．

[3] 李凤喜，李具中．连铸“典型拉速下恒拉速”的生产实践[C]／／第四届发展中国家连铸国际会议(CCC’08)，2008．

[4] 殷瑞钰，苏天森．中国薄板坯连铸连轧的发展特点和方向[J]．钢铁，2007，42(1)：1—7．

[5]余志祥，刘路长，肖文斌，等．武钢三炼钢计算机炼钢技术的新进展[C]／／第一届中德(欧)冶金技术研究会论文集，2003：80 89．[ 6]吴明，梅忠．转炉烟气分析动态控制炼钢技术[J]．冶金设备．2006，4：68 72．

第四篇：我国炼钢-连铸技术发展和2010 年展望范文

我国炼钢-连铸技术发展和2010 年展望 殷瑞钰

钢铁研究总院北京10081 摘要：本文系统总结了2000 年以来国内炼钢-连铸技术的发展和主要的技术成果，分析了 目前炼钢-连铸生产技术的主要问题，并对2010 年我国炼钢-连铸的技术发展方向进行了系 统阐述。为了进一步提高国内炼钢-连铸的生产技术水平，必须确立21 世纪新一代钢铁厂的 新理念和新目标，通过对炼钢-连铸生产过程的系统优化、解析与集成，建立起高效、低成 本洁净钢生产平台。讨论了洁净钢生产平台建设面临的主要技术问题、解决方法和具体措施。关键词：炼钢、连铸、炉外精炼、洁净钢、流程工程 前言

进入新世纪以来，我国钢铁生产持续发展，钢产量增加，许多企业的技术装 备达到了国际水平，钢材品种与质量已接近或达到国际先进水平，上述事实说明 我国钢铁工业的发展已经进入一个新的时代。今后几年，我国钢铁工业不但应在 规模和质量等方面达到国际先进水平，而且在钢铁生产、工程设计、工艺与装备、节能减排、环保等方面的研究开发、生产运行都应走向国际前沿。

为实现上述战略目标，必须认真回顾总结新世纪以来我国钢铁工业特别是炼 钢-连铸生产技术发展的成就，分析存在的问题，研究今后炼钢-连铸技术的发展 趋势和方向，不断创新，为完善和发展新一代炼钢工艺流程做出贡献。1．炼钢-连铸生产和技术的发展

2000 年以来，国内炼钢-连铸生产和技术取得明显的进步，主要表现在以下 几个方面：

1.1 钢产量高速增长

图1 给出2000 年以来国内 钢铁产量增长趋势，粗钢产量从 2000 年1.285 亿吨增长到2007 年4.892 亿吨，平均年增长率为 18.2%。

转炉是目前中国最主要的

炼钢方法，转炉钢产量从2000 10 80 90 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 0 10000 20000 30000 40000 50000 比例(%)产量(万吨)年份 粗钢 转炉钢 电炉钢 转炉钢比例 电炉钢比例

图1 2000 年以来国内粗钢产量增长与 生产结构的变化 2 年的1.058 亿吨增长到2007 年的4.4 亿吨，平均年增长率为19.5%，高于国内粗 钢产量增长速度。转炉钢比例相应从2000 年的82.4%增长到90%左右。电炉也是目前国内主要炼钢方法，随着中国钢产量迅速增长，电炉钢比例在

2003 年以前缓慢增长，最高达17.6%；2004 年以后，由于转炉钢的快速增长，电 炉钢比例逐年降低，但电炉钢产量持续增长，和2000 年相比电炉钢产量翻了一番。在国内钢产量迅速发 展的同时，连铸比也不断 增长。如图2 所示，2000 年全国连铸坯产量为 1.096 亿吨，连铸比 85.3%；2007 年全国连铸 坯产量为4.74 亿吨，连铸 比96.95%。随着连铸比的

提高，成材率也相应提高，平均达到了96.2%，说明连铸技术的进步为我国钢铁 工业增产增效、节能减排做出了重要贡献。1.2 技术经济指标不断优化

国内炼钢-连铸生产技术的进步主要体现在各项技术经济指标不断优化。表1 给出2003 至2007 年国内转炉、电炉和连铸的主要技术经济指标变化情况。表1 2003 年以来国内大、中型钢铁企业炼钢-连铸技术经济平均指标变化 2003 2004 2005 2006 2007 钢铁料消耗，kg/t 1087.66 1091.62 1088.6 1085.9 1085 日历作业率，% 77.75 83.88 80.82 83.96 82.68 转 炉

平均炉龄，炉4630 5218 5785 6823 7921 电耗，kWh/t 403.29 422 385.2 352.5 328 电极消耗，kg/t 2.85 3.01 2.81 2.6 2.427 电 炉

冶炼周期，min 107.4 97.2 87.6 103.2 76.2 连铸比，% 95.22 97.51 97.51 98.53 98.86 日历作业率，% 70.99 74.16 64.34 79.87 80.26 连 铸

连浇炉数，炉/ 18.64 20.01 20.45 / 国内转炉炼钢技术进步主要体现在：完善溅渣护炉工艺，提高转炉炉龄；推 广强化供氧技术，提高转炉作业率；推广长寿复吹工艺，进一步降低钢铁料消耗 并提高以终点控制为核心的转炉自动化控制水平。年来电炉生产技术发生重大变化：采用大型高功率和超高功率电炉淘汰 60 65 70 75 80 85 90 95 100 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 0 10000 20000 30000 40000 50000 连铸比,成材率 /% 产量/万吨 年

连铸坯产量 连铸比 成材率

图2 2000 年后连铸坯产量、连铸比、成材率的变化 3 大批30 吨以下小型电炉；建设电炉-精炼-连铸-连轧现代化短流程生产线，采用 优化配料与供电制度，强化供氧提高化学能输入量和部分电炉采用热装铁水等新 工艺技术，达到降低冶炼电耗，缩短冶炼周期，实现多炉连浇。在此基础上，实 现电炉生产多元化，形成电炉-普钢长材、电炉-特殊钢长材、电炉-无缝钢管、电 炉-中厚板和电炉-薄板坯连铸连轧等多种生产线，完善了电炉钢产品结构，扩大 了生产品种。世纪90 年代，国内连铸基本以小方坯连铸为主，至2007 年已建成板坯

连铸机（宽度700mm 以上）175 台，237 流；薄（中）板坯连铸机17 台，18 流； 方坯和矩形坯连铸机（>150.150mm）437 台，1323 流；小方坯连铸机305 台，1027 流；圆坯连铸机48 台，173 流。全国总计连铸机996 台，2806 流，年生产 能力达到4.743 亿吨。应该看到新世纪以来，我国连铸呈继续快速发展的态势，而且自主开发的能力进一步提高。

随着国内炼钢-连铸技术的进步和技术经济指标的优化，获得明显经济效益： 据2007 年国内93 家大中型企业的统计，年利润达1479.82 亿元，比上年同期增 长49.78%。

1.3 建立现代化炼钢生产流程

2000 年以后国内钢铁企业重点开展钢铁生产流程与工艺结构的优化，基本 建立起现代化炼钢生产工艺流程：

转炉流程：铁水脱硫预处理→转炉复合吹炼→二次精炼→全连铸； 电炉流程：大型超高功率电炉（兑铁水）冶炼→二次精炼→全连铸。

近几年铁水脱硫预处理技术在国内广泛应用，主要采用KR 法石灰脱硫和喷 吹法脱硫（包括CaO、CaC2 喷吹，纯Mg 喷吹和Mg+CaO 喷吹）等方法。铁水 预处理的装备能力逐年提高，至2007 年铁水脱硫比已接近50%，宝钢、武钢、鞍钢等大型钢铁公司已基本实现100%铁水预处理。表2 给出目前国内常用的几 种铁水脱硫工艺技术的比较，说明国内铁水脱硫预处理工艺已经积累了比较丰富 的经验，为钢厂合理选择铁水脱硫预处理工艺提供了广泛的空间。表2 各种脱硫方法的技术比较

脱硫工艺石灰、CaC2 脱硫Mg 脱硫 脱硫方法KR 脱硫喷粉脱硫纯Mg 混合 脱硫剂CaO 粉CaO+CaC2 Mg Mg+CaO 4 终点[S](%)0.001~0.002 0.004~0.008 0.003~0.006 0.003~0.008 处理时间(min)8~15 23~28 10~15 10~15 处理温降(℃)25~30 30~35 8~12 10~15 脱硫剂消耗(kg/t)6~8 4(CaC2)~12(CaO)0.5~1.0 1.5~2.0 综合处理成本(元/t)[1] 17.21 65.03(CaC2)19.34 25.18 为提高转炉生产效率和扩大洁净钢生产比例，国内大多数转炉炼钢厂综合采 用铁水预处理、复合吹炼、强化供氧、终点动态控制和溅渣护炉等成套先进工艺 技术，较大幅度提高转炉的生产效率，降低生产成本，提高钢水的洁净度。2000 年以前国内电炉技术进步的重点是采用大型超高功率电炉淘汰小型电

炉，如2000 年我国电炉座数已从1600 多座减少到179 座，其中50 吨以上的大、中型电炉占全国电炉钢产量61%。2000 年以后国内电炉厂综合采用铁水热装、废钢预热、优化配料供电和供氧等先进技术，获得明显的效果。如表3 所示，电 炉采用铁水热装工艺冶炼电耗平均降低约67kwh/t 钢，减少电极消耗35%，缩短 冶炼周期10min。国内已有16 座60~150 吨电炉采用铁水热装工艺，其单位公称 吨的生产率超过了8000 吨/吨·年。

表3 国内大型电炉全废钢与兑铁水冶炼工艺的技术经济指标比较 统计工厂数 /个

吨位/MVA 生产工艺 铁水比 % 电耗 kwh/t 氧耗 M3/t 电极消 耗 kg/t 冶炼周 期 min 4 50~120 全废钢+预 热 0 334.25 36.59 2.57 57.00 10 50~150 废钢+铁水20-30 267.32 43.24 1.67 47.39 1.4 钢材洁净度与品种质量的进步表4 2007 年国内二次精炼设备能力 总汇（不包括吹Ar）

为了满足市场对洁净钢生产的需求，国 内钢厂普遍重视二次精炼工艺，完善二次精 炼设施。国内大、中型骨干企业钢水二次精 炼的比例从2000 年不足20%迅速增长到 2007 年64%。表4 给出2007 年国内各种二 次精炼设备的台数和公称吨位总计（不包括 吹Ar 在内）。

随着精炼设备的增长，二次精炼工艺技术也取得明显的进步，形成了以挡渣 精炼种类台数/台总公称吨位/吨 RH 61 9040 AOD 43 1712 VOD 27 1475 LF 295 23440 VD 32 2510 CAS-OB 16 2190 合计474 40367 5 出钢、合成渣洗、炉渣改质、白渣精炼和喂线与钢中夹杂物形态控制、钢水温度、成分精确控制以及真空脱碳、脱气、夹杂物上浮分离等核心技术为基础的二次精 炼工艺技术，能满足不同类型产品的批量生产，达到超低氧、超低碳和超低硫等 高品质洁净钢的质量要求。

二次精炼技术的发展使国内钢材的洁净度得到显著的提高：15 年前国内绝

大多数转炉厂生产的钢水洁净度（.(S+P+T.O+N+H)）波动在300~350.10-6，目 前国内多数钢厂已可以大批量生产钢水洁净度≤250.10-6 的洁净钢，宝钢、武钢、鞍钢和首钢等大型钢铁企业生产的部分钢种洁净度可以达到≤100.10-6。从表5 可以看出，国内生产的典型高附加值产品的洁净度已达到国际先进水平。表5 国内某些高质量要求洁净钢达到的水平(.10-6)钢种[C] [N] [S] [P] T[O] [H] 夹杂物其它 IF 钢<20 <20 <30 <100 <20 <2 d<20.m 高强度汽车板<50 <50 <100 <30 <2 d<20.m 管线钢(X80)<50 <10 <80 <20 <1 轴承钢(GCr15)<50 <100 <10 <1.5 d<10.m [Ti]≤30 帘线钢<40 <30 <100 <30 <2 d<10.m 无Al2O3 夹杂 高速铁路钢轨<40 <30 <100 <15 <1.5 d<20.m [Al]<40 电工钢(35W230)<24 <20 <10 <100 <15 <2 d<20.m 不锈钢(409L)<50 <70 <10 <150 <30 <2 d<20.m 钢材洁净度的大幅度提高导致我国钢铁工业产品结构发生了重大改变。如表 6 所示，近几年国内典型高品质钢种的生产比例迅速增长，不仅给钢铁企业带来 更大的经济效益，而且有力的支持了国家经济建设。表6 2000~2006 年典型高品质钢种增长率 钢种 铁道 用钢 大型 型钢

特厚板中厚板 冷轧 薄板 镀层板 冷轧电 工钢板 无缝管

2000 年产量/万吨158 360 76 1668 495 328 64 415 2006 年产量/万吨334 917 328 8214 2605 1625 330 1484 增长率/% 111.4 154.7 331.6 392.4 426.3 395.4 415.6 257.6 1.5 节能环保技术的发展 年份综合能耗转炉电炉 2000 920 28.88 265.59 2001 876 28.03 230.09 2002 815 24.01 228.94 2003 780 23.56 213.73 表7 国内炼钢工序能耗变化(kgce/t 钢)6近年来，国内钢铁企业高度重视 节能减排工作，研究开发和应用各种 先进的节能环保技术。如表7 所示，2000 年以来随着国内节能环保技术 的发展，吨钢综合能耗和电炉工序能耗逐年降低。和国际先进水平（日本转炉工 序能耗为-6kgce/t）相比仍有较大差距，说明国内转炉工序尚有较大的节能空间。实现负能炼钢的核心是要解决转炉煤气、蒸汽的回收和有效利用问题。转炉 煤气含硫低、热值高，适用于生产高品质石灰；而采用大型转炉蒸汽用于RH 或 VD 炉等真空处理设备也具有较大的经济效益。这些应是今后技术改造中应提倡 的节能环保技术。

目前国内转炉绝大多数采用OG 法除尘工艺，基本解决了转炉烟尘对环境的

严重污染。今后要进一步发展半干法或干法转炉除尘工艺，达到节水、节能和保 护环境的目标。近几年，太钢、包钢等钢厂推广采用转炉干法除尘新工艺代替 OG 法获得了明显的效益，如表8 所示。表8 国内投产的转炉干法除尘技术经济指标 工厂投产时间 除尘水耗 t/t 除尘电耗 kWh/t 煤气回收 Nm3/t 蒸汽回收 kg/t 作业率 % 太钢2006.8 0.01 1.6 103 83 100 包钢2006.9 0.05 3.54 85 21 100 宝钢2006.9 0.01 1.25 100.27 70.23 100 莱芜2004.7 0.01 2.95 76.17 27.72 96 炼钢渣和烟尘的回收与循环利用技术近几年在国内钢厂也得到充分重视，自 主研究开发的转炉渣闷渣处理和滚筒法或轮淬法炉渣连续处理等新工艺，在生产 实践中取得较好的应用效果。转炉烟尘含铁高，基本全部利用，作为烧结矿料或 冷却剂供转炉使用。马钢、包钢等企业试验采用15~20kg/t 钢的转炉渣作为石灰 的替代品返回转炉使用也取得一定成效。为实现炼钢厂固体废弃物“零”排放，提高资源利用率，今后应加强对炼钢渣和烟尘回收利用技术的研发与推广工作。连铸坯热送热装工艺可以大幅度降低加热炉燃料消耗，已被多数炼钢厂采

用。今后的工作应进一步提高铸坯的热送温度和装入温度，解决无缺陷铸坯生产 的关键技术和热装相关的冶金质量问题，进一步提高连铸坯热送热装比例。2004 761 26.57 209.89 2005 747 36.34 201.02 2006* 645 10.11 108.91 注：*按新公布的电折算系数统计。7 1.6 装备大型化与设备国产化率

近几年，炼钢-连铸生产装备的大型化 与设备国产化率日益提高。2003 年以后国 内钢铁企业大力建设100 吨以上的大、中 型冶炼设备。至2007 年底，国内200 吨以 上的大型转炉已达到24 座，公称总吨位为 6400 吨，和2003 年相比大型转炉的产能 增加1 倍。

最近2~3 年，为提高钢材洁净度，扩大高附加值钢材产品的生产规模，大多 数钢厂在配备LF 炉、CAS 和吹氩搅拌等常压二次精炼设备的基础上，针对板带 材的生产特别是冷轧薄板的生产，又新建了RH 和VD 等真空精炼设备。随着国 内薄板（特别是冷轧薄板）生产比例的增长，RH 真空精炼设备的增长尤为迅速。如图3 所示，2003 年以后国内已投产的RH 由20 台迅速增长到59 台，总吨位 达到9070 吨，比目前整个欧洲RH 的生产能力（总吨位5790 吨）大56%。二次精炼的发展促进了精炼设备国产化率的提高。国内已经掌握了自主设

计、制造、安装、调试大型二次精炼设备（如300tRH）的能力，在精炼设备工 艺布局、工序衔接以及不同产品的精炼工艺等方面不仅积累了丰富的经验，而且 加强了技术创新。如武钢新二炼钢厂采用RH 在线布置工艺，将RH 布置在转炉 出钢线上，并采用RH 钢水罐卷扬提升装置、双室平移交替和真空室整体吊装等 新技术，取得了良好的效果：可节约行车运行时间10min 左右，减少吊运过程温 降10℃，缩短RH 设备空置时间5min，使新二炼钢的RH 精炼处理比例达到80%。国内连铸技术的发展促进了连铸机设计和制造能力的提高，已能自主设计和

制造小方坯、方坯和板坯连铸机，并实现快速达产。从20 世纪90 年代初国产连 铸机以小方坯为主要机型的格局，逐步扩展到自主设计制造适应各种品种和规格 的方坯、圆坯及板坯和中薄板坯等多种机型。

我国自主设计和建造的曹妃甸京唐钢厂是国内大型钢铁联合企业建设的范

例，首次采用5500m3 超大型高炉、300 吨铁水包直装、全量铁水“三脱”预处 理与转炉高速冶炼、高拉速连铸和海水淡化等先进技术，标志着国内大型钢铁联 合企业设计与设备制造的综合水平达到国际先进。0 10 20 30 40 50 60 2009 已投产RH台 数/台 年份

1997 1967 1999 2001 2003 2005 2007 图3 历年来国内投产RH 的增长 8 国内炼钢-连铸生产设备大型化与国产化率的提高促使钢铁厂的建设投资明

显降低：大型联合企业（含冷轧、涂镀层、码头、电厂在内）的吨钢投资已降至 6500~6800 元；棒线材钢厂由于工序理顺和全面国产化，吨钢投资降低幅度更大。1.7 重大技术创新项目取得好成绩

科技进步是我国钢铁工业迅速发展的主要推动力。近几年，国内钢铁企业日 益重视企业技术进步和广泛开展科技创新活动，取得了大量的科技成果。表9 给出近几年国内冶金科技奖中炼钢-连铸成果获奖情况。表9 2005~2007 年冶金科技进步奖炼钢-连铸成果获奖情况 特等奖一等奖二等奖三等奖合计 2005 2 5 6 13 2006 2 3 9 14 2007 1 5 7 13 最近3~5 年国内钢铁企业积极研究开发和推广以下重大技术创新成果，取得 良好的成绩。

（1）转炉溅渣护炉与长寿复吹技术

近10 年来，转炉溅渣护炉技术在国内大、中、小型转炉上广泛推广，取得 了良好的成绩。全国转炉平均炉龄已接近8000 炉，最高炉龄已超过30,000 炉，使我国转炉炉龄达到国际领先水平。国 内自主研究开发的长寿复吹转炉技术，利用溅渣过程中形成的透气性炉渣蘑菇 头保护底吹喷嘴，使底吹喷嘴的寿命和 溅渣后转炉的炉龄同步，底吹喷嘴最高寿 命超过30,000 炉（武钢）。目前，钢铁研究总院已在国内近200 座转炉上推广采 用该项新工艺技术，达到炉龄超过10000 炉，复吹比100%和终点[C][O]≤0.0027 的良好效果，如图4 所示[2]。（2）转炉高效吹炼工艺

为了提高转炉的生产效率，不少转炉将供氧强度从传统的3.2~3.5Nm3/t.min 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 重钢 [C][O]=0.00241 本钢 [C][O]=0.00258 武钢 [C][O]=0.00262 首钢 [C][O]=0.00272 [%O] [%C] 图4 长寿复吹转炉终点C-O平衡 9 提高到3.6~4.4Nm3/t.min，缩短了冶炼周期，加快转炉生产节奏，提高转炉生产 效率。如表10 所示，采用高效供氧技术的大型转炉供氧强度平均达到 3.65Nm3/t.min，冶炼周期缩短到36min ； 中型转炉供氧强度平均达到

3.5Nm3/t.min，冶炼周期缩短到34.5min；小型转炉供氧强度可达到4.0Nm3/t.min，冶炼周期缩短到24.7min。随供氧强度的提高转炉作业率大幅度提高，氧气与钢 铁料消耗略有降低，具有较明显的经济效益。

表10 国内大、中、小型转炉高效吹炼工艺的技术经济指标 炉型 炉容量 吨 统计 炉数 炉容 比 M3/t 供氧强度 Nm3/t.min 底吹强度 Nm3/t.min 钢铁料 消耗 kg/t 氧耗 Nm3/t 冶炼 周期 min 炉龄 炉 日历 作业 率 % 大型转炉200~300 14 0.86 3.65 0.03~0.15 1086.86 56.71 36.14 8199.00 60.61 中型转炉80~180 26 0.83 3.49 0.03~0.15 1093.95 56.67 34.52 15488.80 75.43 小型转炉<80 33 0.92 4.0 1079.5 58.9 24.7 10316 85.91（3）高效连铸技术

2000 年以后国内钢厂大力推广以高拉速为核心的高效连铸技术，取得了明

显的进步，形成了完整的高效连铸技术，主要包括：提高钢水质量，推广采用大 容量中间包全保护浇注；采用连续锥度结晶器提高热交换效率；采用板簧导向振 动减小振动轨迹误差；采用多点连续矫直，适当增加冶金长度；推广结晶器电磁 搅拌和优化二冷配水等工艺技术。高速连铸技术的推广不仅提高了连铸机的产 量，而且进一步改善了铸坯的表面质量和内部质量，基本实现无缺陷坯生产。如 表11 所示，通过连铸机高效化改造后，铸机的产量和拉速均有明显提高。表11 连铸机高效化改造前后技术经济指标对比 改造前改造后国际先进 坯形单流产量(万吨/年)拉速(m/min)单流产量(万吨/年)拉速(m/min)单流产量(万吨/年)拉速(m/min)小方坯5~8 1.5~2.0 12~15 2.5~3.0 / 3~3.5 板坯50 1.2 100 1.8 150~200 2~2.5 从表中可以看出，国内小方坯高效连铸技术已基本接近国际先进水平，但板坯高 效连铸技术尚与国际先进水平存在一定差距。今后要在提高板坯平均拉速和改进 板坯质量，提高铸机产量等方面开展更深入的研究工作。（4）连铸恒速浇注技术 10 连铸浇注过程由于钢水温度波动和供钢节奏的影响造成拉速的波动。随着拉 速波动量的增大，铸坯表面纵裂机率上升，表层卷渣严重，中心偏析恶化，氧、氮含量升高。为解决拉速波 动引起的铸坯质量问题，武 钢炼钢厂开发出“典型拉速 下连铸恒速浇注”技术。典 型拉速是指不同钢种在标准 浇注温度下所对应的标准拉

速，而恒速浇注是指保持典型拉速恒定不变（拉速允许波动.5%）的浇注过程。实现恒速浇注的关键技术是：○1 优化转炉与铸机的匹配，合理确定不同钢种的典 型拉速和浇钢时间；○2 加强工序时间控制，采用计算机在线进行生产调度；○3 加 强钢水温度控制，稳定过程温降，使中间包温度合格率≥90%。通过加强典型拉 速达标率的技术考核（如图5 所示[3]），使典型拉速达标率提高和稳定，铸坯综 合质量合格率大幅度提高，更重要的是促进了炼钢厂内所有工序的稳定运行和协 同运行，推动了从铁水脱硫直至连铸机出坯等所有工序的工艺优化和装备管理优 化。

（5）薄板坯连铸-连轧生产工艺达到国际先进水平

我国已建成13 条薄板坯连铸-连轧生产线（其中2 条为中厚度铸机），生产 能力超过3000 万吨/年。其中多项技术经济指标达到国际领先水平。珠钢CSP 薄板坯连铸机的作业率高达91.2%，薄板坯连铸-连轧的品种开发也取得重大进 展，可以大批量生产超高强度集装箱板（Re≥700MPa），2006 年珠钢生产薄规格（≤2mm）钢板的比例达到53.8%。包钢在薄板坯连铸-连轧生产工艺高效化和品 种开发等方面也做出了优异成绩，多年来在提高生产效率、改进工艺装备和产品 开发方面做了大量的、有成效的工作并实现了技术输出。唐钢双流薄板坯连铸-连轧生产线2005 年产量曾达300 万吨，最高连浇炉数达到34 炉。马钢CSP 生产 线在生产低碳冷轧料方面获得明显的进步，打通了铁水预处理-转炉冶炼-二次精 炼-薄板坯连铸-热轧-冷轧-镀锌-彩涂生产流程，2006 年产品冷轧比达到

69.2%，而且通过CSP 线成功地试制了无取向硅钢。涟钢在转炉吨位较小的情况 下克服种种困难，薄板坯连铸-连轧工艺也取得了优异的成绩，特别是≤2mm 热 图5 二分厂典型拉率与综合质量合格率对 比 0.0 4 0.0 5 0.0 6 0.0 7 0.0 8 0.0 9 0.0 1 0 0.0 1 9 9 8 1 9 9 9 2 0 0 0 2 0 0 1 2 0 0 2 2 0 0 3 2 0 0 4 2 0 0 5 2 0 0 6 9 9.6 0 9 9.6 5 9 9.7 0 9 9.7 5 9 9.8 0 9 9.8 5 9 9.9 0 典型拉率，% 综合质量合格率% 11 轧薄规格生产和通过RH 生产冷轧薄板和半无头轧制等方面取得了新的突破。济 钢采用中等厚度板坯连铸机的最高连浇炉数达到86 炉。（6）专线化生产技术

为实现高效、稳定、低成本生产洁净钢，宝钢开发出炼钢“专线化生产技术”，通过合理优化工艺布置和差异化的设备选型将钢厂生产线按品种进行分工，保证 某一类钢种固定在一条专业化产线上生产。专线化生产模式与传统生产的最大区 别在于：前者品种钢生产分工明确，相对固定，生产效率高，产品质量稳定；而 后者品种钢生产安排是随机的和不固定的，一旦发生生产节奏波动就会造成产品 质量的波动，工艺稳定性差。

目前宝钢炼钢厂已经建立了汽车板、厚板和硅钢三条专业化生产线，各生产 线的工艺装备、产品和工艺特点详表12。

表12 宝钢炼钢专线化生产的分工与产品、工艺特点 钢种主要工艺装备产品特点工艺特点 汽车板铁水包脱硫/混铁车脱硫－300 吨 复吹转炉－2#RH－2#板坯铸机 碳低[C]≤13.10-6 表面质量要求严格

提高RH 抽气能力和循环流量 结晶器电磁搅拌

厚板铁水包脱硫/混铁车脱硫－300 吨 复吹转炉－4#RH－3#板坯铸机 洁净度高，S、P、H 要求严格 板坯厚度规格大

大环流、高抽气量RH 连铸采用小辊密排、轻压下

硅钢混铁车（三脱、脱锰）－250 吨复 吹转炉－3#RH－6#板坯铸机 极低的C、S 含量，成份准确 抑制连铸发达的柱状晶 铁水“三脱”,RH 喷粉脱硫 中间包等离子加热 连铸扇形段电磁搅拌

通过推进专线化生产品种钢模式，不仅使钢种质量控制能力显著提高，而且 使RH 产能得到最大发挥，连铸机拉速进一步提高，产品质量的稳定性得到显著 改善。

（7）转炉负能炼钢技术

近5 年国内转炉平均炼钢工序能耗波

动在23~36kgce/t 钢，而宝钢、武钢、太钢 等10 余家钢厂转炉炼钢工序实现了负能 炼钢，说明在国内推广转炉负能炼钢技术 将具有明显的节能效果。

实现转炉负能炼钢的技术关键是采用 转炉高效冶炼工艺，进一步降低吨钢氧耗

和电耗，同时应努力提高转炉煤气和蒸汽的回收利用率。如图6 所示，转炉煤气 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 05 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 ε =-0.43Q+39.02 ε : 转炉工序能耗 Q:煤气回收量

转炉工序能耗(kgce/t)煤气回收量(m 3/t)宝钢 莱钢 武钢 马钢 鞍钢

日本君津厂

图6 转炉煤气回收量与工序能耗 的关系 12 回收量>90m3/t 钢（煤气热值按7524kJ/m3 计算），蒸汽回收量>60kg/t 钢是实现转 炉工序负能炼钢的基本条件，在此基础上进一步降低吨钢氧、氮、电和燃料的消 耗，可进一步降低转炉工序能耗。（8）全自动转炉炼钢与终点控制技术

随着国内炼钢-连铸生产设备大型化和现代化的发展，不少钢厂积极研究开

发和推广转炉自动化炼钢工艺技术，以各生产环节准确计量为基础，通过终点副 枪动态控制或吹炼过程炉气分析实现炼钢过程计算机自动控制，进一步提高转炉 终点碳和温度的控制精度与命中率。宝钢、武钢、首钢迁安等大、中型转炉采用 副枪终点动态控制技术取得良好的应用效果：转炉全自动吹炼控制成功率达到

90%，碳控制精度为±0.02%，温度控制精度为±12℃时，碳温双命中率达到93%，补吹率降到5%以下，不倒炉直接出钢比例达到95%以上，达到国际先进水平[5]。马钢、本钢、攀钢等钢厂采用炉气分析技术实现转炉自动吹炼也取得较好的成效。马钢120t 转炉在目标碳含量0.03~0.07%范围内，碳的控制精度可以达到± 0.015%，温度控制精度为±16℃，碳温双命中率达88.6%，不倒炉出钢率提高到 92.9%，同时冶炼周期可缩短3min，喷溅率降低到7.7%[6]。1.8 炼钢-连铸生产中存在的主要问题

在认真总结近几年国内炼钢-连铸过程技术进步的同时，还必须充分注意到 目前尚存在的主要生产技术问题：

（1）炼钢厂能耗与国际先进水平相比仍有较大差距；

（2）炼钢厂环境治理和废弃物回收利用与国外先进水平相比有较大差距；（3）企业管理不够精细，应加强对废钢、石灰等辅料、耐材和铁合金的分 类管理，实现炼钢精料，进一步减少渣量，减轻转炉回硫，降低生产成本；（4）钢水成分控制精确度偏低，产品质量稳定性存在差距；

（5）设计理论与设计方法创新不多，炼钢厂平面布置研究不够，主要生产

设备的差异化选型研究不够，特别要注意避免精炼工艺装备选型和位置的失误所 造成炼钢-连铸的混乱运行，应该深入研究专线化生产品种钢和动态-有序的运行 模式。

2．2010 年炼钢-连铸技术发展展望

进入21 世纪后，社会对钢铁厂的要求发生了重大转变，从过去单纯要求钢 13 铁厂为社会进步不断提供低成本、高品质的钢材外，还要求充分发挥能源转换功 能节能减排，基本消除自身对社会环境造成的污染，同时要求钢铁厂具有大量处 理社会废弃物并融入循环经济社会的功能。由于社会基本要求的改变，新一代炼 钢工艺流程的兴起将成为历史的必然。

2.1 21 世纪新一代钢铁厂的新理念、新目标 世纪先进钢铁厂是在20 世纪现代化钢铁厂发展的基础上，为满足市场对 钢铁产品的需求和钢铁企业与社会和谐发展的要求而建设的新型钢铁厂，其基本 特点是：生产高效化、产品洁净化和对环境的无害化。

新一代钢铁流程将具有高效、低成本、稳定生产高品质钢材的钢铁产品制造 功能；提高资源能源利用效率、显著降低污染物排放的能源、资源转换功能和大 量消纳社会废弃物的再资源化功能，这是应该树立的新理念。

钢铁生产是典型的流程制造业，因此树立新理念还必须结合流程工业的基本 特点：系统复杂性、生产连续性、管理协调性和发展整体性，在有限的时间和空 间内将复杂的钢铁生产工艺过程有机地融为一体，实现炼钢-连铸生产过程动态 有序、连续紧凑和高效稳定的生产。

在新理念的指导下，研究开发适应21 世纪社会要求的新一代炼钢-连铸流程 应实现以下发展目标：

.新流程应具备高效化的生产特点，可以大批量、低成本、稳定地生产各 类不同品质的钢材；

.新流程应具备资源能源减量化、可循环和再利用的基本功能，建设环境 友好型清洁生产的新流程；

.新流程应具备社会大宗废弃物无害化、资源化处理的功能，实现钢铁工 业的可持续发展；

.新流程的工艺程序、流程网络（平面图等）易于实现企业内部生产自动 化、控制智能化和管理信息化。

总之，21 世纪新型钢铁厂要实现钢铁厂功能的转变，将钢铁生产与能源转 换、消纳社会废弃物三大功能有机地融为一体。我们应该设想，能否通过3~5 年努力使中国炼钢工艺和装备水平走到世界前列。2.2 炼钢厂的解析与集成 14 炼钢-连铸生产过程中各单元生产工序冶金功能的解析与集成是实现炼钢-连铸工艺流程优化的重要方法。如图7 所示，现代转炉炼钢技术的发展主要得益 于转炉冶炼功能的合理解析。传统转炉炼钢工艺包括脱硅、脱碳、脱磷、脱硫和 控制铁的氧化以及去除有害气体、非金属夹杂物等基本功能，由于脱硫、脱碳、脱磷、脱硅反应的热力学、动力学要求的不同，在同一反应容器内一起进行反应 往往造成顾此失彼、相互影响甚至相互制约，为此有必要按照不同产品性能的要 求，对转炉冶炼功能进行必要的解析和集成。形成了绝大多数国家采用的炼钢流 程：铁水脱硫-转炉脱硅、脱磷、脱碳。图7 现代转炉炼钢的功能解析

日本为了进一步提高转炉生产效率和冶炼钢水的洁净度，提出“分阶段冶炼” 的工艺思想，将出铁槽脱硅、铁水脱硫、脱磷与转炉脱碳相分离，达到显著提高 钢水洁净度和生产效率及减少渣量等优点。我国在吸收日本技术基础上，提出了 先脱硫-再脱硅、脱磷-后脱碳、升温、回收煤气的新工艺，并将之集成为一个炼 钢厂生产900 万吨/年左右规模的高效率、低成本、高端薄板产品的洁净钢生产平台，形成了如图7 所示的炼钢新工艺流程。

流程解析集成是优化工艺流程的重要手段，其特点是进一步提高冶金反应效 率，达到提高生产效率、降低生产成本和稳定质量的目的。在研究开发新一代炼 钢流程中必须强调树立新理念，明确新目标，对炼钢流程的功能进行深入解析与 集成研究。

2.3 建立高效、低成本洁净钢生产平台

建立高效、低成本洁净钢生产平台是今后几年国内各类钢铁厂都应努力实现 高炉混铁车转炉连铸 脱 硫 脱 硅 脱 磷 脱 碳 脱 氧

高炉铁水包 连铸 R H 炉渣返回 传统流程 新流程 15 的基本目标之一。为了建立高效、低成本洁净钢平台必须改变传统的质量概念，深入研究以连续运行为基本特点的炼钢厂，实现高效、低成本、稳定运行的生产 模式。

传统观点认为：质量问题主要包括产品合格率和产品性能两个要求。而广义 的质量概念认为：效率、成本和性能是产品质量的基本要素。效率应包括产品的 生产效率、资源和能源利用效率以及系统的技术优化；成本主要包括生产成本、管理成本、销售成本和资本成本等多种经济因素；性能应包括产品的加工性能、使用性能和可循环利用等因素。根据广义的质量概念，钢铁厂在考虑品种开发和 质量优化的过程中应综合考虑效率、成本和性能等因素，达到高效、优质和低成 本的目标。

产品洁净度是保障钢铁产品性能的基本要素，也是炼钢-连铸生产过程中控

制产品性能的基本功能。洁净钢是指对钢中夹杂物和杂质元素含量的控制达到能 够满足用户在钢材加工过程和使用过程的性能要求。因此，建立洁净钢生产平台 的基本目标是保证钢厂生产的全部钢材洁净度能达到洁净钢的基本要求，表13 给出典型钢种的洁净度控制要求。

建立洁净钢生产平台还应统筹考虑不同品种钢材生产的技术难度和市场份

额。通常可把钢铁产品分为普通、中档、高档和尖端商品四个级别，生产技术难 度可对应分为I~IV 级，随着产品档次的提高技术难度增大，而对应的市场份额 减小：普通商品约占50~60%，中档商品约占30~35%，高档商品约占10%左右，尖端商品约为2~4%。这说明尖端产品虽然反应出企业的产品开发能力和质量控 制水平，但在整个企业的经营活动中所占比重并不大。因此，建立洁净钢生产平台不能仅着眼于高端产品的研制，更要努力改善量大面广的中、低档商品的质量、生产效率和成本。

表13 典型钢种洁净度的建议控制水平杂质元素控制 钢材类型

[S]/% [P]/% [N]/% [H]/.10-6 T[O/]% 夹杂物控制

普通建筑用≤0.035 ≤0.040 / / ≤0.004 齿轮、轴件等* 0.002~0.025 ≤0.012 ≤0.008 / ≤0.0012 B、D 类 棒 材

轴承* 0.005~0.010 ≤0.012 ≤0.007 ≤2 ≤0.0008 B、D 类和TiN 普通建筑用≤0.030 ≤0.040 / / ≤0.004 硬线* ≤0.008 ≤0.015 ≤0.008 / ≤0.0025 尺寸≤25.m 线 材

弹簧* ≤0.012 ≤0.012 ≤0.008 ≤2 ≤0.0012 B、D 类 16 超低碳钢([C]≤25ppm)≤0.012 ≤0.015 ≤0.003 / ≤0.0025 尺寸≤100.m★ 低碳铝镇静钢≤0.012 ≤0.015 ≤0.004 / ≤0.0025 尺寸≤100.m★ 冷 轧

板无取向电工钢板≤0.003 ≤0.04 ≤0.002 / ≤0.0025 / 普通碳钢≤0.008 ≤0.02 ≤0.008 / ≤0.003 / 低合金钢≤0.005 ≤0.015 ≤0.008 / ≤0.003 A、B 类 高强度管* ≤0.002 ≤0.015 ≤0.005 / ≤0.002 A、B 类 热 轧 板 管

线抗HIC 管* ≤0.001 ≤0.007 ≤0.005 / ≤0.002 A、B 类

造船板、桥梁板等* ≤0.005 ≤0.015 ≤0.007 / ≤0.0025 A、B 类 高强度厚壁管* ≤0.002 ≤0.012 ≤0.005 ≤2 ≤0.002 A、B 类 低温管线* ≤0.002 ≤0.012 ≤0.005 ≤2.5 ≤0.002 A、B 类 管 线

抗HIC 管线* ≤0.001 ≤0.007 ≤0.005 ≤2 ≤0.002 A、B 类 普 通 碳 钢

海洋平台* ≤0.002 ≤0.005 ≤0.005 ≤2 ≤0.002 A、B 类

注：*表示要求严格控制连铸坯的中心偏析，/表示不做要求。★引自：日本铁钢协会高温プロセ ス部会，日本学术振兴会制钢第 19 委员会反应プロセス研究会，“ 大量生产规模における不纯物元素

の精炼限界 ”，1996 年 3 月，p.2 按照广义的质量概念建立洁净钢生产平台不是简单的脱硫、脱磷、脱氧等工 艺技术问题或品种质量问题，而应该包括工艺、设备、技术管理和生产运行等诸 多因素，实现高效、优质和低成本的目标。因此，如图8 所示，在炼钢厂内建立洁净钢生产平台必 须建立起与产品质量密切相关的生产技术系统、信息软件系统和管理运行系统。

洁净钢生产平台必须采用高效、稳定的运行 模式。通常炼钢-连铸制造流程中系统的产能不 仅仅决定于各单元工序的产能，还决定于工序间 物流的流通能力和效率。连续运行的制造流程 中，物流的运行动力学决定于上游工序的“推力”、下游工序的“拉力”。对于某 道工序（如转炉）如果前道工序推力大于本道工序相应的“拉力”则会发生物质 流的拥堵，如果后道工序拉力过强也会引起本工序物质流供给不足，影响流程整 体能力的发挥。为了平衡工序间的“推力”和“拉力”，需要在工序间建立一定 能力的缓冲工序以保证各工序间均衡稳定的生产。通常在工厂设计中大多采用钢 铁制造流程中物质流的均值静态运行模式，假定各工序间的物流是稳定和均衡 的。但在实际生产中物流往往是随机的和不稳定的，造成各工序间物流的不稳定 匹配-对应的紊流运行动力学模式，其结果是物流输入、输出波动，随机匹配，可受控性差，物流的流通能力和效率降低，如图9 所示。图8 洁净钢生产平台涉及的系统 17 例如：工序1—工序2 [)3 ')] 1 2 1 1 1 1 t..t、（t..t、（t..t [()3 ')] 2 2 2 1 2 2 t..t..t、t、（t..t [()()3 ] 3 2 3 1 ' 3 3 t..t..t、t..t、t.:通过系数<1 或<0.7 图9 钢铁制造流程物质流随机不稳定匹配-对应的紊流运行模式

为了实现高效化、稳定生产必须建立起铁水预处理-炼钢-二次精炼-连铸流程 中物质流的动态-有序、匹配-对应的运行动力学模式，特别是要尽可能避免随机 的无序“紊流”运行，实现有序“层流”运行的动力学机制，使输入物流和输出 物流基本稳定，整个流程基本可控，如图10 所示。

图10 钢铁制造流程物质流动态-有序、匹配-对应的层流运行模式 2.4 界面技术与共性技术 2.4.1 界面技术

研究高效化快节奏生产流程中各工序间的衔接和稳定运行规律，合理确定炼 铁-炼钢工艺界面和连铸-轧钢工艺界面中各工序间的时间节点、品质要求与温度 控制精度，减少或尽量避免各工序环节因生产延误、设备故障、安全事故等干扰 因素对全流程正常生产节奏和平稳运行的影响。图11 给出现代炼钢生产流程中 18 最主要的界面技术，其中包括外部界面（又称流程界面）和内部运行界面。如果 以炼钢-连铸作为一个整体的生产工序，其外部界面主要是“高炉-转炉界面”和 “连铸-热轧界面”；内部运行界面是“炼钢-连铸界面”。单 元 工 艺

炼铁炼钢-连铸连轧 烧结 焦炉

高炉转炉连铸 热连轧冷连轧

“ 一包到底” 加热炉 内部 界面 流程 界面 R H 系统 运行 技术

以大型化为基础的高 效化生产运行技术 以快节奏为基础的高 效化生产运行技术 以连续化为基础的高 效化生产运行技术

计划调度采购供应储运销售 生产指挥系统

图11 现代炼钢生产流程中的界面技术

界面技术是保证全流程动态-有序、连续-紧凑和高效-稳定生产的关键技术。在炼铁-炼钢界面应重点研究高炉-转炉之间各种物质流、能量流动态-有序运行的 界面技术。提倡采用以铁水包多功能化为特点的“一包到底”先进工艺，优化铁 水运输环节，避免重复倒运和不必要的转兑，缩短转运周期，减少铁水温降，提 高铁水预处理的效率。在连铸-热轧工艺界面重点开发高效铸机高拉速条件下高 温无缺陷坯生产技术、热送与热装工艺，提高热坯输送速度，完善热送保温措施，提高铸坯入炉温度。同时，要认真研究高温铸坯热装与直轧过程中的冶金学-材 料学问题，研究不同钢种高温热装-轧制过程中轧件的相变、组织变化、微细夹 杂物及第二相粒子析出规律和对成品材组织与性能的遗传特性，提出不同钢种的 最佳热送工艺。探索以“一钢多级”为目标，研究与不同级别钢材性能相适应的 控轧-控冷工艺和炼钢-二次精炼-连铸技术，实现炼钢-轧钢工艺过程的系统耦合。二次精炼是炼钢-连铸工艺区段内最重要的工序界面，具有保证炼钢与连铸 两大生产单元能力匹配与物流衔接，发挥时间节奏缓冲和钢水温度、成分调节等 重要作用，是实现动态-有序、连续-紧凑运行的重要工序。今后，随着铁水“三 脱”和转炉高速吹炼与高速连铸技术的发展，炼钢与连铸的生产节奏加快，生产 周期缩短，二次精炼工序将成为炼钢-连铸生产过程中的“时间瓶颈”。因此，研 究开发快速精炼技术特别是RH 快速精炼技术，大幅度缩短精炼时间是十分必要 的。同时，对炼钢厂内物流输送路线，特别是RH 等精炼装置在平面图中的合理 19 位置也必须给予高度重视和科学安排。这些都对今后的炼钢-连铸生产时间节奏 匹配、提高钢水质量和实现连铸机恒温、恒拉速的稳定化生产工艺具有重要意义。对加速钢水包周转和提高车间调度的有效性和生产能力的充分发挥具有重要作 用。

2.4.2 共性技术

从流程优化的角度考虑，炼钢-连铸区段内的主要共性技术是：炉机匹配技

术、钢水二次精炼的优化匹配技术、连铸高效化技术、精料技术、节能减排和环 保技术、过程信息化控制技术。（1）炉机匹配技术

新一代炼钢工艺流程应在采用先进成熟的工艺与装备技术的基础上，结合若 干新开发的工艺技术和匹配技术，通过界面技术的匹配、协调，形成优化组合的 生产流程。在新流程中转炉的容量并非越大越好，而应该依据产品大纲的定位和 合理布局的工厂结构，追求最佳的经济效益、环境效益和社会效益。炼钢炉的合 理容量不仅要和连铸机相匹配，而且还应适应轧机及其生产产品的需求，保证轧 机的生产高效化。

对于两套传统热带连轧机协同生产，其生产钢材的规模应在800 万吨/年以

上，适宜采用三座280~300 吨大型转炉。同样规模的企业若采用铁水全“三脱” 和转炉高速吹炼新工艺，由于炼钢节奏加快、冶炼周期缩短，应采用230~250 吨的脱碳转炉和相应的脱硅、脱磷预处理转炉。

对于中板生产规模在180 万吨/年左右的转炉厂一般应选择两座150~180 吨

转炉。对于生产规模在140~180 万吨/年以上的长型材钢厂一般可配置两座50~80 吨的转炉或两座80~100 吨的电炉。对于薄板坯连铸-连轧生产线为充分发挥连轧 机的生产能力，选择两座120~150 吨转炉或1 座230~250 吨转炉也可以选择两台 150~180 吨电炉与两流薄板坯铸机匹配是合理的。合理选择炼钢炉的吨位，稳定 和规范操作程序，提高设备自动化和智能化的运行水平是实现生产高效、稳定的 基础条件。

（2）钢水二次精炼的优化匹配技术

目前国内绝大多数钢铁厂均已配备了钢液二次精炼设施，过去配置二次精炼 装置往往单纯从精炼装备的冶金功能出发进行选择，而新一代钢铁流程要求根据 20 产品和生产流程动态-有序运行的特点合理选择精炼装置。也就是说选择二次精 炼装置不仅要重视冶金功能，而且还要注意其运行节奏和平面布置的合理安排。对于一般以生产普碳钢、低合金钢长材为主的钢厂，二次精炼装置应选择成本低、效率高的炉后吹氩/喂丝装置或CAS。对于以中、厚板材为主要产品的钢厂，二 次精炼设备主要应采用LF 精炼炉；如需生产部分高端产品，要求脱氢、深脱氧 和控制夹杂物，可同时匹配VD 真空精炼炉。对于以生产冷轧薄板为主体的炼钢 厂，由于要大量生产低碳或超低碳钢材，一般应选择RH 真空精炼设备，并合理 配备CAS 普通精炼设施。对于电炉厂一般应以LF 炉作为主要精炼设施，但为 了保证高品质钢材生产的需求，可同时配置VD 或RH 真空精炼设施。（3）连铸高效化技术

目前连铸高效化技术的主要目标是：根据不同钢种的特点合理提高拉速、确 定典型拉速并稳定拉速，实现恒拉速，保证铸坯的内部和表面质量，促进连铸高 效化。要根据轧机配置的要求选择优化和固定的连铸坯断面尺寸，确定合理的拉 速和连浇周期，相应确定精炼炉、炼钢炉的运行节奏和生产能力。进一步优化炼 钢-连铸的平面布置，保证物流通畅，缩短调运时间，减小温度波动，为实现连 铸机定时、定温、定速的稳定生产创造条件。

铸机断面的合理选择是实现全流程高效化生产的基础。通常对于生产薄板的 传统板坯铸机，连铸坯厚度以210~230mm 为宜，生产中厚板坯一般可选择连铸 坯厚度250~300mm，薄板坯连铸-连轧机组生产的薄铸坯厚度一般为70~90mm。对于小方坯连铸机生产普碳钢坯（包括低合金钢）断面为150mm.150mm 为宜，对于特殊钢生产连铸机断面可选择220mm.220mm~300mm.300mm 或其它相应 的矩形坯断面。（4）精料技术

这是一个系统的概念，即所有原材料都要符合冶炼、精炼与质量的要求，不

但铁水这一最重要的原料需进行预处理后再使用，其它原材料也都要精料，例如： 注重提高铁合金的质量，尤其要注重FeMn 的硅、铝、磷等元素含量，FeCr 中 的钛、磷含量，避免对洁净钢水的污染。要进一步提高石灰质量，提倡用回收的 转炉煤气烧石灰，严格控制石灰中的硫含量和SiO2 含量，提高石灰活性度。要 加强对耐火材料的质量监督和管理工作，积极研究开发新型连铸三大件耐火材 21 料；进一步降低耐火材料的消耗，并深入研究减轻耐火材料对钢水洁净度的污染。保护渣的质量稳定性对连铸坯表面质量有重要影响，今后不但要加强新型保护渣 的研究开发工作，而且要加强对保护渣质量的管理，严格控制保护渣的加入量，改进保护渣加入技术，进一步提高铸坯质量的稳定性。要加强对废钢的成份、块 度分类管理，特别是对于电炉厂要通过加强废钢管理减少加料次数，进一步降低 冶炼电耗。

（5）节能减排和环保技术

积极推行转炉负能炼钢工艺，争取实现转炉工序负能炼钢；进一步促进整个 炼钢-连铸工序低能耗运行；积极推广转炉闭罩冶炼、煤气回收和干法除尘等先 进技术，进一步加强煤气、蒸汽的回收与利用，降低放散率。低硫含量的优质转 炉煤气应主要用于生产石灰以降低石灰硫含量，大型转炉回收蒸汽应优先作为炼 钢车间内真空精炼设备的汽源，以提高能源转换效率，降低真空精炼的成本。要 进一步加强对转炉炉渣、烟气粉尘和废弃耐火材料等固体废弃物的利用与循环利 用技术的开发，争取实现炼钢-连铸生产无公害化的近“零排放”。积极研究开发 低品质蒸汽、煤气发电等新技术。

（6）生产信息化与过程智能化控制技术

随着社会信息化的发展和炼钢-连铸的生产日趋准连续化，炼钢-连铸生产过 程的信息化建设和智能化控制技术的发展尤为重要。今后应大力在国内炼钢厂推 广和完善信息中心和数据平台建设，实现计算机对炼钢-连铸全流程生产过程的 在线监控、故障诊断、生产和质量预报与生产调度寻优等信息管理功能，并开展 铁水预处理-炼钢-精炼-连铸过程的智能控制技术研究。

多年以来，由于国内不少炼钢-连铸原、辅材料质量不稳定，工艺规程不健

全，生产基本沿用人工经验控制技术。因此，生产的稳定性往往受到操作者个人 的体力、精力和经验所局限，造成人为的失误或波动，影响了工艺和产品的稳定 性。今后要在加强生产过程精细管理和淘汰落后工艺装备的同时，积极推广转炉 副枪动态控制、炉气分析过程控制以及连铸计算机控制等先进技术，进而逐步实 现计算机闭环在线智能控制，尽可能减少人为干扰，提高物流流量、成分、温度 的控制精度，保证产品性能和生产过程的稳定性。

今年是2008 年，是奥运会即将胜利召开的一年，现在我们召开全国炼钢-22 连铸工作会议，目的是要总结成绩、树立新理念、明确新目标，研究和开发新的 炼钢工艺流程，我们的目光是要看到2010 年以后战略目标的措施，并结合各单 位的实际情况积极探索进展。我们应该有抱负、有信心将中国的炼钢-连铸水平推向世界一流水平。参考文献 [1] 姜晓东，徐安军，田乃媛等，喷吹法和搅拌法铁水脱硫工艺成本的综合评估，炼钢，2006, Vol.22, No.4, P55-58.[2] 刘浏, 苏天森, 李凤喜, Technical Progress of Long Life Combined Blowing Converter Steelmaking in China, 第10 届日中钢铁学术会议论文集, 2004, P106-115.[3] 李凤喜, 李具中, 连铸“典型拉速下恒拉速”的生产实践, 第四界发展中国家连铸国际会

议（CCC’08）, 2008.[4] 殷瑞钰, 中国薄板坯连铸连轧的发展特点和方向, 钢铁, 2007, Vol.42, No.1, P1~7.[5] 余志祥, 刘路长, 肖文斌等.武钢三炼钢计算机炼钢技术的新进展[C], 第一届中德（欧）

冶金技术研究会论文集, 2003: 80-89.[6] 吴明, 梅忠, 转炉烟气分析动态控制炼钢技术[J], 冶金设备, 2006,(4): 68-72.

第五篇：连铸工艺

连铸工艺

首先做好准备工作，包括把中间包吊运到中间包台架上，固定在浇注位置上，装好定径水口，烘烤好中间包和定径水口，烤好后装好引流砂等待钢水包的到来，还要准备好润滑剂，捞渣棒，调温冷铁，做好开浇前的所有准备工作。检查好二冷室喷嘴，进行试水，不喷水的要拆下来用氧气吹通再装好，确实需要更换的才能更换，以保证浇注时少发生事故。

从钢包掉运到钢包旋转台，把旋转台开到浇注位置，首先是测量钢包内钢水的温度要求保持在1650-1680度之间，温度过高则需加入少量冷铁调温，达到浇注温度要求。

开启滑动机构打开水口，让钢包内的钢水注入中间包，中间包内钢水达到三分之二时在测量一次中间包内钢水的温度，要求是1525-1545度之间，方可打开定径水口开始浇注，首先打开中间一流，带浇注正常后依次序打开左右几流正常浇注。

在浇注开始的同时打开零段，二次冷却水达到拉坯的正常要求，一般零段冷却水许全部打开，二段冷却水视钢坯的温度调整在0.2-0.66MP.在浇注过程中要勤捞渣，尽量做到拉速平稳，保持住中间包内的温度，温度低于浇注要求时要注氧升温。

钢坯出了拉矫机到达火焰切割位置时切掉坯头一般视所装冷铁的长度而定。火焰切割定尺要准确，长度不能偏差5公分。

正常浇注完成后，钢包要关闭好滑动机构，转到浇注位置的180°方向，就算完成一次钢包浇注。整个连铸浇注完成后清理好浇注平台的卫生，吊运走在浇注过程中留下的渣铁，把中间包吊运到清理修补打结位置以备下次生产用。

连铸备品配件大概消耗在每吨钢坯2.5.元人民币左右，不包括结晶器铜管。