攀钢冶金材料有限责任公司.ppt

1,攀钢冶材公司提高“非耐比”实践,段大福攀钢冶金材料有限责任公司2006年4月,2,报告内容,1引言2转产准备3主要产品4结论,3,0引言,,随着钢铁冶炼的技术进步，高炉长寿化、转炉炉龄的进一步提高，钢包寿命的逐年提高以及其它耐火材料使用寿命的提高，耐火材料的消耗量将随着钢产量的增加而逐步降低。目前国内耐火材料的消耗量基本保持在800～900万t。而冶金辅料的消耗量则会随着钢产量的提高而提高，按2005年我国钢产量3.5亿吨计，冶金辅料的消耗量为450万吨左右（不含活性石灰），2006年我国钢产量将达到3.8亿吨，冶金辅料的消耗量将达到500万吨，加上活性石灰将达到2400万吨以上。,4,攀钢冶金材料有限责任公司的前身是攀钢耐火厂，是攀钢专门从事耐火材料生产的一个二级厂矿。为适应国家对国有企业进行“分离辅后”的政策，于1994年成立了具有独立法人资格的全资子公司攀钢耐火材料材有限责任公司，公司成为一个集科工贸、产供销于一体的生产经营企业。,5,为了实现新形势下耐火材料生产企业的可持续发展，针对在世界范围内耐火材料消耗将逐年降低的这一个不争的总趋势，公司决定向非耐火材料方向发展。于1997年底我公司投产了一条活年设计生产能力为12万吨性石灰生产线，使我公司冶金辅料产品实现了零的突破。1998年兼并了攀兴金属陶瓷有限公司，后经过改造，专门用于生产连铸保护渣。于2000年公司正式更名为攀钢冶金材料有限责任公司。公司现在主要的非耐材产品主要有活性石灰，连铸系列保护渣，脱硫剂，石油压裂支撑剂等。,6,1转产准备,1.1转变观念冶金辅料虽然与耐火材料一样同属于无机非金属材料，但也存在很大的差异。简单地说，冶金辅料是研究如何使无机非金属材料熔化，而耐火材料研究的是如何使无机非金属材料不熔化。冶金辅料从产生的那一天开始就与钢的质量息息相关，就与钢的质量的相关度来说，耐火材料远不如冶金辅料。,7,冶金辅料的研究内容是围绕着如何提高钢的纯净度、达到所需要的冶金效果和提高钢材的表面和内部质量展开。如脱硫剂是为了尽量较低铁水中的硫含量，钢包覆盖剂是为了较低钢水的热损失，精炼渣是为了降低钢水中的[P]、[S]等夹杂物，连铸保护渣是为了提高连铸坯表面质量等等。有时冶金辅料质量的细微变化可能会引起钢质的大幅波动甚至报废。如覆盖剂或精炼渣的水分超标会引起钢水增[H]，保护渣质量波动会使铸坯表面质量恶化甚至引发漏钢事故。,8,耐火材料生产企业要生产冶金辅料，首先要改变生产耐火材料的一些粗放式观念。比如生产耐火材料时有些原料变化1甚至5％对产品的影响不一定很大，但对冶金辅料来说，生产时有些原料变化1％就可能引起致命的变化。因此，从企业的领导到岗位操作工人都必须转变观念。1.2设备购置及生产线改造化检验设备为了便于对产品进行在线检测，宜购置快速检测设备和对产品进行常规检测的熔点和粘度检测设备，以便随时监控产品质量。,9,生产设备购置生产设备时应重点考虑如何提高冶金辅料产品的均匀性和稳定性，应请在冶金辅料生产方面有丰富经验的专家进行参考。生产线改造和新建对于生产耐火材料的闲置生产或生产线，通过改造生产冶金辅料是完全可行的。但在改造前应请有关专家进行充分论证，充分听取他们的建议。若是新建生产线，应请对冶金辅料生产有丰富经验的设计院设计。,10,1.3人员培训对于冶金辅料生产来说，人员培训是至关重要的一个环节。包括岗位操作工人的培训和技术人员的培训，冶金辅料其实是一门边缘科学（如下图）。,,,钢铁冶炼,无机非金属材料,冶金辅料,11,因此，从事冶金辅料生产和科研的人员需要较强的钢铁冶炼知识，尤其是从事科研工作的技术人员则需要对钢铁冶炼的工艺和原理要比较精通，这一点与耐火材料生产有较大的区别。培训的方式可以是多种多样，例如请一些高校从事教学的老师进行短期培训或进行一些讲座，也可以将技术人员送到高校进行研修或攻读硕士学位，培养自己的技术力量。从2000年以来，我公司就先后多批次派人到武汉科大、重大、东大攻读工程硕士。,12,2主要产品,我公司从2000年正式更名为攀钢冶材公司以来，期间虽然经历了攀钢20032004年淘汰模铸生产工艺，减少我公司1万吨的流钢砖和近6000吨的绝热板的产量，并且，由于攀钢的全连铸项目建设，将我公司的一个生产车间占用，也使产量受到较大的损失。但产值并为受到多大损失，相反，销售收入却年年增加，原因就在于冶金辅料产量的大幅度增加。,13,14,,2005年产品构成情况,15,2005年产值构成情况,16,目前我公司现在主要的非耐材产品主要有活性石灰，连铸系列保护渣，脱硫剂，钝化石灰，石油压裂支撑剂等。■连铸保护渣1998年兼并了攀兴金属陶瓷有限公司，通过大量的改造，用于生产空心颗粒连铸保护渣，克服了投产初期生产不稳定、产品收得率低、产品实物质量不稳定等问题，现已具备5000吨保护渣的生产生产能力。并与重庆大学、攀钢钢研院等科研院校为技术依托，现已开发出了连铸保护渣系列产品，并有根据具体的连铸工艺设计保护渣的能力。,17,目前攀钢冶材公司连铸保护渣系列产品,18,19,20,■活性石灰我公司的活性石灰生产线于1997年底投产，设计生产能力为12万吨/年，从此我公司开始正式介入冶金辅料的生产。该生产线于1998年达产，2005年该生产线生产活性石灰18万吨，除用于炼钢外，还大量用于烧结生产。目前我公司还在新建一条年产12万吨活性石灰生产线，该生产线投产达成后，我公司将形成年产35万吨活性石灰的生产能力。这将进一步提高公司的非耐比，届时非耐火材料的产量比重将达到83％以上。,21,22,■脱硫剂攀钢铁水脱硫用脱硫剂从20世纪70年代末开始发展至今先后经历了三个阶段。第一阶段以电石为基的电石型脱硫剂第二阶段以活性石灰为基的AD型脱硫剂，目前大量使用第三阶段钝化石灰＋金属镁粉的复合脱硫剂。我公司于1998年开始生产脱硫剂，目前脱硫剂生产主要为AD型脱硫剂，年生产能力为6000～8000吨。该脱硫剂加入自产高活性度的活性石灰，完全能满足攀钢的要求。,23,24,,■钝化石灰钝化石灰是我公司的又一大冶金辅料产品，该生产线是2005年投产的，攀钢镁脱硫工艺的一部分，也是我公司活性石灰应用的延伸。该项目达产后，可使我公司具有6000吨钝化石灰的生产能力。■钢包覆盖剂、精炼渣和中间包覆盖剂这些是由我公司自主开发的冶金辅料产品，并可根据用户的工艺条件要求技术进行设计，也可根据用户需要提供粉渣或空心颗粒渣。,25,■支撑剂在石油、天然气开采井下作业过程中，在高闭合压力下，将石油压裂支撑剂填充到低渗透矿床的岩层裂缝中，起到支撑裂缝不因应力释放而闭合，让油、气从裂缝通道中汇集而出，从而保证油、气的高导流能力，增加油、气井产量。支撑剂是我公司开发的一中非冶金辅料产品，用于气田或油田，具有较好的市场前景。支撑剂生产线是我公司2003年从德国引进的，该生产线总投资2500多万元，2004年正式开始生产，现已具备5000吨以上的生产能力。其产品质量优良，目前已在国内大庆，中原，玉门等油田使用，效果良好。,26,4结论,1.耐火材料企业要进行冶金辅料的生产需要进行多方面的准备工作，包括硬件和软件工作。2.耐火材料企业进行冶金辅料的生产是完全可能的，并且完全有能力作好。,27,高拉速用连铸保护渣的研究现状,段大福攀钢冶金材料有限责任公司2006年4月,,28,0引言1高拉速连铸的特点及对保护渣的要求2高拉速用连铸保护渣的研究3高拉速用连铸保护渣的应用实例4结语,,报告内容,29,,0引言,高效连铸技术核心实现连铸机高拉速，提高连铸机生产效率及铸坯质量。拉速的提高产生的问题易出现铸坯表面质量差和易发生漏钢的问题。问题解决的一个重要条件性能优良的保护渣。,30,1高速连铸技术特点及对保护渣的要求,特点⑴出口处坯壳变薄，结晶器所受的摩擦力增大，容易造成鼓肚和漏钢；⑵结晶器中的钢液面波动，容易造成卷渣，恶化铸坯表面质量；⑶渣耗量降低，流入结晶器与坯壳间的液渣形成的渣膜难于满足结晶器的润滑要求；同时因形成的渣膜不均匀，造成传热不良，影响坯壳均匀生长，使铸坯产生裂纹缺陷并易造成漏钢事故；⑷在结晶器内的滞留时间短，先期出现的微小裂纹，在结晶器内没有足够的时间愈合，对铸坯的裂纹焊合不利。,31,对保护渣的要求⑴适宜的消耗量。出口处坯壳变薄，结晶器所受的摩擦力增大，容易造成鼓肚和漏钢；,（■η1300℃＝0.15PaS◆η1300℃＝0.32PaS）图1拉速和粘度对保护渣消耗量的影响,32,⑵良好的润滑性。结晶器中的钢液面波动，容易造成卷渣，恶化铸坯表面质量；⑶高的物性稳定能力。渣耗量降低，流入结晶器与坯壳间的液渣形成的渣膜难于满足结晶器的润滑要求；同时因形成的渣膜不均匀，造成传热不良，影响坯壳均匀生长，使铸坯产生裂纹缺陷并易造成漏钢事故；⑷适宜的析晶能力。以满足某些钢种控制热流的要求（如中碳钢等）。,33,,2高拉速用连铸保护渣的研究,表1国内外一些高拉速用连铸保护渣组份的质量分数/％,R2ONa2O＋Li2O,2.1保护渣的特性,注1、2、3、为薄板坯渣；4、5、7为低碳钢板坯渣；5为中碳钢板坯渣,34,,表2高拉速用连铸保护渣主要物理性能,特点较低的粘度、熔化温度、结晶温度、凝固温度、碱度和较快的熔化速度,35,,2.2保护渣的粘度特性研究,,为了获得低粘度，单纯增加F－和Na2O含量不可行。F－含量过高，引起枪晶石和钙黄长石析出，Na2O含量过高，易析出霞石，对结晶器的润滑和传热均有不利影响。因此，引入了新的添加剂Li2O、F－、BaO、MnO、B2O3、MgO等,36,Li2O含量对保护渣粘度的影响,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,0.04,0.06,0.08,0.10,0.12,0.14,0.16,0.18,0,1,2,3,4,5,WLi,2,O/,η/（Pa.S）,37,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,0.15,0.152,0.154,0.156,0.158,0.16,0.162,0.164,0,1,2,3,4,5,6,MnO/,粘度/Pa.S,MnO含量对保护渣粘度的影响,38,,39,,40,,41,,2.3保护渣熔化特性研究,常用助熔剂降低熔化温度的次序为NaF＞Na2Al3F4＞Na2CO3＞NaCl＞CaF2,图3Li2O含量对保护渣熔化温度的影响,42,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,1040,1045,1050,1055,1060,1065,1070,1075,0,1,2,3,4,5,6,MnO/,熔化温度/℃,MnO含量对保护渣熔化温度的影响,43,,44,,45,,常用碳质材料降低熔速的顺序为碳黑＞高碳石墨＞土状石墨普遍采用复合配碳的方式,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,3.5,4.0,4.5,5.0,5.5,6.0,0,5,10,15,20,W（碳酸盐）/％,熔化速度/（10,－2,mm.s,－1,）,,,MgCO3,,Li2CO3,,CaCO3,,Na2CO3,,BaCO3,碳酸盐对保护渣熔化速度的影响,顺序Li2CO3K2CO3CaCO3Na2CO3,46,,2.4保护渣生产制造工艺研究,原料预处理技术,,预熔型保护渣生产工艺简图,47,,,,图6预熔渣和混合渣均匀性比较,,48,保护渣造粒技术,49,,3高拉速用连铸保护渣的应用实例,高拉速常规板坯连铸保护渣日本福山制铁所浇铸低碳铝镇静钢时，采用粘度为0.09Pa.S、结晶温度为980℃的保护渣，平均拉速达到2.2m/min,最高大为3.0m/min，使用保护渣的物化性能见表1、表2中的4号渣，使用该保护渣，在高速浇铸情况下消耗量仍在0.3kg/m2以上，铸坯表面无裂纹，表面质量良好。英国Focseoc公司[4]浇铸低碳铝镇静钢，最大铸速2.2m/min，铸坯尺寸为230800～1900mm，采用低粘度（η1300℃＝0.08Pa.S）、低结晶温度的保护渣（结晶温度为970℃），铸坯质量良好，热装率达100％，所用保护渣的物化性能见表1、表2中的5号渣。,50,,中碳钢高拉速用连铸保护渣K.watanabe等人通过浸入试验，研究了保护渣与结晶器之间的界面热阻，选择界面热阻大的保护渣进行拉速为1.4～2.0m/min浇铸试验，此保护渣的物化性能见表1、表2中的6号渣，有效的减少了铸坯表面的纵裂纹。有的在中碳钢保护渣中加入ZrO2，其作用与浇铸中碳钢时提高保护渣碱度作用一样，可增加保护渣的析晶能力，破坏渣的透明性，减小结晶器热流量值，对铸坯进行缓冷，从而有效地防止纵裂纹的发生。,51,攀钢高拉速连铸保护渣7渣是攀钢自行研制的高拉速低碳铝镇静钢用保护渣，不仅具有良好的熔化特性，而且在一定的高拉速情况下（1.55～1.72m/min）能有效的保证低碳钢铸坯表面质量，铸坯的表面无清理率为96.4，该保护渣能满足攀钢2板坯连铸stb32z等低碳钢的高拉速要求，从液渣厚度和消耗量方面来看，若配合非正弦波的结晶器振动方式的改造，该渣还具有一定的提速空间。,52,4．结语,高拉速用连铸保护渣与常规拉速用连铸保护渣在化学成分和物理性能上存在较大差异。为了满足高拉速连铸的需要，高拉速用连铸保护渣应具有较低的粘度和熔化温度、结晶温度、凝固温度以及较快的熔化速度和合适的碱度，使之在高拉速条件下仍能保持足够的渣耗量。保护渣中加入适量的Li2O、MgO、BaO、MnO、B2O3等助熔剂，对于降低渣的粘度、熔化温度和抑制渣的结晶化倾向是有益的。高拉速用连铸保护渣一般采用混合配碳的方式来控制熔化速度，保护渣中加入碳酸盐可使熔化速度加快，高拉速用连铸保护渣宜采用预熔型的空心颗粒保护渣。,53,谢谢各位专家及代表,