来源：中国冶金报
炼钢是钢铁生产最为关键的工序之一，尤其是高品质洁净钢的生产。鞍钢鲅鱼圈钢铁项目瞄准当前冶金工业先进水平，采用多项自主创新技术和国产装备，实现了重点领域和关键环节的新突破。鲅鱼圈炼钢系统工艺设备如图1所示。
鲅鱼圈炼钢系统包括3座铁水预处理装置和3座公称吨位260吨的顶底复吹转炉。铁水预处理采用复合粉剂喷吹方式，配有脱硫专家系统，实现自动喷吹，扒渣机为液压形式，具有操作简单、灵活，空间占用小等特点，年处理能力可达650万吨，可保证进入转炉的铁水100%经过铁水预处理。
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转炉系统采用了自动化炼钢、顶底复合吹炼、激光测厚、氧枪快速更换、锥体氧枪、底枪热更换、挡渣塞挡渣、溅渣护炉、湿法除尘等先进技术。转炉煤气、蒸汽等能源全部回收利用，实现了负能炼钢。转炉冶炼周期36分钟，每炉出钢量260吨，炉龄为8000炉～10000炉，3座转炉年产量可达650万吨。
精炼系统主要由1座LF钢包精炼炉、1座ANS-OB精炼炉、2座RH真空精炼炉组成。钢水全部经过精炼处理，可完成钢水脱碳、脱气、脱硫、脱氧、调整温度、调整成分、去除夹杂物等功能，达到净化钢水的目的。其中，2座RH-TB设计生产钢种主要为IF钢合金结构钢、深冲钢、管线钢、电工钢。RH炉具有真空吹氧脱碳、去除钢水中[H]、[O]、[N]等有害元素、微调整钢水成分、加铝吹氧升温、降低氧化物夹杂含量等作用。其中，LF炉的年处理能力为260万吨，ANS的年处理能力为200万吨，2座RH的年处理能力为340万吨，具备稳定、批量生产洁净钢的能力。
连铸系统主要包括1台一机一流直弧形2300毫米厚板坯连铸机、2台一机双流直弧形1450毫米常规板坯连铸机。连铸机配备了中包塞棒机构控制浇注、连续测温装置、结晶器液压振动、结晶器液面自动控制、在线热调宽和质量判定系统、快速更换浸入式水口、自动变渣线、动态气雾冷却等先进技术装置；在同一台1450毫米铸机上还采用了结晶器电磁制动、铸流电磁搅拌及动态轻压下技术。3台铸机每年为热轧产线、厚板产线提供650万吨各种规格的高质量合格连铸坯。
自动化炼钢有效提高冶炼水平
鲅鱼圈炼钢线可根据热轧、厚板产线的需求提供合格的轧制原料，具备诸多工艺技术优势。
复合喷吹铁水预处理。铁水预处理脱硫采用金属镁、氧化钙复合喷吹工艺，提高了脱硫粉剂利用率，达到了快速高效的脱硫目的，而且渣量、铁损、喷溅、烧损少。复合喷吹铁水预处理工艺处理一罐260吨钢水耗时36分钟，脱硫效率达到72%以上，可保证入转炉的铁水硫含量为0.005%～0.010%，最低硫≤0.002%。
该工序采用高压浓相输送技术，以氮气作载体，粉气比>65公斤/标准立方米，从而达到了稳定、快速、高效的喷吹脱硫目的。贮粉仓向喷吹罐供料以及喷吹罐向喷枪供料均采用粉料流态化沸腾床技术，可以保证粉剂容重波动小，喷吹管道畅通，实现稳定、定量供应粉料。复合喷吹法通过喷吹石灰粉，使钝化金属镁粉均匀分散地进入铁水，从而在保证快速脱硫的同时减少了喷粉过程的铁水喷溅。复合喷吹铁水预处理工艺脱硫渣运至矿渣处理线，经处理制成磁选粉供高炉使用。
转炉炼钢生产技术。转炉炼钢系统采用顶底复合吹炼、溅渣护炉、质谱仪以及副枪动态控制、挡渣出钢等一系列先进工艺技术，可提高终点碳、温双命中率，实现一次倒炉出钢、快速炼钢，提高钢水收得率，降低熔剂和合金消耗。目前，设备运行稳定，出钢温度合格率在98%以上。
自动化炼钢技术模型实现了氧枪、副枪、合金和散料自动控制，可根据冶炼状态自动调整氧枪的枪位和流量，以及副枪的测试时机，合金、散料的加入量和加入时机均可自动调整并判断；可根据钢水条件和外加料成分自动调整模型的准确率，简化了工艺操作。重新设计的氧枪枪头，使供氧强度比设计值明显提高，达3.53标准立方米/吨·分钟，纯吹氧时间缩短到15分钟，钢铁料消耗为1070.7公斤/吨，均达到国内先进水平。
他们在大型转炉同一支氧枪上使用氧枪整体快速更换、氧枪快速横移、氧枪防坠落和锥体氧枪技术，实现了国内首创，缩短了冶炼时间和粘钢处理时间，提高了转炉作业率。活性石灰替代技术、留渣技术和钢渣热态利用技术，大幅度降低了炼钢成本，不仅有效解决了废钢资源短缺问题，而且使白灰单耗明显降低，精炼处理时间明显缩短，为纯净钢冶炼提供了技术保障。此外，转炉可采用双联工艺冶炼，可生产超低磷钢，配合炉外精炼工艺可生产超纯净钢等高附加值产品。
高品质精炼工艺。LF炉采用电加热物理升温方式，不污染钢水。应用LF炉合金加料计算模型，最优化合金加入量，可实现LF炉成分控制的准确、稳定。经LF深脱硫处理后的钢水，中包温度合格率达到91.6%，硫含量≤0.005%，最低硫含量≤0.002%。
ANS-OB炉采用铝吹氧升温，升温速度可达7摄氏度/分钟，升温速度快，加合金收得率高且稳，处理成本低，钢水中间包温度合格率可达9.375%。
经RH深脱碳处理的超低碳钢，C可以稳定控制在1.5×10-5以下的水平，H含量可以稳定控制在1.5×10-6以下的水平，满足了洁净钢批量生产的要求。
精炼渣送至矿渣处理线进行磁选，渣钢进转炉冶炼，尾渣进行压球处理后用作转炉和精炼炉造渣材料。他们还开发了无氟材料，如使用新型助熔剂替代萤石用于LF精炼炉造渣。
质量控制技术减少铸坯缺陷
鲅鱼圈板坯铸机在凝固末期实施动态轻压下技术，根据不同的拉速、中间包过热度、成分等条件实时计算固相率位置，相应调整轻压下的实施位置，通过压下使枝晶间富集溶质的剩余液相仍保留在原来位置上，而不流到最后凝固的中心部位，很大程度地减少甚至消除了中心偏析和疏松。此外，他们在2号板坯铸机的二冷区配置了电磁搅拌装置来提高铸坯的等轴晶比率，通过工艺参数的优化设计，高碳钢铸坯内部的等轴晶比率最大可达55%，中心偏析等级为C1.0的铸坯超过70%。
连铸区域夹杂物控制方面，他们主要从防止二次氧化、促进夹杂物上浮方面着手，其铸机采用了大容量深液位中间包、结晶器电磁制动、较长的铸机垂直段、全程保护浇注等技术。
在提高表面质量方面，他们采取的技术主要有合适的结晶器冷却水和结晶器窄面锥度、高精度的结晶器液面控制、结晶器液压振动、结晶器电磁制动、动态二冷水控制等。其中，电磁制动技术通过电磁力来控制钢液面的扰动，不仅防止保护渣的卷吸，而且使得保护渣铺展均匀，从而减少了铸坯表面裂纹；通过减小流股的向下速度和冲击深度，利于减少铸坯内部夹杂物，促进坯壳均匀生长，使发生漏钢和角裂的几率大大降低。经电磁制动处理的低碳铝镇静钢，液面波动可降低到±3毫米的水平，所生产的钢坯原品种合格率达到99.65%以上。
为减少厚板铸坯的角部裂纹，提高冷却均匀性，鲅鱼圈厚板铸机采用抛物线形式的“钻石型”结晶器和二冷水幅切技术。其中，“钻石型”结晶器的窄边铜板沿锥度方向采用抛物线结构，角部尺寸比中心低，符合坯壳自然生长条件，可在结晶器边部和长度方向上使坯壳均匀生长；减少了提升力，防止坯壳黏结；最大限度地减轻了结晶器下方角部区域的钢水压力；减少了结晶器铜板与铸坯的磨擦力。二冷水采用幅切技术，可根据所生产的铸坯宽度自动调节边部二冷水的开启和关闭，降低了水耗，提高二冷水控制精度，减少了边部过冷，有效避免了角部裂纹的产生。鲅鱼圈炼钢部使用“钻石型”结晶器和二冷水幅切技术之后，角裂缺陷出现率为0。
