1、烧结生产工艺,一般包括原料的准备、配料、混合、烧结、热矿破碎、热矿筛分及冷却、冷矿筛分、成品烧结矿的储存及运出等环节
1.1原料准备过程
烧(shao)结用原(yuan)料(liao)主要包括铁矿(kuang)(kuang)粉、熔剂、燃料(liao)。铁矿(kuang)(kuang)粉的(de)准备主要指将各种(zhong)含铁原(yuan)料(liao)依理(li)化(hua)、烧(shao)结性(xing)能在综合料(liao)场进行合理(li)搭配,通过混(hun)匀设施充(chong)分混(hun)匀、中(zhong)和、分类堆放。熔剂、燃料(liao)的(de)准备主要指能按要的(de)品种(zhong)、理(li)化(hua)指标(biao)稳定供(gong)应生(sheng)产需用。
1.2配料
配料(liao)(liao)是(shi)根据计(ji)划所需的烧结矿成(cheng)分及碱(jian)度,将各(ge)种含铁原料(liao)(liao)、熔剂(ji)、燃料(liao)(liao)等(deng)按(an)照一(yi)定的比(bi)例经称量设备(bei)进(jin)行配加。
1.3混料
其目的(de)(de)(de)是为(wei)了使(shi)(shi)进(jin)入烧结机(ji)(ji)的(de)(de)(de)混(hun)(hun)(hun)合(he)(he)(he)(he)料(liao)成分(fen)分(fen)布均匀(yun),保证烧结矿的(de)(de)(de)物理、化学特性(xing)(xing)一(yi)致,同时通过混(hun)(hun)(hun)合(he)(he)(he)(he)与制粒(li)可(ke)以改善烧结料(liao)的(de)(de)(de)透(tou)气性(xing)(xing),提高(gao)(gao)(gao)烧结机(ji)(ji)的(de)(de)(de)垂直(zhi)燃(ran)烧速度(du),获得优质(zhi)、高(gao)(gao)(gao)产、低耗的(de)(de)(de)烧结矿。将(jiang)各(ge)种组分(fen)料(liao)混(hun)(hun)(hun)匀(yun)及制粒(li)是通过混(hun)(hun)(hun)料(liao)筒这一(yi)设备实现的(de)(de)(de),烧结厂(chang)的(de)(de)(de)混(hun)(hun)(hun)合(he)(he)(he)(he)作(zuo)业一(yi)般(ban)采(cai)用两段混(hun)(hun)(hun)合(he)(he)(he)(he)。一(yi)次(ci)混(hun)(hun)(hun)合(he)(he)(he)(he)主(zhu)要(yao)是加水润湿、混(hun)(hun)(hun)匀(yun),使(shi)(shi)混(hun)(hun)(hun)合(he)(he)(he)(he)料(liao)的(de)(de)(de)水分(fen)、粒(li)度(du)和料(liao)中各(ge)组分(fen)均匀(yun)分(fen)布。当加热返矿时,可(ke)以将(jiang)物料(liao)预热;当加生(sheng)石(shi)灰时,可(ke)使(shi)(shi)生(sheng)石(shi)灰消化,提高(gao)(gao)(gao)料(liao)温(wen)。二次(ci)混(hun)(hun)(hun)合(he)(he)(he)(he)除继(ji)续混(hun)(hun)(hun)匀(yun)外,主(zhu)要(yao)作(zuo)用是制粒(li)、造球,并(bing)进(jin)行补充润湿和通蒸汽,以提高(gao)(gao)(gao)混(hun)(hun)(hun)合(he)(he)(he)(he)料(liao)的(de)(de)(de)温(wen)度(du)。
1.4烧结
烧结(jie)是(shi)烧结(jie)矿(kuang)生产的重要环节,包括布(bu)料(liao)、点火、烧结(jie)、卸矿(kuang)冷却等(deng)几个主要工(gong)序。具(ju)体如下:
1.4.1
布料:指布料设施将落料按一定的厚度铺在烧结台车上这一过程。铺料的好坏,即沿台车长度及宽度方向的料层厚度和料面的均匀、平整与否,对烧结矿的产量、质量及整个生产过程的稳定都有十分重要的影响。特别是在原料烧结性能差时表现尤为突出。一般要求混合料粒度及化学成分沿台车纵横方向,皆均匀分布,且料层有一定的松散性,表面平整。料层厚度可根据抽风机能力、原料条件和混合料透气性、设备状况适当选择,在烧好烧透的前提下应尽量采用厚料层操作。最理想的布料方法应使混合料沿料层高度由上而下粒度逐渐增加,这样有利于增加透气性,提高产量。
1.4.2
点火:指台车经过点火炉将混合料表层点着这一过程。一般要求要有足够的点火温度(1000℃)及点火深度(10-20mm),且沿台车宽度方向点火要均匀。
1.4.3
烧结:指点火混合料在抽风过程中,沿整个料层高度上,随着烧结时间的延长,燃烧带、预热带、干燥带、过湿带逐渐消失形成烧结矿这一过程。在这一过程中,单位烧结面积的风量大小是决定产量的主要因素。料层厚度与机速对烧结矿质量影响较大,料层薄,机速快,生产率高,但会导致烧结矿强度差,成品率低,返矿粉沫增多;料层厚,烧结过程热利用好,炭用量少,烧结矿亚铁低,成品率高,但抽风阻力大,产量有所下降。同时烧结终点判断与控制对烧结矿质量、产量影响也很大,正确的烧结终点是倒数第二个风箱废气温度较前后风箱废气温度高20-40℃;机尾观察烧结断面均已烧透,赤红部分小于三分之一,无未烧好的混合料。烧结终点提前,应适当提高台速或加厚料层,烧结终点滞后应适当降低台速,减溥料层。
1.4.4
冷却卸矿:烧结矿的冷却方法很多,从方法上来分,有自然冷却和强制通风冷却两类。按冷却的地点和设备来分,有在烧结机以外进行冷却和在烧结机上冷却两种。在烧结机以外冷却,即烧结矿在烧结机上烧成之后卸出,在空气中自然冷却或强制通风冷却。机上冷却的方法是将烧结机延长,将烧结机的前段作为烧结段,后段作为冷却段,当台车上的混合料在烧结段烧成烧结矿后,台车继续前进,进入冷却段,通过抽风将热烧结矿冷却下来,冷却的空气是通过烧结饼的裂缝、孔隙以及冷却过程中因收缩而新产生的裂隙而将烧结矿冷却下来的,一般情况下烧结段与冷却段备有专用风机。
1.4.5
烧结矿的破碎、储存及运出:从烧结机台车上卸下的烧结矿,经破碎、冷却后就成为成品烧结矿。成品烧结矿一般经筛分后直接通过皮带运至高炉料仓,供高炉使用;若烧结矿需储存,就直接运至储料场,为减少烧结矿粉化,储料场应保持干燥,且不宜长期储存。
2、炼铁生产工艺
2.1高炉炼铁的冶炼原理
高炉(lu)(lu)是一种竖炉(lu)(lu)型逆流式反应(ying)器。矿石和燃(ran)料按照确定的(de)(de)比例通(tong)过装(zhuang)料设备分(fen)批地从(cong)(cong)炉(lu)(lu)顶装(zhuang)入(ru)(ru)炉(lu)(lu)内(nei),从(cong)(cong)下部(bu)风(feng)口(kou)鼓入(ru)(ru)热(re)(re)风(feng),并伴有煤粉及(ji)氧气(qi)的(de)(de)喷吹(chui),燃(ran)料中(zhong)碳素与热(re)(re)风(feng)中(zhong)氧发生燃(ran)烧(shao)反应(ying),产生高温、高浓度(du)的(de)(de)还原气(qi)体,炽热(re)(re)的(de)(de)气(qi)流在上(shang)(shang)升过程中(zhong),将(jiang)下降的(de)(de)炉(lu)(lu)料加热(re)(re)、还原、熔化、造(zao)渣,经一系列的(de)(de)物理(li)化学(xue)变(bian)化,最后生成液态渣、铁积聚于(yu)炉(lu)(lu)缸(gang),周期性地从(cong)(cong)渣口(kou)、铁口(kou)排(pai)出。上(shang)(shang)升的(de)(de)煤气(qi)流由于(yu)将(jiang)能量传给(ji)炉(lu)(lu)料,温度(du)不断降低,成分(fen)逐渐变(bian)化,最后形成高炉(lu)(lu)煤气(qi)从(cong)(cong)炉(lu)(lu)顶排(pai)出,经煤气(qi)处(chu)理(li)系统净化,一部(bu)分(fen)用于(yu)内(nei)部(bu)热(re)(re)风(feng)炉(lu)(lu)燃(ran)烧(shao),其它并入(ru)(ru)总管网(wang)。
2.2高炉及其附属设备
高(gao)炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)是冶炼生铁的主(zhu)体设(she)备(bei),它(ta)是由(you)耐(nai)火(huo)材料(liao)筑成的竖式圆(yuan)筒形炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)体,外(wai)有(you)(you)钢板(ban)炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)壳加固密封,内嵌(qian)冷却器保护。高(gao)炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)内部工作空间的形状称(cheng)为炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)型,它(ta)由(you)炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)喉(hou)、炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)身、炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)腰、炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)腹、炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)缸五段组成,风口(kou)、铁口(kou)、渣口(kou)设(she)在炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)缸部分(fen)。要完成高(gao)炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)生产,除高(gao)炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)本体外(wai),还必须(xu)有(you)(you)其它(ta)附属设(she)备(bei)的配合,这些附属设(she)备(bei)主(zhu)要有(you)(you):
2.2.1
供料系统:包括储矿槽、槽下筛分、输送、称量和及上料机等一系列设备。其主要任务是保证及时、准确、稳定地将合格原料从贮矿槽送至高炉炉顶。
2.2.2
送风系统:包括鼓风机、热风炉及一系列管道、阀门等设备。其主要任务是保证连续可靠地供给高炉冶炼所需数量和足够温度的热风。
2.2.3
除尘系统(tong):包(bao)括粗除尘(重力除尘)、半精(jing)细(xi)除尘(如(ru)洗涤塔)、精(jing)细(xi)除尘(如(ru)文(wen)氏(shi)管、静电除尘器(qi)、布袋除尘)等设备。其(qi)主(zhu)要任务(wu)是保证回收高炉煤气(qi),使其(qi)含(han)尘量降到15mg/m3以(yi)下,以(yi)资利(li)用。
2.2.4
渣铁处理系统:包括炉前出铁场及其设备,渣铁运输设备,铸铁机,水渣场及其设备等。其主要任务是及时处理高炉排放的渣、铁,保证高炉生产正常进行,获得合格的生铁及炉渣产品。
2.2.5
燃料喷吹系统:包括喷吹燃料的制备、贮存、运输和喷入设备等。其主要任务是保证喷入高炉所需之燃料,以代替部分焦炭,降低冶炼成本。
2.3高炉炼铁原料
通(tong)常高(gao)炉(lu)炼铁(tie)(tie)(tie)应备焦炭(tan)、铁(tie)(tie)(tie)矿(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)石(shi)(shi)、熔剂(ji)(ji)三种(zhong)原料。焦炭(tan)作为(wei)燃料和还原剂(ji)(ji),是(shi)主要能源。熔剂(ji)(ji),如石(shi)(shi)灰石(shi)(shi),主要用(yong)来助熔、造(zao)渣(zha)。铁(tie)(tie)(tie)矿(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)石(shi)(shi)则是(shi)冶(ye)炼的主要对象。高(gao)炉(lu)冶(ye)炼用(yong)的铁(tie)(tie)(tie)矿(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)石(shi)(shi)有天(tian)(tian)然(ran)(ran)富(fu)矿(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)和人(ren)造(zao)富(fu)矿(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)两大类。一般(ban)天(tian)(tian)然(ran)(ran)铁(tie)(tie)(tie)矿(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)石(shi)(shi)的含铁(tie)(tie)(tie)量若超(chao)过其理(li)(li)论含铁(tie)(tie)(tie)量的70%,可(ke)(ke)称为(wei)天(tian)(tian)然(ran)(ran)富(fu)矿(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)。对一般(ban)铁(tie)(tie)(tie)矿(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)石(shi)(shi)若其理(li)(li)论含铁(tie)(tie)(tie)量在50%以上,即可(ke)(ke)作为(wei)富(fu)矿(kuang)(kuang)(kuang)(kuang),经适(shi)当破(po)碎、筛分处理(li)(li),直(zhi)接用(yong)于高(gao)炉(lu)。天(tian)(tian)然(ran)(ran)贫矿(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)一般(ban)不能直(zhi)接入(ru)炉(lu),须经破(po)碎、富(fu)选后重新造(zao)块(kuai),变成(cheng)烧结矿(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)或球团(tuan)矿(kuang)(kuang)(kuang)(kuang),即所谓(wei)人(ren)造(zao)富(fu)矿(kuang)(kuang)(kuang)(kuang),再入(ru)高(gao)炉(lu)。
为了降低生铁(tie)成本(ben),现代高炉还进(jin)行喷吹燃料(liao)(如煤粉)代替部分(fen)焦炭,同时尽(jin)量减少(shao)熔剂(ji)入炉或(huo)不直接向(xiang)高炉加入熔剂(ji)。
2.4高炉冶炼产品
高(gao)炉冶炼的(de)主要(yao)产(chan)品是(shi)(shi)生(sheng)铁(tie)(tie)。炉渣(zha)和(he)高(gao)炉煤(mei)气为副产(chan)品。生(sheng)铁(tie)(tie)是(shi)(shi)铁(tie)(tie)与碳及(ji)其(qi)它一(yi)些元(yuan)素(su)(su)的(de)合金。一(yi)般生(sheng)铁(tie)(tie)含铁(tie)(tie)94%左(zuo)右(you),碳4%左(zuo)右(you),其(qi)余为锰、磷、硫等少量(liang)元(yuan)素(su)(su)。高(gao)炉渣(zha)的(de)主要(yao)成(cheng)分是(shi)(shi)Ca、Mg、Si、Al等的(de)氧化(hua)物。高(gao)炉渣(zha)可(ke)作成(cheng)水泥、建筑材料、绝热材料,有(you)的(de)炉渣(zha)中还能提(ti)取有(you)益元(yuan)素(su)(su)。
高炉(lu)(lu)煤气(qi)约(yue)含25%的(de)CO,1-4%的(de)H2,还有少量(liang)(liang)CH4气(qi)体(ti),是一种有毒气(qi)体(ti),其发热(re)值约(yue)为3000-4000KJ/m3。从高炉(lu)(lu)排出的(de)煤气(qi)中含有大(da)量(liang)(liang)的(de)炉(lu)(lu)料粉尘,经过一系(xi)列除尘处理变为净煤气(qi)后(hou),约(yue)1/3-1/2用(yong)于(yu)自(zi)身热(re)风炉(lu)(lu),其余(yu)可(ke)供(gong)电厂、烧结、炼钢、轧钢等(deng)部门使用(yong),除尘灰(hui)可(ke)用(yong)于(yu)烧结。
3.炼钢生产工艺
3.1基本生产原理
转(zhuan)炉(lu)炼(lian)钢(gang)(gang)(gang)就是(shi)将(jiang)铁水(shui)兑(dui)入转(zhuan)炉(lu)后,加(jia)入废钢(gang)(gang)(gang)和其(qi)(qi)它辅料(liao)(如(ru)石(shi)灰(hui)等),随(sui)后供氧冶(ye)炼(lian)。在整(zheng)个(ge)冶(ye)炼(lian)过程中(zhong),转(zhuan)炉(lu)高温熔池内发生一(yi)系列复杂化(hua)(hua)学(xue)反应,将(jiang)铁水(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)含碳(tan)量(liang)(liang)降(jiang)到规定(ding)范围,并使其(qi)(qi)它元素的(de)(de)(de)(de)含量(liang)(liang)减少(增(zeng)加(jia))到规定(ding)范围,达到最(zui)终(zhong)钢(gang)(gang)(gang)材所(suo)要求的(de)(de)(de)(de)金属成(cheng)分。炼(lian)钢(gang)(gang)(gang)过程基本上是(shi)一(yi)个(ge)氧化(hua)(hua)过程。这(zhei)些元素氧化(hua)(hua)后,有的(de)(de)(de)(de)在高温下与石(shi)灰(hui)等熔剂起(qi)反应,形(xing)成(cheng)炉(lu)渣,有的(de)(de)(de)(de)变成(cheng)气体逸出,留下的(de)(de)(de)(de)金属熔体就是(shi)钢(gang)(gang)(gang)水(shui)。炼(lian)出的(de)(de)(de)(de)钢(gang)(gang)(gang)水(shui),由于(yu)在吹(chui)炼(lian)(氧化(hua)(hua))过程中(zhong)吸收了过量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)氧,如(ru)不去除,则会降(jiang)低成(cheng)品钢(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)机械(xie)性能。因此,在炼(lian)钢(gang)(gang)(gang)最(zui)后阶段的(de)(de)(de)(de)操(cao)作(zuo)中(zhong),还要用硅钙钡等合金进行脱(tuo)氧处理,有的(de)(de)(de)(de)还要进一(yi)步(bu)精炼(lian),在达到一(yi)定(ding)成(cheng)分和温度的(de)(de)(de)(de)钢(gang)(gang)(gang)水(shui)后,用连铸(zhu)机铸(zhu)成(cheng)钢(gang)(gang)(gang)坯(pi),经(jing)精整(zheng)后就可送轧钢(gang)(gang)(gang)厂轧制(zhi)。转(zhuan)炉(lu)炼(lian)钢(gang)(gang)(gang)吹(chui)氧冶(ye)炼(lian)过程概括讲就是(shi)“四脱(tuo)(脱(tuo)碳(tan)、氧、硫、磷)二(er)去(去气、去夹杂)、二(er)调整(zheng)(调整(zheng)成(cheng)分、温度)”。具体如(ru)下:
3.1.1Fe、Si、Mn、C的氧化。
⑴铁(tie)的氧化。由(you)于铁(tie)元(yuan)素(su)在铁(tie)水(shui)中(zhong)浓度最大,进入铁(tie)水(shui)的氧首先(xian)与(yu)铁(tie)反应,而且铁(tie)水(shui)氧化反应是最多最快的,炼(lian)钢初期首先(xian)一部(bu)分(fen)铁(tie)被氧化为(wei)氧化亚(ya)铁(tie)(2Fe+O2=2FeO+Q)。铁(tie)元(yuan)素(su)氧化生成的FeO一部(bu)分(fen)进入炉(lu)渣(zha),另一部(bu)分(fen)扩散到金属液中(zhong),成为(wei)其它元(yuan)素(su)的氧化剂。炼(lian)钢过程中(zhong)杂质元(yuan)素(su)的氧化去除,主(zhu)要是通过FeO进行间接氧化反应完成的。
⑵硅的氧化。硅在钢铁中主要以(yi)FeSi的形式存在。硅很容易与氧直接(jie)反(fan)应生成SiO2(Si+O2=SiO2+Q),同时,硅与炉(lu)渣或(huo)金属液中的FeO也(ye)能进(jin)行间接(jie)氧化反(fan)应(Si+2FeO= SiO2+2Fe+Q),因硅的氧化反(fan)应在转炉(lu)冶炼(lian)过程中放出大量的热,有利于提高(gao)钢水温度。
⑶锰的(de)氧(yang)化(hua)。锰在(zai)钢(gang)中(zhong)(zhong)以MnC、(FeMn)3C、MnS等形(xing)式存在(zai)。它也很(hen)容易被(bei)氧(yang)直接(jie)氧(yang)化(hua)成MnO(2Mn+O2=2MnO+Q),并放出热(re)量。MnO是(shi)一种(zhong)碱(jian)性(xing)氧(yang)化(hua)物,在(zai)碱(jian)性(xing)炼钢(gang)中(zhong)(zhong)不稳定,由于Mn+FeO=Fe+MnO+Q是(shi)可逆反(fan)应(ying),当(dang)熔炼后期炉(lu)温(wen)升高时,MnO又(you)部分(fen)被(bei)还原,这种(zhong)现象叫(jiao)“回(hui)锰”。回(hui)锰越(yue)多,说明炉(lu)温(wen)越(yue)高,炼钢(gang)中(zhong)(zhong)常把(ba)“回(hui)锰”看成操作(zuo)中(zhong)(zhong)的(de)温(wen)度计。
⑷碳(tan)的(de)(de)氧化(hua)。碳(tan)在(zai)(zai)钢(gang)中(zhong)主(zhu)要(yao)以Fe3C、Mn3C等化(hua)合态形(xing)成(cheng)存在(zai)(zai)。炼(lian)钢(gang)过(guo)程(cheng)中(zhong),大部分碳(tan)是通过(guo)FeO间接氧化(hua)的(de)(de)(FeO+C=Fe+CO-Q),由于(yu)这(zhei)是吸(xi)热(re)反(fan)(fan)应,在(zai)(zai)熔炼(lian)初(chu)期(qi),炉(lu)温(wen)不高(gao)时,反(fan)(fan)应是很微弱的(de)(de),炉(lu)温(wen)升(sheng)高(gao)后反(fan)(fan)应速(su)度(du)加快。碳(tan)的(de)(de)这(zhei)种氧化(hua)反(fan)(fan)应在(zai)(zai)炼(lian)钢(gang)中(zhong)具有(you)重要(yao)的(de)(de)意义。生成(cheng)的(de)(de)CO气(qi)(qi)体在(zai)(zai)逸出(chu)过(guo)程(cheng)中(zhong)搅动(dong)金(jin)属(shu)液(ye)(ye)和(he)渣(zha)液(ye)(ye),形(xing)成(cheng)“沸腾现(xian)象”。这(zhei)种现(xian)象强化(hua)了炉(lu)内的(de)(de)热(re)传导,加速(su)反(fan)(fan)应物质扩散,从而(er)有(you)利于(yu)排出(chu)钢(gang)液(ye)(ye)中(zhong)的(de)(de)有(you)害气(qi)(qi)体和(he)非(fei)金(jin)属(shu)夹杂物,并均(jun)匀钢(gang)液(ye)(ye)成(cheng)份。
3.1.2脱磷和脱硫
磷和硫通常(chang)都(dou)是钢中的有害物质。磷化(hua)(hua)物使得钢在(zai)低温下容易受力脆裂,出现(xian)“冷脆”现(xian)象。硫化(hua)(hua)物是低熔点(985℃)的物质,当钢材加热到硫化(hua)(hua)物的熔点时,会使钢出现(xian)“热脆”。
在转炉炼(lian)钢过程中,通常采(cai)用的(de)方法为造渣(zha)脱(tuo)磷(lin)、硫。即在转炉内加入适量的(de)石灰(hui),形成(cheng)具有一定碱度的(de)炉渣(zha),使硫、磷(lin)的(de)化合物与CaO发生反应,生成(cheng)不熔于钢水的(de)稳定化合物,进入炉渣(zha),达(da)到脱(tuo)磷(lin)、脱(tuo)硫的(de)目的(de)。
3.2氧气顶吹转炉炼钢常用原料
氧气顶吹转炉炼(lian)钢主(zhu)要原料(liao)有(you)(you)铁(tie)水、废钢、生铁(tie)块等;辅(fu)料(liao)有(you)(you)石灰、轻烧白云石、改质剂、增碳剂、碳化(hua)硅(gui)(gui)等;常用铁(tie)合金(jin)料(liao)有(you)(you)硅(gui)(gui)铁(tie)、硅(gui)(gui)锰(meng)合金(jin)、硅(gui)(gui)钙(钡(bei))系列、钒铁(tie)、氮化(hua)钒、铌铁(tie)等合金(jin);常用气体有(you)(you)氧气(纯度≥99.5%)、氮气、煤气、氩(ya)气等。
3.3氧气顶吹转炉炼钢工艺制度
3.3.1
装入制度。就是确定转炉合理的装入量,合适的铁水废钢比,装入制度有定量装入制度、定深装入制度和分阶段定量装入制度。确定装入量时必须考虑炉容比、熔池深度是否合适,与连铸是否匹配等因素。
3.3.2
供氧制度。就是使氧气流最合理地供给熔池,创造良好的物理化学反应条件。供氧制度的内容包括确定合理的喷嘴结构,供氧强度、供氧压力和枪位操作。
3.3.3
造渣制度。就是要确定合适的造渣方法,渣料的加入时间和数量,以及如何快速成渣。造渣应以去除P、S,减少喷溅,保护炉衬、减少终点氧含量为目的。造渣方法有单渣操作,双渣操作、留渣操作等。
3.3.4
温度制度。主要是指过程温度控制和终点温度控制。我企业终点温度要求小于1700℃
3.3.5
终点控制及脱氧合金化制度。终点控制主要是指终点温度和成份的控制。
终(zhong)点碳(tan)控制(zhi)的方法(fa)有(you)(you)三种,即高(gao)(gao)拉碳(tan)法(fa)、增碳(tan)法(fa)和高(gao)(gao)拉补吹法(fa)。挡(dang)渣(zha)(zha)操(cao)作就是在转炉冶(ye)炼终(zhong)点要求(qiu)少渣(zha)(zha)或无渣(zha)(zha)出(chu)钢(gang),其目的是有(you)(you)利于准确控制(zhi)钢(gang)水(shui)成(cheng)份,有(you)(you)效(xiao)地减少回磷,提高(gao)(gao)合(he)(he)金(jin)元素吸收率,减少合(he)(he)金(jin)消耗(hao)。脱(tuo)氧(yang)合(he)(he)金(jin)化是钢(gang)冶(ye)炼过程的最(zui)后一项(xiang)操(cao)作,也是炼好一炉钢(gang)的成(cheng)败关键之一,常用(yong)的脱(tuo)氧(yang)方法(fa)有(you)(you):沉淀脱(tuo)氧(yang),扩散脱(tuo)氧(yang)和真空脱(tuo)氧(yang)等。
4、轧钢生产工艺
4.1生产工艺过程
将化学成分和(he)(he)形状不(bu)同的(de)(de)钢(gang)坯(pi),轧(ya)成形状和(he)(he)性能符合要求的(de)(de)钢(gang)材(cai),需(xu)要经过一(yi)系列(lie)的(de)(de)工序,这些工序的(de)(de)组合和(he)(he)顺序叫做工艺(yi)过程(cheng)。由于钢(gang)材(cai)的(de)(de)品种繁(fan)多,规格形状、钢(gang)种和(he)(he)用(yong)途各不(bu)相同,所以(yi)轧(ya)制不(bu)同产(chan)品采用(yong)的(de)(de)工艺(yi)过程(cheng)也(ye)不(bu)相同。
轧(ya)钢(gang)(gang)生(sheng)产(chan)的(de)工艺过程(cheng)是(shi)相当复(fu)杂的(de)。尽管随着(zhe)轧(ya)制产(chan)品质量要求(qiu)的(de)提高、品种(zhong)范(fan)围的(de)扩大以及新技术、新设(she)备(bei)的(de)应用,组成工艺过程(cheng)的(de)各个工序(xu)会有相应的(de)变化,但是(shi)整(zheng)个轧(ya)钢(gang)(gang)生(sheng)产(chan)工艺过程(cheng)总是(shi)由以下几个基(ji)本工序(xu)组成的(de):
4.1.1
坯料准备,包括表面缺陷的清理,表面氧化铁皮的去除和坯料的预先热处理等。
4.1.2
钢坯加热,这是热轧生产工艺过程的重要工序,钢坯加热的主要目的是提高钢坯的塑性,降低变形抗力 ,为钢坯轧制创造条件。加热设备就是钢坯加热炉,加热炉采用的燃料主要有高炉煤气、天然气等。
4.1.3
钢的轧制,是整个轧钢生产过程的核心,坯料通过轧制完成塑性变性过程,其过程可分粗轧、中轧和精轧。轧制工序对产品的质量起着决定性作用。
轧制产品(pin)的(de)质(zhi)量包括产品(pin)的(de)几(ji)何形状和尺寸精确(que)度,钢材的(de)力学(xue)性(xing)能与工艺(yi)性(xing)能以及产品(pin)表面质(zhi)量三个(ge)方面。
4.1.4
精整工序
精整(zheng)(zheng)工(gong)(gong)(gong)序(xu)是轧(ya)钢(gang)生产工(gong)(gong)(gong)艺(yi)过程中的(de)最后一(yi)个(ge)工(gong)(gong)(gong)序(xu),也(ye)是比较复杂(za)的(de)一(yi)个(ge)工(gong)(gong)(gong)序(xu),它(ta)对产品(pin)(pin)的(de)质量起着最终(zhong)的(de)保证作用。产品(pin)(pin)的(de)技术要求不同,精整(zheng)(zheng)工(gong)(gong)(gong)序(xu)的(de)内容也(ye)各不相同。精整(zheng)(zheng)工(gong)(gong)(gong)序(xu)通常又(you)包(bao)括(kuo)钢(gang)材的(de)切断(duan)或卷取、轧(ya)后冷却(que)、矫(jiao)直、成品(pin)(pin)热处理、成品(pin)(pin)表面(mian)清(qing)理和各种(zhong)涂(tu)色等许(xu)多具体(ti)工(gong)(gong)(gong)序(xu)。
工序 |
生(sheng)产工艺 |
目(mu)前国内(nei)相似工艺 |
先进工艺情况 |
同类(lei)行业水平 |
烧结 |
预配料(liao)(liao)(重量(liang)配料(liao)(liao)) → 二次(ci)配料(liao)(liao)(重量(liang)配料(liao)(liao)) → 混合(he)机(加(jia)柱状水强(qiang)制混匀) →制粒(li)(加(jia)雾状水、通蒸汽,制粒(li)及提(ti)高料(liao)(liao)温,节省能耗)→ 抽风烧结 (宽台车,低温厚(hou)料(liao)(liao)层 ) → 单齿(chi)辊破碎(sui) → 鼓风环式(shi)冷却(预留余热发电) → 三次(ci)振动(dong)筛分(fen)(筛出(chu)返矿、铺(pu)底料(liao)(liao))→ 成(cheng)品矿仓。 |
包钢(gang)、八钢(gang)、鄂钢(gang)、莱钢(gang)、265m2烧结机均(jun)采用(yong)此(ci)工(gong)艺流程。 |
采用烧结机(ji)鼓风环(huan)冷(leng)余热回收(shou)、废气干(gan)法脱硫。 |
中等(deng)水平 |
炼铁(tie):1#高炉(1080m3) |
1、主(zhu)要工艺设施(shi)包(bao)括:原、燃料(liao)供(gong)料(liao)系(xi)统(tong);矿焦槽及炉(lu)顶(ding)上(shang)料(liao)系(xi)统(tong);炉(lu)顶(ding)系(xi)统(tong);高炉(lu)本体(ti);煤气除尘(chen)系(xi)统(tong);风口平(ping)台出铁(tie)场;热(re)风炉(lu);炉(lu)渣处理;喷煤系(xi)统(tong)。 2、采(cai)(cai)用(yong)(yong)的(de)新技术(shu)或工(gong)艺(yi)水(shui)(shui)平:(1)供料系(xi)统(tong)(tong)能够满足烧(shao)结矿(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)和球(qiu)团(tuan)矿(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)从各(ge)自车(che)间直送的(de)要求,焦(jiao)(jiao)炭(tan)(tan)进(jin)入矿(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)、焦(jiao)(jiao)槽前进(jin)行预筛分(fen)。(2)烧(shao)结矿(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)、球(qiu)团(tuan)矿(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)、杂矿(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)、焦(jiao)(jiao)炭(tan)(tan)采(cai)(cai)用(yong)(yong)分(fen)散(san)筛分(fen)、分(fen)散(san)称量(liang)工(gong)艺(yi);具有称量(liang)误差补正功(gong)能。有小块焦(jiao)(jiao)回收入炉(lu)(lu)(lu)(lu)工(gong)艺(yi)设(she)施(shi)。(3)炉(lu)(lu)(lu)(lu)顶设(she)计压力为0.20MPa,采(cai)(cai)用(yong)(yong)华(hua)远串罐(guan)无料钟炉(lu)(lu)(lu)(lu)顶,可实现(xian)单环(huan)、多环(huan)和手动定点、扇(shan)形(xing)、单环(huan)、多环(huan)等多种(zhong)布(bu)料方式。炉(lu)(lu)(lu)(lu)顶均压采(cai)(cai)用(yong)(yong)净煤气, 高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)炉(lu)(lu)(lu)(lu)设(she)有两根探尺。(4)炉(lu)(lu)(lu)(lu)体设(she)计在(zai)总(zong)结国内(nei)外(wai)经验的(de)基础上,采(cai)(cai)用(yong)(yong)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)炉(lu)(lu)(lu)(lu)长寿措施(shi),设(she)计寿命≥10年。以(yi)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)炉(lu)(lu)(lu)(lu)的(de)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)效、长寿为目标,合理确定高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)炉(lu)(lu)(lu)(lu)内(nei)型尺寸,减小炉(lu)(lu)(lu)(lu)腹(fu)角(jiao),适当(dang)加高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)炉(lu)(lu)(lu)(lu)缸高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)度,同时增加死铁(tie)层的(de)深度。(5)选择合理的(de)炉(lu)(lu)(lu)(lu)体冷却结构及(ji)参数,炉(lu)(lu)(lu)(lu)体采(cai)(cai)用(yong)(yong)全覆盖铜冷却壁形(xing)式。(6)采(cai)(cai)用(yong)(yong)软水(shui)(shui)密闭循环(huan)冷却系(xi)统(tong)(tong)。(7)炉(lu)(lu)(lu)(lu)底、炉(lu)(lu)(lu)(lu)缸耐材采(cai)(cai)用(yong)(yong)炭(tan)(tan)砖与陶瓷(ci)杯(bei)结合结构。(8)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)炉(lu)(lu)(lu)(lu)设(she)2个(ge)铁(tie)口,20个(ge)风口。(9)出(chu)铁(tie)场采(cai)(cai)用(yong)(yong)双矩形(xing)出(chu)铁(tie)场,储(chu)铁(tie)式主沟,145 t的(de)铁(tie)水(shui)(shui)罐(guan)车(che)运输到炼钢车(che)间。(10)煤气处理采(cai)(cai)用(yong)(yong)布(bu)袋除(chu)尘器。 |
长治钢(gang)(gang)铁(tie)集(ji)(ji)团(tuan)8、9#高(gao)炉(lu);新(xin)余钢(gang)(gang)铁(tie)集(ji)(ji)团(tuan)6、7、8、11#高(gao)炉(lu);莱芜钢(gang)(gang)铁(tie)公司1、2、3、4#高(gao)炉(lu);济南(nan)石横(heng)特(te)钢(gang)(gang)公司1、3#高(gao)炉(lu);湘潭(tan)钢(gang)(gang)铁(tie)集(ji)(ji)团(tuan)3#高(gao)炉(lu);武钢(gang)(gang)集(ji)(ji)团(tuan)昆(kun)明钢(gang)(gang)铁(tie)公司1、2、3、5#高(gao)炉(lu);德龙(long)钢(gang)(gang)铁(tie)集(ji)(ji)团(tuan)1、2、3#高(gao)炉(lu);首钢(gang)(gang)集(ji)(ji)团(tuan)1#高(gao)炉(lu);三钢(gang)(gang)集(ji)(ji)团(tuan)4、5#高(gao)炉(lu)。 |
热(re)风(feng)(feng)(feng)系(xi)统(tong)采(cai)(cai)用(yong)卡(ka)鲁金式热(re)风(feng)(feng)(feng)炉(lu)(lu)、渣处理(li)采(cai)(cai)用(yong)环保因巴法;炉(lu)(lu)顶采(cai)(cai)用(yong)PW无(wu)料钟炉(lu)(lu)顶;风(feng)(feng)(feng)口成像(xiang)监视系(xi)统(tong)、高炉(lu)(lu)炉(lu)(lu)体冷(leng)却(que)系(xi)统(tong)全铜冷(leng)却(que)壁等。 |
中等偏下水(shui)平(ping) |
炼钢:120t转炉+R10弧形连铸机 |
转(zhuan)炉(lu)工序:(铁水(shui)+废钢)→120t转(zhuan)炉(lu)→150t钢包→LF炉(lu)外精炼→ R10弧形8机8流(liu)连铸机 连铸工序:大包回转台→40t中间包→结晶器→二冷室→拉(la)矫机(ji)→火焰(yan)切割→ 冷床→热送轨道→轧钢车间(jian) |
龙钢(gang)(gang)5#、6#炉及5#、6#机;九江(jiang)钢(gang)(gang)厂;新(xin)金轧材;天(tian)津(jin)钢(gang)(gang)厂;水城钢(gang)(gang)厂河北钢(gang)(gang)铁集团(tuan);常州中天(tian)等。 |
转炉采用(yong)全过(guo)程自(zi)动化操作;副枪在线取样、分(fen)析;滚筒法液态(tai)钢渣处理工艺;连(lian)铸全过(guo)程保护浇(jiao)注;中间包液面自(zi)动控制。煤(mei)气(qi)干(gan)法除(chu)尘等(deng)。 |
中(zhong)等(deng)偏(pian)上(shang)水平 |
轧钢(gang) |
生产工(gong)艺过程包括原料准(zhun)备(bei)、加热(re)、轧制(zhi)、控制(zhi)冷(leng)却(que)及精整等工(gong)序,整个流程为连续自动化生产。 1、单(dan)高线(xian)(xian):钢(gang)坯在加(jia)热炉(lu)内加(jia)热至所需温度后,经高压水(shui)除鳞后进入轧(ya)机(ji)(ji)轧(ya)制。轧(ya)线(xian)(xian)轧(ya)机(ji)(ji)共分4个(ge)机(ji)(ji)组(zu):粗轧(ya)6架、中(zhong)轧(ya)6架、预(yu)精轧(ya)4架、摩根精轧(ya)10架及减定径4架,共30个(ge)机(ji)(ji)架组(zu)成。1H~14V采用短应力(li)线(xian)(xian)轧(ya)机(ji)(ji), 15H~18V采用悬臂辊(gun)环轧(ya)机(ji)(ji),以上轧(ya)机(ji)(ji)均为平立交替布置。精轧(ya)和(he)减定径机(ji)(ji)组(zu)均为V型顶(ding)交45°悬臂辊(gun)环轧(ya)机(ji)(ji),最大保(bao)证轧(ya)制速度120m/s。 2、双高(gao)(gao)线:钢(gang)坯(pi)在加(jia)热炉(lu)内加(jia)热至所需温度(du)后,经高(gao)(gao)压(ya)水除鳞后进入轧(ya)(ya)(ya)(ya)机(ji)轧(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)。粗轧(ya)(ya)(ya)(ya)机(ji)组(zu)采用(yong)(yong)6架(jia)平立交替布(bu)置(zhi)的(de)(de)短(duan)应力轧(ya)(ya)(ya)(ya)机(ji),中轧(ya)(ya)(ya)(ya)机(ji)组(zu)采用(yong)(yong)8架(jia)全水平布(bu)置(zhi)的(de)(de)短(duan)应力轧(ya)(ya)(ya)(ya)机(ji);轧(ya)(ya)(ya)(ya)线出中轧(ya)(ya)(ya)(ya)机(ji)组(zu)后,分A线与B线轧(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi),其预精(jing)轧(ya)(ya)(ya)(ya)机(ji)组(zu)采用(yong)(yong)平立交替布(bu)置(zhi)的(de)(de)“4架(jia)悬臂式轧(ya)(ya)(ya)(ya)机(ji)”,精(jing)轧(ya)(ya)(ya)(ya)机(ji)组(zu)采用(yong)(yong)10架(jia)顶(ding)交45º超重型(xing)“V”型(xing)机(ji)组(zu),最高(gao)(gao)保证轧(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)速(su)度(du)90m/s。 |
双高(gao)线工艺与陕西龙门钢(gang)铁有(you)限责任公司轧钢(gang)厂双高(gao)线生(sheng)产工艺相(xiang)似。 单高线工艺(yi)与宝钢高速线材生产工艺(yi)相似。 |
国内先(xian)进工艺多采用高(gao)速无扭摩根精轧机轧制 轧制(zhi)特(te)点:连续、高速、无扭、控冷。
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单高线(xian)均处于国内先进(jin)水(shui)平。双高线(xian)处于国内中游(you)水(shui)平。 |