钢铁行业面临着日益严峻的资源、市场、环保、竞争等重大挑战,迫切需要加快实施转型升级和提质增效。行业普遍面临的重大考验包括:(1)钢铁需求减少,钢铁总体产能过剩;(2)环保压力日益增大;(3)企业间同质化竞争日趋激烈。装备大型化、流程高效化日益成为钢铁工业的发展趋势。 除日韩等少数先进企业采用高效生产外,采用“转炉-RH精炼-板坯连铸”工艺生产低碳、超低碳钢的大部分钢铁企业普遍存在如下问题:(1)连铸拉速普遍较低;(2)转炉和精炼工艺效率不高;(3)转炉出钢温度高;(4)浇铸过程水口易堵塞制约连浇炉数提高。首钢京唐公司致力于建设高效、优质板材生产基地。在项目开展前,也面临着国内外板材生产企业的行业难题:超低碳钢连铸拉速低于1.7m/min;转炉和RH冶炼周期分别为43min和50min,转炉出钢温度1687℃,浇铸超低碳钢4炉更换一次SEN,浇铸后期水口堵塞严重。 从2012年开始,首钢与北京科技大学合作,自主研发了"炼钢全流程高效生产技术"系列项目,创新点如下: (1)创新集成了板坯高拉速连铸技术,开发了结晶器强冷却、无锂高拉速保护渣与高拉速结晶器流场控制技术,解决了高速连铸拉漏和结晶器卷渣两大技术难题,建成了智能浇注平台,常规厚度板坯最大连铸拉速达到2.5 m/min,突破铸机设计最高拉速。 (2)开发了大型转炉强供氧技术、RH高效耦合脱碳技术,300吨转炉冶炼周期从43 min大幅度降至35 min、超低碳钢RH真空处理时间大幅度降低至20 min。超低碳钢转炉出毕至开浇时间降至70 min之内,结合全流程温度管控技术,转炉出钢温度降至1647℃,年产能从900万吨提高至1100万吨。 (3)开发快节奏条件下浸入式水口无粘附技术:通过转炉终点氧含量精准控制、全流程钢-渣反应控制、夹杂物快速去除、中包吹氩密封及浸入式水口防堵技术的开发,超低碳钢中间包钢水平均全氧含量达0.0015%,300t钢包连浇7炉不更换浸入式水口,浇铸结束后水口无堵塞率达90%以上。 (4)从生产组织、过程管理、精细管理三个方面集成了全流程智能化管控系统,解决了复杂品种、规格条件下的组织排产,提高了钢包周转效率,周期缩短22min,每台铸机钢包数量降至4个,实现铁钢界面、钢轧界面和生产过程信息全面感知、智能决策、精准执行,稳定支撑了炼钢全流程高效专线化生产。
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