CN113046510A - 一种流动铁液炼钢铸轧一体新工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流动铁液炼钢铸轧一体新工艺，包括初炼工序(替代转炉炼钢工序)、精炼工序(替代LF炉工序)、真空脱气工序(替代RH、CAS、AOD等真空脱气工序)、d.铸轧工序。本发明通过在不改变传统冶炼工艺条件的前提下，通过液体的流动过程，来实现铁水变成钢水再直接铸轧变成成品的全新制钢工艺，炼钢工序：高炉铁水→流动液体初炼钢水(脱C、脱P、脱S)→脱氧合金化→精炼(调整温度、成分、)→真空脱气→合格钢水；铸轧工序：合格钢水→分流器→结晶辊铸轧(板材辊、高线辊、盘螺辊)→成品；本制钢工艺实施后省去了转炉炼钢工序、精炼工序、连铸工序、轧钢工序，可以实现高炉铁水直接变成成品的过程。

Description

一种流动铁液炼钢铸轧一体新工艺

技术领域

本发明涉及炼钢领域，特别涉及一种流动铁液炼钢铸轧一体新工艺。

背景技术

1740年炼钢方法是坩埚法，1856年英国人亨利·贝塞麦发明了酸性空气底吹转炉炼钢法，1865年德国人马丁利用蓄热室原理发明了酸性平炉炼钢法，即马丁炉法。1880年出现了第一座碱性平炉，平炉炼钢法一时成为主要的炼钢法。1878年英国人托马斯发明了碱性炉衬的底吹转炉炼钢法，即托马斯法。1899年出现了完全依靠废钢为原料的电弧炉炼钢法(EAF)。1952年奥地利的林茨城(Linz)和多纳维兹城(Donawitz)先后建成了30吨的氧气顶吹转炉车间并投。1965年加拿大液化气公司研制成双层管氧气喷嘴，1967年西德马克西米利安钢铁公司引进此技术并成功开发了底吹氧转炉炼钢法，1971年美国钢铁公司引进OBM法，1972年建设了3座200吨底吹转炉，命名为Q-BOP(QuietBOP)；1978-1979年成功开发了转炉顶底复合吹炼工艺。

制钢工艺经过200多年的发展，技术水平、自动化程度得到了很大的提高。精炼工艺是在转炉冶炼的基础上衍生出来多种精炼处理工艺，如LF炉、VOD炉、CAS、RH炉等，铸轧工序包括ESP等。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种流动铁液炼钢铸轧一体新工艺。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种流动铁液炼钢铸轧一体新工艺，具体包括如下步骤：

a.初炼工序(替代转炉炼钢工序)

初炼工序为高炉铁水出铁过程中，通过改变高炉铁水出铁场沟槽流向，延长铁水的流动时间，通过专用的沟槽(底吹、顶吹或侧吹氧气)，专用炼钢造渣剂(或液体渣料)，利用铁水流动过程来实现快速脱C、脱P、脱S的目的。

b.精炼工序(替代LF炉工序)

初炼钢水进入精炼区域后，通过加入高碱度精炼渣料(或液体渣料)，底吹氩气，通过加入粉状合金料、粉状脱氧剂，精炼钢水调整成分，在流动过程微调成分，实现成分合格钢水；

c.真空脱气工序(替代RH、CAS、AOD等真空脱气工序)

该区域设计真空保护罩、底吹氩气。精炼钢水进入真空脱气区域后，实现液体流动状态下弱搅拌，达到真空脱气的功能；

d.铸轧工序(替代连铸、轧钢工序，包括ESP)

合格钢水通过专用水口直接浇铸到结晶辊，通过近终型水冷铜套结晶辊实现浇铸轧制一体连续轧制。

作为本发明的一种优选技术方案，所述a-d实施过程可以通过改变出铁场的大小和形状，储槽的断面形状，通过数值模拟确定最佳断面形状以及熔池深度。可以实现液体在高炉渣铁分离器以后，进入初炼钢水区域(转炉工序)、精炼钢水区域(LF炉工序)、真空冶炼钢水区域(RH炉工序)，在不用铁包、钢包、其他冶炼设备的情况下，实现铁水-钢水-铸轧一体-成品的过程。

作为本发明的一种优选技术方案，所述a-d步骤实施过程可以分阶段实施：

第一步：替代转炉工序的实践，成功后初炼钢水进入钢包后过LF炉真空处理；

第二步：替代LF炉的实践，精炼钢水成功后进入真空处理环节；

第三步：替代RH真空处理的实践，成功后进入铸轧环节。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1：本发明通过在不改变传统冶炼工艺原理的制钢前提下，利用液体流动过程，实现冶炼的制钢新工艺，可以替代目前转炉炼钢、精炼炉、真空处理、连铸、轧钢长流程的制钢工艺，将颠覆维持近40年的转炉冶炼工艺、精炼工艺以及铸轧工艺，该制钢工艺的实施，将重新开启新一轮制钢工艺的革命，成为未来制钢工艺的新方向。

2：本发明通过在不改变传统冶炼工艺条件的前提下，通过液体的流动过程，来实现铁水变成钢水再直接铸轧变成成品的全新制钢工艺，炼钢工序：高炉铁水→流动液体初炼钢水(脱C、脱P、脱S)→脱氧合金化→精炼(调整温度、成分、)→真空脱气→合格钢水；铸轧工序：合格钢水→分流器→结晶辊铸轧(板材辊、高线辊、盘螺辊)→成品；本制钢工艺实施后省去了转炉炼钢工序、精炼工序、连铸工序、轧钢工序，可以实现高炉铁水直接变成成品的过程。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

其中附图中相同的标号全部指的是相同的部件。

此外，如果已知技术的详细描述对于示出本发明的特征是不必要的，则将其省略。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

在附图中：

图1是本发明的流动铁液炼钢工艺示意图；

图2是本发明液体流动炼钢车间布置图；

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1-2所示，本发明提供一种流动铁液炼钢铸轧一体新工艺的使用方法，具体步骤如下：

a.初炼工序(替代转炉炼钢工序)

初炼工序为高炉铁水出铁过程中，通过改变高炉铁水出铁场沟槽流向，延长铁水的流动时间，通过专用的沟槽(底吹、顶吹或侧吹氧气)，专用炼钢造渣剂(或液体渣料)，利用铁水流动过程来实现快速脱C、脱P、脱S的目的。

b.精炼工序(替代LF炉工序)

初炼钢水进入精炼区域后，通过加入高碱度精炼渣料(或液体渣料)，底吹氩气，通过加入粉状合金料、粉状脱氧剂，精炼钢水调整成分，在流动过程微调成分，实现成分合格钢水；

c.真空脱气工序(替代RH、CAS、AOD等真空脱气工序)

该区域设计真空保护罩、底吹氩气。精炼钢水进入真空脱气区域后，实现液体流动状态下弱搅拌，达到真空脱气的功能；

d.铸轧工序(替代连铸、轧钢工序，包括ESP)

合格钢水通过专用水口直接浇铸到结晶辊，通过近终型水冷铜套结晶辊实现浇铸轧制一体连续轧制

具体的，利用铁水流动的分布区域，每个区域可以考虑按“S”型设计，可分为初炼钢水区域、精炼钢水区域、真空处理区域、铸轧一体区域。以延长铁水变为钢水的流动时间，具体构想如下：专用炼钢沟槽设计原出铁场出铁沟设计为炼钢专用沟槽，耐材为镁碳砖(或工业陶瓷)，耐材厚度优化设计；炼钢沟槽配有底吹透气砖，具备氧气底吹功能；设计环绕顶吹、侧吹氧枪组，可以实现压力与流量的调节，具体如下：氧枪组的分布设计，氧枪组的分布、氧枪压力流量的控制和调节，可以实现顶吹、底吹、侧吹氧气的功能；可以通过数值模拟计算氧气压力、流量与铁水终点碳温双命中的最佳结合点，确定氧枪组的最佳长度；设计沟槽炼钢专用渣料(或液体渣料)，液体流动炼钢需要快速融化的渣料，合适的碱度，以实现铁水流动状态氧气与铁水渣间快速反应。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种流动铁液炼钢铸轧一体新工艺，其特征在于，所述，具体包括如下步骤：

a.初炼工序(替代转炉炼钢工序)

初炼工序为高炉铁水出铁过程中，通过改变高炉铁水出铁场沟槽流向，延长铁水的流动时间，通过专用的沟槽(底吹、顶吹或侧吹氧气)，专用炼钢造渣剂(或液体渣料)，利用铁水流动过程来实现快速脱C、脱P、脱S的目的。

b.精炼工序(替代LF炉工序)

初炼钢水进入精炼区域后，通过加入高碱度精炼渣料(或液体渣料)，底吹氩气，通过加入粉状合金料、粉状脱氧剂，精炼钢水调整成分，在流动过程微调成分，实现成分合格钢水；

c.真空脱气工序(替代RH、CAS、AOD等真空脱气工序)

该区域设计真空保护罩、底吹氩气。精炼钢水进入真空脱气区域后，实现液体流动状态下弱搅拌，达到真空脱气的功能；

d.铸轧工序(替代连铸、轧钢工序，包括ESP)

合格钢水通过专用水口直接浇铸到结晶辊，通过近终型水冷铜套结晶辊实现浇铸轧制一体连续轧制。

2.根据权利要求1所述的一种流动铁液炼钢铸轧一体新工艺，其特征在于，所述a-d实施过程可以通过改变出铁场的大小和形状，储槽的断面形状，通过数值模拟确定最佳断面形状以及熔池深度。可以实现液体在高炉渣铁分离器以后，进入初炼钢水区域(转炉工序)、精炼钢水区域(LF炉工序)、真空冶炼钢水区域(RH炉工序)，在不用铁包、钢包、其他冶炼设备的情况下，实现铁水-钢水-铸轧一体-成品的过程。

3.根据权利要求1所述的一种流动铁液炼钢铸轧一体新工艺，其特征在于，所述a-d步骤实施过程可以分阶段实施：

第一步：替代转炉工序的实践，成功后初炼钢水进入钢包后过LF炉真空处理；

第二步：替代LF炉的实践，精炼钢水成功后进入真空处理环节；

第三步：替代RH真空处理的实践，成功后进入铸轧环节。

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