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管线钢作为石油、天然气输送管道制造用钢，在强度、韧性、焊接性能、抗HIC和抗SCC等性能上有着严格的要求。钢水成分和夹杂物水平在根本上决定了管线钢的性能，生产中需要多工序进行联合控制。提高工序控制水平和实现工序间良好的衔接对提高冶金质量、提高生产率、降低能量消耗，降低生产成本具有重要意义。 本文以某厂管线钢冶炼工艺为研究对象，从火用分析入手，明确了管线钢冶炼火用损失构成，结合工艺评价，确定影响冶金质量和生产节奏的限制性环节，进而确定工艺优化重点。 火用分析结果表明，BOF、出钢、LF、RH和Ca-treatment工序的火用效率分别为95.08％、96.34％、98.37％、97.26％和99.82％，冶炼流程火用效率为87.44％。各工序火用损失分别占流程吨钢火用损失的39.19％、27.06％、11.94％、20.11％和1.40％。其中外部火用损失为主要火用损失，占流程总火用损失的84.39％。提高火用效率的重点在于减少外部火用损失。 在LF工序，电能无用功所引起的火用损失为吨钢79.427MJ，占LF总火用损失的60.67％，LF供电火用效率为46.20％，电能转换效率低是LF升温速度慢的主要原因。钙处理工序的主要火用损失是由喂线过程大量烟尘所引起的，约占该工序总火用损失的78.18％，烟尘量的大小与钙处理工艺参数密切相关。 LF埋弧加热可以有效提高电能转换效率，从而有利于提高升温和成渣速度。精炼渣泡沫化可以实现少渣条件下的埋弧加热，对节能降耗、改善精炼效果具有积极作用。为确定高碱度精炼渣泡沫化操作条件，在实验室条件下开展了熔渣泡沫化性能实验研究。结果表明，当在w(CaO)/w(SiO2)=5～8，w(Al2O3)≈27％,w(CaF2)=3％～6％，w(MgO)≈8％，w(FeO)＜0.5％时，熔渣的泡沫化性能较好。在泡沫化性能实验的基础上，研究了外加发泡剂条件下的熔渣发泡效果。结果表明，以碳酸盐作为发泡剂，当加入量为基渣的3％时，综合考虑发泡效果、脱硫能力和经济性，CaCO3较为合适。一定范围内增加CaCO3粒度，有利于提高发泡的持续性。以碳化物作为发泡剂，复合碳化物的发泡效果最好，CaC2优于SiC，粒度增大发泡效果变差，加入量应根据渣中FeO含量来确定。以碳酸盐和碳化物混合物作为发泡剂，渣中含有一定量FeO有利于改善发泡效果。在加入含CaC2的发泡剂时，为防止发生喷溅，应控制渣中∑(FeO+MnO)含量。 根据高碱度精炼渣泡沫化实验研究成果，优化了LF成渣工艺，并开展了出钢过程钢包顶渣改质和LF泡沫化操作工业试验研究。出钢过程顶渣改质操作有效的调整了顶渣成分，使其具有良好的泡沫化性能。采用电石与石灰石混合物作为复合发泡剂，精炼渣发泡效果良好，基本可以实现埋弧操作，钢水升温速度提高了0.5℃.min-1，供电火用效率提高了14.84％。渣中∑(FeO+MnO)含量可在15 min内降到1％以下，白渣成渣时间缩短了5 min。精炼40 min时钢水中硫含量小于0.0002％，精炼周期可缩短10 min。出钢过程钢包顶渣改质和LF精炼泡沫化操作相结合可有效提高电能转换效率、缩短精炼周期和稳定生产节奏。 为减少钙处理工序火用损失和改善夹杂物变质效果，开展了钙处理物理模拟和热态模拟实验研究。优化后的钙处理工艺参数为:钢包底吹气量为12Nm3·h-1，喂线位置在钢包二透气砖中心线夹角平分线上距透气砖远端包壁0.25R上方，喂线深度为0.6H，喂线量为吨钢2.8kg，喂线后软吹时间为10min～15min。根据钙处理实验室模拟研究成果，减少喂线量100m，开展了钙处理优化工业试验研究。结果表明，喂线后未发现单（一）Al2O3夹杂;喂线过程烟尘量明显减少，环境污染得到了明显改善;由烟尘引起的火用损失较原工艺吨钢减少了5.088MJ，占过程总火用损失比例降低了12.65％。