冶金生产实习报告.doc

冶金方向河北工业大学冶金方向生产实习实习报告年 级： 2008级 指导教师： 姓 名： 学 号： 成 绩： 二零一一年七月一、实习目的 加强理论知识与实践相结合，通过参观学习，清晰、直观地认识钢铁冶金生产的过程和工艺，认识了解材料热处理生产过程和工艺。参与实际生产过程，提高认知能力和动手能力。更好的理解基本知识在实际生产过程中的发展与应用，同时进一步认知本专业的就业方向。二、实习内容2.1包钢稀土研究院我国是稀土资源最丰富的国家，稀土储量和产量均居世界首位，在19个省市自治区都发现有稀土矿藏，而且矿物品种齐全。从北京沿京包铁路西行约800公里，就到了我国著名的草原钢城-内蒙古包头市，再向北行150公里，能看到一座奇特的矿山，这就是举世闻名的白云鄂博矿(“白云鄂博”在内蒙古语中是“富丽雄伟”的意思)，它不但是座巨大的铁矿山(包钢钢铁原料基地)，还是世界最大的稀土矿山，稀土储量几乎占世界总储量的一半(以轻稀土为主)，而且因稀土与铁共生。可以随铁开采综合回收利用，生产成本低，市场竞争力强。在四川凉山州和山东微山地区蕴藏着优质氟碳铈镧型轻稀土矿。广东和台湾沿海有丰富的独居石型稀土矿。特别令世人瞩目的是在我国南岭地区，包括江西、广东、福建、湖南、广西等省(自治区)蕴藏着我国所特有而又极为丰富的离子型稀土矿，它们所富含的钇、铽等中重稀土储量占世界一半以上。包钢白云鄂博矿稀土工业储量分别占全球、全国的62%、87.1%，独特的资源优势形成包钢以钢铁和稀土为主业的独特产业优势。包头白云鄂博矿是铁矿与稀土元素的伴生矿，含有铈、镧、镨、钕、铕、铌等七种稀土元素。同时在工作人员的讲解下我们了解了稀土元素的种类，发展史（始于北欧）、丰度与矿物（总丰度153ppm）、选矿与冶金提取、开发大事等，还有稀土元素的各种作用和应用领域。稀土元素的种类：镧（La）、铈（Ce）、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu) 、钪（Sc）和钇（Y）共17种元素，称为稀土元素（RareEarth）。根据稀土元素原子电子层结构和物理化学性质，以及它们在矿物中共生情况和不同的离子半径可产生不同性质的特征，十七种稀土元素通常分为二组。 轻稀土（又称铈组）包括：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆。 重稀土（又称钇组）包括：铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。稀土元素是典型的金属元素。它们的金属活泼性仅次于碱金属和碱土金属元素，而比其他金属元素活泼。在17个稀土元素当中，按金属的活泼次序排列，由钪，钇、镧递增，由镧到镥递减，即镧元素最活泼。稀土元素能形成化学稳定的氧化物、卤化物、硫化物。稀土元素可以和氮、氢、碳、磷发生反应，易溶于盐酸、硫酸和硝酸中。稀土具有净化、变质、细晶作用，可改善汽车结构和功能材料性能，应用于化学工业、玻璃陶瓷、航天航空、汽车工业中稀土可作为核反应堆结构材料，控制材料等。稀土与激光技术几乎同时诞生，掺钕和掺镜激光玻璃是目前激光输出脉冲能量最大，输出功率最高的激光玻璃，用于激光测距、激光制导等。稀土元素具有未充满的4f电子层结构，并由此而产生多种多样的电子能级。因此，稀土可以作为优良的荧光，激光和电光源材料以及彩色玻璃、陶瓷的釉料。稀土离子与羟基、偶氮基或磺酸基等形成结合物，使稀土广泛用于印染行业。而某些稀土元素具有中子俘获截面积大的特性，如钐、铕、钆、镝和铒，可用作原子能反应堆的控制材料和减速剂。而铈、钇的中子俘获截面积小，则可作为反应堆燃料的稀释剂。在土壤中加入稀土可促进农作物的种子萌发，促进根系生长，促进植物的光合作用。神舟六号和神舟五号器件使用多种稀土材料，如其导航和定位系统使用特种钐钴永磁体。2.2包钢稀土冶炼厂分解稀土精矿有很多方法，总的来说可分为三类，即酸法、碱法和氯化分解。酸法分解又分为盐酸分解、硫酸分解和氢氟酸分解法等。碱法分解又分为氢氧化钠分解或氢氧化钠熔融或苏打焙烧法等。一般根据精矿的类型、品位特点、产品方案、便于非稀土元素的回收与综合利用、利于劳动卫生与环境保护、经济合理等原则选择适宜的工艺流程。稀土冶炼方法有两种，即湿法冶金和火法冶金。湿法冶金属化工冶金方式，全流程大多处于溶液、溶剂之中，如稀土精矿的分解、稀土氧化物、稀土化合物、单一稀土金属的分离和提取过程就是采用沉淀、结晶、氧化还原、溶剂萃取、离子交换等化学分离工艺过程。现应用较普遍的是有机溶剂萃取法，它是工业分离高纯单一稀土元素的通用工艺。湿法冶金流程复杂，产品纯度高，该法生产成品应用面广阔。火法冶金工艺过程简单，生产率较高。稀土火法冶炼主要包括硅热还原法制取稀土合金，熔盐电解法制取稀土金属或合金，金属热还原法制取稀土合金等。火法冶金的共同特点是在高温条件下生产。生产流程如下：矿石选矿石稀土精矿酸法或减法前处理混合稀土氯化物或碳酸盐分离提纯（溶解萃取或离子交换）单一稀土氧化物火法冶炼（电解或金属热还原）单一稀土金属或合金特种合金功能材料电路冶炼电解混合金属稀土硅铁合金冶金应用发光材料激光晶体特种玻璃2.3炼钢本次参观的炼钢分厂是1954年建厂，最初由前苏联引进专家和技术，有三座平炉和三座转炉。2000年底，该厂停止了最后一台平炉炼钢，并于3年前拆除了所有的平炉，全部使用转炉炼钢。现共有7座转炉。5台连铸机。现主要钢产品为：重轨用钢、石油套管用钢等。主要铸钢坯有：大方坯、大圆坯、小方坯、小圆坯、钢水浇注方式除连铸外，还根据客户或实际需要采用部分型铸。连续铸钢的具体流程为：钢水不断地通过水冷结晶器，凝成硬壳后从结晶器下方出口连续拉出，经喷水冷却，全部凝固后切成坯料的铸造工艺过程。连铸具有大幅提高金属收得率和铸坯质量，节约能源等显著优势。但需注意连铸过程中的氧化和碳化以及除杂，同时注意薄件的断裂。砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。但由于铸型的刚度不高，铸件的尺寸精度较差。铸件易于产生冲砂、夹砂、气孔等缺陷。（1） 炼钢原理介绍1. 转炉炼钢原理先把废钢等装入炉内，然后倒入铁水，并加入适量的造渣材料（如生石灰等）。加料后，把氧气喷枪从炉顶插入炉内，吹入氧气（纯度大于99的高压氧气流），使它直接跟高温的铁水发生氧化反应，除去杂质。用纯氧代替空气可以克服由于空气里的氮气的影响而使钢质变脆，以及氮气排出时带走热量的缺点。在除去大部分硫、磷后，当钢水的成分和温度都达到要求时，即停止吹炼，提升喷枪，准备出钢。出钢时使炉体倾斜，钢水从出钢口注入钢水包里，同时加入脱氧剂进行脱氧和调节成分。钢水合格后，可以浇成钢的铸件或钢锭，钢锭可以再轧制成各种钢材。2. 平炉炼钢法 （平炉炼钢法也叫马丁法，现在已经淘汰了）3.电炉炼钢法 钢还可以在以电能为热源的电炉里冶炼。使用电炉炼钢可以炼出优质的合金钢。电炉的种类很多， 应用最广泛的是电弧炉。（2） 炼钢工艺 前期：铁矿石矿石炼铁 炼钢：铁水钢厂熔炼钢水浇注钢坯分析讨论：1.铁水到钢水如何保证铁水不凝固。答：保证温度在奥氏体温度以上。高温的铁水倒入转炉内进行转炉炼钢，在转炉炼钢环节中不需要另外使用燃料。这是由于转炉炼钢法使用的氧化剂是氧气。把空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摄氏度），可使炉内达到足够高的温度。从而保证铁水不凝固。2.炼钢过程中加入的废钢与铁水比例（1：4）答：铁水是转炉炼钢的主要原材料，一般占装入量的70%-100%。是转炉炼钢的主要热源。转炉和电炉炼钢均使用废钢，氧气顶吹转炉用废钢量一般是总装入量的10%-30%。废钢分为一般废钢、轧辊、次废铁、车等。炼钢厂应该尽可能少用铁水，多用废钢，既有利于保护资源，又有利于节约能源、减少环境污染、促进资源的可持续发展。以转炉炼钢法为主的炼钢厂努力提高转炉炉料中的废钢比是降低铁矿石消耗的有效途径。3. 连铸生产原理答：往水冷金属型（结晶器）中连续浇注金属，凝固成金属型材的铸造方法类型：有水平连铸和立式连铸，结晶器是特殊铸型，使金属迅速凝固成形，其内腔截面形状决定了铸件的断面形状2.4镍氢动力电池生产线内蒙古稀奥科贮氢有限公司是由内蒙古包钢稀土高科股份有限公司（RIHT）与美国能源转换器公司（ECO）欧文民汽电池公司（OBC）及美国和光交易公司共同投资建设的。公司引进美国全套生产和检测设备，集科研、生产、开发、销售于一体。设计能力年产1500吨混合稀土系贮氢合金粉。（1）贮氢合金生产主要设备：真空熔炼炉，400Hz 中频感应熔炼炉 真空退火炉 破碎机 旋转冲击磨机合格不合格（返回旋转冲击磨）工艺流程：AB5系轻稀土金属按配比混合后自动称重真空熔炼（后浇铸）真空退火破碎旋转冲击磨过筛 合格真空包装混合稀土系成为贮氢合金粉工艺过程分析包括：1.为什么许多工序都在真空下进行。答：保持材料的纯度，防止材料氧化，碳化，氮化等污染合金，降低合金性能。2.真空退火的主要目的（主要有两条）答：热处理可以消除应力，使纳米晶长大成微晶，并有效地提高储氢合金的放电容量和活化性能。3.贮氢合金粉成产品应达到什么要求（成分均匀，结构合格，粒度符合要求）答：具有实用价值的吸氢合金，一般应具备下列条件：1）易活化，吸氢量大；2）用于储氢时生成热尽量小，而用于蓄热时生成热尽量大；3）在一个很宽的组成范围内应具有稳定的合适平衡分解压（室温储氢的分解压约23个大气压为宜）；4）氢吸收和分解过程中的平衡压差(即滞后)小；5）氢的俘获和释放速度快；6）金属氢化物的有效热导率大；7）在反复吸放氢的循环过程中，合金的粉化小，性能稳定性好；8）经济性。 （2）镍氢动力电池生产主要设备：混料机（混合正、负极粉料） 压力成型设备 连续涂浆泥烘干机 卷结机 焊机 注液机工艺流程： 连续涂浆泥烘干机预压、分切自然卷结焊接集流片滚槽注液封口电池分选电池组球形氢氧化镍（正极，填充在泡沫网上）正极混粉贮氢合金粉（负极） 负极混粉 产品有：1# 2# 电池 产品特点：是动力电池，贮能大大容量：6Ah200Ah，可满足各种类型电动车的使用要求 公称电压：单体1.2V，电池组电压可按要求设计制作高比能：5070wh/kg，赋予电动车更长的一次充电行驶距离比功率：160800W/kg，也可根据用户需求设计开发各类高功率或超高功率型镍氢动力电池，赋予电动高效的起动、爬坡与加速性能或混合动力电动车使用。可按高功率型电池、高能量型两种类型电池分别计。长寿命：高能量型动力电池300800次（80）DOD，赋予电动车以优异的综合性能价格比，高功型电池寿命在浅充放循环下达20万次以上。使用温度：2060 无污染：被誉为“绿色电源”，为当今电动车发展最具现实应用性的首选二次电源。2.5无缝钢管生产无缝钢管生产是包钢集团的一重要组成部分。其主要生产设备400轧管机组和180作业区。400轧管机组可轧制219-426mm无缝钢管，其中小机组扎制钢管的最小直径为60.3mm，大机组扎制钢管壁厚可小达6-4.5mm。常用壁厚尺寸有8，9，10，11，12mm。而180作业区主要是石油套管的生产。包括车轧，接箍等工作。工作原理及工艺流程原料（坯料采用炼钢厂连铸原料，经轧钢厂扎制成符合尺寸要求的坯料，经验收后，按长度要求切断）环形加热炉加热轧制车间（穿孔机组轧制，坯料在2穿孔机初轧）77穿孔机轧制使管壁厚度均匀再次加热轧管机组扎制（使管壁厚度更加均匀，进一步让管壁变薄到达符合要求尺寸）均整机组（有，号均整机组，使壁厚更加均匀）步进式加热炉加热二辊定径机（由7架轧机组成能定位轧制219-426圆管）三辊定径机（十二架轧机组成，由Crarta系统控制，根据不同的外径选择不同的轧制架数，直径为177.8mm-426mm钢管，第十一，第十二号轧机可轧制出方矩管）冷床冷却钢管矫直无损检测切管机去头尾检查水压包装入库,如是否油套管还需进行以下流程:复检通径检查车丝拧接水压喷印API标识包装入库.2.6薄板坯连铸连轧厂包钢薄板坯连铸连轧厂(简称薄板厂或CSP厂)采用当今世界钢铁生产工艺高新技术：铁水预处理、大型顶底复吹转炉、炉外精炼及薄板坯连铸连轧“四位一体”的先进工艺流程,具有当今世界的先进工艺技术和装备水平。是我国第一套采用当今世界钢铁制造前沿技术建设的CPS生产线，是由铁水预处理、210吨大型转炉、炉外精炼薄板坯连铸连轧等先进自动化生产线，设计年产能力为198万吨，现已达到290万吨。先进的工艺和技术为包钢薄板坯连铸连轧厂生产高精度几何尺寸、良好的板形和表面质量以及优良的机械性能和工艺性能的热轧钢带产品提供了可靠的保证。主体设备由SMS-DEMAG、SIEMENSL O I等公司成套提供。包括两座2 1 0吨转炉、一座钢包精炼炉、一台两机两流薄板坯连铸机、两座具有摆渡功能的大型辊底式加热炉、一架立辊轧机、六架四辊精轧机、两台具有踏步功能的地下卷取机和一套平整分卷机组。从铁水入厂到成品外发,全厂采用了三级计算机管理与过程控制。具有高效节能、生产成本低、工艺流程短、控制系统可靠等特点。 热轧薄板的先进之处是因为它的连铸连轧机一气呵成，免去了在运输过程中热能的消耗。工艺流程：铁水倒入混铁炉脱硫扒渣炼钢转炉出钢精炼大包圆转台中包车铸机事故剪除磷机2号卷取机1号卷送辊2号卷送辊