关于冶金工艺实训——网络炼钢的实训报告

重庆科技学院学生实习（实训）总结报告 学 院: 冶金与材料工程学院 专业班级: 学生姓名: 学 号: 实习(实训)地点: L221 报告题目: 关于冶金工艺实训网络炼钢的实训报告 报告日期： 2015 年 1 月 16 日 指导教师评语: 成绩（五级记分制）: 指导教师（签字）: 关于冶金工艺实训网络炼钢的实训报告一、前言我们在本学期的学习中接触了炼铁学和炼钢学两门专业课，对高炉炼铁、转炉炼钢和电弧炉炼钢都有了一定的专业角度的认识，但这样的认识仅仅限于书本上的理论层面的认知，为了使我们对高炉炼铁、转炉炼钢和电弧炉炼钢有更加深入具体的认识，学校在学期末最后两周给我们安排了这次冶金工艺实训。1、实训的目的及意义通过钢铁大学的网络平台，了解高炉炼铁、转炉炼钢和电弧炉炼钢的工艺特点，技术参数及主要设备的作用，使我们能更有效地将理论与实际相结合，进一步增强冶金方向本科生对冶金生产实践的感性认识，为之后到现场的生产实习奠定基础，并逐步培养分析问题和解决问题的能力。2、实习时间2014.12.29-2015.01.163、实习地点重庆科技学院冶金科技大楼L221-14、实习任务与要求本次实训，要求我们能够更加深入的了解和掌握钢铁冶炼的工艺流程，重点了解炼铁生产和炼钢生产的主要设备和工艺流程。以及充分的发挥自身的学习积极性，实现在学习上的巩固和创新。通过钢铁大学的网络平台，完成高炉配料模拟、转炉吹氧炼钢法模拟、二次精炼模拟、连铸模拟和电炉炼钢模拟，分别冶炼出普通建筑用钢（CON）、TiNb超低碳汽车用钢（ULC）、输送气体用管线钢（LPS）等。二、实习内容1、 钢铁大学介绍是一个可以免费使用，能赢得奖励的网上资源平台,它由WorldSteelAssociation。其目的是提供高度互动、信息丰富、内容新颖和先进的钢铁技术方面的电子资源，其内容涵盖从钢铁生产、产品、钢的应用和回收等各个方面。提供了一个机会，可研究和应用在钢的生产和使用过程中所用原理的机会，这些原理包括基本的科学知识、冶金和工程原理、热力学和动力学原理等。其核心是一系列灵活的、涉及炼钢生产的像游戏般的模拟。可以用来进行自动或者直接的学习。这些模拟可以用来在单人或团队之间进行比赛。为了更有效地利用网站的电子学习资源，可以考虑将这些材料糅合进行相应的课程或培训项目中去。每年都进行的竞赛是一个机会，来自世界各地的参与者可在24小时内对一个或多个炼钢模拟项目进行比赛。2、 高炉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。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。本专题将详细介绍高炉炼铁生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。由于时间的仓促和编辑水平有限，专题中难免出现遗漏或错误的地方，欢迎大家补充指正。高炉冶炼目的：将矿石中的铁元素提取出来，生产出来的主要产品为铁水。付产品有：水渣、矿渣棉和高炉煤气等。高炉冶炼原理简介：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。高炉使用铁矿石作为含铁原料，焦炭和煤粉作为还原剂以及石灰或石灰石作为熔剂。高炉炼铁的主要目的是给BOS炼钢提供质量稳定的铁水。本次模拟中，目标是通过选择适当的原料、生产统计和装料比，优化高炉铁水生产。其主要参数如下:在冶炼成功后进行降低成本操作: 为了降低成本，铁矿石最好都选择块矿，尽量不要选择过多的烧结矿，避免成本太高。 3、 转炉转炉炼钢（converter steelmaking），于1856年由英国人贝斯麦发明，是以铁水、废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，靠铁液本身的物理热和铁液组分间化学反应产生热量而在转炉中完成炼钢过程。转炉按耐火材料分为酸性和碱性，按气体吹入炉内的部位有顶吹、底吹和侧吹；按气体种类为分空气转炉和氧气转炉。碱性氧气顶吹和顶底复吹转炉由于其生产速度快、产量大，单炉产量高、成本低、投资少，为目前使用最普遍的炼钢设备。转炉主要用于生产碳钢、合金钢及铜和镍的冶炼。工艺流程：氧气顶吹转炉炼钢设备工艺，如图4所示。按照配料要求，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。 氧气顶吹转炉在炼钢过程中会产生大量棕色烟气，它的主要成分是氧化铁尘粒和高浓度的一氧化碳气体等。因此，必须加以净化回收，综合利用，以防止污染环境。从回收设备得到的氧化铁尘粒可以用来炼钢；一氧化碳可以作化工原料或燃料；烟气带出的热量可以副产水蒸气。此外，炼钢时，生成的炉渣也可以用来做钢渣水泥，含磷量较高的炉渣，可加工成磷肥，等等。氧气顶吹转炉炼钢法具有冶炼速度快、炼出的钢种较多、质量较好，以及建厂速度快、投资少等许多优点。但在冶炼过程中都是氧化性气氛，去硫效率差，昂贵的合金元素也易被氧化而损耗，因而所炼钢种和质量就受到一定的限制。其主要操作参数有及其模拟结果如下。4、 电炉电炉炼钢，主要是指电弧炉炼钢，是目前国内外生产特殊钢的主要方法。目前，世界上90%以上的电炉钢是电弧炉生产的，还有少量电炉钢是由感应炉、电渣炉等生产的。通常所说的电弧炉，是指碱性电弧炉。电弧炉主要是利用电极与炉料之间放电产生电弧发出的热量来炼钢。其优点是：（1）热效率高，废气带走的热量相对较少，其热效率可达65%以上。（2）温度高，电弧区温度高达3000以上，可以快速熔化各种炉料。（3）温度容易调整和控制，可以满足冶炼不同钢种的要求。（4）炉内气氛可以控制，可去磷、硫，还可脱氧。（5）设备简单，占地少，投资省。在这次模拟中，我将作为负责转录操作的冶金专家，决定废钢、添加料和加入炉铁水重量达到所选钢种的目标成分，并且在要求的时间和温度范围内出钢，并且以减少整个操作成本为目的。4.1、建筑用钢它的整个模拟过程比较简单，只需要控制好出钢温度，尽量减低成本。4.2、输送气体用管线钢（LPS）它的整个模拟过程也相对比较简单，只需注意出钢温度，并尽量降低成本便可。5、 二次精炼二次精炼是指在传统的炼钢炉（如平炉、精炉、电炉）外进行的精炼。精炼的主要任务是脱氧、脱硫、脱磷、脱碳、去夹杂物、合金化及微调成分。炉外精炼主要包括：1、钢包吹氩气流量控制系统2、钢包喷粉装置的喷粉罐压力控制系统3、LF钢包精炼炉吹氩搅拌用氩气流量控制系统4、RH真空脱气驱动气体流量控制系统及冷却渍管的冷却气体流量控制系统5、RH真空室压力控制系统6、RH蒸汽总管压力控制系统7、RH真空室加热燃烧控制系统8、真空干燥预热控制系统9、RH-KTB氧气氧流量控制系统10、IR-UT喷煤脱硫氩气流量控制系统11、IR-UT钢水升温用氧气流量控制系统12、IR-UT搅拌钢水用氩气流量控制系统13、IR-UT喷粉罐的压力及差压控制系统钢水经过初炼炉后 (转炉或者电炉), 钢水倒入钢包运往连铸机. 钢水在钢包中要经过一系列的处理，例如调整成份，搅拌，脱气以及加热等。将从转炉开始管理一包钢水，并且要在一定的时间内以合适的成份，温度和一定的夹杂物含量（纯净度）运送到合适的铸机。过程及结果图如下：6、 连铸简称连铸，使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。同通常钢锭浇铸相比，具有增加金属收得率，节约能源，提高铸坯质量，改善劳动条件，便于实现机械化、自动化等优点。连铸镇静钢的钢材综合收得率比模铸的约高10。沸腾钢连铸比较困难，至今尚未成功。近年对沸腾钢成分的钢液进行真空“轻处理”，可以顺利地进行连铸。有色金属的连铸发展比钢铁连铸为早。如在辊式连铸机上，兼有凝固和塑性变形，则称连续铸轧。由于连铸简化了炼钢铸锭及轧钢开坯加工工序，每吨钢可节约能量（0.150.25）106千卡,如进一步解决铸坯和成材轧机的合理配合问题，热送直接成材，还可进一步节约能源。 连铸坯在结晶结构上的主要特点是：连铸工艺使钢水迅速而均匀地冷却，因而迅速形成较厚微晶细粒的表面凝固层，没有充分时间形成柱状晶区；连铸坯断面较小，整罐钢水的连铸从开始到终了的冷却凝固时间接近，连铸坯纵向成分偏析差别可在10以内，这是模铸钢锭无法与之比拟的；连铸坯不像模铸钢锭那样分单根浇铸，所以可避免形成缩孔或空洞，使金属收得率提高；在塑性加工中，为消除铸态组织所需的压缩比也可较小。连铸是钢液连续地凝固成铸坯的过程。连铸模拟的主要目的是成功地连续浇铸3包钢水，但必须满足特定的表面质量，内部质量和夹杂物的标准。连铸的模拟过程主要有四种钢种，在操作之前都应该选择合理的参数，控制好浇铸的速度，避免结晶器漏钢或液面太低，温度太低而凝固等现象。通过多次试验发现，中间包和结晶器的液面控制在90%95左右时，铸坯的质量较好，因此，在模拟过程中，应该及时的通过调节流量来控制中间包和结晶器的液面在90%95%左右。6.1、普通建筑用钢（CON）过程所得数据如下：三、总结为