转炉滑板挡渣出钢技术发展与创新1

文档收集于互联网，已重新整理排版.word版本可编辑.欢迎下载支持.东北大学继续教育学院毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目：济钢210T转炉滑板挡渣改造项目姓名：许维康学号：072N专业：冶金工程学习中心：济南博文教育学习中心住址：济南市历城区鲍山街道电话：Email:开题日期：2017 年7 月 6 日指导教师：李阳第一章研究的主要内容近年来，随着我国钢材消费结构的变化，对高品质、高附加值钢的需求量越来越大，同时在当前严峻的钢铁行业形势下，建设高效率、低成本的洁净钢平台越来越成为钢厂的工作重点。

减少转炉出钢下渣量是提高钢水洁净度、提高转炉钢产品的质量和命中率、降低炼钢生产成本最有效的途径。

在转炉出钢时进行有效的挡渣操作，不仅能够改善钢水质量，提高合金收得率，还可为精炼操作提供良好的条件。

目前国内转炉出钢挡渣主要还是采用挡渣球、挡渣塞等挡渣方法，这些方法在提高挡渣效果方面均有一定的效果，但仍不能满足部分品种钢稳定生产的需要。

转炉冶炼过程中的脱碳、升温以及脱磷、脱硫等反应都与炉渣密切相关，转炉炉渣具有高氧化性的特点，并含有大量的硫、磷等有害元素。

如果转炉出钢过程大量下渣，不仅会增加钢水的脱氧及合金化难度，增加脱氧剂及合金消耗，还会引起钢包回磷及增加氧化夹杂物含量，增加钢包等的耐材消耗和后道精炼工序成本，严重时造成钢水成分出格，增加了炼钢生产成本。

因此，转炉出钢下渣量必须控制得越低越好。

济钢炼钢厂210区域现有210t顶底复吹转炉两座，平均单炉产钢量217t，年产量约260万吨,产品定位为高端产品、高端客户和重点工程，产品以高强、海工、船板、容器、油罐、桥梁、管线等高级别产品为主，高专比在80%以上。

目前采用传统的挡渣棒挡渣方式，挡渣效果不稳定，吨钢下渣量约5.0kg/t钢，挡渣成功率96.5%，转炉下渣问题严重影响了钢水质量和产品提升。

为提升产品质量控制水平，增强高级别产品的生产保障能力，为了解决转炉出钢下渣量大的难题，济钢对210 t 转炉挡渣系统进行了技术改造，引进了先进的滑板挡渣和红外下渣检测技术，不仅提高了挡渣成功率，而且有效地减少了出钢下渣量，提高了钢水质量和高等级品种钢的生产能力，同时还提高了合金收得率，进一步降低了生产成本，取得了良好的经济效益。

阳春新钢铁有限责任公司，广东阳春 529600摘要：转炉挡渣工艺是高洁净钢生产工艺中重要的一环, 挡渣效果不好会直接造成钢水杂质含量高、回磷量大成分出格、后续精炼处理难度增加、钢铁料消耗高等问题，影响钢水质量。

本文结合目前实际挡渣情况进一步探索研究影响转炉挡渣合格率的因素，制订相应对策，提高挡渣合格率，减少转炉出钢下渣量,从而达到改善钢水质量、减少废品的目的。

关键词：转炉、挡渣、高挡渣率1 前言随着我国国民经济的发展,钢材的消费结构正在不断地发生变化,对钢水的洁净度提出了越来越高的要求。

在实际生产中,要求转炉在出钢过程中最大限度地减少下渣量、降低钢水的氧化性及提高炉外精炼的冶金效果,相对于成本较高的精炼过程，转炉挡渣出钢是生产低成本洁净钢的最简单有效途径[1]。

国内某炼钢厂(120吨转炉）2021年5-12月平均挡渣合格率95.6%（下渣≤50mm炉数占比），平均每月因下渣导致磷超国标判废2炉，每炉重量180吨，每月360吨，吨钢加工费用500元，平均每月因成分出格损失18万元。

2 挡渣塞挡渣原理现在国内钢厂转炉挡渣法有挡渣球法，挡渣塞法，气动挡渣，滑板挡渣法，各有利弊[2]。

某炼钢厂采用挡渣塞法挡渣，具有操作简便，使用成本低等优点。

挡渣塞呈陀螺形,粗端有4个凹槽、8个棱角,能够破坏钢水涡流,减少涡流卷渣。

其比重在3.4~ 4.0 g/cm3之间,能浮于钢渣界面,出钢时用专用机械将挡渣塞吊置出钢口上方，缓缓加到钢水面上，随钢水流尽，挡渣塞能堵住出钢口而阻挡炉渣流出，实现抑制涡流和挡渣的作用。

挡渣塞简图及挡渣原理见图1。

图1挡渣塞简图及挡渣原理3 分析影响挡渣成功的因素根据挡渣塞挡渣原理、相关文献及现场生产实践，分析影响挡渣合格率的因素有：1、挡渣塞的工艺参数，如比重、形状、流钢槽的数量、宽度、形状等；2、挡渣塞耐材质量的稳定性，是否受潮，在出钢时是否炸裂；3、挡渣塞的制作质量：挡渣塞整套装置是由挡渣塞，导向杆组成，在使用时将导向杆套在挡渣塞上，出钢至1/2∽2/3时通过挡渣塞投放装置，对准出钢口，插入钢水中，当导向杆卡子松动、衔接不紧密在加挡渣塞时导向杆易掉落、熔化与出钢口定位不准；4、出钢口的形状，当出钢口内口有钢渣堆积时会呈现不规则形状，与挡渣塞配合存在间隙，有漏渣的风险；5、加挡渣塞的时机，挡渣时出钢口的角度与夹持机构上挡渣棒的位置配合不好，加挡渣塞过早或过晚都会影响挡渣效果；6、转炉炉型的控制，出钢口周边及炉帽的日常维护做好有利于挡渣率的提高。

转炉炼钢技术的发展与展望作者：吴悠来源：《名城绘》2019年第09期摘要：在当下，国内的炼钢厂纷纷致力于升级配套设备、积极研究应用节能降耗技术，借助先进的、科学的转炉炼钢技术实现稳定的低成本高效率钢铁生产，主要包括转炉脱磷、煤气干法除尘、转炉少渣、高效挡渣等炼钢技术，并且转炉炼钢技术处于不断发展和更新的状态，前景广阔，促使钢铁生产走上真正意义上的环保节能道路。

本文主要分析探讨了转炉炼钢技术的发展与展望情况，以供参阅。

关键词：转炉炼钢技术;发展;展望转炉是主要用于生产碳钢、合金钢、铜、镍等金属材料的冶炼设备。

其主要原料有铁水、废钢和铁合金等，炼钢过程中的热量来源是靠铁液本身物理热以及铁液各组分间化学反应产生的热量，无需外界附加能源。

我国使用最为普遍的炼钢设备为碱性氧气顶吹和顶底复吹转炉，因其具有成本低、单炉产量高、投资少、生产速度快等优点，被我国钢铁企业所广泛应用。

1我国转炉炼钢技术的应用1.1洁净钢新流程的应用在21世纪的发展形势下，我国钢铁工业中对洁净钢的生产已经成为重点，而洁净钢的生产技术的发展目标就是采取最经济的手段来使生产效率大幅提高，从而形成大规模的生产。

当前我国已经创新出了新的炼钢流程来对洁净钢进行生产，并且已经在部分炼钢企业中得到了初步的应用。

洁净钢新流程能够对钢中的杂质进行有效的“三脱”处理，使其处理比例达到更高，并且转炉日产数也增加了将近一倍，极大提高了洁净钢的生产效率，相比于传统的洁净钢流程，生产成本也要低的多。

1.2转炉脱磷炼钢技术的应用在转炉炼钢生产中，常用脱磷技术方法包括结合铁水三脱预处理和转炉法、转炉双联法、双渣法。

其中双渣法是指操作一台转炉，实行2次造渣，转炉双联法是指操作2台转炉，一台脱磷，完成脱磷之后在另一台脱碳。

大型钢铁厂通过自主研发、应用脱磷脱碳新工艺，促使每一台转炉都可以脱磷、脱碳，应用双联技术炼钢。

一些炼钢厂由于缺乏铁水脱磷预处理的条件与设备，应用双渣法炼钢，但出钢量不高，且磷含量有较大变化，氧气含量较高。

项目名称：转炉炼钢流程优化和技术创新一转炉制动化炼钢1 项目的提出及意义随着经济的发展，对钢的性能提出了更高的要求，为了满足生产出高纯净度、高质量品种的需要，采用自动化炼钢技术已成为现代化炼钢的重要保证。

转炉炼钢自动化技术是利用副枪检测出转炉吹炼过程某一点的温度、含碳量，通过模型进行动态调整，达到准确控制吹炼终点碳和温度的目的。

按照新钢公司建设成具有现代化炼钢技术的钢铁企业的指示精神，为实现科学炼钢，达到稳定操作、降低消耗、提高质量、满足新钢生产精品板材的需要，决定在210t转炉增设副枪及自动化炼钢系统。

并成立了专人负责的副枪工程师站，工程师站的技术人员查阅了副枪及自动化炼钢有关技术资料，调研了国内武钢、宝钢等单位引进的副枪炼钢情况，经过多次专题讨论研究和比较，认为：由于与国外的条件不同，武钢副枪及自动代炼钢系统，经多年改进和软件二次开发，使用效果好。

我公司与武钢冶炼条件相近，新钢与武钢合作开发，走国内自主集成创新之路，提高应用效果，尽快实现自动化炼钢的目标，为实现副枪及自动炼钢国产化创出一条新路。

2项目的主要内容主要研究内容有如下几点：（1）炼钢工艺模型自适应研究，根据新钢条件选择确定炼钢模型编程思路与方法，确定钢种冶炼方式、熔剂系数、边界条件、温度校正系数等主要工艺参数；（2）优化计算机炼钢的吹炼模式（枪位曲线、顶吹供氧及复吹模式、根据氧步的加料方式等），进行转炉终点控制及低磷吹炼模式研究；（3）修改一级机氧枪HMI画面和相关PLC程序，建立吹炼阶段各类信号的准确采集与传输，实现按氧步控制吹炼模式；（4）修改辅料加料PLC程序，建立根据氧步控制的配料单、一级计算机自动加料控制模式和自动控制模式；（5）进行炼钢静态、动态二级模型编程及改进，实现转炉二级系统与炼钢MES及其他相关的二级、一级系统间的数据交换。

（6）强化原材料管理，对废钢进行分类。

强化计量管理，建立和完善计量和校验管理制度，以及制定相关工艺过程操作岗位作业指导书。

• 114•不锈钢公司在3#100 t 转炉自主研发和实现了转炉自动出钢功能，按照炉渣、钢水及出钢口情况计算出的控制模型，实现转炉倾动、钢车、滑板挡渣和合金下料设备之间的连锁、联动控制，主要进行了钢车激光精确定位控制、倾动角度的安全可靠检测、倾动自动准确控制改造。

在LOMAS 一键炼钢基础上，转炉手动出钢到自动出钢标志着转炉自动化水平的提升，提高了生产效率，消除了人工失误带来的质量和安全隐患。

根据客户需求和市场情况，公司生产节奏加快，钢坯产量及品种钢比例都有较大提升，需要设备提高自动化水平满足当前生产需求。

不锈钢公司3#转炉实现自动化炼钢，但出钢仍需人工手动现场操作，出钢部分自动化控制水平较低，钢水质量受人为干扰较多。

在2018年底考察了莱钢自动出钢系统运行情况，决定自主研发转炉自动出钢系统。

1 生产及设备现状不锈钢公司具有3座100t 转炉，应用烟气分析动态控制技术与自动化炼钢技术；3座100t LF 精炼炉；1座110t RH 精炼炉；3台直弧形1机1流板坯连铸机，年产能力约为300万t 。

3#100t 转炉出钢系统主要由转炉倾动系统、钢车系统、下渣检测和滑板档渣系统、下料系统组成，如图1。

倾动采用了ACS800一主三从变频器控制，设计在主控室、炉前、炉后三地主令控制，共分为8HZ 、12HZ 、20HZ 、30ZH 、80HZ 共5档速度；钢车采用ACS800变频器控制；下渣检测为杭州海城红外图像分析系统，配置了液压滑板档渣系统。

转炉控制采用西门子s7-400PLC系统。

图1 转炉出钢系统组成转炉工艺流程如图2所示，包括装铁、吹炼、出钢过程，其中手动出钢包括了摇炉、钢车同步运行，摇炉工观察转炉内部钢渣情况，多次小幅度手动摇炉，当出钢完毕，下渣检测发出关闭滑板指令，手动反向摇炉回零位，转炉出钢完毕。

图2 转炉工艺过程流程图2 技术研发目标和难点分析转炉自动出钢是否稳定、可靠运行涉及人身安全。

浅谈转炉滑板挡渣出钢技术随着我国国民经济的发展，对钢材的消费结构正在发生变化，加之众多企业日益关注转炉生产特殊钢，这些都对低成本生产高洁净度钢水提出了越来越高的要求。

就转炉炼钢生产企业而言，为生产IF钢（超低碳钢）、石油管线钢、硅钢、轴承钢、弹簧钢等高附加值产品，减少转炉出钢时的下渣量是提高钢水洁净度，从而提高转炉钢产品的质量和档次，降低其生产成本最有效的途径。

转炉挡渣出钢技术方法一、转炉挡渣出钢“提质降耗”在转炉炼钢生产中，炉内冶炼时产生大量熔融状态的炉渣。

这些炉渣会随着转炉的出钢流入钢包中，进而影响钢包耐火材料的寿命；造成钢水回硫、回磷，影响钢水质量；增加炉后铁合金的消耗，增加后续工序合成渣的用量，延长精炼工序处理时间。

因此，在转炉出钢时，应采用挡渣出钢技术以严格控制转炉的下渣量。

自1970年日本新日铁发明了挡渣球以来，为了提高转炉出钢过程的挡渣效果，减少下渣量，国内外有关工作者在挡渣技术方面进行了大量的探索，相继发明了挡渣球法、挡渣塞法、挡渣料法、滑板法、气动挡渣法、出钢口吹气干扰涡流法等几十种挡渣方法，并结合炼钢生产实际情况不断加以改进，挡渣效果逐渐优化。

实践证明，转炉出钢口滑动水口挡渣技术以机械或液压方式开启或关闭出钢口，以达到挡渣目的，可以有效控制前期和后期下渣，挡渣成功率可以达到100%，相对其他挡渣技术，挡渣效果最优。

二、转炉出钢口滑动水口应合理选材转炉出钢口内水口：铝锆碳质性能较优。

考虑到转炉的特殊冶炼环境，目前市场上转炉出钢口内水口材质主要以不烧镁碳质为主，其成分大体类似于转炉出钢口砖，其使用寿命在30炉～80炉。

已有科研工作者开始尝试研究镶嵌氧化锆复合内水口，其使用寿命有望达到120炉以上，甚至与转炉出钢口耐火砖同步。

有研究曾将不烧铝锆碳材质的内水口与不烧镁碳材质的内水口在某钢企120吨转炉进行使用对比，结果发现相同使用寿命的情况下，铝锆碳质内水口使用效果明显好于镁碳质的内水口，主要表现在扩孔小且均匀，用后子母口端面放射状裂纹相对少而小。

转炉炼钢新工艺、新技术介绍
随着钢铁产业的发展，转炉炼钢技术也在不断进步。

新工艺、新技术的引入，为转炉炼钢带来了更高的效率和更好的质量。

本文将对一些新工艺、新技术进行介绍。

1. 氧枪喷吹技术
氧枪喷吹技术是指将氧气通过喷嘴喷入转炉内，进一步提高加热效率，达到更快的炉温升高和更好的钢水质量。

此技术的好处在于可以实现氧气的精确控制，从而达到更高的生产效率和更高的质量水平。

2. 智能化控制系统
智能化控制系统是一种基于计算机技术的控制系统，能够更好地控制转炉炼钢过程。

该系统采用先进的传感器技术和控制算法，实现精确的控制和自动化操作。

这种技术的好处是可以大大减少人为干扰，提高生产效率，同时也可以提高生产质量。

3. 燃气净化系统
燃气净化系统是一种清洁能源技术，能够有效地减少排放物的产生。

该技术通过对燃气进行净化处理，去除其中的污染物，从而减少环境污染和对健康的危害。

此外，燃气净化系统还可以提高能源利用效率，降低生产成本。

4. 精准镁钙处理技术
精准镁钙处理技术是一种钢水处理技术，可以有效地改善钢水的性能。

该技术通过添加适量的镁和钙，可以促进钢水的凝固和晶粒细化，从而提高钢水的机械性能和耐腐蚀性能。

此技术的好处在于可以
满足不同品种钢的要求，提高钢水质量水平。