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1215MS钢精炼过程控制与分析

1215MS钢精炼过程控制与分析

第十二届中国金属学会青年学术年会暨首届〝碳中和〞冶金青年科学家沙龙

作者：孙波解养国邓南阳王勇刘前芝解文中马鞍山钢铁股份有限公司长材事业部

为了实现1215MS钢精炼过程氧含量精确控制,通过对渣钢间氧平衡反应进行热力学计算,在结合某厂生产实践的基础上,分析研究了钢水弱脱氧、精炼渣成分和钙处理变性夹杂物等精炼过程控制工艺,提出了相应改进措施,取得了良好效果,结果表明:... 详细信息

为了实现1215MS钢精炼过程氧含量精确控制,通过对渣钢间氧平衡反应进行热力学计算,在结合某厂生产实践的基础上,分析研究了钢水弱脱氧、精炼渣成分和钙处理变性夹杂物等精炼过程控制工艺,提出了相应改进措施,取得了良好效果,结果表明:通过转炉终点留碳0.050～0.060%,出钢过程采取分步弱脱氧,精确控制钢水铝含量为0.0025～0.0045%,氧含量为0.0030～0.0050%,LF炉精炼调整精炼渣中w(FeO+MnO)为5～7%,w(Al2O3)为18～20%,碱度为2.0～2.5,曼内斯曼指数为0.10～0.15,精炼末期钙处理控制钢水终点钙含量为0.0010～0.0020%,可将精炼终点溶解氧含量精确控制为0.0040～0.0060%,铸坯全氧含量为0.012～0.014%,硫化物夹杂长宽比≤4数量占比由53.2%提升至84.8%。1215MS钢中氧含量直接影响着硫化锰夹杂形态、分布和铸坯表面质量,钢水氧含量的稳定控制也是冶炼过程的关键工艺和难点之一,各钢厂也进行了攻关实践,以各自经验为主,且未针对1215系列钢种的钢水弱脱氧,渣钢间氧平衡,精炼渣成分和硫化物改性等工艺控制进行详细的热力学分析和研究。笔者以热力学计算和生产实践相结合的方法,针对某厂1215MS系列钢种的弱脱氧,渣钢间氧平衡,精炼渣成分和钙处理硫化物变性等工艺进行了分析、研究和改进,结果表明:1)转炉终点留碳0.050～0.060%,控制终点氧含量0.040～0.050%,出钢过程采取分步弱脱氧工艺,氩站定氧精确喂入铝线控制钢水铝含量为0.0025～0.0045%,可将LF炉进站氧含量在0.0030～0.0050%范围内。2) LF炉采用高铝铝基还原剂进行快速渣面脱氧,调整渣中Al2O3含量,精炼终渣w(FeO+MnO)控制在5～7%,w(Al2O3)为18～20%,渣-钢间氧含量基本达到平衡状态。3) LF炉控制精炼终渣碱度R为2.0～2.5,曼内斯曼指数MI为0.10～0.15,硫分配比LS为5.5～6.0,可以兼顾精炼渣充分吸收Al2O3及低脱硫率的冶金功能需求。4)精炼末期控制钢水终点钙含量为0.0010～0.0020%,可将钢中Al2O3变性为CaO·6Al2O3,作为形核核心,促进硫化物包裹析出,弥散分布在钢中,改善硫化物形态分布。5)精炼终点溶解氧含量w([O])可以精确控制在0.0040～0.0060%,铸坯全氧含量w(T·[O])控制在0.012～0.014%,轧材中硫化物长宽比≤4夹杂物占比由53.2%提升至84.8%,取得了较好的试验效果,为该钢种精炼过程氧含量精确控制和改善硫化物形态分布提供理论支撑。

关键词：高硫易切削钢氧含量弱脱氧精炼渣成分硫化物改性

来源： cnki会议评论

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鼓形齿接轴失效原因分析及改进方案

模具制造 2024年第5期24卷 58-60页

作者：张宏伟唐山钢铁集团有限责任公司长材事业部河北唐山063000

阐述了某钢铁厂鼓形齿接轴的结构以及使用过程中发生的事故,分析了齿面异常磨损、断齿以及扁头套筒断裂故障发生的原因。针对故障原因改进了润滑系统及齿面热处理方式,同时取消原扁头套筒衬板设计,并通过有限元计算进行理论分析,为下一... 详细信息

阐述了某钢铁厂鼓形齿接轴的结构以及使用过程中发生的事故,分析了齿面异常磨损、断齿以及扁头套筒断裂故障发生的原因。针对故障原因改进了润滑系统及齿面热处理方式,同时取消原扁头套筒衬板设计,并通过有限元计算进行理论分析,为下一步改造提供理论依据。

关键词：鼓形齿接轴原因分析改进措施

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高废钢比转炉氧枪喷头参数优化与应用

金属材料与冶金工程 2024年第3期52卷 33-36页

作者：张垚张朝发张宝景唐山钢铁集团有限责任公司长材事业部河北唐山063000

针对转炉高废钢比生产时存在前期喷溅严重、喷头寿命短和吹炼时间长的问题,根据可压缩流体理论及氧气射流与熔池作用原理对氧枪喷头参数进行优化。优化后喷头的工艺参数为:4孔喷头,喷孔夹角12°,马赫数为2.05,喉口直径41 mm,出口直径54.... 详细信息

针对转炉高废钢比生产时存在前期喷溅严重、喷头寿命短和吹炼时间长的问题,根据可压缩流体理论及氧气射流与熔池作用原理对氧枪喷头参数进行优化。优化后喷头的工艺参数为:4孔喷头,喷孔夹角12°,马赫数为2.05,喉口直径41 mm,出口直径54.4 mm,设计氧流量28000 Nm^(3)/h,设计氧气压力0.90 MPa,设计吹氧时间12.5 min,设计供氧强度3.9 Nm^(3)/(min·t),基本枪位1700 mm,冲击深度比为68%左右。生产实践表明:转炉废钢比控制在15%~20%左右,氧枪喷头参数优化后,吹氧时间缩短1.3 min,氧气消耗降低1.2 Nm^(3)/t,钢铁料消耗降低2.1 kg/t,终点温度合格率达到90.5%,终点磷合格率达到95.7%,转炉一次拉碳出钢率达到86.8%,转炉技术经济指标明显改善。

关键词：高废钢比氧枪喷头工艺参数

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120 t LF智能控制系统的开发和应用

炼钢 2024年第4期40卷 58-64页

作者：孙波解养国邓南阳王勇张振海夏云进马鞍山钢铁有限公司长材事业部安徽马鞍山243000 安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243002

针对LF精炼操作对人工经验过度依赖的问题,马鞍山钢铁有限公司长材事业部基于冶金机理,在120 t LF上开发了温度模型、合金模型、吹氩模型和造渣模型,建立以钢水温度、成分、炉渣三者相互统一的控制模型,利用大数据技术和自学习功能对控... 详细信息

针对LF精炼操作对人工经验过度依赖的问题,马鞍山钢铁有限公司长材事业部基于冶金机理,在120 t LF上开发了温度模型、合金模型、吹氩模型和造渣模型,建立以钢水温度、成分、炉渣三者相互统一的控制模型,利用大数据技术和自学习功能对控制模型进行优化,实现了各模型协同集成和LF智能控制,取得了良好的应用效果,LF自动控制比例达到80%,终点目标温度±5℃命中率达95%以上,终点成分窄范围命中率(w(Si)±0.02%、w(Mn)±0.02%、w(S)±0.001%、w(Al s)±0.005%)达97%以上,降低LF精炼电耗约4 kWh/t、减少精炼处理时间约5 min,提高了生产效率和钢水质量,对炼钢工序降本增效起到了重要作用。

关键词： LF精炼智能控制模型集成大数据

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异常生产状态下钢包顶吹工艺研究与应用

四川冶金 2024年第3期46卷 54-57,74页

作者：潘军赵滨刘威沈思宝马鞍山钢铁股份有限公司长材事业部安徽马鞍山243000

针对马钢65 t转炉出钢后到站钢水钢包透气砖气量小或无底吹,无法保证钢水成分和温度均匀性,以及出钢后到站钢水温度低于工艺要求目标范围下限,无法满足铸机正常浇注对钢水温度要求的问题,通过向钢包顶吹氩气搅拌,实现均匀钢水成分和温... 详细信息

针对马钢65 t转炉出钢后到站钢水钢包透气砖气量小或无底吹,无法保证钢水成分和温度均匀性,以及出钢后到站钢水温度低于工艺要求目标范围下限,无法满足铸机正常浇注对钢水温度要求的问题,通过向钢包顶吹氩气搅拌,实现均匀钢水成分和温度的目的,通过向钢包顶吹氧气,同时加入SiFe和SiMn合金,利用氧气与发热元素Si和Mn反应放热,实现低温钢水在线快速提升温度的目的。生产实践表明:采用硅铁合金(含硅72.5%)和硅锰合金(含硅18.64%、含锰66.6%)作为发热剂,氧气压力为1.2 MPa,流量为1200 Nm^(3)/h,吹氧时间为5 min时,平均升温速率为3.55℃/min,钢中发热元素Si和Mn的平均烧损率分别为0.014%/min和0.022%/min。钢包顶吹工艺为转炉平稳高效冶炼提供重要保障,取得了良好的使用效果。

关键词：钢包顶吹氩顶吹氧化学升温

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转炉除尘水质优化实践

冶金动力 2024年第3期 56-58页

作者：朱欣林马鞍山钢铁股份有限公司长材事业部安徽马鞍山243000

对马钢长材事业部转炉除尘水硬度高、悬浮物多、粗颗粒分离差导致的除尘水恶化问题进行分析,通过粗颗粒分离机与优化药剂处理的实践运用,优化了转炉除尘水质,提升了运行效果。

关键词：除尘水质硬度悬浮物

基于改进Yolov3的H型钢喷号识别系统研究

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冶金动力 2024年第3期 63-66,74页

作者：高磊徐洪汪昌平马鞍山钢铁股份有限公司长材事业部安徽马鞍山243000

随着工业生产智能化程度不断提升,智能视频识别技术被逐渐广泛应用于工业生产中。针对马钢重型H型钢生产线精整区存在的工艺复杂、物料跟踪困难问题,提出一种在矫直机后用喷码机在钢坯上喷印批号、在堆垛区域人工检查台位置安装一套字... 详细信息

随着工业生产智能化程度不断提升,智能视频识别技术被逐渐广泛应用于工业生产中。针对马钢重型H型钢生产线精整区存在的工艺复杂、物料跟踪困难问题,提出一种在矫直机后用喷码机在钢坯上喷印批号、在堆垛区域人工检查台位置安装一套字符识别装置来识别批号并实现物料跟踪的方法。根据喷印字符相对较小且没有大小形态变化的特性,改进了Yolov3模型结构,设计5个不同尺度的卷积特征图,并与残差网络中相应尺度的特征图进行融合,形成最终的特征金字塔执行字符识别任务。试验结果表明,该方法的识别准确率能达到99.5%以上,可在工程上进行应用。

关键词：重型H型钢物料跟踪字符识别 Yolov3

马钢120 t LF精炼炉钢液温度预测模型的应用与优化实践

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宽厚板 2024年第2期30卷 43-48页

作者：孙涛孙波王勇马鞍山钢铁股份有限公司制造管理部马鞍山钢铁股份有限公司长材事业部

针对LF精炼炉钢液温度控制过度依赖人工经验的问题,马钢长材事业部以120 t LF精炼炉为研究对象,基于能量平衡原理,计算分析LF精炼过程中输入电能、合金化、炉渣热效应、钢包内衬散热、渣面辐射、吹氩搅拌和烟气热损失等热量对钢液温度... 详细信息

针对LF精炼炉钢液温度控制过度依赖人工经验的问题,马钢长材事业部以120 t LF精炼炉为研究对象,基于能量平衡原理,计算分析LF精炼过程中输入电能、合金化、炉渣热效应、钢包内衬散热、渣面辐射、吹氩搅拌和烟气热损失等热量对钢液温度的影响,建立LF精炼钢液温度的预测模型。经过跟踪实际生产试验、测温校正并优化模型,使模型取得了良好的应用效果。模型预测温度与实际测量值偏差绝对值≤5℃的比例为97.73%,偏差绝对值≤6℃的比例为100%。

关键词： LF精炼钢液温度控制传热计算预测模型

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减少转炉补炉的策略及其效果分析

宽厚板 2024年第1期30卷 30-34,48页

作者：刘威邓南阳胡文华赵滨陶素芬孙桂林贾龙杰潘军马鞍山钢铁股份有限公司长材事业部安徽工业大学冶金工程学院

针对马鞍山钢铁股份有限公司65 t转炉补炉频率高的问题展开原因分析,并进行相应的改进。结果表明:转炉吹炼终点渣的成分超出合理范围、吹炼过程返干比例高及终渣过氧化比例高是补炉次数多的主要原因。通过对溅渣护炉工艺、枪位和加料模... 详细信息

针对马鞍山钢铁股份有限公司65 t转炉补炉频率高的问题展开原因分析,并进行相应的改进。结果表明:转炉吹炼终点渣的成分超出合理范围、吹炼过程返干比例高及终渣过氧化比例高是补炉次数多的主要原因。通过对溅渣护炉工艺、枪位和加料模式、装料制度等几个方面的优化,终渣中TFe、MgO和碱度值均有所降低,更接近理论渣系成分;溅渣时间不合格比例降低了15.8%,返干比例降低了26%;转炉炉衬厚度逐渐变厚,炉况变好,平均每月减少补炉17.7次。

关键词：转炉补炉频率溅渣护炉炉龄