钢铁公司全三脱冶炼技术

首钢京唐公司介绍首钢京唐钢铁联合有限责任公司钢铁厂项目是纳入国家“十一五”规划纲要的重点工程。

项目建设始终得到党中央、国务院的亲切关怀，得到了北京市、河北省和唐山市的大力支持，得到了社会各界的关心和帮助。

胡锦涛、吴邦国、温家宝、贾庆林、李长春、李克强、贺国强等党和国家领导人，相继到首钢京唐公司钢铁厂建设工地考察调研，对项目建设作出重要指示。

一、项目沿革2005年2月18日，国家发改委下发“发改工业〔2005〕273号《关于首钢实施搬迁、结构调整和环境治理方案的批复》”，批准首钢“按照循环经济的理念，结合首钢搬迁和唐山地区钢铁工业调整，在曹妃甸建设一个具有国际先进水平的钢铁联合企业”。

2005年10月9日，“首钢京唐钢铁联合有限责任公司”在唐山市注册成立。

2005年l0月22日，首钢京唐钢铁联合有限责任公司成立大会在曹妃甸隆重举行。

时任中共中央政治局委员、国务院副总理曾培炎莅会讲话并为公司揭牌2006年3月14日，十届全国人大四次会议表决通过的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》提出：结合首钢等城市钢铁企业搬迁和淘汰落后生产能力，建设曹妃甸等钢铁基地。

2007年2月7日，国务院常务会议讨论批准了国家发改委上报的《关于审批首钢京唐钢铁项目可行性研究报告的请示》，同意结合首钢搬迁，河北省淘汰落后产能，首钢京唐钢铁联合有限责任公司在河北曹妃甸建设年设计能力970万吨的钢铁项目。

2007年3月12日，首钢京唐钢铁联合有限责任公司钢铁厂项目开工仪式在首钢篮球中心隆重举行。

时任中共中央政治局委员、国务院副总理曾培炎作重要讲话，并宣布开工。

中共中央政治局委员、北京市委书记刘淇出席开工仪式。

二、建设目标、建设规模、建设内容建设目标：坚持高起点、高标准、高要求，实现产品一流、管理一流、环境一流、效益一流，成为科学发展、自主创新、循环经济的示范企业。

建设规模：项目设计年产铁898万吨、钢970万吨、钢材913万吨。

钢铁冶炼中的铁水脱气技术和控制钢铁冶炼是现代工业制造的重要领域之一。

在这一领域中，铁水的脱气技术是一个非常关键的环节。

随着冶炼技术的不断进步和应用的发展，铁水脱气技术及其控制方式也得到了不断的改进和完善。

本文将从铁水脱气技术的工艺流程、物理化学反应机理以及控制方式等方面进行细致地介绍和分析。

一、铁水脱气技术的工艺流程铁水脱气是将铁水中的“三气”（氢、氮、氧）和部分碳脱除的过程。

传统的铁水脱气工艺主要采用罐体脱气、淀粉脱气和感振脱气等方法，这些方法都有易堵塞、容易产生沉淀、效果不稳定等缺点。

近年来，一些新型的铁水脱气技术，如旋流式脱气、电弧抽气、热机械挤压等方法得到了广泛应用。

以旋流式脱气为例，其工艺流程主要包括加料、加保护气、脱气等步骤。

首先，将加热后的铁水通过加料口导入旋流式脱气器。

脱气器内的特殊结构可使铁水在内部形成一个旋流，同时室内高速气流对铁水进行强力脱气。

接着添加适量的保护气进行气体控制，使铁水中的氢、氮、氧等气体得到更加全面和均匀的去除。

最后脱气器内的铁水经过离心机等设备的处理，得到纯净的铁水并进行进一步地处理和冶炼。

二、铁水脱气机理铁水脱气过程中的主要反应机理有化学反应、物理吸附和洗涤等几种形式。

其中，化学反应主要表现为铁水中的“三气”与脱气剂进行反应，如氧气与铁水中的Si、Mn、C等进行反应生成相应的氧化物，从而达到脱除气体的目的。

在物理吸附方面，是指通过脱气环境中的高氧化亚铁离子活化铁水，并将铁水中的碳排除以达到脱气的效果。

而洗涤方面的反应则是指通过水的介入和冲洗去除铁水中的杂质、气体，提高交换的效率。

三、脱气控制方式为了保证脱气的稳定性和效率，铁水脱气过程需要采用适当的控制技术。

主要的控制技术包括气体控制、温度控制等方面。

在气体控制方面，主要使用氢气参与铁水中“三气”的平衡，同时调节保护气体的类型、压力等参数，以保证铁水的平衡、稳定和均匀性。

在加料、进气、脱气等过程中，对与其相关的各种参数都需要进行实时监测、控制。

首钢京唐公司全三脱模式下少渣冶炼生产实践
吉立鹏;曾立;刘建华;王自亭
【期刊名称】《首钢科技》
【年(卷),期】2012(000)005
【摘要】为降低转炉冶炼渣料消耗，通过严把原料入厂关、提高白灰标准、转炉
冶炼采用留渣操作、脱碳渣返回脱磷炉和溅渣护炉时使用生白云石调整炉渣的措施，已将转炉冶炼用渣料（白灰＋轻烧白云石）消耗控制在39kg／t左右，初步实现
了转炉少渣冶炼的生产模式。

【总页数】3页(P43-45)
【作者】吉立鹏;曾立;刘建华;王自亭
【作者单位】首钢京唐钢铁联合有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TF702.5
【相关文献】
1.首钢京唐公司1号高炉低碳生产实践 [J], 王涛;张卫东;任立军;魏红旗
2.首钢京唐公司低磷钢生产实践的研究 [J], 边吉明;胡敏
3.转炉冶炼预脱磷与"全三脱"铁水少渣技术 [J], 吴东阳
4.首钢京唐公司硫含量控制生产实践 [J], 吉立鹏;明宏超;曹盛
5.首钢京唐公司脱磷炉冶炼半钢硫含量的控制实践〈Ⅱ〉 [J], 明宏超
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不锈钢冶炼基础知识太钢铁水冶炼不锈钢工艺技术，以经过“三脱”的铁水和镍、铬合金为原料，经过三步法（电炉+转炉+VOD炉）两步法（电炉+转炉）或一步法（转炉）进行不锈钢的冶炼生产。

其核心工艺是以铁水代替废钢，采用延长吹转炉进行粗炼或精炼，与国际上通用的二步法生产工艺不锈钢相比，具有原料结构灵活、适应性强、生产效率高、钢水残余元素低、方板坯兼容生产、生产成本低的特点，特别适合生产高纯铁素体不锈钢。

目前，国际上生产不锈钢的炼钢工艺，主要有以废钢为主要原料的电炉二步法、电炉三步法及转炉三步法和以铁水主要原料的转炉三步法。

太钢在不锈钢系统改造工程中根据自身特点，确定了以铁水为主要原料的转炉三步法冶炼不锈钢的生产工艺路线，即预处理铁水-电炉预熔合金-K-OBM-S复吹转炉进行冶炼-VOD炉精炼+LF精炼设备和方板坯连铸机。

该工程从2000年8月动工，2002年底正式投产，建成了中国第一条，世界第四条以铁水为主要原料的三步法冶炼不锈钢生产线。

该生产线2003年产量26.6万吨，达到项目目标要求，2004年产量达到36.7万吨，超设计能力。

在引进主要关键设备的基础上，太钢进行了自主开发与创新，形成了一整套以铁水为主要原料，采用三步法冶炼不锈钢生产工艺技术。

比如：人们采用喷吹法，实现铁水预处理脱磷的工业化生产，并开发出预处理站脱硅技术、预处理站脱磷技术、终点温度控制技术等；以铁水为主要原料进行不锈钢冶炼生产；采用超高功率电炉预熔铁合金，有效地弥补了转炉冶炼高合金含量不锈钢时的热源不足问题；在冶炼低合金含量的不锈钢时，通过优化原料配置，可采用一步法或二步法冶炼工艺；采用三步法冶炼低碳、低氮、超纯铁素体等不锈钢新品种；采用K-OBM-S转炉冶炼不锈钢；采用方板坯兼容连铸机。

2003年至2004年，太钢以铁水为主要原料，采用三步法冶炼不锈钢的产量为63.1万吨，新增产值73.96亿元、利税14.09亿元。

不锈钢的飞速发展与炼钢技术进步密切相关，70年代，VOD和AOD炉的应用将不锈的脱碳精炼、从电炉移到VOD和AOD炉中进行，冶炼低碳和超低碳不锈不再是难事。

炼钢简介现代钢铁厂工艺流程概述红框内为炼钢厂钢与生铁的区别：铁和钢最根本的区别是含碳量，理论上一般把碳含量小于2.11%称之钢，它的熔点在1450-1500℃，而生铁的熔点在1100-1200℃。

在钢中，随着碳含量的增加，其强度、硬度增加，而塑性和冲击韧性降低。

炼钢的定义：用氧化方法去除生铁和废钢中的杂质，加入适量的合金元素，使之成为具有高的强度、韧性或其他特殊性能的钢，这一工艺过程称为“炼钢”。

含碳量≤2.0%的铁碳合金，铁碳相图中2.0%C的意义。

高温：奥氏体，热加工性能好；常温：以珠光体为主。

为什么炼钢：生铁无法广泛应用。

含碳高：高温下无奥氏体；性能不良：硬脆、韧性差、焊接性能差，不能加工；杂质多：S、P、夹杂物含量高。

钢中常见元素：五大元素：C、Mn、S、P、Si（必须要求）。

其他元素：V、Cr、Ni、Ti、Cu等（根据钢种）。

存在原因：①工艺限制：S、P无法完全脱除；②原料残余：废钢残余Cu、Zn；③改善性能：Mn提高强度Al细化晶粒。

元素含量：①国标要求：GB；②企业标准：企业自定；③其它国家标准：SWRCH82B（日本）。

炼钢工艺流程炼钢“全三脱”工艺流程配有4座300t KR脱硫站、2座300t脱磷转炉、3座300t脱碳转炉；脱磷工位和脱碳工位采用“2+3”双高跨布置，便于“半钢”铁水倒运；精炼配有2座300t双工位RH炉、2座300t CAS炉和1座300t LF炉；连铸采用4台双流板坯连铸机。

工艺特点：采用先进的“一罐到底”、“全三脱”技术，钢水100%精炼工艺处理，铸机高拉速，打造高效快节奏的洁净钢生产平台。

“全三脱”工艺流程如图1所示。

转炉炼钢工艺技术把铁水与废钢混合，倒入转炉中然后吹氧，炉温大约上升到1600℃，炉内反应非常剧烈，象火山爆发一样，将碳与主要杂质迅速烧掉（铁水中的锰和硅被氧化，铁水中的碳也被氧化成二氧化碳）。

整个过程仅约30分钟，而且不再添加任何燃料，就可炼一炉钢，甚至可做到“负能炼钢”用这种方法炼钢，质量可以与平炉炼出的钢相媲美，所需时间却只有平炉的1／10，效率很高。

86Metallurgical smelting冶金冶炼转炉冶炼预脱磷与“全三脱”铁水少渣技术吴东阳（唐山中厚板公司，河北 唐山 063000）摘 要：我公司对转炉炼钢中铁水预脱磷及三脱冶炼工艺不断进行技术优化，改变了原有转炉投加废钢尺寸，底吹枪数和排布，预脱磷率可高达70%。

后期经过冶炼进行脱硫，脱硫和脱硅处理，减少了中点温度钢水炉渣量。

转炉炼钢通过采用留渣操作，少渣冶炼技术，自动化终点命中率可达到90%以上，大幅度提升了炉龄。

同时各种冶炼辅料实现了循环利用。

，钢种质量进一步提高，超低磷与超低硫钢中（S ＋P ＋N）元素质量分数可稳定控制在0.009 5%以下。

关键词：转炉炼钢；脱磷；脱硫；脱硅；少渣中图分类号：TF713 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）14-0086-2收稿日期：2020-07作者简介：吴东阳，男，生于1992年，河北唐山人，本科，助理工程师，研究方向：冶金工程，炼钢。

随着钢材市场形势的日益严峻，对钢材质量提出了更高的要求，同时各冶金企业为了大幅降低冶炼成本，在转炉炼钢工艺过程中采取三托脱生产工艺模式，即在转炉炼钢过程中完成脱硅，脱硫和脱磷。

细化了单体设备功能，也为后期洁净钢铁生产奠定了基础。

1 炼钢工艺简介该炼钢系统主要配备4套KR 脱硫设备，2套300t 脱磷转炉，3套300t 脱碳转炉，2套300t CAS 精炼炉，1套带两站的LF 精炼炉和2套两站的转炉。

RH 精炼炉，2个2个双线高速连铸机，每个150 mm，2个双线高速连铸机，用于板坯1,650 mm。

这样的生产工艺模式产品包括了热轧冷轧生产的汽车板和家电板，同时也为高强度管线钢提供钢水原料。

在生产工艺过程中，利用钢水包多功能化的特点，取消了中间鱼雷罐倒罐站，可有效避免铁水温度降低，同时也避免了粉尘飘洒起到了良好的环保作用，在这一过程中，脱硫过程已在高温热力学条件下进行。

在转炉冶炼初期，要充分利用大反应空间和剧烈搅拌进行铁水的脱硅和脱磷反应。

《炼钢工艺学》复习题知识点1.铁水预处理的“三脱”是指脱硅、脱磷、脱硫。

2.铁水预处理指铁水在兑入炼钢炉之前，为除去某种有害成分( 如S、P、Si等)或提取/回收某种有益成分(如V、Nb 等)的处理过程。

或铁水预处理是指铁水兑入炼钢炉之前对其进行脱除杂质元素（如S、P、Si等）或从铁水中回收有价值元素的一种处理工艺。

3.铁水预处理可分为普通铁水预处理和特殊铁水预处理，前者包括铁水脱硅、脱硫和脱磷(即“三脱”)或同时脱磷脱硫；后者是针对铁水中的特殊元素进行提纯精炼或资源综合利用而进行的处理过程，如铁水提钒、提铌、提钨等。

4.铁水预处理目的及意义：主要是使其中硫、硅、磷含量降低到所要求范围，以简化炼钢过程，提高钢的质量。

有效提高铁水质量；?减轻炼钢负担；为优化炼钢工艺，提高钢材质量创造良好条件；对特殊铁水预处理而言，可有效回收利用有益元素，实现综合利用。

5.铁水预处理优点：铁水中含有大量的硅、碳和锰等还原性的元素，在使用各种脱硫剂时，脱硫剂的烧损少，利用率高，有利于脱硫。

铁水中的碳、硅能大大提高铁水中硫的活度系数，改善脱硫的热力学条件，使硫较易脱至较低的水平。

铁水中含氧量较低，提高渣铁中硫的分配系数，有利于脱硫。

铁水处理温度低，使耐火材料及处理装置的寿命比较高。

铁水脱硫的费用低。

可以提高高炉炼铁和转炉炼钢的生产能力。

6.铁水预脱硅技术的目的：铁水脱磷前必须脱硅。

减少转炉石灰耗量（硅氧化形成的SiO2大大降低渣的碱度），减少渣量和铁损，改善操作和提高炼钢经济技术指标。

铁水预脱P的需要，可减少脱磷剂用量、提高脱磷、脱S效率。

当铁水[Si]＞0.15%时，脱磷剂用量急剧增大。

因此，脱磷处理前需将铁水含[Si]脱至＜0.15％，这个值远远低于高炉铁水的硅含量，也就是说，只有当铁水中的硅大部分氧化后，磷才能被迅速氧化去除。

所以脱磷前必须先脱硅。

铁水预脱P的最佳[Si]初始：①苏打脱P：[Si]初始<0.1%②石灰熔剂脱P：[Si]初始0.10～0.15%对含V或Nb等特殊铁水，预脱Si可为富集V2O5和Nb2O5等创造条件。

转炉已一次干法除尘技术 1 转炉干法除尘技术背景转炉煤气干法除尘是鲁奇（Lurgi）和蒂森（Thyssen）公司20世纪60年代末合作开发的。

转炉干法除尘的基本原理是对经汽化烟道后的高温煤气进行喷水冷却，将煤气温度由900℃～1000℃降低到200℃左右，采用电除尘器进行处理。

转炉干法除尘系统主要包括：蒸发冷却器、静电除尘器、煤气切换、煤气冷却器、放散烟囱、除灰系统等。

与湿法除尘（OG）法比较，干法除尘有以下优点：.除尘效率高。

净化后烟气含尘量为10mg/Nm3～20mg/Nm3，如有特殊要求可降至5mg/Nm3。

.系统阻力小，耗能低，风机运行费低，寿命长，维修工作少。

.在水、电消耗方面具有明显的优越性。

.不需要泥浆沉淀池及污泥处理设施。

.含铁干粉灰压块后可直接供转炉利用。

2 首钢京唐干法除尘设施的技术特点及实施情况首钢京唐炼钢厂采用2+3的“全三脱”两步法冶炼生产模式。

配置2座300t脱磷转炉和3座300t脱碳转炉。

脱磷转炉平均冶炼周期25min ，脱碳转炉平均冶炼周期28min。

正常情况下，实行2+3转炉全量脱磷、脱碳处理，转炉与板坯连铸机采用3对3的高效快节奏的生产模式。

在欧洲转炉干法除尘技术应用非常普遍，但是欧洲钢厂均没有采用“全三脱”转炉两步法冶炼技术。

在日本“三脱”转炉两步法冶炼技术应用很多，却没有采用转炉干法除尘的实例。

首钢京唐钢铁公司是世界上第一个在“全三脱”两步法冶炼的大型快节奏转炉上采用干法除尘技术的钢厂。

该工艺特点是：“三脱”处理后的铁水，已基本不含Si，C、Mn含量也有较大的降低。

但是在工业化生产中仍需解决以下两个问题，对“三脱”处理后铁水进行吹炼，开吹后的炉气量和炉气中的CO 含量是否会显著增加？如采用干法除尘是否会增加卸爆发生频率？为了实现在“全三脱”冶炼的转炉上应用煤气干法电除尘技术，技术团队对国外进行了考察调研和认真分析研究。

分析结论认为：与常规吹炼相比，“三脱”铁水吹炼前期炉气中CO比率不会增加，这对减少卸爆有利。