我國煉鋼-連鑄技術(shù)的發(fā)展與展望

我國煉鋼-連鑄技術(shù)的發(fā)展與展望

近代以來，中國的鋼鐵工業(yè)更加發(fā)展，鋼產(chǎn)量也顯著增加。許多公司的技術(shù)設(shè)備達(dá)到了國際水平，鋼的品種和質(zhì)量接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平，表明中國的鋼鐵工業(yè)發(fā)展處于一個(gè)新時(shí)代。今后幾年,我國鋼鐵工業(yè)不但應(yīng)在規(guī)模和質(zhì)量等方面達(dá)到國際先進(jìn)水平,而且在鋼鐵生產(chǎn)、工程設(shè)計(jì)、工藝與裝備、節(jié)能減排、環(huán)保等方面的研究開發(fā)、生產(chǎn)運(yùn)行都應(yīng)走向國際前沿。為了實(shí)現(xiàn)上述戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo),必須認(rèn)真回顧總結(jié)近幾年我國鋼鐵工業(yè)特別是煉鋼連鑄生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的成就,分析目前存在的問題,研究今后煉鋼-連鑄技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和方向,不斷創(chuàng)新,為完善和發(fā)展新一代煉鋼工藝流程做出貢獻(xiàn)。1鋼-連鑄造生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展2000年以來,國內(nèi)煉鋼-連鑄技術(shù)取得明顯的進(jìn)步,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:1.1u2004年我國鋼質(zhì)形勢(shì)圖1給出2000年以來國內(nèi)鋼產(chǎn)量增長趨勢(shì),粗鋼產(chǎn)量從2000年1.285億t增長到2007年4.892億t,平均年增長率為18.2%。轉(zhuǎn)爐是目前中國最主要的煉鋼方法,轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量從2000年的1.0584億t增長到2007年的4.4億t,年平均增長率為19.5%,高于國內(nèi)粗鋼產(chǎn)量的增長速度。轉(zhuǎn)爐鋼比例相應(yīng)從2000年的82.4%增長到90%左右。電爐也是目前國內(nèi)主要的煉鋼方法,隨著中國鋼產(chǎn)量迅速增長,電爐鋼的生產(chǎn)比例在2003年以前緩慢增長,最高達(dá)17.6%;2004年以后,由于轉(zhuǎn)爐鋼的快速增長,電爐鋼比例逐年降低。但電爐鋼的產(chǎn)量持續(xù)增長,與2000年相比電爐鋼產(chǎn)量翻了一番。在國內(nèi)鋼產(chǎn)量迅速發(fā)展的同時(shí),連鑄比也不斷增長。如圖2所示,2000年全國連鑄坯產(chǎn)量為1.096億t,連鑄比85.3%;2007年全國連鑄坯產(chǎn)量為4.74億t,連鑄比96.95%。隨著連鑄比的提高,成材率也相應(yīng)提高,達(dá)到了96.2%,這說明連鑄技術(shù)的進(jìn)步為我國鋼鐵工業(yè)增產(chǎn)增效、節(jié)能減排作出了重要貢獻(xiàn)。1.2社會(huì)主義技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用國內(nèi)煉鋼-連鑄生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步主要體現(xiàn)在各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不斷優(yōu)化。表1給出2003年至2007年國內(nèi)轉(zhuǎn)爐、電爐和連鑄的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)變化情況。國內(nèi)轉(zhuǎn)爐煉鋼的技術(shù)進(jìn)步主要體現(xiàn)在:完善濺渣護(hù)爐工藝,提高轉(zhuǎn)爐爐齡;推廣強(qiáng)化供氧技術(shù),提高轉(zhuǎn)爐作業(yè)率;推廣長壽復(fù)吹工藝,進(jìn)一步降低鋼鐵料消耗并提高以終點(diǎn)控制為核心的轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化控制水平。電爐生產(chǎn)技術(shù)發(fā)生重大變化:采用大型高功率和超高功率電爐淘汰大批30t以下小型電爐;建設(shè)電爐-精煉-連鑄-連軋現(xiàn)代化短流程生產(chǎn)線,采用優(yōu)化配料與供電制度,強(qiáng)化供氧提高化學(xué)能輸入量和部分電爐采用熱裝鐵水等新工藝技術(shù),達(dá)到降低冶煉電耗,縮短冶煉周期,實(shí)現(xiàn)多爐連澆。在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了電爐生產(chǎn)多元化,形成電爐-普鋼長材、電爐-特殊鋼長材、電爐-無縫鋼管、電爐-中厚板和電爐-薄板坯連鑄連軋等多種生產(chǎn)線,完善了電爐鋼產(chǎn)品結(jié)構(gòu),擴(kuò)大了生產(chǎn)品種。連鑄繼續(xù)快速發(fā)展,自主開發(fā)的能力進(jìn)一步提高。至2007年已建成板坯連鑄機(jī)(寬度700mm以上)175臺(tái),237流;薄(中)板坯連鑄機(jī)17臺(tái),18流;方坯和矩形坯連鑄機(jī)(150mm×150mm以上)437臺(tái),1323流;小方坯連鑄機(jī)305臺(tái),1027流;圓坯連鑄機(jī)48臺(tái),173流。全國總計(jì)連鑄機(jī)996臺(tái),2806流,年生產(chǎn)能力達(dá)到4.743億t。隨著國內(nèi)煉鋼-連鑄技術(shù)的進(jìn)步和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的優(yōu)化,獲得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)2007年國內(nèi)93家大中型企業(yè)的統(tǒng)計(jì),年利潤達(dá)1479.82億元,比上年同期增長49.78%。1.3國內(nèi)技術(shù)的發(fā)展2000年以后國內(nèi)鋼鐵企業(yè)重點(diǎn)開展鋼鐵生產(chǎn)流程與工藝結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,基本建立起現(xiàn)代化煉鋼生產(chǎn)工藝流程。轉(zhuǎn)爐流程:鐵水脫硫預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐復(fù)合吹煉→二次精煉→全連鑄;電爐流程:大型超高功率電爐(兌鐵水)冶煉→二次精煉→全連鑄。近幾年鐵水脫硫預(yù)處理在國內(nèi)廣泛應(yīng)用。鐵水預(yù)處理的裝備能力逐年提高,至2006年重點(diǎn)大中型鋼鐵企業(yè)鐵水預(yù)處理比已達(dá)56.7%,寶鋼、武鋼、鞍鋼等大型鋼鐵公司已基本實(shí)現(xiàn)100%鐵水預(yù)處理。表2給出目前國內(nèi)采用的主要鐵水脫硫工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比,說明國內(nèi)鐵水預(yù)處理工藝已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),為鋼廠合理選擇鐵水脫硫預(yù)處理工藝提供了廣泛的空間。為提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率和擴(kuò)大潔凈鋼生產(chǎn)比例,國內(nèi)大多數(shù)轉(zhuǎn)爐煉鋼廠綜合采用鐵水預(yù)處理、復(fù)合吹煉、強(qiáng)化供氧、終點(diǎn)動(dòng)態(tài)控制和濺渣護(hù)爐等成套先進(jìn)工藝技術(shù),較大幅度提高轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本,提高鋼水的潔凈度。2000年以前國內(nèi)電爐重點(diǎn)是采用大型超高功率電爐淘汰小型電爐,如2000年我國電爐已從1600多座減少到179座,其中50t以上的大、中型電爐鋼產(chǎn)量占全國電爐產(chǎn)量61%。2000年以后,國內(nèi)電爐廠綜合采用鐵水熱裝、廢鋼預(yù)熱、優(yōu)化配料供電和供氧等先進(jìn)技術(shù)取得了明顯的效果。如表3所示。大型電爐采用鐵水熱裝工藝冶煉每噸鋼電耗降低約67kWh,減少電極消耗35%,縮短冶煉周期10min。1.4次精制技術(shù)為了滿足市場(chǎng)對(duì)潔凈鋼生產(chǎn)的需求,國內(nèi)鋼廠普遍重視二次精煉工藝,完善二次精煉設(shè)施。國內(nèi)大、中型骨干企業(yè)鋼水二次精煉的比例從2000年不足20%迅速增長到2007年64%。表4給出2007年國內(nèi)二次精煉設(shè)備的臺(tái)數(shù)和噸位數(shù)據(jù)(不包括吹A(chǔ)r設(shè)備在內(nèi))。隨著精煉設(shè)備的增長,二次精煉工藝技術(shù)也取得明顯的進(jìn)步,形成了以擋渣出鋼、合成渣洗、爐渣改質(zhì)、白渣精煉和喂線與鋼中夾雜物形態(tài)控制、鋼水溫度、成分精確控制以及真空脫碳、脫氣、夾雜物上浮分離等核心技術(shù)為基礎(chǔ)的二次精煉工藝技術(shù),能滿足不同類型產(chǎn)品的批量生產(chǎn),達(dá)到超低氧、超低碳和超低硫等高品質(zhì)潔凈鋼的質(zhì)量要求。二次精煉技術(shù)的發(fā)展使國內(nèi)鋼材的潔凈度得到顯著的提高。15年前國內(nèi)絕大多數(shù)鋼廠生產(chǎn)的鋼水潔凈度(w(S+P+T.O+N+H))波動(dòng)在(300～350)×10-6,目前國內(nèi)多數(shù)鋼廠已可以大批量生產(chǎn)鋼水潔凈度250×10-6以下的潔凈鋼,寶鋼、武鋼、鞍鋼和首鋼等大型鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的鋼水潔凈度可以達(dá)到100×10-6以下。從表5可以看出,目前國內(nèi)生產(chǎn)的典型高附加值產(chǎn)品鋼水潔凈度已達(dá)到國際先進(jìn)水平。鋼材潔凈度的大幅提高使我國鋼鐵產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大改變。如表6所示,近幾年國內(nèi)典型高品質(zhì)鋼種的生產(chǎn)比例迅速增長,不僅給鋼鐵企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益,而且有力地支持了國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)。1.5水資源回收利用技術(shù)近幾年國內(nèi)鋼鐵企業(yè)高度重視節(jié)能減排工作,研究開發(fā)各種節(jié)能環(huán)保技術(shù)。如表7所示。2000年以來隨著國內(nèi)節(jié)能環(huán)保技術(shù)的發(fā)展,噸鋼綜合能耗和電爐工序能耗逐年降低。與國際先進(jìn)水平(日本每噸鋼轉(zhuǎn)爐工序能耗為-6kg標(biāo)煤)相比仍有較大差距,說明國內(nèi)轉(zhuǎn)爐工序尚有較大的節(jié)能空間。實(shí)現(xiàn)負(fù)能煉鋼的核心是要解決轉(zhuǎn)爐煤氣、蒸汽的回收和有效利用問題。轉(zhuǎn)爐煤氣含硫低、熱值高,適用于生產(chǎn)高品質(zhì)石灰;而大型轉(zhuǎn)爐蒸汽用于RH或VD爐等真空設(shè)備也具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。這些都是今后技術(shù)改造中應(yīng)提倡的節(jié)能環(huán)保技術(shù)。目前國內(nèi)轉(zhuǎn)爐絕大多數(shù)采用OG法除塵工藝,基本解決了轉(zhuǎn)爐煙塵對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重污染。今后要進(jìn)一步發(fā)展半干法或干法轉(zhuǎn)爐除塵工藝,達(dá)到節(jié)水、節(jié)能和保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)。近幾年,太鋼、包鋼等鋼廠推廣采用轉(zhuǎn)爐干法除塵新工藝代替OG法獲得了明顯的效益。如表8所示。煉鋼渣和煙塵的回收與循環(huán)利用技術(shù)近幾年在國內(nèi)鋼廠也得到充分重視。自主研發(fā)的轉(zhuǎn)爐渣悶渣處理和滾筒法或輪淬法爐渣連續(xù)處理等新工藝,在生產(chǎn)實(shí)踐中取得了較好的應(yīng)用效果。轉(zhuǎn)爐煙塵含鐵高,基本全部利用,作為燒結(jié)礦料或冷卻劑供轉(zhuǎn)爐使用。馬鋼、包鋼等企業(yè)試驗(yàn)噸鋼采用15～20kg的轉(zhuǎn)爐渣作為石灰的替代品返回轉(zhuǎn)爐使用也取得一定成效。為實(shí)現(xiàn)煉鋼廠固體廢棄物“零”排放,提高資源利用率,今后應(yīng)加強(qiáng)對(duì)煉鋼渣和煙塵回收利用技術(shù)的研發(fā)與推廣工作。連鑄坯熱送熱裝工藝可以大幅度降低加熱爐燃料消耗,已被多數(shù)煉鋼廠采用。今后的工作應(yīng)進(jìn)一步提高鑄坯的熱送溫度和裝入溫度,解決無缺陷鑄坯生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)和熱裝相關(guān)的冶金質(zhì)量問題,進(jìn)一步提高連鑄坯熱送熱裝比例。1.6rh真空精制設(shè)備在國內(nèi)的發(fā)展情況近幾年,煉鋼-連鑄生產(chǎn)裝備的大型化與設(shè)備國產(chǎn)化率日益提高。2003年以后國內(nèi)鋼鐵企業(yè)大力建設(shè)100t以上的大、中型冶煉設(shè)備。至2007年底,國內(nèi)200t以上的大型轉(zhuǎn)爐已達(dá)到24座,總噸位為6400t,和2003年相比大型轉(zhuǎn)爐的產(chǎn)能增加1倍。最近2～3年,為提高鋼材潔凈度,擴(kuò)大高附加值鋼材產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模,大多數(shù)鋼廠在配備LF、CAS和吹氬攪拌等常壓二次精煉設(shè)備的基礎(chǔ)上,針對(duì)板帶材的生產(chǎn)特別是冷軋薄板的生產(chǎn),又新建了RH和VD等真空精煉設(shè)備。隨著國內(nèi)薄板(特別是冷軋薄板)生產(chǎn)比例的增長,RH真空精煉設(shè)備的增長尤為迅速。如圖3所示,2003年以后國內(nèi)已投產(chǎn)的RH由20臺(tái)迅速增長到59臺(tái),總噸位達(dá)9070t,比目前整個(gè)歐洲RH的生產(chǎn)能力(總噸位5790t)大56%。二次精煉的發(fā)展促進(jìn)了精煉設(shè)備國產(chǎn)化率的提高。國內(nèi)已掌握了自主設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試大型二次精煉設(shè)備(如300tRH)的能力,在精煉設(shè)備工藝布局、工序銜接以及不同產(chǎn)品的精煉工藝等方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),而且加強(qiáng)了技術(shù)創(chuàng)新。如武鋼煉鋼總廠四分廠采用RH在線布置工藝,將RH布置在轉(zhuǎn)爐出鋼線上,并采用RH鋼水罐卷揚(yáng)提升裝置、雙室平移交替和真空室整體吊裝等新技術(shù),取得了良好的效果:可節(jié)約行車運(yùn)行時(shí)間10min左右,減少吊運(yùn)過程溫降10℃,縮短RH設(shè)備空置時(shí)間5min,使RH精煉處理比例達(dá)到80%。國內(nèi)連鑄技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了連鑄機(jī)設(shè)計(jì)和制造能力的提高,已能自主設(shè)計(jì)和制造小方坯、方坯和板坯連鑄機(jī),并實(shí)現(xiàn)快速達(dá)產(chǎn)。從20世紀(jì)90年代初國產(chǎn)連鑄機(jī)以小方坯為主要機(jī)型的格局,逐步擴(kuò)展到自主設(shè)計(jì)制造適應(yīng)各種品種和規(guī)格的方坯、圓坯及板坯和中薄板坯等多種機(jī)型。我國自主設(shè)計(jì)和建造的曹妃甸鋼廠是國內(nèi)大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)建設(shè)的范例,首次采用5500m3超大型高爐、300t鐵水包直裝、全量鐵水“三脫”預(yù)處理與轉(zhuǎn)爐高效冶煉、高拉速連鑄、海水淡化等先進(jìn)技術(shù),標(biāo)志著國內(nèi)大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)設(shè)計(jì)與設(shè)備制造方面達(dá)到國際先進(jìn)水平。國內(nèi)煉鋼-連鑄生產(chǎn)設(shè)備大型化與國產(chǎn)化率的提高使鋼鐵廠的建設(shè)投資明顯降低:大型聯(lián)合企業(yè)(含冷軋、涂鍍層、碼頭、電廠在內(nèi))的噸鋼投資已降至6500～6800元;棒線材鋼廠由于工序理順和全面國產(chǎn)化,噸鋼投資降低幅度更大。1.7國內(nèi)科技成果授獎(jiǎng)情況科技進(jìn)步是我國鋼鐵工業(yè)迅速發(fā)展的主要推動(dòng)力。近幾年,國內(nèi)鋼鐵企業(yè)日益重視企業(yè)技術(shù)進(jìn)步和廣泛開展科技創(chuàng)新活動(dòng),取得了大量的科技成果。表9給出近幾年國內(nèi)冶金科技獎(jiǎng)中煉鋼-連鑄成果授獎(jiǎng)情況。最近3～5年國內(nèi)鋼鐵企業(yè)積極研究開發(fā)和推廣以下重大技術(shù)創(chuàng)新成果,取得良好的成績(jī)。(1)復(fù)吹轉(zhuǎn)爐技術(shù)利用過程中的技術(shù)特點(diǎn)近10年轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐技術(shù)在國內(nèi)大、中、小型轉(zhuǎn)爐上廣泛推廣,取得了良好的成績(jī)。全國轉(zhuǎn)爐平均爐齡已接近8000爐,最高爐齡已超過30000爐,使我國轉(zhuǎn)爐爐齡達(dá)到國際領(lǐng)先水平。國內(nèi)自主研究開發(fā)的長壽復(fù)吹轉(zhuǎn)爐技術(shù)利用濺渣過程中形成的透氣性爐渣蘑菇頭保護(hù)底吹噴嘴,使底吹噴嘴的壽命和濺渣后轉(zhuǎn)爐的爐齡同步,底吹噴嘴最高壽命超過30000爐(武鋼)。目前,鋼鐵研究總院已在國內(nèi)近200座轉(zhuǎn)爐上推廣采用該項(xiàng)新工藝技術(shù),達(dá)到爐齡10000爐以上,復(fù)吹比100%和終點(diǎn)[%C][%O]≤0.0027的良好效果,如圖4所示。(2)提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率為了提高轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)效率,不少轉(zhuǎn)爐將供氧強(qiáng)度從傳統(tǒng)的3.2～3.5m3/(t·min)提高到3.6～4.4m3/(t·min),縮短了冶煉周期,加快了轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)節(jié)奏,提高了轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率。如表10所示,采用高效供氧技術(shù)使供氧強(qiáng)度平均達(dá)到3.65m3/(t·min),冶煉周期縮短到36min;中型轉(zhuǎn)爐供氧強(qiáng)度平均達(dá)到3.5m3/(t·min),冶煉周期縮短到34.5min;小型轉(zhuǎn)爐供氧強(qiáng)度可達(dá)到4.0m3/(t·min),冶煉周期縮短到24.7min。隨供氧強(qiáng)度的提高轉(zhuǎn)爐作業(yè)率大幅度提高,氧氣與鋼鐵料消耗略有降低,具有較明顯的經(jīng)濟(jì)效益。(3)連續(xù)錐度結(jié)晶器2000年以后國內(nèi)鋼廠大力推廣以高拉速為核心的高效連鑄技術(shù),取得了明顯的進(jìn)步,形成了完整的高效連鑄技術(shù),主要包括:提高鋼水質(zhì)量,推廣采用大容量中間包全保護(hù)澆注;采用連續(xù)錐度結(jié)晶器提高熱交換效率;采用板簧導(dǎo)向振動(dòng)減小振動(dòng)軌跡誤差;采用多點(diǎn)連續(xù)優(yōu)化二冷配水等工藝技術(shù)。高效連鑄技術(shù)的推廣不僅提高了連鑄機(jī)的產(chǎn)量,而且進(jìn)一步改善了鑄坯的表面質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量,基本實(shí)現(xiàn)無缺陷坯生產(chǎn)。如表11所示,通過連鑄機(jī)高效化改造后,鑄機(jī)的產(chǎn)量和拉速有明顯提高。從表11中可以看出,國內(nèi)小方坯高效連鑄技術(shù)已基本接近國際先進(jìn)水平,但板坯高效連鑄技術(shù)尚與國際先進(jìn)水平存在一定差距。今后要在提高板坯拉速和改進(jìn)板坯質(zhì)量,提高鑄機(jī)產(chǎn)量等方面開展更深入的研究工作。(4)典型拉速下連鑄恒速澆注技術(shù)連鑄澆鑄過程由于鋼水溫度波動(dòng)和鋼水供應(yīng)節(jié)奏的影響造成拉速的波動(dòng)。隨著拉速波動(dòng)量的增大,鑄坯表面縱裂機(jī)率上升,表層卷渣嚴(yán)重,中心偏析惡化,氧、氮含量升高。為解決拉速波動(dòng)引起的鑄坯質(zhì)量問題,武鋼煉鋼廠二分廠開發(fā)出“典型拉速下連鑄恒速澆注”技術(shù)。典型拉速是指不同鋼種在標(biāo)準(zhǔn)澆注溫度下所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)拉速,而恒速澆注是指保持典型拉速恒定不變(拉速允許波動(dòng)±5%)的澆鑄過程。實(shí)現(xiàn)恒速澆注的關(guān)鍵技術(shù)是:優(yōu)化轉(zhuǎn)爐、二次精煉與鑄機(jī)的協(xié)同、匹配,合理確定不同鋼種的典型拉速和澆鋼時(shí)間;加強(qiáng)工序時(shí)間控制,采用計(jì)算機(jī)在線進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度;加強(qiáng)鋼水溫度控制,穩(wěn)定過程溫降,使中間包溫度合格率達(dá)90%以上。通過加強(qiáng)典型拉速達(dá)標(biāo)率的技術(shù)考核(如圖5所示),使典型拉速達(dá)標(biāo)率提高和穩(wěn)定,鑄坯綜合質(zhì)量合格率大幅度提高,更重要的是促進(jìn)了煉鋼廠內(nèi)所有工序的穩(wěn)定運(yùn)行和協(xié)同運(yùn)行,推動(dòng)了從鐵水脫硫直至連鑄機(jī)出坯等所有工序的工藝優(yōu)化和裝備管理優(yōu)化。(5)薄板坯連鑄-連軋的開發(fā)我國已建成投產(chǎn)13條薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線,生產(chǎn)能力超過3000萬t/a。其中多項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。珠鋼CSP薄板坯連鑄機(jī)的作業(yè)率高達(dá)91.2%。薄板坯連鑄-連軋的品種開發(fā)也取得重大進(jìn)展,可以大批量生產(chǎn)超高強(qiáng)度集裝箱板(Rm≥770MPa),2006年珠鋼生產(chǎn)薄規(guī)格(2mm以下)鋼板的比例達(dá)到53.8%。包鋼在薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)工藝高效化和品種開發(fā)等方面也做出了優(yōu)異的成績(jī),多年來在提高生產(chǎn)效率、改進(jìn)工藝裝備和產(chǎn)品開發(fā)方面做了大量的、有成效的工作并實(shí)現(xiàn)了技術(shù)輸出。唐鋼、馬鋼、漣鋼、濟(jì)鋼等廠薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線也在不同方面形成了各自的特點(diǎn)和特色。(6)條專業(yè)化生產(chǎn)線為實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定、低成本生產(chǎn)潔凈鋼,寶鋼開發(fā)出煉鋼“專線化生產(chǎn)技術(shù)”,通過合理優(yōu)化工藝布置和差異化的設(shè)備選型將鋼廠生產(chǎn)線按品種進(jìn)行分工,保證某一類鋼種固定在一條專業(yè)化生產(chǎn)線上生產(chǎn)。專線化生產(chǎn)模式與傳統(tǒng)生產(chǎn)的最大區(qū)別是:前者品種鋼生產(chǎn)分工明確,相對(duì)固定,生產(chǎn)效率高,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定;而后者品種鋼生產(chǎn)安排是隨機(jī)的和不固定的,一旦發(fā)生生產(chǎn)節(jié)奏波動(dòng)就會(huì)造成產(chǎn)品質(zhì)量的波動(dòng),工藝穩(wěn)定性差。目前寶鋼煉鋼廠已經(jīng)建成了汽車板、厚板和硅鋼3條專業(yè)化生產(chǎn)線,各生產(chǎn)線的工藝裝備、產(chǎn)品和工藝特點(diǎn)見表12。通過推進(jìn)專線化生產(chǎn)品種鋼模式,不僅使鋼種質(zhì)量控制能力顯著提高,而且使RH產(chǎn)能得到最大發(fā)揮,連鑄機(jī)拉速進(jìn)一步提高,產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性得到顯著改善。(7)內(nèi)推廣轉(zhuǎn)爐負(fù)能鑄造技術(shù)近5年國內(nèi)轉(zhuǎn)爐噸鋼煉鋼工序能耗平均波動(dòng)在26～28kg標(biāo)煤,而寶鋼、武鋼、太鋼等近10家鋼廠工序能耗實(shí)現(xiàn)了負(fù)能煉鋼,說明在國內(nèi)推廣轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼技術(shù)將具有明顯的節(jié)能效果。實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼的技術(shù)關(guān)鍵是采用轉(zhuǎn)爐高效冶煉工藝,進(jìn)一步降低噸鋼氧耗和電耗,同時(shí)應(yīng)努力提高轉(zhuǎn)爐煤氣和蒸汽的回收利用率。如圖6所示,轉(zhuǎn)爐煤氣回收量大于90m3/t(煤氣熱值按7524kJ/m3計(jì)算),蒸汽回收量大于60kg/t是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐工序負(fù)能煉鋼的基本條件,在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低噸鋼氧、氮、電和燃料的消耗可進(jìn)一步降低轉(zhuǎn)爐工序能耗。(8)確定副槍終點(diǎn)動(dòng)態(tài)控制技術(shù)隨著國內(nèi)煉鋼-連鑄生產(chǎn)設(shè)備大型化和現(xiàn)代化的發(fā)展,不少鋼廠積極研究開發(fā)和推廣轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化煉鋼工藝技術(shù),以各生產(chǎn)環(huán)節(jié)準(zhǔn)確計(jì)量為基礎(chǔ),通過終點(diǎn)副槍動(dòng)態(tài)控制或吹煉過程爐氣分析實(shí)現(xiàn)煉鋼過程計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制,進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳和溫度的控制精度與命中率。寶鋼、武鋼、首鋼遷安等大、中型轉(zhuǎn)爐采用副槍終點(diǎn)動(dòng)態(tài)控制技術(shù)取得良好的應(yīng)用效果:轉(zhuǎn)爐全自動(dòng)吹煉控制成功率達(dá)到90%,碳控制精度為±0.02%,溫度控制精度為±12℃時(shí),碳溫雙命中率達(dá)到93%,補(bǔ)吹率降到5%以下,不倒?fàn)t直接出鋼比例達(dá)到95%以上,達(dá)到國際先進(jìn)水平。馬鋼、本鋼、攀鋼等鋼廠采用爐氣分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐全自動(dòng)吹煉也取得較好的成效。馬鋼120t轉(zhuǎn)爐在目標(biāo)碳含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))在0.03%～0.07%范圍內(nèi),碳的控制精度可以達(dá)到±0.015%,溫度控制精度為±16℃,碳溫雙命中率達(dá)88.6%,不倒?fàn)t出鋼率提高到92.9%。同時(shí)冶煉周期可縮短3min,噴濺率降低到7.7%。1.8環(huán)境治理和廢棄物回收利用存在的問題在認(rèn)真總結(jié)近幾年國內(nèi)煉鋼連鑄領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步的同時(shí),還必須充分注意到目前尚存在的主要技術(shù)問題:(1)煉鋼廠能耗與國際先進(jìn)水平相比仍有較大差距;(2)煉鋼廠環(huán)境治理和廢棄物回收利用與國外先進(jìn)水平相比有較大差距;(3)企業(yè)管理不夠精細(xì),應(yīng)加強(qiáng)對(duì)廢鋼、石灰等輔料、耐材和鐵合金的分類管理,實(shí)現(xiàn)煉鋼精料,進(jìn)一步減少渣量,減輕轉(zhuǎn)爐回硫,降低生產(chǎn)成本;(4)鋼水成分控制精確度偏低,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性存在差距;(5)設(shè)計(jì)理論與設(shè)計(jì)方法創(chuàng)新不多,煉鋼廠平面布置研究不夠,主要生產(chǎn)設(shè)備的差異化選型研究不夠,特別要注意避免精煉工藝裝備選型和位置的失誤所造成煉鋼-連鑄的混亂運(yùn)行,應(yīng)該深入研究專線化生產(chǎn)品種鋼和動(dòng)態(tài)-有序的運(yùn)行模式。220能源轉(zhuǎn)換功能進(jìn)入21世紀(jì)后,社會(huì)對(duì)鋼鐵廠的需求發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變,從過去單純要求鋼鐵廠為社會(huì)進(jìn)步不斷提供低成本、高品質(zhì)的鋼材外,還要求充分發(fā)揮能源轉(zhuǎn)換功能,節(jié)能減排,基本消除自身對(duì)社會(huì)環(huán)境造成的污染,同時(shí)要求鋼鐵廠具有大量處理社會(huì)廢棄物并融入循環(huán)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的功能。由于社會(huì)基本要求的改變,新一代煉鋼工藝流程的興起將成為歷史的必然。2.12新一代鋼鐵流程的開發(fā)和利用,為政、工、化提供了新的發(fā)展目標(biāo)21世紀(jì)先進(jìn)鋼鐵廠是在20世紀(jì)現(xiàn)代化鋼鐵廠發(fā)展的基礎(chǔ)上,為滿足市場(chǎng)對(duì)鋼鐵產(chǎn)品的需求和鋼鐵企業(yè)與社會(huì)和諧發(fā)展的要求而建設(shè)的新型鋼鐵廠。其基本技術(shù)特點(diǎn)是:生產(chǎn)高效化、產(chǎn)品潔凈化和對(duì)環(huán)境的無害化。新一代鋼鐵流程將具有高效、低成本、穩(wěn)定生產(chǎn)高品質(zhì)鋼材的鋼鐵產(chǎn)品制造功能;提高資源能源利用效率、顯著降低污染物排放的能源、資源轉(zhuǎn)換功能和大量消納社會(huì)廢棄物的再資源化功能,這是應(yīng)該樹立的新理念。鋼鐵生產(chǎn)是典型的流程制造業(yè),因此樹立新理念還必須結(jié)合流程工業(yè)的基本特點(diǎn):系統(tǒng)復(fù)雜性、生產(chǎn)連續(xù)性、管理協(xié)調(diào)性和發(fā)展整體性,在有限的時(shí)間和空間內(nèi)將復(fù)雜的鋼鐵生產(chǎn)工藝過程有機(jī)地融為一體,真正實(shí)現(xiàn)煉鋼生產(chǎn)過程動(dòng)態(tài)有序,連續(xù)緊湊和高效穩(wěn)定的生產(chǎn)。在新理念的指導(dǎo)下研究開發(fā)適應(yīng)21世紀(jì)社會(huì)需求的新一代煉鋼流程應(yīng)達(dá)到以下發(fā)展目標(biāo):(1)新流程應(yīng)具備高效化的生產(chǎn)特點(diǎn),可以大批量、低成本、穩(wěn)定地生產(chǎn)各類高品質(zhì)鋼材;(2)新流程應(yīng)具備資源能源減量化、可循環(huán)和再利用的基本功能,建設(shè)環(huán)境友好型清潔化生產(chǎn)的新流程;(3)新流程應(yīng)具備社會(huì)大宗廢棄物無害化處理的功能,實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部管理信息化、控制智能和生產(chǎn)自動(dòng)化,實(shí)現(xiàn)鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展;(4)新流程的工藝程序、流程網(wǎng)絡(luò)(平面圖等)易于實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)自動(dòng)化、控制智能化和管理信息化?？傊?21世紀(jì)新型鋼鐵廠要實(shí)現(xiàn)鋼鐵廠功能的轉(zhuǎn)變,將鋼鐵生產(chǎn)與能源轉(zhuǎn)換、消納社會(huì)廢棄物三大功能有機(jī)地融為一體。我們應(yīng)該設(shè)想,能否通過3～5年努力使中國煉鋼工藝和裝備水平走到世界前列。2.2流程解析集成煉鋼-連鑄生產(chǎn)過程中各單元生產(chǎn)工序冶金功能的解析與集成是實(shí)現(xiàn)煉鋼工藝流程優(yōu)化的重要方法。如圖7所示。現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展主要得益于轉(zhuǎn)爐冶煉功能的合理解析。傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝包括脫硅、脫碳、脫磷、脫硫和控制鐵的氧化以及去除有害氣體、非金屬夾雜物等基本功能,由于脫硫、脫碳、脫磷、脫硅反應(yīng)是氧化反應(yīng)的熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)要求的不同,在同一反應(yīng)容器內(nèi)一起進(jìn)行反應(yīng)往往造成顧此失彼、相互影響甚至相互制約,為此有必要按照不同產(chǎn)品性能的要求,對(duì)轉(zhuǎn)爐冶煉功能進(jìn)行必要的解析和集成。形成絕大多數(shù)國家采用的煉鋼流程:鐵水脫硫-轉(zhuǎn)爐脫硅、脫磷、脫碳。日本為了進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率和冶煉鋼水的潔凈度,提出“分階段冶煉”的工藝思想,將出鐵槽脫硅、鐵水脫硫、脫磷與轉(zhuǎn)爐脫碳相分離,達(dá)到顯著提高鋼水潔凈度和生產(chǎn)效率及減少渣量等優(yōu)點(diǎn)。我國在吸收日本技術(shù)基礎(chǔ)上,提出了先脫硫-再脫硅、脫磷-后脫碳、升溫、回收煤氣的新工藝,并將之集成為一個(gè)煉鋼廠生產(chǎn)900萬t/a左右規(guī)模的高效率、低成本、高端薄板產(chǎn)品的潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái),形成了如圖7所示的煉鋼新工藝流程。流程解析集成是優(yōu)化工藝流程的重要手段,其特點(diǎn)是進(jìn)一步提高冶金反應(yīng)效率,達(dá)到提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本和穩(wěn)定質(zhì)量的目的。在研究開發(fā)新一代煉鋼流程中必須強(qiáng)調(diào)樹立新理念,明確新目標(biāo),對(duì)煉鋼流程的功能進(jìn)行深入解析與集成研究。2.3建立凈化鋼生產(chǎn)平臺(tái)建立高效、低成本潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)是今后幾年國內(nèi)各類鋼鐵廠都應(yīng)努力實(shí)現(xiàn)的基本目標(biāo)之一。為了建立高效、低成本潔凈鋼平臺(tái)必須改變傳統(tǒng)的質(zhì)量概念,深入研究以連續(xù)運(yùn)行為基本特點(diǎn)的煉鋼廠,實(shí)現(xiàn)高效、低成本、穩(wěn)定運(yùn)行的生產(chǎn)模式。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為:質(zhì)量問題主要包括產(chǎn)品合格率和產(chǎn)品性能兩個(gè)要求。而廣義的質(zhì)量概念認(rèn)為:效率、成本和性能是產(chǎn)品質(zhì)量的基本要素。效率應(yīng)包括產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、資源和能源利用效率以及系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)化;成本主要包括生產(chǎn)成本、管理成本、銷售成本和資本成本等多種經(jīng)濟(jì)因素;性能應(yīng)包括產(chǎn)品的加工性能、使用性能和可循環(huán)利用等因素。根據(jù)廣義的質(zhì)量概念,鋼鐵廠在考慮品種開發(fā)和質(zhì)量?jī)?yōu)化的過程中應(yīng)綜合考慮效率、成本和性能等因素,達(dá)到高效、優(yōu)質(zhì)和低成本的目標(biāo)。產(chǎn)品潔凈度是保障鋼鐵產(chǎn)品性能的基本要素,也是煉鋼-連鑄生產(chǎn)過程中控制產(chǎn)品性能的基本功能。潔凈鋼是指對(duì)鋼中夾雜物和雜質(zhì)元素含量的控制達(dá)到能夠滿足用戶在鋼材加工過程和使用過程的性能要求。因此,建立潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)的基本目標(biāo)是保證鋼廠生產(chǎn)的全部鋼材潔凈度能達(dá)到潔凈鋼的基本要求。表13給出典型鋼種的潔凈度控制要求。建立潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)還應(yīng)統(tǒng)籌考慮不同品種鋼材生產(chǎn)的技術(shù)難度和市場(chǎng)份額。通常把鋼鐵產(chǎn)品分為普通、中檔、高檔和尖端產(chǎn)品4個(gè)級(jí)別,生產(chǎn)技術(shù)難度可對(duì)應(yīng)分為1～4級(jí),隨著產(chǎn)品檔次的提高技術(shù)難度增大,而對(duì)應(yīng)的市場(chǎng)份額減小:普通產(chǎn)品約占50%～60%,中檔產(chǎn)品約占30%～35%,高檔產(chǎn)品約占10%左右,尖端產(chǎn)品約為2%～4%。這說明尖端產(chǎn)品雖然反應(yīng)出企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)能力和質(zhì)量控制水平,但在整個(gè)企業(yè)的經(jīng)營活動(dòng)中所占比例并不大。因此,建立潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)不僅著眼于高端產(chǎn)品的研制,更要努力改善量大面廣的中、低檔產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)效率和成本。按照廣義的質(zhì)量概念,建立潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)不是簡(jiǎn)單的脫硫、脫磷、脫氧等工藝技術(shù)問題或品種質(zhì)量問題,而應(yīng)該包括工藝、設(shè)備、技術(shù)管理和生產(chǎn)運(yùn)行等諸多因素,實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)和低成本的目標(biāo)。因此,在煉鋼廠建立潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)必須建立起與產(chǎn)品質(zhì)量密切相關(guān)的生產(chǎn)技術(shù)系統(tǒng)、信息軟件系統(tǒng)和管理運(yùn)行系統(tǒng)。如圖8所示。潔凈鋼生產(chǎn)必須采用高效、穩(wěn)定的運(yùn)行模式。通常煉鋼-連鑄鑄造流程中系統(tǒng)的產(chǎn)能不僅僅決定于各單位工序的產(chǎn)能,還決定于工序間物流的流通能力和效率。連續(xù)運(yùn)行的制造流程中,物流的運(yùn)行動(dòng)力學(xué)決定于上游工序的“推力”、下游工序的“拉力”。對(duì)于某道工序(如轉(zhuǎn)爐)如果前道工序“推力”大于本道工序相應(yīng)的“拉力”則會(huì)發(fā)生物質(zhì)流的擁堵;如果后道工序“拉力”過強(qiáng)也會(huì)引起本工序物質(zhì)流供給不足,影響流程整體能力的發(fā)揮。為了平衡工序間的“推力”和“拉力”,需要在工序間建立一定能力的緩沖工序以保證各工序間均衡穩(wěn)定的生產(chǎn)。通常在工廠設(shè)計(jì)中大多采用鋼鐵制造流程中物質(zhì)流的均值靜態(tài)運(yùn)行模式,假定各工序間的物流是穩(wěn)定和均衡的。但在實(shí)際生產(chǎn)中物流往往是隨機(jī)的和不穩(wěn)定的,造成各工序間物流的不穩(wěn)定匹配-對(duì)應(yīng)的紊流運(yùn)行動(dòng)力學(xué)模式,其結(jié)果是物流輸入、輸出波動(dòng),隨機(jī)匹配,可受控性差,物流的流通能力和效率降低,如圖9所示。為了實(shí)現(xiàn)高效化、穩(wěn)定生產(chǎn)必須建立起鐵水預(yù)處理-煉鋼-二次精煉-連鑄流程中物質(zhì)流的動(dòng)態(tài)-有序、匹配-對(duì)應(yīng)的運(yùn)行動(dòng)力學(xué)模式,特別是要盡可能避免隨機(jī)的無序“紊流”運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)有序“層流”運(yùn)行的動(dòng)力學(xué)機(jī)制,使輸入物流和輸出物流基本穩(wěn)定,整個(gè)流程基本可控,如圖10所示。2.4界面技術(shù)和共享技術(shù)2.4.1健全和完善連鑄工藝界面研究高效化快節(jié)奏生產(chǎn)流程中各工序間的工序銜接和穩(wěn)定運(yùn)行規(guī)律,合理確定煉鐵-煉鋼工藝界面和連鑄-軋鋼工藝界面中各工序間的時(shí)間節(jié)點(diǎn)、品質(zhì)要求與溫度控制精度,減少或盡量避免各工序環(huán)節(jié)因生產(chǎn)延誤、設(shè)備故障、安全事故等干擾因素對(duì)全流程正常生產(chǎn)節(jié)奏和平穩(wěn)運(yùn)行的影響。圖11給出現(xiàn)代煉鋼生產(chǎn)流程中最主要的界面技術(shù),其中包括外部界面(又稱流程界面)和內(nèi)部運(yùn)行界面。如果以煉鋼-連鑄作為一個(gè)整體的生產(chǎn)工序,其外部界面主要是“高爐-轉(zhuǎn)爐界面”和“連鑄-熱軋界面”;內(nèi)部運(yùn)行界面是“煉鋼-連鑄界面”。界面技術(shù)是保證全流程動(dòng)態(tài)-有序、連續(xù)-緊湊和高效-穩(wěn)定生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)。在煉鐵-煉鋼界面應(yīng)重點(diǎn)研究高爐-轉(zhuǎn)爐之間各種物質(zhì)流、能量流動(dòng)態(tài)-有序運(yùn)行的界面技術(shù)。提倡采用以鐵水包多功能化為特點(diǎn)的“一包到底”先進(jìn)工藝,優(yōu)化鐵水運(yùn)輸環(huán)節(jié),避免重復(fù)倒運(yùn)和不必要的轉(zhuǎn)兌,縮短轉(zhuǎn)運(yùn)周期,減少鐵水溫降,提高鐵水預(yù)處理的效率。在連鑄-熱軋工藝界面重點(diǎn)開發(fā)高效鑄機(jī)高拉速條件下高溫?zé)o缺陷坯生產(chǎn)技術(shù)、熱送與熱裝工藝,提高熱坯輸送速度,完善熱送保溫措施,提高鑄坯入爐溫度。同時(shí),要認(rèn)真研究高溫鑄坯熱裝與直軋過程中的冶金學(xué)-材料學(xué)問題,研究不同鋼種高溫?zé)嵫b-軋制過程中軋件的相變、組織變化、微細(xì)夾雜物及第二相粒子析出規(guī)律和對(duì)成品材組織與性能的遺傳特性,提出不同鋼種的最佳熱送工藝。探索以“一鋼多級(jí)”為目標(biāo),研究與不同級(jí)別鋼材性能相適應(yīng)的控軋-控冷工藝和煉鋼-二次精煉-連鑄技術(shù),實(shí)現(xiàn)煉鋼-軋鋼工藝過程的系統(tǒng)耦合。二次精煉是煉鋼-連鑄工藝區(qū)段內(nèi)最重要的工序界面,具有保證煉鋼與連鑄兩大生產(chǎn)單元的能力匹配與物流銜接,發(fā)揮時(shí)間節(jié)奏緩沖和鋼水溫度、成分調(diào)節(jié)等重要作用。是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)-有序、連續(xù)-緊湊運(yùn)行的重要工序。今后,隨著鐵水“三脫”和轉(zhuǎn)爐高速吹煉與高效連鑄技術(shù)的發(fā)展,煉鋼與連鑄的生產(chǎn)節(jié)奏加快,生產(chǎn)周期縮短,二次精煉工序?qū)⒊蔀闊掍?連鑄生產(chǎn)過程中的“時(shí)間瓶頸”。因此,研究開發(fā)快速精煉技術(shù)特別是RH快速精煉技術(shù),大幅度縮短精煉時(shí)間是十分必要的。同時(shí),對(duì)煉鋼廠內(nèi)物流輸送路線,特別是RH等精煉裝置在平面圖中的合理位置也必須給予高度重視和科學(xué)安排。這些都對(duì)今后實(shí)現(xiàn)煉鋼-連鑄生產(chǎn)節(jié)奏匹配、提高鋼水質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)連鑄機(jī)恒溫、恒拉速的穩(wěn)定化生產(chǎn)工藝具有重要意義。對(duì)加速鋼水周轉(zhuǎn)和提高車間調(diào)度的有效性和生產(chǎn)能力的充分發(fā)揮具有重要作用。2.4.2主要共性技術(shù)從流程優(yōu)化的角度考慮,煉鋼-連鑄區(qū)段內(nèi)的主要共性技術(shù)是:爐機(jī)匹配技術(shù)、鋼水二次精煉的優(yōu)化匹配技術(shù)、連鑄高效化技術(shù)、精料技術(shù)、節(jié)能減排和環(huán)保技術(shù)、過程信息化控制技術(shù)。(1)選擇合適的轉(zhuǎn)爐和工藝參數(shù)新一代煉鋼工藝流程應(yīng)在采用先進(jìn)成熟的工藝與裝備技術(shù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合若干新開發(fā)的工藝技術(shù)和匹配技術(shù),通過界面技術(shù)的匹配、協(xié)調(diào),形成優(yōu)化組合的生產(chǎn)流程。新流程中轉(zhuǎn)爐的容量并非越大越好,而應(yīng)該依據(jù)產(chǎn)品大綱的定位和合理布局的工廠結(jié)構(gòu),追求最佳的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。煉鋼爐的合理容量不僅要和連鑄機(jī)相匹配,而且還應(yīng)適應(yīng)軋機(jī)及其生產(chǎn)產(chǎn)品的需求,保證軋機(jī)的生產(chǎn)高效化。對(duì)于兩套傳統(tǒng)熱帶連軋機(jī)協(xié)同生產(chǎn),其鋼材的年生產(chǎn)規(guī)模應(yīng)在800萬t以上,適宜采用3座280～300t大型轉(zhuǎn)爐。同樣規(guī)模的企業(yè)若采用鐵水全“三脫”和轉(zhuǎn)爐高速吹煉新工藝,由于煉鋼節(jié)奏加快、冶煉周期縮短,應(yīng)采用230～250t的脫碳轉(zhuǎn)爐和相應(yīng)的脫硅、脫磷預(yù)處理轉(zhuǎn)爐。對(duì)于中板年生產(chǎn)規(guī)模在180萬t左右的鋼廠,一般應(yīng)選擇兩座150～180t轉(zhuǎn)爐。對(duì)于年生產(chǎn)規(guī)模在140～180萬t以上的長型材鋼廠一般可配置兩座50～80t的轉(zhuǎn)爐或兩座80～100t的電爐;對(duì)于薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線為充分發(fā)揮連軋機(jī)的生產(chǎn)能力,選擇兩座120～150t轉(zhuǎn)爐或1座230～250t也可以選擇兩臺(tái)150～180t電爐與兩流薄板坯鑄機(jī)匹配是合理的。合理選擇煉鋼爐的爐容,穩(wěn)定和規(guī)范操作程序,提高設(shè)備自動(dòng)化和智能化的運(yùn)行水平是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)高效、穩(wěn)定的基礎(chǔ)條件。(2)嚴(yán)格控制vdbbaa目前國內(nèi)絕大多數(shù)鋼鐵廠均已配備了鋼水二次精煉設(shè)施,過去配置爐外精煉裝置往往單純從精煉裝備的冶金功能出發(fā)進(jìn)行選擇,而新一代鋼鐵流程要求根據(jù)產(chǎn)品和生產(chǎn)流程動(dòng)態(tài)-有序的特點(diǎn)合理選擇精煉裝置。對(duì)于一般以生產(chǎn)普碳鋼、低合金鋼長材為主的鋼廠,二次精煉裝置應(yīng)選擇成本低、效率高的爐后吹氬/喂絲裝置或CAS。對(duì)于以中、厚板材為主要產(chǎn)品的鋼廠,應(yīng)采用LF;如需生產(chǎn)部分高端產(chǎn)品,要求脫氫、深脫氧和控制夾雜物,可同時(shí)匹配VD。對(duì)于以生產(chǎn)冷軋薄板為主體的煉鋼廠,由于要大量生產(chǎn)低碳或超低碳鋼材,一般應(yīng)選擇RH真空精煉設(shè)備,并合理配備CAS普通精煉設(shè)施。對(duì)于電爐廠一般應(yīng)以LF爐作為主要精煉設(shè)施,但為了保證高品質(zhì)鋼材生產(chǎn)的需求,可配置VD或RH真空精煉設(shè)施。(3)鑄機(jī)斷面的優(yōu)化和確定目前連鑄高效化技術(shù)的主要目標(biāo)是:根據(jù)不同鋼種的特點(diǎn)合理提高拉速、確定典型拉速并穩(wěn)定拉速,實(shí)現(xiàn)恒拉速,保證鑄坯的內(nèi)部和表面質(zhì)量,促進(jìn)連鑄高效化。要根據(jù)軋機(jī)配置的要求選擇優(yōu)化和固定的連鑄坯斷面尺寸,確定合理的拉速和連澆周期,相應(yīng)確定精煉爐、煉鋼爐的運(yùn)行節(jié)奏和生產(chǎn)能力。進(jìn)一步優(yōu)化煉鋼-連鑄的平面布置,保證物