钢铁生产流程课件

钢铁是如何炼成的(钢铁生产工艺)，一是钢铁的基础知识，钢铁：是以Fe和c为主要组成元素，含有Si、Mn、p、s等杂质元素的合金。 包括生铁和钢。 生铁：是碳质量分率高(wc2.11% )、杂质元素含量也高的铁碳合金，生铁硬度高、脆性好，直接使用少。 炼钢生铁：硅质量分数低(wSi1.25%3.2% )，切口灰色，用作铸造原料。 钢：是碳质量分数低(wc2.11% )、杂质元素含量低的铁碳合金，钢一般具有强韧性，是常用的金属材料。 钢材：钢锭和钢坯被冲压加工成各种形状规格的钢材。 铁矿相关品位，二、钢铁生产概况，钢铁生产工艺大致分为选矿、烧结、焦炭、高炉(炼铁)、电炉和转炉(炼钢)、连铸、轧制等工艺辅助系统，包括制氧/制氮、循环水系统、排烟除尘和气体回收等。 下面介绍这些流程和每个流程中使用的主要设备，这些设备的基本控制要求，以及主要使用的自动化产品。 希望通过这些内容，广泛理解钢铁行业的流程和产业链。 钢铁生产流程、1、选矿、铁矿石：主要炼铁原料，有磁铁矿“Fe3O4”、赤铁矿“Fe2O3”、铁矿“2Fe2O3.3H2O”、磁铁矿“FeCO3”。 铁矿石除铁的化合物外，含有硅、锰、磷、硫等化合物。 磁铁矿选矿：主要有多级磁选或干湿磁选联合。 赤铁矿选矿：主要采用重选、浮选和强磁选，或多种选矿并用，磁化焙烧后也有弱磁选。 铁矿石选矿：主要水洗：广东韶关大宝山褐铁矿再选：主要摇床、跑过的磁选：电磁或永磁强磁场选矿。 菱铁矿选矿：主要有弱磁性强磁性浮选组合技术。 2、烧结和焦炭、烧结：为保证高炉铁矿石中铁含量均匀、高炉透气性，选矿工艺产出的铁精矿必须制成10-25mm块状原料。 铁矿粉成块现有烧结法和颗粒法两种方法。 两种方法得到的块矿分别为烧结矿和球团矿。 焦炭：高炉生产前的准备除铁矿石(烧结矿和球团矿)外，还需要准备必要的燃料焦炭。 焦炭是高炉冶炼的主要燃料，焦炭在风口前燃烧释放大量热量产生气体，气体在上升过程中向炉料传热，使高炉内的各种物理化学反应进行。 3、高炉炼铁、高炉炼铁生产是冶金(钢铁)工业最主要的环节。 高炉冶炼是将铁矿石还原成生铁的连续生产过程。 将铁矿石、焦炭、焊剂等固体原料以规定的原料比从炉顶投入装置批量搬入高炉，将炉喉原料面保持在一定的高度. 焦炭和矿石在炉内交替形成分层结构。 矿石材料在下降过程中逐渐还原，溶于铁和矿渣中，汇集在炉子中，定期从铁口、矿渣口放出。 高炉生产是连续进行的。 一代高炉可以连续生产几年至十几年。 高炉炼铁目的：提取矿石中铁元素，生产的主要产品是铁水。 产品包括矿渣、矿渣棉、高炉煤气等。 高炉冶炼工艺简图：高炉冶炼原理概述：高炉生产连续进行。 一代高炉可以连续生产几年至十几年。 生产时，从炉顶(一般的炉顶由材料种类和料斗构成，现代化高炉是钟阀炉顶和无材料钟炉顶)不断装入铁矿石、焦炭、助熔剂，从高炉下部的风口吹入热风(10001300 )，吹入油、煤、天然气等燃料。 装入高炉的铁矿石主要是铁和氧的化合物。 高温下，焦炭中和喷雾器中的碳和碳燃烧生成的一氧化碳夺走铁矿石中的氧气，得到铁的过程叫做还原。 铁矿石精炼还原反应生成的铁，铁水从出铁口放出。铁矿石中的脉石、焦炭及吹出物中的灰分与放入炉内的石灰石等焊剂结合生成炉渣，分别从出铁口和出铁口排出。 气体从天花板导出，除尘后，成为工业用气体。 现代化的高炉也可以利用天花板的高压，利用导出的一部分煤气发电。 高炉炼铁的主要工艺设备介绍：高炉是炼铁的主要设备。 高炉热风炉是高炉加热送风的设备。 铁水罐车用于运输铁水，实现脱硫跨度和供给跨度之间的铁水转移，或放置在混铁炉下，用于高炉和混铁炉等出铁。 高炉系统常用的自动化设备：设定软件、变频器、控制台、总线、通信产品等。 4、转炉炼钢、转炉炼钢向熔铁中注入氧气，使杂质硅、锰等氧化。 在氧化过程中放出大量的热量(含有1%的硅的话生铁的温度会上升200度)，炉内能够达到充分的高温。 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，调整成分。 总结为“四脱”(碳、氧、磷和硫)、“二去”(脱气和夹杂物除外)、“二调整”(成分和温度)。 采用的主要技术手段是供氧、成渣、升温、脱氧剂和合金化操作。 转炉炼钢的目的：氧化生铁中的碳和其他杂质(如硅、锰)，生产出比铁的物理、化学性能和力学性能更好的钢。 炼钢方法：目前炼钢方法主要包括吹氧转炉炼钢和电炉炼钢等，转炉冶炼工艺概述：转炉冶炼原理概述：转炉冶炼在转炉中进行。 转炉的外形像梨，内壁有耐火砖，炉侧有多个小孔(风口)，压缩空气从这些小孔吹入炉内，也称为侧吹转炉。 最初，转炉是水平的，向内侧注入1300根液体生铁，加入一定量的生石灰，吹入空气使转炉旋转直立。 此时，液态生铁的表面发生剧烈反应，使铁、硅、锰氧化(FeO、SiO2、MnO )生成炉渣，利用熔融的钢铁和炉渣的对流作用使炉内整体反应。 几分钟后，钢水中只剩下少量的硅和锰，碳就开始氧化，生成一氧化碳(发热)，钢水剧烈沸腾。 炉口因溢出的一氧化碳的燃烧出现了巨大的火焰。 最后，磷也氧化，磷酸亚铁进一步生成。 磷酸亚铁与生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙，一起成为炉渣。 磷和硫逐渐减少，火焰落下，炉口出现四氧化三铁褐色蒸汽时，表明钢已经精炼。 此时，立即停止吹气，将转炉转至水平位置，将钢水注入钢水包，加入脱氧剂进行脱氧。 整个过程只需要15分钟左右。 如果氧是从炉底吹入的话，从底吹转炉的上部吹入氧是吹转炉。转炉炼钢主要工艺设备介绍：转炉：炉体可旋转，用于炼钢和吹锍冶金炉。 转炉炉体为钢板制，呈圆筒形，炉衬耐火材料，吹炼时用化学反应热加热，无需加热源，是最重要的炼钢设备，也可用于铜、镍冶炼。 AOD精炼炉：是氩氧脱碳精炼炉，是用于不锈钢冶炼的独特技术。 VOD精炼炉：是在真空状态下进行吹氧脱碳的炉外精炼炉，主要精炼铬镍不锈钢、超低碳钢、超纯铁素体不锈钢和纯铁。 LF精炼炉是具有加热和搅拌功能的钢包精炼炉。 加热一般用电极加热，搅拌用底部的透气砖进行。 氧枪是转炉输氧的主要设备，它由喷头、枪身和尾部结构组成。 现在使用最多的是多孔质的竞争型喷头。 转炉倾动炉系统倾动炉系统：变频调速(变频电机减速机大齿轮)倾动炉机构：倾动炉机构由轨道、倾动缸、摇架、水平支承机构和支承台等构成。5、连铸、连铸：转炉生产的钢水经精炼炉精炼后，必须铸造成不同类型、不同规格的钢坯。 连铸工艺是连铸精炼钢水制成钢坯的生产工艺，主要设备有转台、中间包、铸型、矫直机等。 连铸目的：把钢水铸造成钢坯。 连铸工艺流程：连铸工艺原理概述：连铸工艺：将装有精炼钢水的钢包运至转台，转台至浇注位置后，将钢水注入中间包，中间包从喷嘴将钢水分配至各模具。 铸模是连铸机的核心设备之一，铸件成型使结晶快速凝固。 拉晶机与晶体振动装置合作，拉出铸模内的铸件，冷却、电磁搅拌后，切成一定长度的板坯。 连铸自动化控制主要有连铸机渣辊速度控制、结晶器振动频率控制、定长切割控制等控制技术。 连铸的主要工艺设备介绍为：浇包旋转台：在连铸机铸造位置上交浇包，支撑浇包进行铸造的设备。 由床、回转臂、驱动装置、回转支撑、事故驱动控制系统、润滑系统和锚杆6部分组成。 中间包：用于短流程炼钢的耐火材料容器，先从钢包中取钢液，再从中间包喷嘴分配给各铸模。 铸模：在连铸、抽真空铸造、单向晶体等铸造方法中，是铸件成型、快速凝固的特殊金属铸模。 铸模是连铸机的核心设备之一，直接关系到连铸件的质量。 拉丝机：在连铸技术中，连铸机拉丝辊速控制是连铸机的三大关键技术之一，拉丝速控制水平直接影响连铸产品的产量和质量，拉丝辊电机驱动装置的性能在其中发挥着重要作用。 电磁混合器：由铸坯液相孔引起的电磁力，加强钢液的运动。 6、轧制、轧制：炼钢厂出来的钢坯还是半成品，要到轧制厂轧制才能成为合格品。 热轧后的成品分为钢卷和铸锭板两种，热轧后钢材的厚度一般为几毫米，如果用户想使钢板更薄，还需要进一步冷轧。 连轧目的：将连铸后的钢坯轧制成客户要求的规格钢材。 钢轨、板、管、线材的轧制工艺：轧制工艺原理概要：炼钢厂送来的连铸件先进入加热炉，在初轧机上反复轧制后进入精轧机。 轧制是金属冲压加工，简单的一点是轧制板就像冲压面条一样，经过面条的数次冲压和推进，面条越“薄”。 在热轧生产线上，轧制材料的加热变软，送入辊压机，最后轧制成用户要求的尺寸。 轧制是一项连续不中断的工作，钢带在滚台上运行速度快，设备自动化程度高，效率高。 平炉出来的钢锭也可以制成钢板，但首先经过加热和初轧，可以在热轧生产线上进行轧制。 工序变成连铸品就容易了。 一般的连铸品厚度为150250mm，首先除去磷进入初轧，通过辊子进入精轧机。 精轧机由7台4辊式轧机组成，在机前安装减速辊和飞剪，切除板面头部。 精轧机速度可达23m/s。 热轧的成品分为钢卷和铸锭板两种，热轧后钢轨的厚度通常为几毫米，用户要求钢板薄时，还需要进行冷轧。 热轧、冷轧生产技术：热轧生产技术流程：板坯通过炼钢连铸厂连铸机直接送入板坯库，直接热轧板坯送入加热炉装炉辊装炉加热，无法直接热轧的板坯通过起重机吊在保温孔中，保温后通过起重机用材料拉连铸板坯从连铸厂通过板坯上的输出表或板坯输送到板坯库，在板坯到达入口点之前，有关该板坯的技术数据从连铸厂的计算机系统传送到热轧厂的计算机系统另外，还对越过台车搬运的人工检查整理好的板块进行对照检查，输入计算机。 进入库的板块由库计算机管理系统根据轧制计划来决定其流程。 冷轧技术：冷轧技术简单地说，是将热轧原料板轧制成用户要求的尺寸(板冠)和形状(板状)，同时满足性能(热处理)和表面品质(涂装、精加工)要求的冶金行业的精加工工序，要求很高。 冷轧工艺包括几个部分：主要分为酸洗、多机架轧机、热处理生产线(包括与烹饪式炉连接)、单机架和双机架平整生产线、表面防腐处理镀锌生产线、彩色涂装生产线、精加工生产线等。 另外，根据生产的产品不同，镀锌生产线、冷轧硅钢和彩色涂装生产线、冷轧将热轧卷材再次加工成附加值高的产品。 连轧的主要工艺设备：加热炉：习惯轧制金属加热到锻造温度的工业炉，有连续加热炉和和室式加热炉等。 粗轧机：连铸工序的钢坯加热后，首先用粗轧机轧制，然后经过中轧、精轧成品。 粗轧机尺寸决定了可加工的最大钢坯尺寸。 中轧机：轧机是实现金属轧制过程的设备。 连铸工序的钢坯加热后，首先用粗轧机轧制，然后经过中轧、精轧成品。 一般轧制的产品直径为300mm400mm的轧机是中轧机。 飞刀：飞刀切割、尺切割加工技术飞刀：常用于铁板、钢管、卷筒纸快速切割的加工设备轧制、造纸等生产线。 矫直机：是矫正金属棒材、管材、线材等的设备。 矫直机用矫直辊按压棒材等以改变直线度。 主要类型有压力矫正机、平衡矫正机、鞋辊矫正机、旋转矫正机等。 卷取机：精轧的最后一台轧制机出来的热钢带通过层流冷却至设定温度，通过卷取机卷取至钢带辊，冷却后的钢带辊根据用户的需要通过不同的精加工生产线(平整、矫正、横断或纵断、检查、称重、包装及标记等)加工而成钢板、平整辊及开卷机：热轧钢带辊打开冷轧的最初工序，即热轧钢带辊。 三、钢材制品及其用途，钢材种类：钢板、型钢、钢管、钢丝等生产方法：主要有轧制(冷轧和热轧)、拉拔、挤压、锻造等方法。 钢板：轧制钢锭或钢坯制成钢板。 钢板可进行镀锌、镀锡、镀铅等表面处理。 中厚板：5mm； 中板厚度为35mm，一般采用热轧。 薄板：厚度不足3mm，原材料为热轧中厚板，采用冷轧。 钢带：采用轧辊供给、冷轧。 型钢：用型钢轧机轧制。 有圆钢、扁钢、六