文档介绍：超低碳、超低氮钢生产工艺技术开发
可行性研究报告
目录
超低碳、超低氮钢生产工艺技术现状………………………………………………1
超低碳、超低氮钢生产方法及原理…………………………………………………2
超低碳钢生产方法及原理………………………………………………………2
超低碳钢特殊精炼设备(RH)…………………………………………2
RH吹氧脱碳方法………………………………………………………3
KTB法脱碳工艺流程…………………………………………………5
KTB法精炼超低碳钢热动力学…………………………………………5
KTB法精炼超低碳钢效果……………………………………………7
超低氮钢生产方法及原理………………………………………………………10
超低氮钢生产方法………………………………………………………10
真空下氮与钢水的反应……………………………………………10
真空脱碳过程脱氧机理…………………………………………………11
武钢超低碳、超低氮钢冶炼现状调研报告…………………………………………11
超低碳、超低氮钢生产工艺技术开发可行性………………………………………12
研究目标…………………………………………………………………………12
目标可行性………………………………………………………………12
超低碳、超低氮钢生产工艺技术开发研究方案……………………………………13
试验目的…………………………………………………………………………13
试验工艺…………………………………………………………………………13
试验方法与内容…………………………………………………………………13
实验室热动力学研究……………………………………………………………14
实验步骤…………………………………………………………………………14
一、超低碳、超低氮钢生产工艺技术现状
随着冷轧薄板高纯化及品种多样化趋势,开发一种既能高纯化、又能保证低成本的炼钢新工艺技术一直倍受关注。
汽车、家电等用冷轧薄板钢广泛采用连续退火工艺,不仅工序合理、能源效率高,而且更好地满足了薄板材的延展性、深冲性及耐时效性(抗老化性)等日益苛刻的要求。为此,[C]、[N]高纯化势在必行。
自上个世纪80年代中期以来,日、美、德、英、法等发达国家一直致力于开发和扩大超低碳、超低氮钢大规模的生产,都取得了举世瞩目的成绩。其中日本开发的工艺技术最引人注目,其特点是:
1)高纯化目标高:
① 20世纪80年代: S+P+H+N+O全≤100ppm(最好的达到70ppm)
② 20世纪90年代: S+P+H+N+O全≤80ppm(最好的达到50ppm)
③ 21世纪初: C+S+P+H+N+ O全≤50ppm(,即C(6)、P(2)、S(1)、N(14)、H()、O全(5))
图1 二次精炼后钢水高纯度化实绩曲线
2)高纯化分级细:
超低极低[C]、[N]是高纯化的关键内容。高纯化的程度依钢种和用户要求有所区别。因此十分重视等级的划分。
表1 [C]、[N]等级的划分
等级
[C],×10-6
[N],×10-6
钢种
极低级
≤10
≤10
极薄带钢、厚镀层薄板
超低级
≤20(15)
≤20(15)
电工钢、超深冲钢、含Ti/Ti+Ni的薄板
特低级
≤60(35)
≤40(28)
IF钢
低级
100~350
40~60
特殊深冲钢、涂层薄板
注:()内为实物抽样测定值。
3)高纯化开发应用早
上世纪80年代末,新日铁下属几个厂(名古屋、君津、大分等)率先确立了[C]、[N]高纯化的生产工艺,[C]、[N]同时达到10ppm。图2为君津制铁所生产[C]≈10ppm,[N]≈10ppm厚镀层冷轧薄板钢实例。
图2 转炉终点至成品钢[C]、[N]变化
(研究者R. Tsujino, 1989年)
4)高纯化规模大
2001年,日本超低[C]、[N]钢的产量达1200万吨;处理设备容量大,如新日铁下属三大公司:大分钢铁厂1#RH-OB340t,君津钢铁厂RH-OB305t,名古屋钢铁厂2#RH-OB270t(处理深冲钢70万吨/年)。
5)高纯化作业时间短
达到预期目标的二次精炼作业时间是影响炼钢与连铸在时间、温度、产量上有效配合的关键,缩短作业时间是个非常突出的问题。
目前,多数厂的作业时间一般不超过25分钟,其中15分钟之内[C]达到10ppm。
6)高纯化设备及相关技术先进
坚持不懈,创造世界最高水平,并从“转炉-多功能精炼-连铸”整个系统瞄准精炼环节,格外重视真空冶金的热动力学设备功能强化。同时重视辅助设备及相