钢铁产品生产工艺过程及危险性分析汇总(doc 5)

中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q961531377376977591616843241中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q9615313773769775916168432411目录1炼铁工艺211高炉炼铁工艺212非高炉炼铁工艺5121直接还原炼铁工艺5122熔融还原工艺102炼钢工艺1221电弧炉炼钢1222转炉炼钢1623感应炉炼钢2024平炉炼钢233铸造工艺2531铸造工艺概述2532砂型铸造2533熔模铸造2934连续铸造3335离心铸造3536压力铸造374轧钢工艺4141热轧4142冷轧4443热轧冷轧工艺的比较465炼铁生产危害与预防措施486炼钢生产危害与预防措施537轧钢生产危害与预防措施568铸造生产危害与预防措施59中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q961531377376977591616843241中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q9615313773769775916168432411钢铁产品生产工艺过程及危险性分析汇总钢铁产品的生产需要经过多步工艺过程，主要包括炼铁、炼钢、铸造及轧钢流程。（1）炼铁把烧结矿和块矿中的铁还原出来的过程。焦炭、烧结矿、块矿连同少量的石灰石、一起送入高炉中冶炼成液态生铁（铁水），然后送往炼钢厂作为炼钢的原料。（2）炼钢是把原料（铁水和废钢等）里过多的碳及硫、磷等杂质去掉并加入适量的合金成分。（3）铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。（4）轧钢连铸出来的钢锭和连铸坯以热轧方式在不同的轧钢机轧制成各类钢材，形成产品。以某炼铁炼钢连铸轧钢过程为例，其工艺流程图如下图所示图1钢铁产品工艺流程图中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q961531377376977591616843241中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q96153137737697759161684324121炼铁工艺11高炉炼铁工艺高炉炼铁生产是冶金钢铁工业最主要的环节。高炉冶炼是把铁矿石还原成生铁的连续生产过程。铁矿石、焦炭和熔剂等固体原料按规定配料比由炉顶装料装置分批送入高炉，并使炉喉料面保持一定的高度。焦炭和矿石在炉内形成交替分层结构。矿石料在下降过程中逐步被还原、熔化成铁和渣，聚集在炉缸中，定期从铁口、渣口放出。目前国内外成熟、常规高炉炼铁系统项目冶金高炉炼铁系统主要由原料、上料、高炉、出铁场、除尘设施（粗煤气、布袋、重力除尘等）、热风炉、渣处理、喷煤、TRT（可选择使用）、鼓风机站（或空压站）、高炉给排水、高低压供配电设施以及区域管线管网等相对独立又互为一体的系统共同构成，其功能就是完成一个原料矿石到高炉产出铁水的生产过程。高炉冶炼目的是将矿石中的铁元素提取出来，生产出来的主要产品为铁水。副产品有水渣、瓦斯灰和高炉煤气等。1、高炉冶炼原理简介（1）高炉冶炼用的原料炉冶炼用的原料主要由铁矿石、燃料（焦炭）和熔剂（石灰石）三部分组成。通常，冶炼1吨生铁需要1520吨铁矿石，0406吨焦炭，0204吨熔剂，总计需要23吨原料。为了保证高炉生产的连续性，要求有足够数量的原料供应。因此，无论是生铁厂家还是钢厂采购原料的工作是尤其重要。冶炼原理生铁的冶炼虽原理相同，但由于方法不同、冶炼设备不同，所以工艺流程也不同。下面分别简单予以介绍。（2）高炉炼铁简要原理高炉生产是连续进行的。一代高炉（从开炉到大修停炉为一代）能连续生产几年到十几年。生产时，从炉顶（一般炉顶是由料种与料斗组成，现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶）不断地装入铁矿石、焦炭、熔剂，从高炉下部的风口吹进热风（10001300摄氏度），喷入油、煤或天然气等燃料。装入高炉中的铁矿石，主要是铁和氧的化合物。在高温下，焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来，得到铁，这个过程叫做还原。铁矿石通过还原反应炼出生铁，铁水从出铁口放出。铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生成炉渣，从出铁口和出渣口分别排出。煤气从炉顶导出，经除尘后，作为工业用煤气。现代化高炉还可以利用炉顶的高压，用导出的部分煤气发电。2、高炉生产工艺流程包括以下几个系统（1）高炉本体高炉本体是炼铁生产的核心部分，它是一个近似于竖直的圆筒形设备。它包括高炉的基础、中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q961531377376977591616843241中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q9615313773769775916168432413炉壳（钢板焊接而成）、炉衬（耐火砖砌筑而成）、炉型（内形）、冷却设备、立柱和炉体框架等。高炉的内部空间叫炉型。如图所示，它从上到下分为5段，即炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸。整个冶炼过程是在高炉内完成的。（2）上料系统其任务是将高炉所需原燃料，按比例通过上料设备运送到炉顶的受料漏斗中。（3）装料系统它的任务是将上料系统运来的炉料，均匀地装入炉内，并使其在炉内合理分布，同时又起密封炉顶、回收煤气的作用。（4）送风系统其任务是将鼓风机送来的冷风经热风炉预热之后送入高炉。（5）煤气净化系统其任务是将高炉冶炼产生的含尘量很高的荒煤气进行净化处理，以获得合格的气体燃料。（6）渣铁处理系统其任务是将炉内放出的渣、铁，按要求进行处理。（7）喷吹燃料系统其任务是将煤进行磨制、收集和计量后从风口均匀稳定地喷入高炉内。3、高炉冶炼主要工艺设备简介（1）高炉横断面为圆形的炼铁竖炉。用钢板作炉壳，壳内砌耐火砖内衬。高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸5部分。由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大，劳动生产效率高，能耗低等优点，故这种方法生产的铁占世界铁总产量的绝大部分。高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂（石灰石），从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。在高温下焦炭（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料）中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁。炼出的铁水从铁口放出。铁矿石中未还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣，从渣口排出。产生的煤气从炉顶排出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。高炉冶炼的主要产品是生铁，还有副产高炉渣和高炉煤气。（2）高炉热风炉热风炉是为高炉加热鼓风的设备，是现代高炉不可缺少的重要组成部分。提高风温可以通过提高煤气热值、优化热风炉及送风管道结构、预热煤气和助燃空气、改善热风炉操作等技术措施来实现。理论研究和生产实践表明，采用优化的热风炉结构、提高热风炉热效率、延长热风炉寿命是提高风温的有效途径。中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q961531377376977591616843241中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q9615313773769775916168432414（3）铁水罐车铁水罐车用于运送铁水，实现铁水在脱硫跨与加料跨之间的转移或放置在混铁炉下，用于高炉或混铁炉等出铁。图2高炉炼铁生产工艺流程图高炉煤气高压鼓风机（罗茨风机）鼓风，并且通过热风炉加热后进入了高炉，这种热风和焦炭助燃，产生的是二氧化碳和一氧化碳，二氧化碳又和炙热的焦炭产生一氧化碳，一氧化碳在上升的过程中，还原了铁矿石中的铁元素，使之成为生铁，这就是炼铁的化学过程。铁水在炉底暂时存留，定时放出用于直接炼钢或铸锭。这时候在高炉的炉气中，还有大量的过剩的一氧化碳，这种混和气体，就是“高炉煤气”。这种含有可燃一氧化碳的气体，是一种低热值的气体燃料，可以用于冶金企业的自用燃气，如加热热轧的钢锭、预热钢水包等。也可以供给民用，如果能够加入焦炉煤气，就叫做“混和煤气”，这样就提高了热值。高炉煤气为炼铁过程中产生的副产品，主要成分为CO，C02，N2、H2、CH4等，其中可燃成分CO含量约占25左右，H2、CH4的含量很少，CO2、N2的含量分别占15、55，热值仅为3500KJ/M3左右。高炉煤气的成分和热值与高炉所用的燃料、所炼生铁的品种及冶炼工艺有关，现代的炼铁生产普遍采用大容积、高风温、高冶炼强度、高喷煤粉量的生产工艺，采用这些先进的生产工艺提高了劳动生产率并降低能耗，但所产的高炉煤气热值更低，增加了利用难度。高炉煤气中的CO2，N2既不参与燃烧产生热量，也不能助燃，相反，还吸收大量的燃烧过程中产生的热量，导致高炉煤气的理论燃烧温度偏低。高炉煤气的着火点并不高，似乎不存在着火的障碍，但在实际燃烧过程中，受各种因素的影响，混合气体的温度必须远大于着火点，才能确保燃烧的稳定性。高炉煤气的理论燃烧温度低，参与燃烧的高炉煤气的量很大，导致混合气体的升温速度很慢，温度不高，燃烧稳定性不好。中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q961531377376977591616843241中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q9615313773769775916168432415燃烧反应能够发生的另一条件是气体分子间能够发生有效碰撞，即拥有足够能量的相互之间能够发生氧化反应的分子间发生的碰撞，大量的CO2，N2的存在，减少了分子间发生有效碰撞的几率，宏观上表现为燃烧速度慢，燃烧不稳定。高炉煤气中存在大量的CO2，N2，燃烧过程中基本不参与化学反应，几乎等量转移到燃烧产生的烟气中，燃高炉煤气产生的烟气量远多于燃煤。高炉煤气洗涤废水的处理技术高炉炼铁过程产生的大量炉气中含有一定量的一氧化碳气体CO20，故称高炉煤气。高炉煤气中含有大量的可燃性成分并夹杂有大量的灰尘，温度通常为150400。从炉顶排出的废气一般先经重力除尘器后，再进行洗涤处理和深度除尘。洗涤处理是通过在洗涤塔或文氏管中的气、水对流接触实现煤气的洗涤和冷却。洗涤冷却后的水就是高炉煤气洗涤废水。这种废水水温高达60以上，主要杂质是固体悬浮物、尘泥瓦斯泥、氧化物、焦炭粉等。除此之外，还含有一部分无机盐及酚、氰、重金属等有毒物质，由于该废水水量大、污染重，必须进行处理，并尽可能循环使用。12非高炉炼铁工艺传统的高炉具有生产效率高、能耗低、使用寿命长、脱硫性能好等一系列优点。发展到今天巳成为非常完善的炼铁设备，可以说，在今后相当长的时期内，高炉炼铁法仍是生产合格炼钢铁水的主要工艺但是，传统的高炉炼铁法也存在着一些问题，如基建投资太、灵活性差、人炉炉辩要求严格等。尤其是需要优质的焦炭，而冶金焦又必须使用价格昂贵的炼焦煤。同时，焦化生产又是钢铁工业的主要污染源，而环境保护要求则日趋严格，这就迫使炼铁业要寻求新的生产工艺非高炉炼铁工艺。非高炉炼铁工艺分为直接还原炼铁工艺和熔融还原炼铁工艺。121直接还原炼铁工艺1、气基直接还原气基直接还原工艺在直接还原铁的生产中占主导地位。目前，气基直接还原法以其能耗低、效率高、质量好、易操作以及作业温度低、产品不需要再分选等优点，被各新老厂家广泛采用。现已开发并投入工业生产的气基直接还原工艺主要有MIDREX法、HYL法和CBKLE碳化铁法等。（1）MIDREX工艺MIDREX工艺属于直接还原炼铁法，是成熟的气基工业生产方法，它主要应用于盛产石油或天然气的国家，把石油或天然气通过转化器变成还原气体，用此气体还原矿石。中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q961531377376977591616843241中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q9615313773769775916168432416MIDREX工艺还原气是用天然气经催化裂化制取的，裂化剂采用炉顶煤气，炉顶煤气含CO与H2约70，加压后送入混合室与当量天然气混合均匀。混合气首先进入一个换热器进行预热，换热器热源是转化炉尾气。预热后的混合气送入转化炉中的镍质催化反应管组，进行催化裂化反应，转化成还原气。还原气含CO及H2共95左右，温度为850900。剩余的炉顶煤气作为燃料与适量的天然气在混合室混合后，送入转化炉反应管外的燃烧空间。助燃用的空气也要在换热器中预热，以提高燃烧温度。转化炉燃烧尾气含O2小于1。高温尾气首先排入一个换热器，依次对助燃空气和混合原料气进行预热。烟气排出换热器后，一部分经洗涤加压作为密封气送入炉顶和炉底的气封装置，其余部分通过一个排烟机排入大气。还原过程在一个竖炉中完成。MIDREX竖炉属于对流移动床反应器，分为预热段、还原段和冷却段，预热段和还原段之间没有明确的界限，一般统称还原段。矿石装入竖炉后，在下降运动中首先进入还原段。还原段大部分区域温度在800以上，接近炉顶的小段区域（预热段），床层温度迅速降低在还原段内，矿石被上升的还原气加热，迅速升温，完成预热过程。随着温度的升高，矿石的还原反应逐渐加速，形成海绵铁后进入冷却段。冷却段内，由煤气洗涤器（完成煤气的清洗和冷却过程）和煤气加压机（提供循环动力）造成一股自下而上的冷却气流。海绵铁进入冷却段后，在冷却气流中冷却至接近环境温度排出炉外。图3MIDREX工艺流程图（2）HYL工艺由于竖炉工艺原理被普遍接受，1979年HYLSA将一套HYL法装置改造成连续性竖炉，并定名为HYL。目前，HYL流程应用范围仅次于MIDREX流程,是第二大直接还原炼铁流程。中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q961531377376977591616843241中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q9615313773769775916168432417HYL工艺的基本原理是在固定床用还原气体来还原铁矿石。通过的还原气碳氢化合物（天然气或焦炉煤气，是经过不完全燃烧及还原反应器内金属铁的催化作用在现场重整而生成的该工艺流程包括以下特点还原气体的不完全燃烧反应炉还原区域底部的煤气重整反应气体成分可调。依据墨西哥HYL公司开发的HYLZR技术，即煤气自重整技术，HYL法可以直接将煤用氧/水蒸汽为氧化剂制成的煤气为气源、这种方法为我国发展以煤为能源的气基竖炉直接还原提供了条件，目前已有企业计划建设煤制气竖炉直接还原铁厂（鞍山海城东四型钢公司），规划建设规模为60万TDRI/年。图4HYL工艺流程图（3）碳化铁法碳化铁法是在固体状态下，用粉矿生产碳化铁的方法，一般归于直接还原法一类，严格来说，它与直接还原法又有所不同。由于碳化铁在大气中化学稳定性好，不产生再次氧化问题故具有产品贮藏和运输简便等优点。常见的碳化铁工艺为ICH法。ICH碳化铁法是在还原气体气流中还原粉矿石，并按下式反应，直接制造出碳化铁。3FE2O35H22CH42FE3C9H2O由于这一反应是在590及低温带产生，所以其反应温度的有效范围极窄，还原反应速度因低温而较小。因此延长还原时间，加大还原炉的直径及对炉内分布不均匀化进行改善颇为重要。中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q961531377376977591616843241中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q9615313773769775916168432418图5碳化铁法工艺流程图近几年开发并投入工业生产的气基直接还原新工艺主要有AREX法、FINMET法、CIRCORED法等。（4）AREX法（自动重整还原法）该工艺对MIDREX法的改进，委内瑞拉开发的此法省掉了MIDREX法的重整炉、利用热的直接还原铁实现天然气催化裂解，因而可省掉15投资，天然气单耗与MIDREX接近，但吨铁电耗可降低约50KW/H。图6AREX法工艺流程图（5）FINMET法这是委内瑞拉的菲奥尔（FIOR）公司与奥钢联93年合作开发的生产热压金属团块（HBI）的新工艺，由于它基于已经生产了近20年的、年产40万THBI的成熟的菲奥尔流化床直接还原技术、因此预计其原料、能耗和成本比菲奥尔法更有竞争力。该技术使用粒度小于12RAM的粉矿，每吨产品耗用天然气330M，电15OKWH。与FIOR法一样，天然气采用蒸汽重整法，还原介质以氢气为主，但它取消了FIOR工艺中的矿粉预热器，改为用炉顶煤气预热铁矿粉，产品热压金属团块含碳05一3，大多数以FE3C形式存在。目前中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q961531377376977591616843241中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q9615313773769775916168432419其单台生产能力达100万T的设备正在委内瑞拉建设，澳大利亚BHP公司也在西澳建设年产250万THBI的热压金属团块厂。图7FIOR工艺流程图图8FINMET工艺流程图（6）CIRCORED法该工艺是德国鲁奇公司开发的一种用氢气在流化床中还原铁矿粉粒度0110MM的新工艺，氢气由天然气中提取，废料为水，因此对环保有重要意义。此法采用两级还原，第一级为循环流化床，还原到70金属化率，第二级为鼓泡床反应器，产品可达93金属化率。2、煤基直接还原使用天然气的还原法不仅受到天然气产地的制约，而且从产品容易再氧化来看，存在着不宜于远距离运输的缺点。因此进行了煤基直接还原的研究开发。煤基直接还原工艺主要有回转窑法、FASMLET法等。（1）回转窑法在具有优质铁矿资源和有煤缺焦的地方，近年来煤基回转窑直接还原工艺得到了很大的发展，煤基回转窑工艺优于隧道窑等其它工艺。该法使用优质铁矿石，用煤作还原剂，煤与反应中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q961531377376977591616843241中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q96153137737697759161684324110产物CO2反应生成CO，当反应温度在1100C以下时，回转窑内的矿石呈现固态，保持原形，此时用C0还原FE2O3，可以使矿石内部失氧，出现许多微孔而产生海绵铁。（2）FASTMET工艺FASTMET法的工艺过程为铁精矿（或含铁废料）、煤粉和粘结剂经混合搅拌后进入造球机造球生球既可装入干燥器，也可直接装入转底炉。在转底炉中,球团矿均匀地铺在炉底上，料层为13层球的高度。随着炉底的旋转，球团矿被加热到12501350。同时，约9095的氧化铁被球团内部的固体碳还原成DRI。球团矿在炉底停留时间一般为830MIN，它取决于原料的特性、球团矿层数及其他因素。从转底炉出来的煤气经过热交换器将转底炉烧嘴助燃空气预热，并将高温废气用来干燥球团，生产中产生的粉末可回收利用。与其他直接还原工艺相比，FASTMET工艺具有以下特点以煤粉为还原剂，摆脱了天然气地域分布不均的限制，对煤质的要求也不那么严格，故其应用地域广泛；主要设备为环形转底炉，该工艺设备简单，投资省，能耗较低；对炉料的强度要求不高；炉料在转底炉内停留时间短（约20MIN），操作容易。图9FASTMET工艺流程图122熔融还原工艺熔融还原是直接还原更深一步的发展。它同样用优质铁矿石和烟煤作原辩，并用还原性气体在竖炉段顶还原固态铁矿石成为金属化率90的海绵铁，将海绵铁与煤块及熔剂加入熔融气化炉中，吹氧助熔，在流化床中进行铁渣分离，完成终还原，产生优质煤气，故统称熔融还原。熔融还原燕铁工艺主要包括COREX法、DIOS法、HISMELT法、ROMELT法、FINEX法等。（1）COREX法中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q961531377376977591616843241中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q96153137737697759161684324111COREX装置主要由上部的还原竖炉和下部的熔融气化炉组成。上部的还原竖炉用于将铁矿石还原成海绵铁，下部的熔融气化炉用来生成优质还原气体，并使由还原炉进入气化炉的海绵铁进一步加热、还原、熔化，最终形成铁水。由熔融气化炉拱顶加入的块煤，在L1001150的高温下得到干燥脱气，并在其下落过程中形成“半焦”动态固定床。由还原竖炉所产生的海绵铁在此处高温下（16001700）得到充分的还原，熔化并进行渣铁分离，14501500的铁水和炉渣由气化炉下部出铁口排出。由煤干馏裂解生成的高温优质还原气体主要成分为CO和H2，分别占6570和2025出炉后。经粗除尘温度降至850左右，再进入上部还原竖炉对铁矿石进行加热还原，铁矿石被加热还原成金属化率为9295普通高炉为6O70的海绵铁，并通过螺旋输送机热态排出，落到下部熔融气化炉中的固定床上。图10COREX法工艺流程图（2）DIOS法该法是日本开发的使用粉矿和粉煤生产铁水的工艺。该法采用低预还原度（5MIN。为确保熔池沸腾良好，应将氧化脱碳速率控制在每分钟001003。调整渣况。当氧化沸腾开始，采用流渣，要求炉渣R23，炉内渣量控制在34。氧化期后阶段，应使炉渣流动性好，渣层要薄，渣量控制在23。温度控制。氧化期总的来讲是一个升温阶段，升温速度的快慢根据钢液中磷的情况而定。氧化末期必须使钢液温度升高到大于该钢种出钢温度的1020。净沸腾。当温度、化学成分合适，就停止加矿石，调整好炉渣，让熔池进入自然沸腾（510MIN），使钢液中的残余含氧量降低，并使气体及夹杂物充分上浮，以利于还原期的顺利进行。扒渣。氧化期炉渣中FEO含量很高，又含有P2O5，为了还原期脱氧及防止回磷必须扒渣，扒渣的条件是扒渣温度高于出钢温度1020；扒渣前碳、磷及其他限制性成分应符合要求。增碳。如果氧化末期碳含量过低需增碳，可在扒渣后裸露的钢液面上撒加纯净、干燥的碳粉，进行增碳。6、还原期氧化期扒渣完毕到出钢这段时间称为还原期。主要任务是造好还原渣，钢液进行脱氧、脱硫，调整化学成分，控制好出钢温度。还原期的操作工艺如下（1）停电扒氧化渣后，首先加入锰铁进行“预脱氧”。锰铁加入后，应立即加入石灰、氟石和碎硅砖造稀薄渣覆盖钢液，以减少钢液吸气和降温。石灰、氟石、碎硅砖块的加入比例为411，其总加入量约为钢液重量的23，稀薄渣形成后造还原渣进行还原。（2）稀薄渣造好后，立即取样分析C、MN、SI、S、P等元素含量，并加还原碳粉。还原碳粉加入后立即关闭炉门，尽量保证炉膛有较好的密封性，以保持白渣快速形成。（3）随着还原过程的进行，炉渣逐渐失去脱氧、脱硫能力，因而需要分批补充造渣材料，调整炉渣的流动性，大约每隔68MIN加入一批造渣材料，确保反应继续进行，还原末期加入硅铁和铬铁，做好出钢准备。（4）为了充分地进行脱氧和脱硫，钢液在良好的白渣下还原时间一般应15MIN，且有良好的流动性。还原期总渣量为炉料的23，其配比为石灰氟石碳粉4151。（5）当含氧量和含硫量都已降到合格的程度，这时可以测量钢液温度，当钢液温度达到出钢温度要求时，调整钢液的化学成分。（6）化学成分和钢液温度均调整好后，即可插铝进行终脱氧。最终脱氧的加铝量是钢液中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q961531377376977591616843241中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q96153137737697759161684324116重量的01015。7、出钢出钢必须做到以下几点（1）成分合格，各主要元素达到内控规范要求。（2）脱氧良好，加硅铁前必须是白渣，加入后在10MIN内出钢。（3）出钢槽必须清洁、干燥、平整，并与出钢口保持平直，以利于出钢畅通，做到钢液与炉渣混出。（4）出钢时，盛钢桶必须烘烤成暗红色，出钢前15MIN加20KG硅铝钡终脱氧剂，以及每吨钢液加入1KG的稀土硅铁，并在包内烤红。（5）出钢后在盛钢桶内取成品样，检查温度及脱氧情况是否良好，根据包内钢液温度并结合烤包、炉渣量等实际情况决定镇静时间，以达到铸钢件始浇温度不高于该钢种浇注温度，出钢后应保证镇静时间5MIN。图11电炉、转炉系统炼钢生产流程图22转炉炼钢转炉冶炼目的是将生铁里的碳及其它杂质（如硅、锰）等氧化，产出比铁的物理、化学性能与力学性能更好的钢。转炉炼钢是把氧气鼓入熔融的生铁里，使杂质硅、锰等氧化。在氧化的过程中放出大量的热量（含1的硅可使生铁的温度升高200），可使炉内达到足够高的温度。因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。炼钢的基本任务是脱碳、脱磷、脱硫、脱氧，去除有害气体和非金属夹杂物，提高温度和调整成分。归纳为“四脱”（碳、氧、磷和硫），“二去”（去气和去夹杂），“二调整”（成分和温度）。采用的主要技术手段为供氧，造渣，升温，加脱氧剂和合金化操作。中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q961531377376977591616843241中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q961531377376977591616843241171、转炉冶炼原理简介转炉炼钢是在转炉里进行。转炉的外形就像个梨，内壁有耐火砖，炉侧有许多小孔（风口），压缩空气从这些小孔里吹炉内，又叫做侧吹转炉。开始时，转炉处于水平，向内注入1300摄氏度的液态生铁，并加入一定量的生石灰CAO，然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。这时液态生铁表面剧烈的反应，使铁、硅、锰氧化（FEO，SIO2，MNO）生成炉渣，利用熔化的钢铁和炉渣的对流作用，使反应遍及整个炉内。几分钟后，当钢液中只剩下少量的硅与锰时，碳开始氧化，生成一氧化碳（放热）使钢液剧烈沸腾。炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。最后，磷也发生氧化并进一步生成磷酸亚铁。磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙，一起成为炉渣。当磷与硫逐渐减少，火焰退落，炉口出现四氧化三铁的褐色蒸汽时，表明钢已炼成。这时应立即停止鼓风，并把转炉转到水平位置，把钢水倾至钢水包里，再加脱氧剂进行脱氧。整个过程只需15分钟左右。如果氧气是从炉底吹入，那就是底吹转炉；氧气从顶部吹入，就是顶吹转炉。2、转炉冶炼工艺流程简介顶吹转炉冶炼一炉钢的操作过程主要由以下六步组成（1）上炉出钢、倒渣，检查炉衬和倾动设备等并进行必要的修补和修理；（2）倾炉，加废钢、兑铁水，摇正炉体（至垂直位置）；（3）降枪开吹，同时加入第一批渣料（起初炉内噪声较大，从炉口冒出赤色烟雾，随后喷出暗红的火焰；35MIN后硅锰氧接近结束，碳氧反应逐渐激烈，炉口的火焰变大，亮度随之提高；同时渣料熔化，噪声减弱）；（4）35MIN后加入第二批渣料继续吹炼（随吹炼进行钢中碳逐渐降低，约12MIN后火焰中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q961531377376977591616843241中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q96153137737697759161684324118微弱，停吹）；（5）倒炉，测温、取样，并确定补吹时间或出钢；（6）出钢，同时（将计算好的合金加入钢包中）进行脱氧合金化。上炉钢出完钢后，倒净炉渣，堵出钢口，兑铁水和加废钢，降枪供氧，开始吹炼。在送氧开吹的同时，加入第一批渣料，加入量相当于全炉总渣量的三分之二，开吹35分钟后，第一批渣料化好，再加入第二批渣料。如果炉内化渣不好，则许加入第三批萤石渣料。3、吹炼过程中的供氧强度（1）小型转炉为2545M3/TMIN；120T以上的转炉一般为2836M3/TMIN。（2）开吹时氧枪枪位采用高枪位，目前是为了早化渣，多去磷，保护炉衬。（3）在吹炼过程中适当降低枪位的保证炉渣不“返干”，不喷溅，快速脱碳与脱硫，熔池均匀升温为原则。（4）在吹炼末期要降枪，主要目的是熔池钢水成分和温度均匀，加强熔池搅拌，稳定火焰，便于判断终点，同时使降低渣中FE含量，减少铁损，达到溅渣的要求。（5）当吹炼到所炼钢种要求的终点碳范围时，即停吹，倒炉取样，测定钢水温度，取样快速分析C、S、P的含量，当温度和成分符合要求时，就出钢。（6）当钢水流出总量的四分之一时，向钢包中的脱氧合金化剂，进行脱氧，合金化，由此一炉钢冶炼完毕。4、转炉炼钢主要工艺设备简介（1）转炉炉体可转动，用于吹炼钢或吹炼锍的冶金炉。转炉炉体用钢板制成，呈圆筒形，内衬耐火材料，吹炼时靠化学反应热加热，不需外加热源，是最重要的炼钢设备，也可用于铜、镍冶炼。（2）AOD精炼炉AOD即氩氧脱碳精炼炉，是一项用于不锈钢冶炼的专有工艺。AOD炉型根据容量有3T、6T、8T、10T、18T、25T、30T等。装备水平也由半自动控制发展到智能计算机控制来冶炼不锈钢。（3）VOD精炼炉VOD精炼炉，是在真空状态下进行吹氧脱碳的炉外精炼炉，它以精炼铬镍不锈钢、超低碳钢、超纯铁素体不锈钢及纯铁为主。将初炼钢液装入精炼包中放入密封的真空罐中进行吹氧脱碳、脱硫、脱气、温度调整、化学元素调整。（4）LF精炼炉LF炉是具有加热和搅拌功能的钢包精炼炉。加热一般通过电极加热，搅拌是通过底部透中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q961531377376977591616843241中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q96153137737697759161684324119气砖进行的。（5）氧枪氧枪是转炉供氧的主要设备，它是由喷头、枪身和尾部结构组成。喷头是用导热性良好的紫铜经锻造和切割加工而成，也有用压力浇铸而成的。喷头的形状有拉瓦尔型、直筒型和螺旋型等。目前应用最多的是多孔的拉瓦尔型喷头。拉瓦尔型喷头是收缩扩张收缩型喷孔，当出口氧压与进口氧压之比P出/P0104HZ）、中频（50104HZ）和工频95060HZ）3种。现已用晶闸管变中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q961531377376977591616843241中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q96153137737697759161684324122频器作为中频电源，取代了原用的马达发电机组。由于高级合金钢生产的规模较小，品种多，一般不连续生产，熔炼时应用中频电源即可取得较高功率因数和较大的输出功率，所以中频电源是炼钢感应炉的主要电源。根据炉容量、炉料尺寸，并考虑到可接受的搅拌强度来选择频率，频率愈高，能达到的比功率也愈高（比功率一般为2001000KWT）。晶闸管中频电源把三相工频交流电转变为单相中频交流电，一般采用交直交变频电路，把逆变电路输出的中频电能送入负载。由于感应炉是功率因数很低的感性负载（约为00501），所以都采用电容器来提高功率因数。晶闸管中频电源的优点是成本低、电效率高，能自动调整频率以保持高功率因数，易于自动控制，安装使用方便等。4、感应炉炉体主要部件有炉架、水冷感应圈、磁轭、坩埚、炉盖以及炉体环绕出钢嘴下方的轴倾动机构。炉架及线圈固定装置应有足够强度以承受钢水的重量。坩埚的制作中，选择耐火材料时必须考虑一系列因素材质的化学特性要与所熔炼的合金相匹配，并具有一定强度、稳定性和绝缘性，易于制作、安装和修补，且成本低。坩埚一般分酸性石英砂，含SIO298、中性高铝料，AL2O395和碱性镁砂，MGO853类。此外还有氧化锆ZRO265、SIO2约30、镁铝、铬铝坩埚。酸性坩埚因易受熔渣侵蚀，耐火度低，不宜炼钢。中性的高铝和氧化锆坩埚适于冶炼各钢种和高镍合金。碱性的氧化镁或含氧化高的铝镁坩埚能承受碱性渣侵蚀，适于熔炼各种钢种和合金，价格也适中，但热稳定性差，导热性强，易出现裂纹。制作坩埚时，耐火材料的粒度配比必须合适，以达到最高致密度。实验室用感应炉可用预成型和预烧结的坩埚，大型感应炉都用整体捣打成型的坩埚。捣打成型有湿法、干法两种，都是先打成坩埚底，再在底部放置打坩埚壁的钢模，逐层捣打侧壁。根据材料和黏接剂的不同，采用不同烧结制度来烘干、烧结打成的坩埚。冶炼第一炉时要缓慢加热，以免出现裂纹。此法成本较低。5、工艺要点感应炉操作脱硫和脱氧同时进行，一般不进行脱碳、脱磷，所以必须选用好的原料，并尽快熔化，温度合适即脱氧、出钢。（1）加料。所用废钢和回炉料，除了化学成分要符合要求外，还应具有适当尺寸，使炉料能有效加热，为此也可应用一些碎料充填空隙，以提高坩埚内炉料的致密度。当坩埚底部形成熔池后，炉料尺寸对加热效果就没有影响了。由于熔炼时没有氧化期，元素烧损很少，可精确配料。不易氧化的合金料，如镍、钼铁等可与废钢同时加入。为了提高生产率，减少钢中氢含量，并避免含有水分或油脂的废钢在炉内加热时爆炸，废钢可预热至550以下，预热温度过高会使炉料严重氧化，降低热效率。非连续炼钢时，湿料和含油脂料必须第一批加入，以便烘干，形成熔池后只能加干料。小炉子一般手工装料，用箱子或溜槽将炉料装入炉内。大炉子可用传送带或料篮装料。中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q961531377376977591616843241中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q96153137737697759161684324123（2）熔化。要密切注意炉料熔化，不断加料并及时、不断地松动炉料，使其平稳下降至熔池中，保持熔化顺行，避免出现架桥。所谓“架桥”是处于半熔状态的炉料在熔池上方粘结而使炉料不能接触熔池。这会造成熔池温度急剧升高，损害坩埚。一旦出现架桥，可倾动坩埚，在架起的炉料上熔化出缺口，以便继续加料，把钢水面升高至架桥处，化去粘结的炉料。（3）造渣。造渣应在炉料全部熔化前进行，以免钢水严重氧化。渣料可预先加入坩埚底部。所用渣系主要是CAO一AL2O3一CAF2，根据不同的坩埚材质和脱氧剂，渣的成分有所不同。渣料应预先烘干，以免钢水增氢。（4）扒渣、脱氧、出钢。炉料全熔后，测温、取样，熟练的操作人员能通过调整输入功率、正确预计升温至出钢温度的时间，从而协调炉前操作。根据炉前钢样分析结果，配入合金料，同时用硅铁粉及各种复合脱氧剂进行脱氧。由于熔池搅拌强烈，合金料能快速熔化并分布均匀，脱氧产物也能上浮并被熔渣所吸附。待成分合格、温度合适后，即可扒渣。若熔渣较稀，可倾动坩埚倒出或加入石灰，待渣稠化后扒出。出钢时向钢流加12KGT铝或其他强脱氧剂进行终脱氧。24平炉炼钢平炉炼钢工艺是用平炉以煤气或重油为燃料，在燃烧火焰直接加热的状态下，将生铁和废钢等原料熔化并精炼成钢液的炼钢方法。平炉炼钢用的原材料为钢铁料如生铁或铁水、废钢；氧化剂如铁矿石、工业纯氧、人造富矿；造渣剂如石灰（或石灰石）、萤石、铁矾土等；脱氧剂和合金添加剂。同转炉炼钢法比较有下述特点可大量使用废钢，而且生铁和废钢配比灵活；对铁水成分的要求不像转炉那样严格，可使用转炉不能用的普通生铁；能炼的钢种比转炉多，质量较好。因此，碱性平炉炼钢法问世后就为各国广泛采用，成为世界上主要的炼钢方法。在19301960年的30年间，世界每年钢的总产量近80是平炉钢。50年代初期氧气顶吹转炉投入生产，从60年代起平炉逐渐失去其主力地位。许多国家原有的炼钢主力平炉已经或正在陆续被氧气转炉和电炉所代替。1、平炉炼钢特征可归纳以下三点（1）从外部供给热量因平炉炉体庞大,冶炼时间长,炉墙散热损失和高温废气带走的热量大，除钢铁原料中各元素氧化产生热量外，必须从外部供给燃料和使用预热空气燃烧燃料，方能保持炼钢时需要的热量。不吹氧的平炉每炼1吨钢大约消耗100万千卡的热量，相当于140公斤标准煤。（2）氧化性气氛平炉熔炼室内燃烧气体（炉气）中含有O2、CO2、H2O等，在高温下，强氧化性气体向熔中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q961531377376977591616843241中管网通用业频道HTTP/MADE21ASKCOM2009版制造业企业管理大全内容更丰富、查看更轻松、利用更便利、价格更实惠、购买更放心电话02568698690,68698693手Q96153137737697759161684324124池供氧量每小时可达金属重量的0204，对熔池起氧化作用，使炉渣始终有较高的氧化性。单靠炉气供氧，速度慢，加铁矿石或吹氧可加速反应过程。（3）炉渣的作用炉渣的比重只有钢液的1/2左右,浮在熔池面上，介于炉气和钢液之间，是炉气向熔池传热和传氧的媒介。此外，炉渣还有去除硫、磷等杂质，保护钢液不致过氧化和防止钢液吸收气体（H、N）等重要作用。因此平炉炼钢要求造好具有一定碱度和流动性良好的渣，炉内需维持适