钢铁生产流程

钢铁厂生产工艺流程,主讲人：苗木池,讲述内容：一.钢铁生产工艺流程综述二.炼铁生产工艺流程三.炼钢、连铸及炉外精炼工艺流程四.钢铁生产新技术新工艺,一.钢铁生产工艺流程综述,现代化钢铁厂组成及产品生产：线、棒材型材(管、型、丝）采矿烧结炼铁炼钢连铸轧钢板材球团中厚板焦化热轧薄板其它原辅料冷轧薄板彩涂板热镀锌板汽车家电板电工用板.。,典型钢铁产品生产工艺流程图,典型板材产品生产工艺流程首钢迁钢,首钢迁钢全面建设完生产工艺流程,首钢本部钢铁产品生产工艺流程图,烧结生产工艺流程,二.炼铁生产工艺流程,炼铁工艺原理和过程概述,从炉顶装入烧结矿、燃料（焦炭）、溶剂（石灰石等）；从炉腹部位风口处向炉内吹送热风（9001200）；燃料中的碳和热风中的氧发生燃烧反映（C1/2O2CO+Q)产生大量热和炙热的还原性煤气。炙热的煤气以高速上升；炉料从上部不断下降。它们受到煤气的加热和还原，在高温下煤气中的CO、H2及部分固定碳夺取了铁矿中的氧，从而得到海绵铁，海绵铁溶化渗碳而生成生铁。保证炉料均匀稳定的下降，控制煤气流均匀合理分布是高质量完成冶炼过程的关键！铁水铁口铁水罐钢厂（铸铁机）；炉渣渣口渣罐（水渣池）；煤气从炉顶导出，经煤气净化系统处理后作为燃料，其中40用来加热热风炉。,高炉工艺设备的组成,高炉工艺设备主要由7大部分组成：1.高炉本体炉基、炉壳、炉衬、冷却设备、炉体框架和支柱。高炉炉型：高炉内部工作空间形状高炉炉体分为5段：炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸。高炉一代寿命炉龄（1015年，现要求20年以上）,2.高炉上料系统,上料系统炉料料仓筛分称量料罐皮带机（斜桥料车）,3.装料系统,装料系统:受料斗布料装置探尺均压、放散阀钟式炉顶无料钟炉顶,4.送风系统高炉鼓风机、热风炉、热风总管、热风支管、风口设备国内热风炉有三种形式：内燃式、外燃式、顶燃式,a-适用于中小高炉风温10001050b大中型高炉风温10501200,适用于10003000m3高炉风温：最高1300,适用于大型高炉风温：最高1200,热风总管、环管、支管、吹管、风口设备,5.煤气除尘系统煤气上升管、下降管、重力除尘器、洗涤塔、文氏管、脱水器,6.渣铁处理系统出铁场、渣铁沟、泥炮、开口机、炉前天车、水渣池、渣铁罐车,7.喷吹系统煤粉制备、储煤罐、喷吹罐、混合器、喷枪,高炉生产技术经济指标,三、炼钢生产工艺流程,转炉炼钢工艺；铁水预处理工艺；钢水炉外精炼处理工艺。,钢与生铁的区别：首先是碳的含量，理论上一般把碳含量小于2.11%称之钢，它的熔点在1450-1500，而生铁的熔点在1100-1200。在钢中碳元素和铁元素形成Fe3C固熔体，随着碳含量的增加，其强度、硬度增加，而塑性和冲击韧性降低。,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。,炼钢的基本任务,氧气转炉的种类：氧气顶吹转炉氧气底吹转炉氧气侧吹转炉氧气顶底复合转炉,转炉炼钢特点生产率高（冶炼时间在20分钟以内）；质量好（*气体含量少：（因为CO的反应搅拌，将N、H除去）可以生产超纯净钢；有害成份（S、P、N、H、O）80PPm；冶炼成本低，耐火材料用量比平炉电炉用量低；原材料适应性强，高P、低P都可以；设备少，平炉的2/3，比电炉多。,铁水预处理与钢水炉外精炼处理工艺,连铸工艺与设备,1现代炼钢技术的发展（连铸技术的作用）（1）1947年1974年：技术特点：转炉、高炉的大型化；以模铸初轧为核心，生产外延扩大。（2）1974年1989年：技术特点：全连铸工艺，以连铸机为核心。（3）1989年现在：技术特点：连铸连轧工艺，以薄板坯，连铸连轧为代表，钢厂向紧凑化发展。,连续铸钢的技术特点,高效凝固优化成型化学冶金物理冶金节能,凝固理论,连续铸钢的工艺特点（1）提高综合成材率：模铸从钢水到成坯的收得率大约8488，连铸为9596；（2）降低能耗：连铸节能主要是省去了开坯工序，以及提高成材率。生产一吨钢坯比模铸可以节能6271046kJ，相当于21.435.7kg标准煤。加上综合成材率的提高，可以节能约130kg标准煤；（3）连铸产品的均一性好，质量好；（4）易于实现机械化和自动化。,连铸机的种类,连铸机的机型及其特点2.1.1连铸机的机型（1）按外形分类；,（2）按铸坯断面分类：,（3）按钢液压头分类,表22各种机型按钢水静压头分类特征,2.1.2机型的特点：（1）立式连铸机：结晶器、二冷段、拉坯和剪切沿垂直方向排列无弯曲变形、裂纹少占地面积少夹杂物容易上浮二冷均匀、简单不能延长冶金长度、生产率低钢液静压大，容易产生鼓肚,（2）立弯式连铸机结晶器下有垂直段，钢水完全凝固或接近完全凝固时定点弯曲进入圆弧段。机身高度比立式低，钢水静压小；有垂直段，夹杂物容易上浮且分布均匀；水平出坯，可以适当加长机身，提高拉速；二次冷却结构较简单同弧形连铸机相比，占地面积相当，厂房高度高，投资较大；铸坯在一点弯曲，一点矫直，容易形成裂纹；要求全凝固矫直，限制了生产率。,（3）多点弯曲立弯式连铸机有垂直段，夹杂物容易上浮，具有立弯式连铸机的优点；多点弯曲。减小应力集中，裂纹少；可在未完全凝固进入弧形段，故可以提高生产率，增大拉速。例如宝钢板坯连铸机：直线段：2.55m弯曲半径：48.5/22.5/16.5/12/9.555m矫直半径：9.555/11.5/16/31m连铸机长度：39.39m,（4）弧形连铸机分为弧形结晶器和直结晶器两种机身高度为立式连铸机的1/21/3,占地面积和立弯式相同，基建费用低；钢液静压小，铸坯质量好（鼓肚、裂纹少）；加长机身容易，可高速浇铸，生产率高；机器设备占地面积较立式大；内弧夹杂物容易集聚；弧形结晶器加工较复杂；直结晶器在出口处为弧形和直线切点，容易漏钢。,（5）椭圆型连铸机（超低头连铸机）机身高度低，厂房高度降低；多次变形，每次变形量不大，铸坯质量好；钢液静压小，坯壳鼓肚量小，质量好。结晶器内夹杂物不能上浮分离，且内弧集聚；多半径，连铸机的对弧、安装、调整困难，设备较复杂。,2.1.3连铸机机型选择的原则满足钢种和断面规格的要求；满足铸坯的质量要求；节约建设投资。,连铸工艺及设备2.2.1连铸机的主要设备,（1）钢包及支撑装置钢包：钢液的载体耐腐蚀、保温性好钢液容易控制，控制可靠。钢包回转台,（2）中间包及其支撑装置中间包储存钢液（换钢包）分配钢液（分流）保温，均匀成分保护作用，减少对坯壳的冲击中间包冶金挡墙、吹气、过滤及加热中间包小车,（3）结晶器及其振动装置结晶器：在连铸生产中，高拉速条件下保证有均匀的坯壳厚度而不致拉漏。良好的导热性钢液和内壁不粘结有一定刚度结构简单，重量轻类型有：整体型、管式、组合式结晶器,薄板坯连铸结晶器,振动装置作用：防止初生坯壳金额结晶器壁粘结避免拉漏坯壳改善表面质量振动方式：同步振动负滑脱振动正弦振动,（4）二次冷却区作用：继续冷却支撑导向要求：冷却效率高，传热快均匀冷却，表面温度均匀支撑导向部件有足够的强度和刚度各段对中准确快速更换,（5）铸坯导向和拉坯矫直机作用：拉坯矫直送引锭杆，调节拉速引锭杆作用：开浇时的凝固底板传递拉坯力引锭杆形式：挠性刚性,（6）切割装置作用：定尺、切割。方式：火焰、机械火焰切割设备轻，不受断面限制，切口齐，有金属损耗；机械切割：切割速度快无金属损耗操作安全可靠设备投资大，重量较大。,连铸机的生产能力,1）连铸机的作业率指一年的生产时间（含准备时间）占一年的日历时间的百分数。y=（C+P）/D100其中：y：作业率C：年浇铸时间P：年准备时间D：年日历时间,（2）浇铸周期连铸机的浇铸时间及必要的准备时间T=t1+nt2其中：T浇铸周期t1准备时间t2单炉浇铸时间n平均连浇炉数,（3）连铸机的小时产量PBDVgr60N其中：P：连铸机的小时产量BD：铸坯断面面积Vg：拉速r：铸坯比重N：连铸机的流数,（4）连铸机的日产量A（1440/T）nG其中：A：连铸机的日产量T：连铸机的浇铸周期n：连浇炉数G：转炉平均出钢量：金属收得率,（5）连铸机的年产量PA365Y其中：P：连铸机年产量A：连铸机的日产量Y：连铸机的作业率,2）连铸机的拉速是指出结晶器的铸坯在拉坯力的作用下，单位时间内移动的距离。影响因素：（1）钢种（2）铸坯断面大小（3）结晶器出口坯壳厚度（4）浇铸温度（5）铸坯质量（6）冶金长度、保护渣、结晶器振动等。,3）连铸机的冶金长度根据最大拉速计算出来的液芯长度,连铸新技术,1）提高连铸坯清洁度的技术保护浇铸技术中间包冶金技术防止下渣技术结晶器钢液流动控制技术（2）提高连铸坯质量的技术防止铸坯表面缺陷技术连铸坯裂纹控制技术连铸坯中心致密度控制技术,（3）提高连铸机生产率的技术结晶器锥度优化技术结晶器液面波动控制技术结晶器振动技术结晶器保护渣技术生产自动化技术（4）近终型连铸新技术薄板坯连铸技术薄带坯连铸技术,钢铁生产新技术新工艺,一.现代炼铁重大技术1.非高炉炼铁技术2.短流程的物流传递（铁水一包到底技术）,二.现代转炉炼钢的重大技术,1.转炉大型化技术,转炉大型化的核心技术,大型转炉（250t）的设计制造技术水冷托圈与悬挂倾动传动装置多孔拉瓦尔氧气喷枪OG法除尘与煤气回收技术镁碳砖生产工艺与制造技术污水、污泥处理净化技术综合砌炉与护炉工艺（喷补、挂粘渣等）吹炼静态模型控制技术终点副枪动态控制技术,紧凑式连续化的专业生产线,以产品为核心，将铁水预处理转炉炼钢炉外精炼高效连铸热送和连轧有机地结合起来。从铁水到成品钢材的生产周期为2.53小时。新工艺流程的基本特征为：1)100铁水采用“三脱”；2)冶炼周期达到20min；3)100钢水炉外精炼，真空精炼比大幅度提高；4)采用高速连铸技术，厚板坯的拉速提高到3.54.5m/min；5)100连铸坯高温热送