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1、姓 名: 班 级: 专 业: 校外指导教师: 校内指导教师 实 习 单 位: 宝山钢铁有限公司 日日期:自 2012年7月9日至2012年7月27 目录1前言11.2公司概况11.2.1生产产品11.2.2先进的技术水平21.2.3经营范围21.2.4组织机构22.炼铁厂32.1原料生产工艺与设备32.1.1原料厂概况32.1.2原料厂五大系统42.1.3原料作业流程62.1.4 原料管理82.1.5 原料场环境保护82.2烧结工艺与设备92.2.1烧结的定义92.2.2 宝钢烧结分厂概况102.2.3烧结工艺流程与特点102.2.4宝钢烧结生产工艺112.2.5烧结矿机理132.2.6烧结设
2、备的组成和功能142.3高炉生产工艺与设备162.3.1高炉炼铁原理162.3.2 宝钢高炉概况172.3.3高炉炼铁流程182.3.4高炉炼铁设备193炼钢厂203.1 炼钢厂概况203.2炼钢厂相关设备213.1转炉炼钢生产工艺与设备233.1.1氧气顶吹转炉炼钢233.1.2 连续铸钢244热轧、冷轧生产工艺与设备264.1 1580热轧生产工艺264.2冷轧厂生产工艺与设备284.2.1宝钢股份冷轧厂概况284.2.2冷轧厂生产线305宝钢钢管事业部3051宝钢无缝钢管生产工艺与设备305.1.1概况305.12生产工艺32图5.2生产工艺流程图325.1.3扎管工艺325.2宝钢线材
3、生产工艺与设备335.2.1车间主要工艺技术指标335.2.2主要设备特点355.3宝钢电炉生产工艺与设备385.3.1设备概况38总 结47参 考 文 献50致谢51 北京科技大学高等工程师学院工程实践报告- I -北京科技大学高等工程师学院工程实践报告1前言1.1实习目的与要求在高校、企业联合培养人才的新机制下,进一步发挥企业在工程人才培养中的作用,加强对学生的工程实践教育,培养学生的工程素养和工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力,培养造就一大批创新能力强、适应行业企业需求和经济社会发展需要的高质量工程技术人才。学生通过听课和现场参观,了解冶金生产中包括采矿、选矿、原燃料准备、焦化、烧
4、结、炼铁、炼钢、连铸、各种轧钢等各生产工序的工艺、流程、装备及其功能和原理,体验企业真实的生产生活状况,感受企业的先进文化。学生在企业进行认识实习期间,要自觉遵守企业的各项规章制度,服从管理人员和指导教师的管理指挥,对于违反规定的学生可终止其在企业的学习资格。企业要对所有到本企业进行认识实习的学生和教师进行安全和本企业有关规章制度等方面的教育。企业要选派本企业具有丰富实践经验的工程技术人员为学生讲课,选派本企业具有一定工作经历和实践经验的工程技术人员和管理人员带领学生在企业进行参观实习。1.2公司概况宝山钢铁股份有限公司(简称“宝钢股份”)是中国最大、最现代化的钢铁联合企业。宝钢股份以其诚信、
5、人才、创新、管理、技术诸方面综合优势,奠定了在国际钢铁市场上世界级钢铁联合企业的地位。世界钢铁业指南评定宝钢股份在世界钢铁行业的综合竞争力为前三名,认为也是未来最具发展潜力的钢铁企业。 1.2.1生产产品公司专业生产高技术含量、高附加值的钢铁产品。在汽车用钢,造船用钢,油、气开采和输送用钢,家电用钢,电工器材用钢,锅炉和压力容器用钢,食品、饮料等包装用钢,金属制品用钢,不锈钢,特种材料用钢以及高等级建筑用钢等领域,宝钢股份在成为中国市场主要钢材供应商的同时,产品出口日本、韩国、欧美四十多个国家和地区。1.2.2先进的技术水平 公司全部装备技术建立在当代钢铁冶炼、冷热加工、液压传感、电子控制、计
6、算机和信息通讯等先进技术的基础上,具有大型化、连续化、自动化的特点。通过引进并对其不断进行技术改造,保持着世界最先进的技术水平。 公司采用国际先进的质量管理,主要产品均获得国际权威机构认可。通过BSI英国标准协会ISO9001认证和复审,获美国API会标、日本JIS认可证书,通过了通用、福特、克莱斯勒等世界三大著名汽车厂的QS 9000贯标认证,得到中国、法国、美国、英国、德国、挪威、意大利等七国船级社认可。 公司具有雄厚的研发实力,从事新技术、新产品、新工艺、新装备的开发研制,为公司积聚了不竭的发展动力。 公司重视环境保护,追求可持续发展,在中国冶金行业第一家通过 ISO14001 环境贯标
7、认证,堪称世界上最美丽的钢铁企业。1.2.3经营范围钢铁冶炼、加工,电力、煤炭、工业气体生产、码头、仓储、运输等与钢铁相关的业务,技术开发、技术转让、技术服务和技术管理咨询服务,汽车修理,商品和技术的进出口,有色金属冶炼及压延加工,工业炉窑,化工原料及产品的生产和销售,金属矿石、煤炭、钢铁、非金属矿石装卸、港区服务,水路货运代理,水路货物装卸联运,船舶代理,国外承包工程劳务合作,国际招标,工程招标代理,国内贸易,对销、转口贸易,废钢,煤炭,燃料油,化学危险品(限批发)(限分支机构经营)、机动车安检。1.2.4组织机构图1.1宝钢组织机构图2.炼铁厂2.1原料生产工艺与设备2.1.1原料厂概况(
8、1)宝钢原料码头原料码头位于厂区的北方,长江入海口南支河段南侧,由主原料码头、副原料码头、重油码头和工作码头组成,呈反写的“下”型。在码头的一侧停泊着巨型货轮“河北奔腾”号,码头上巨大的机械臂正从轮船上卸下由山西大同煤矿运来的煤。然后通过码头一侧的机械传送带送到煤堆场去,供宝钢使用。据介绍,铁矿石也是如此,全部由此码头的传送带运至矿石料场。煤堆场紧靠矿石料场,二者占地都很大,但这也是宝钢的重要部位,对宝钢的连续生产有着“生命线”和“血库”的意义。料场中平时都贮有相当部分的煤和铁矿石,以备在紧急状态下利用,可保证宝钢40多天的连续生产。宝钢使用的煤主要来自山西大同和海南,铁矿石主要靠进口,来自巴
9、西和澳大利亚品位高的铁矿石以及国内部分铁矿。这样布局主要是考虑到上海特殊的区位优势,濒临长江和东海,便利的航运及发达的沪宁杭三角洲地带,更有利于产品销售和出口,属于典型的临海型钢铁企业布局。从原料码头到堆场,全部由机械化作业。封闭的皮带运输,减少原料的流失,还利于环保,这样就大大的降低了劳动成本,为企业赢得了竞争的资本。(2) 原料处理的概念 钢铁厂中,所谓原料处理是指从接受船舶、火车、卡车等输送来的原材料和燃料开 始,对原料进行输入、料场贮存作业,按照使用这些原材料和燃料的用户要求对其粒度 等物理性质进行整粒、混匀等加工管理,直到将合格产品直接输送给各生产用户,以上 作业的总称就是原料处理。
10、(3) 原料厂组成单元 宝钢原料厂是与高炉、烧结、炼焦、炼钢、焙烧和电厂等项目相配套的大型现代化 的原料处理工程。一期和三期工程分别于 1985 年 6 月和 1999 年 6 月全面投产。 原料厂主要由原料输入、料场、混匀、破损筛分、原料输出、环境保护、中央集成 控制系统等单元组成 ,由原料分场管理。(4) 原料厂工艺装备及用户 宝钢原料厂共有 770 条胶带运输机,并由此组成 1900 个系统,皮带机总长 107.5km。年作业量 8200 万吨以上,整个原料厂年作业量达 1 亿余吨。工艺设备总装机 量近 10 万 kw(96971kw)。宝钢原料厂如此大而集中的规模,具备世界一流水平。2
11、.1.2原料厂五大系统(1) 原料输入系统宝钢股份直属厂部 90%以上的原燃料由船运到码头后,由卸船机卸到原料厂相应输 入系统的皮带上,经由皮带输送系统至堆料机,由其堆积到相应的料场。 输入系统最宽的皮带 2m,正常输送能力达 3600 吨/小时,皮带系统运行时有高、 低两种速度,其分别作用于煤和矿石等比重不同的物料。 (2) 煤输出系统 经输入系统输入的炼焦煤、喷吹煤、发电煤等在煤场堆放贮存后,由煤输出系统的 取料机取到相应的皮带系统,其中:1)炼焦煤一部分可直接送到炼焦分厂的配煤槽, 其余焦煤经原料分厂的煤破碎机加工后再送至炼焦分厂的配煤槽;2)喷吹煤直接送到 高炉分厂的喷吹煤槽;3)发电
12、煤可送到电厂的料场,也可直接给电厂的料仓加料。 (3) 破碎加工系统 根据地点不同可分为一二期和三期破碎加工系统,其工艺流程基本相同。根据物料 种类又分为矿石加工系统和副原料加工系统,前者包括矿石破碎和矿石粉碎连个子系统, 后者包括石灰石和白云石两种副原料的加工系统。 1) 矿石加工系统 (1) 矿石破碎系统 由输入系统输入的部分矿石(主要是块矿)在料场堆放及储存后,用 相应的取料机和系统送到矿石破碎系统的矿槽,然后根据不同矿石的粒度 分类情况送到矿石皮随系统加工后用不同的流程进行加工处理,其产品为 精块矿和筛下粉两种。大部分精块矿经料场堆放后转运至高炉、炼钢等用户,三期破碎系统 中也可只送。
13、小部分的精块矿送到矿石粉碎系统作进一步处理。筛下粉大 部分堆放在料场,等待参与匀矿堆积,也有一部分可直接参与匀矿堆积。 (2) 矿石粉碎系统 部分精块矿到矿石粉碎系统后经棒磨机等设备进行处理,然后再将 其产品放到料场堆放后参与匀矿堆积(也可直接参与匀矿堆积)。 2) 副原料加工系统 经输入系统输入的部分副原料(主要是石灰石和白云石)在料场堆放及储 存后,用相应的取料机及系统送到石灰石加工系统或白云石加工系统的矿槽, 再用相应的系统进行破碎机筛分处理,产品可直接送到烧结分厂的的相应槽中 供其使用,也可在料场堆放后再送到烧结等用户(主要是三期系统)。 (4) 混匀矿堆积系统 经输入系统输入并在料场
14、堆放及储存后的粉矿和破碎加工系统产出的矿石筛下粉与 粉碎粉再加上厂内发生可回收利用的的含铁原料(包括烧结矿和球团矿筛下粉),用相 应的取料机及系统送到混匀矿配矿槽。由混匀矿智能堆积系统对槽中物料的成分进行计 算,将配矿槽中不同物料按照混匀矿的成分要求来定比例切出至混匀矿堆积系统,在用 混匀矿堆料机用特定方式堆到混匀矿料场。 (5) 矿石输送系统 (1) 高炉送料单元 经输入系统输入并在料场堆放储存后的球团矿、副原料等与破碎加工系统 生产的精块矿以及烧结分厂返回的落地烧结矿用相应的取料机及系统送到高炉 的矿槽;由烧结分厂生产的烧结矿由专用直送系统送至高炉矿槽。(2) 烧结送料单元 混匀矿由专用送
15、至烧结矿槽;加工好的白云石和石灰石粉可直接由破碎系 统送至烧结矿槽,料场储存的需用取料机及相应系统送到烧结矿槽;经输入系 统输入并在料场堆放的蛇纹石等用取料机及相应系统送至烧结矿槽。(3) 炼钢送料单元 由输入系统输入并在料场堆放储存后的白云石、石灰石等用取料机及相应 系统送到炼钢厂焙烧分厂矿槽;由破碎加工系统生产的精块矿用取料机及相应 系统送至转炉矿槽。(4) 原料返回单元 由烧结分厂生产而高炉使用有余的烧结矿由专用系统及相应堆料机返回料 场;高炉矿槽下产生的烧结矿筛下粉和碎焦由原料专用系统返回烧结分厂。2.1.3原料作业流程(1) 库存作业流程 宝钢原料厂铁矿石库存 50 天用量,副原料库
16、存 15 天用量。(2) 块矿作业流程(3) 球团矿作业流程(4) 烧结副原料作业流程(5) 混匀矿作业流程2.1.4 原料管理 (1) 原料管理的意义 原燃料是企业进行生产的物质基础,原燃料管理是钢铁联合企业生产管理中的重要 组成部分,宝钢的原料和燃料管理主要是炼铁原料和燃料的管理。 “精料”是确保大型高炉安全、顺行、持续地生产以及实现高产、优质、低耗、长 寿的前提条件,是炼铁原燃料管理的宗旨。 (2) 原料管理的主要任务 确保用户生产计划完成,确保用户生产计划的之行,确保库存量 (3) 原料质量管理 (1) 原料质量管理的定义 以高炉对原燃料的要求为目标,以原燃料的采购资源为基础,为达到高
17、炉 生产所要求的目标值而进行的一系列工作内容,成为炼铁原料质量管理。(2) 原料质量管理的基本方法: 目标值管理, 批别管理,预想成分管理方法 (3) 作业管理内容 输入料场的物料在粒度上是否符合要求 物料运输过程中,物料水分是否影响料堆堆积 物料堆积方法是否规范 是否存在混料现象 物料中是否含混杂物 二次料场破碎产品落地矿的粒度情况 2.1.5 原料场环境保护 (1) 原料场主要污染因子 宝钢原料厂属露天连续作业单位,对大气和周围环境的污染主要源于各类粉尘。主 要包括:卡车倒驳扬尘、皮带机扬尘、料场储存扬尘以及料场作业扬尘。 (2) 原料场环保措施 1) 卡车倒驳扬尘的应对措施 从管理上优化
18、车辆作业路线,以作业指令形式规定车辆行驶路线,保证进 出料场必须经过两个洗车台。限制车辆行驶速度,洗车台限速 5km,料场限速 15km,区域道路限速 25km,以减少车辆扬尘。 为了阻隔卡车在料场端过渡段的扬尘,在原料场端过渡段建造花坛,种植 绿化植物 5 中,共计 1.2 万多棵。通过环保方式来进行扬尘治理,既能够吸收 洒水过程中的多余水分,又能减弱风力。 2) 皮带机扬尘的应对措施 密,即封堵有缝隙的设施,如安装皮带机罩壳等。原料厂在沿厂区主干道附 近的皮带机采用钢结构全封闭型改造,上有严密的罩壳,下有钢板封底。皮带机 作业时物料即使洒落,也是落在皮带机通道,不会污染外界。同时对所有皮带
19、机 进出料口全部采用全密封的手段,用机罩或钢板封闭。风,则是对皮带机集中的 转运站和作业中粉尘较严重的场所采用除尘器的机械除尘办法。三期工程全面投 产后,先后投入使用的大小和型号不同的除尘器共计 24 台。3) 料场作业扬尘的应对措施 原料厂将堆料机原有的 4 段高度堆积模式改为 9 段逐步升高堆积模式。每段 高度的减少,使得堆积段数增加,有力抑制了物料在堆积过程中产生扬尘的因素。 从悬臂皮带抛下的物料,从 8.5 米减低至 4.5 米,此后每 2 米为一段俯仰动作, 由于重力作用产生的粉尘量因落差降低而减少。2.2烧结工艺与设备2.2.1烧结的定义 烧结就是将铁矿石、溶剂和燃料并添加适宜的水
20、分后进行均匀混合,借助燃料燃烧 产生的高温,使燃结料中的组分熔化或软化,发生物理化学反应,生成一定量的液相, 冷却后互相粘结成块的方法。 烧结过程中所得到的多空块状产品就是烧结矿。经过烧结生产的烧结矿,与天然矿相比,粒度合适,还原性和软化型好,成分稳定, 造渣性能好,保证了高炉生产的顺利进行,尤其是烧结料中配入一定数量的溶剂后生产 的自熔性或溶剂型烧结矿,可使高炉冶炼少加或不加石灰石,降低炉内消耗,从而改善 高炉生产指标。此外,烧结过程中可以去除 8090%的 S、F、As 等有害杂质,大大减 轻了高炉冶炼过程中脱硫任务,提高了生铁质量。2.2.2 宝钢烧结分厂概况 烧结分厂隶属于宝钢股份直属
21、炼铁厂,共有 3 台 495 平方米的大型烧结机,年产优 质烧结矿 1700 余万吨。 目前烧结工 序多项技术 经济指标已 进入世界一 流的行列, 并在低价矿 使用、厚料层烧结、低硅高铁粉烧结以及煤代焦等方面形成自己的核心技术秘密,为宝钢股份直属 厂部生产的核心工序。2.2.3烧结工艺流程与特点现代烧结生产的特点在于连续作业,烧结生产大体上分为原料准备和烧结两个部分。 烧结主作业线从配料开始,包括配料、混料、烧结、冷却及成品烧结矿整粒几个主要环 节,作业线长达数百米。 在烧结机上进行的烧结过程持续时间不长,在几十分钟内完成点火、燃烧、传热和 各种液相生成及冷却和再结晶过程。烧结机大型化有利于提
22、高生产率和降低单位成本。以宝钢1号烧结机为例,其工艺流程如图2.1所示:图2.1宝钢烧结工艺流程图首先将烧结用的矿粉、煤粉、熔剂等,按要求进行配比,然后配好的混合料送入一、二 次混合机混匀,通过布料器均匀地布在烧结机的台车上,点火,进行抽风烧结。烧结矿经破 碎、冷却、筛选,成品送入高炉,用以炼铁。产生的返矿再运回参加配料重新烧结。2.2.4宝钢烧结生产工艺 (1) 主工艺步骤 1) 配料 根据烧结矿生产要求,将铁矿石、溶剂、固体燃料以及高炉返矿以及烧结 返矿按一定的配比进行配料,从贮矿槽将以上各种原料按一定配比且通过槽下 定量给料装置(CFW)排出,送至圆筒混合机进行混匀和造球。 2) 混合制
23、粒 经一次混合机加水进行混匀,二次混合机补充添加水进行制粒,形成含有 一定水分,具有粒度组成的混合料。 3) 台车铺底料和布料 混合料有皮带机运送到烧结的混合料槽,由成品整粒系统向底料槽铺底料。 布料时先在台车蓖条上铺一层 3050mm 后的底料然后再由圆辊给料机将混合 料均匀地布在台车上,并用整厚板来刮平料面。台车在连续不断的运行中,从 机头开始铺底料和布料,然后经点火炉点火进行烧结。 4) 点火炉点火 布好混合料的台车在经过点火炉下时,点火炉使用煤气烧嘴燃烧,将混合 料上层所含的燃料点燃,点火后的混合料层由下方风箱将空气抽入,维持料层 中的固体燃料燃烧。为防止刚出点火炉的料层急剧吸入冷空气
24、,表面骤冷而使 烧结矿质量恶化,以防止料层上部热量不足,宝钢烧结机还设置了保温炉段, 以改善表面烧结矿质量。 5) 在台车上烧结 台车下面的风箱通过风箱支管与主排风管相连,主排风管有分离粉尘的功 能,粉尘由主排风管下的双层阀排放到皮带运输机上。混合料经点火炉点火后, 台车在风箱上运行,空气被抽入料层,被点燃的焦粉向下继续燃烧,烧结过程 连续进行,最后混合料形成烧结饼在机尾卸下。 级的特大型高炉的稳定高效运行提供了可靠保证。6) 烧结矿冷却 烧结台车到达机尾时,燃烧到也相应到达台车上料层的底部,这时台车上 的混合料已全部变成烧结饼,并因台车在机尾处倾翻而卸落。烧结饼经过单辊 破碎机破碎后,进入环
25、式冷却剂,即低于 150。 为综合利用余热,宝钢将冷却机排出的废气余热加以回收,共有以下三种 途径: 做点火炉煤气燃烧的助燃空气 热风烧结 通过余热锅炉生产低压蒸汽 7) 成品矿处理 冷却后的烧结矿经过三次筛分,分为成品烧结矿、铺底料和返矿。成品烧 结矿粒度为 515 ,其中一部分 1020 的做铺底料,小于 5 的为返矿, 返回配料贮矿槽,重新参加配料。 (2) 主工艺相关 (1) 烟囱和烟道 烟道用于将烧结过程中产生的废气从风箱引至烟囱,考虑到废气脱硫,宝钢 烧结机有两个烟道,为提高废气的扩散程度,减小污染,三台烧结机的烟囱高度 均达 200m。 (2) 除尘器 宝钢烧结机主配气系统除尘采
26、用狂间距高电压 ESCS 型电除尘器,使厂区环境 得到净化。除主排气系统外,烧结厂各主要扬尘点采用 EP 型电除尘器和布袋除尘 器,使工作环境得到进一步改善。 (3) 焦粉处理设备 作为烧结固体燃料的焦粉是利用高炉筛下焦经磨碎后得到的。焦粉粒度的适 应范围与原料性质有关,一般控制在 0.53 内,平均粒度目标值为 1.01.8 。 (4) 计量检测和控制设备 烧结厂计量检测装置有定量给料装置、风箱压力计、废气温度计、煤气流量 计、主排风机风量计、负压计和温度计、混合料中水分计、矿槽料位计等。通过 这些计量检测装置可实现烧结过程的自动化。自动控制设备以稳定原料成分和性 质为目标,包括配料控制、矿
27、槽料位控制、添加水控制、料层厚度控制、点火温 度控制、烧结机机速控制等等。 2.2.5烧结矿机理 铁矿粉烧结过程中,矿石中的酸性氧化物与碱性氧化物在 800左右开始通过固相 反应生成低熔点化合物。 随着温度进一步升高,这些低熔点化合物逐渐熔化形成液相,且扩散至整个烧结体, 形成“立体网状交织结构”,将未熔矿粉粘结起来,冷却后形成烧结矿。 概括来说,烧结矿的成矿过程主要包括:固相反应、液相生成、结晶冷却。 (1) 固相反应及其影响因素 烧结过程中的固相反应是烧结过程中的一个重要物理化学变化,它能促进 烧结料中易溶矿物的形成,并加快液相生成的速度。 影响固相反应速度的因素主要有: 固相反应速度随原
28、始物料分散度提高而加快。因为分散度越高,粒度越细, 晶格的活化能越高,且矿石颗粒间的接触面越大。 升高烧结温度和延长高温过程时间均有助于提高固相反应速度。 (2) 液相生成及其影响因素 烧结过程中液相生成及冷凝是烧结矿固结成型的基础,液相组成性质和数 量决定烧结矿的矿物成分和显微结构,同时也很大程度上决定了烧结矿的产品 质量。 影响液相生产的因素: 烧结温度 烧结矿碱度 烧结气氛 混合料化学成分 (3) 液相的冷却结晶 结晶过程除与结晶温度、先析出的晶体和杂质、液相粘度和结晶速度有关 外,还有冷却过程密不可分。如果冷却速度过快,结晶能力差的矿物就以非晶 质体存在,在冷却过程中,由于冷却速度不同
29、,不仅造成热应力,而且还造成 矿物的晶型转变而产生的结构应力,这些对烧结矿的强度均不利。2.2.6烧结设备的组成和功能烧结生产工艺流程一般可分五个部分:原燃料准备系统;配料、混料和布料系统;点火 相抽风烧结系统;成品处理系统和抽风除尘及辅助设备等。宝钢烧结设备见下表:其主要设备的原理及作用,简述 如下。(1)贮矿设备 贮矿槽为配料贮矿设备, 用于将烧结用的各种矿粉储存在料场内, 由皮带机送到配料贮 矿槽内、参加配料。(2)混料设备 通过配料系统配合好的混合料需混匀、加水和造球。采用一次和二次混合机,一次主要 是混匀,二次主要是造球。一、二次混合一般采用圆筒式混合机。 (3)铺底料和布料设备 为
30、了防止粉料由台车篦条间隙抽到抽风系统中和避免篦条烧坏。 烧结工艺中都设有铺底料设 备。在混合料布到台车前,先铺一层厚 20 mm 左右的底料(10 mm 一 20 mm 烧结矿)、然后 由布料设备将混合料布在台车上进行点火烧结。布料设备主要由混合料仓、圆筒布料器、布 料闸门等组成。 (4)点火炉 点火炉设置在烧结机头部台车的上方、内设有喷嘴将煤气和空气混合燃烧使台车上 的混合料表层燃料点燃,随之烧结过程开始。因炉内为高温区,需用耐火材料砌内壁。(5)烧结机 烧结机为主体设备。 烧结机由框架、 机头、 机尾大星轮、 台车及风箱和传动装置等构成。 台车在机架轨道上循环运行。通过台车下的风箱与抽风系
31、统,将空气抽入料层内、使燃料燃 烧。 宝钢 450 m 烧结机的给排矿部采用的重锤立杆式端部密封装置(日立-鲁奇式)、替代了 弹簧盘盒式等老式的结构形式。目前已为各种烧结机所采用。 (6)主抽风机和除尘设备抽风烧结法是通过主抽风饥在料层下形成负压而使空气吸入料层内进烧结。 主抽风机 是烧结生产工艺中重要设备之一。 烧结负压一般为 0.01MPa0.02MPa 风量为 90m m 100 m m 。为了减少主抽风机磨损扣保护环境、烧结废气入风机前需除尘。除尘设备一般多用 多管除尘器和电除尘器。 (7)烧结矿处理设备烧结矿温度很高,为了方便运输并且满足高炉生产要求、需对其进行冷却。目前多 用环式或
32、带式冷却机(抽风或鼓风)进行冷却, 使烧结矿温度降到 150 度以下。 为了提高冷却 效果,在冷却前有的用单辊破碎机破碎和热振筛筛分热烧结矿。5mm 的烧结矿入冷却机, 5mm 的返回,参加配料。冷却后的烧结矿,根据高炉生产要求,进行整粒。一般通过多次 破碎和筛分,来完成。破碎多用对辊式破碎机筛分多用振动筛。2.3高炉生产工艺与设备 2.3.1高炉炼铁原理 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
33、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。2.3.2 宝钢高炉概况宝钢现有 4 座 4000m级大型高炉。 (1) 1BF 第一代于 1985 年投产,1996 年 4 月 3 日停炉。第二代于 1997 年 5
34、月 25 日投产,2008 年 9 月 1 日停炉。第三代于 2009 年 2 月 15 日投产。 (2) 2BF 于 1991 年 6 月 29 日点火投产,2006 年 9 月 1 日顺利停炉,历经 15 年 3 个月,累计产铁 4717.6579 万吨,单位炉容产铁达到 11611.27 吨,创国内 4000m以上大型高炉长寿之最,成为世界上最长寿高炉之一。二代高炉已于 2006 年 12 月 7 日 12:58 点火投产。 (3) 3BF 于 1994 年 9 月 20 日点火投产。 (4) 4BF 于 2005 年 4 月 27 日点火投产。2.3.3高炉炼铁流程图2.2 高炉生产的
35、工艺过程图(1)备料宝钢的矿石是由澳大利亚用船运至宝钢的原料码头, 用抓斗式卸料机将矿石 卸到皮带运输机上,运至宝钢的原料厂。其中贫矿经过破碎、选矿、烧结等工艺过程变成人 工富矿(烧结矿) ,烧结矿经破碎、筛分由皮带运输至炼铁厂的原料仓。对于焦炭,也由皮 带机系统运到炼铁厂焦炭仓。(2) 上料 宝钢高炉采用无料钟式炉顶,由带式运输机上料。原料、燃料和熔剂都是按 一定比例一批一批地有程席地装入高炉的。 每批科的各种组成都要经过称量, 烧结矿和焦炭 按质按量装入带式上料机。 上料机把原料送到高炉炉顶, 炉顶布料设备按一定的工作制度将 原料由炉喉装入高炉内。(3)冶炼 高炉冶炼是连续地进行的。动力厂
36、的鼓风机连续不断地把冷风送到炼铁厂, 经热风炉加热到 12001300,通过炉缸周围的风口送入高炉。同时在风口区加入各种喷吹燃料和富氧。 焦炭和鼓入的热空气燃烧后产生大量的煤气和热量, 使矿石源源不断地熔 化、还原。产生的铁水和熔渣贮存在高炉炉缸内,定期地出渣和出铁。 (4)产品处理 宝钢每座高炉有三个出铁口,轮流出铁,出铁时,用开口机打开出铁口, 炉渣和铁水通过分离器分离, 渣子由渣沟流走进行处理作为其它用途, 铁水由出铁沟流入鱼 雷罐车中,由鱼雷罐车运至炼钢厂进行炼钢,或运到铸铁车间用铸铁机浇铸成铁块。每次出 铁完毕后用泥炮把出抉口堵上。 经高炉导出的煤气通过除尘器、洗涤塔、文氏管清洗除尘
37、后,沿煤气管道输往各用户使 用。 从防尘器徘出的炉尘经车辆运往烧结厂作为烧结原料。 从洗涤塔和文氏管系统排出的污 水导入沉淀池,回收起来作为其他用途。2.3.4高炉炼铁设备 (1) 高炉炼铁主设备 1) 高炉本体密闭的高炉本体是冶炼生铁的主体设备。它是由耐火材料砌筑成竖式圆筒 形,外有钢板炉壳加固密封,内嵌冷却设备保护。 高炉内型 高炉内型从下往上分为炉缸、炉腹、炉腰、炉身和炉喉五个部分,该容积 总和为它的有效容积,反映高炉所具备的生产能力。 高炉炉衬 高炉内耐火材料砌筑的实体称为高炉炉衬,其作用是形成高炉工作空间。 炉衬在冶炼过程中将受到侵蚀和破坏。炉衬被侵蚀到一定程度,就需要采取措 施修补
38、。 2) 高炉冷却设备 冷却设备的作用是降低炉衬温度;提高炉衬材料抗机械、化学和热产生的 侵蚀能力,使炉衬材料处于良好的状态。高炉使用的冷却设备主要有冷却壁、 冷却板和风口。冷却壁紧贴着炉衬布置,冷却面积大;而冷却板水平插入炉村 中,对炉衬的冷却深度大,并对炉衬有一定的支托作用。 3) 高炉基础与高炉金属结构 高炉基础是将所承受的静负荷、动负荷和热负荷等均匀的传给地层,并与 地层承载应力相适应,由耐热混凝上基墩和钢筋混凝土基座两部分组成。 4) 炉顶装料设备 按炉顶装料结构分为双钟炉顶装料设备和无钟炉顶装料设备。宝钢一高炉 并罐无料钟布料模式;二高炉采用并罐无料钟布料模式;四高炉采用并罐无料
39、钟布料模式。 5) 探料装置与均压装置 探料装置的种类主要有:料面仪、放射性同位素探料和激光探料等。目前 应用较多的是机械探料装置。均压采用高压煤气或氮气。 (2) 附属设备 1) 原料供应系统 2) 送风系统高炉送风系统包括:鼓风机、冷风管路、热风炉、热风管路(热风围管和热 风支管)以及管路上的各种阀门等。3) 喷吹系统 高炉喷吹主要有固体燃料、液体燃料、气体燃料,可单独喷吹也可混合喷 吹。我国高炉以喷煤为主,其工艺流程一般包括煤粉的制备、煤粉的喷吹。 4) 煤气处理系统 高炉煤气的回收除尘系统包括:炉顶煤气上升管、下降管、煤气遮断阀或 水封、除尘器、脱水器。高压操作高炉还有高压阀组等。 5
40、) 渣铁处理系统 高炉渣铁处理系统主要包括:炉前工作平台、出铁场、渣及铁沟、开口机、 泥炮、堵渣机、铸铁机、炉渣处理设备、铁水罐等。出铁场一般比风口平台低 约 1.5m。由铁口到砂口(撇渣器或渣铁分离器)的一段为主沟。3炼钢厂3.1 炼钢厂概况 宝钢股份炼钢厂由一炼钢、二炼钢和电炉单元组成。一炼钢由一期、二期工程组成。 而二炼钢和电炉单元属于宝钢的三期工程。 一炼钢一期工程于 85 年 9 月建成投产,主体项目为混铁车脱硫预处理,3 座 300t 顶底复吹转炉、RH 精炼、模铸和整脱模生产线。二期工程以两台 1930 立弯式板坯连铸 机为主体,及其配套的 KIP/CAS 精炼和连铸精整生产线,
41、整个工程于 1989 年 7 月 1 日 一次投产成功。炼钢厂的一期、二期工程总体设备从日本新日铁全套引进,综合了当时 世界上最先进的工艺和设备,建成时具有世界钢铁行业八十年代初的先进水平。设计年 产钢水 671 万吨,钢锭、坯 648.5 万吨,其中连铸坯产量 400 万吨。在消化一二期引进 的设备技术后,三期工程主体设备主要在国内设计制造。电炉单元于 96 年 12 月投产, 主要设备有 2 座 150 吨超高功率双炉体直流电弧炉、钢包精炼 LF 炉、真空脱气 VD 炉 及高拉速六方圆(方)坯兼容弧形连铸机等,具有 90 年代世界先进水平。设计年产钢 水 100 万吨,钢坯 96 万吨。二
42、炼钢于 98 年 4 月建成投产,主要设备有铁水预处理(三 脱)、 2 座 250t 转炉、二次精炼 RH-KTB、IR-UT 及两台 1450 立弯式板坯连铸机。设 计年产钢水 300 万吨,板坯 288 万吨。 3.2炼钢厂相关设备 (1) 副原料输入输出的特点 1) 采用皮带机上料运输; 2) 实行精料制度; 3) 采用多种运输方式; 4) 自动化程度高,基本实现无人操作; 5) 设有除尘效果比较好的除尘设备,防止环境污染,改善了劳动条件。 (2) 氧枪系统 1) 氧枪系统的功能划分 A 枪系统主要用途:吹炼、BRP 脱磷、新开炉烘烤。 B 枪系统主要用途:吹炼、溅渣。 2) 氧枪设备的
43、特点 氧枪本体端部呈雏形,减少枪体操作中的粘冷钢现象。 较完善的安保系统。 氧枪操作自动化程度高,在中央操作室即可实现各种模式的切换。 3) 副枪主要用途 测温(吹炼中的测温为动态控制提供依据) 定碳(吹炼中的定碳为动态控制提供依据) 定氧(停吹出钢前的定氧为合金计算提供依据) 液面高度检测(测定后的数据为液面 CPU 计算提供依据)(3) 300t 转炉 1) 相关参数 公称容量:300t 炉体内径:8500 炉体高度:11500 倾动速度:0.15r/min、0.30 r/min 、1.50 r/min 三档 2) 主要特点 采用了全悬挂式四点传动的倾动装置,设备布置紧凑;炉体与托圈三点支
44、 撑的连接方式。 炉口水冷、炉锥水冷、托圈水冷、托圈和炉体之间风冷。 (4) 转炉底吹系统 1) 一炼钢底吹的特点 宝钢 300t 氧气顶吹转炉于 1990 年 6 月进行了复吹改造,引进新日铁的 LD-CB 顶底复吹技术,后又引进奥镁风口技术。随着宝钢自主开发的 BRP 技 术的日渐成熟,宝钢一炼钢底吹进一步完善。其主要特点是: 设备供气强度调节范围大 风口的可更换性 采用独路风口控制 2) 底吹在冶炼中的作用 弥补了顶吹搅拌不足的缺点,在低碳领域脱碳反应仍进行地很活跃,冶炼 低碳钢更方便。 吹炼过程中,由于底吹气体量可以进行较大范围的调整,是渣中(TFe) 能够控制住适当的范围。可以做到不
45、延长冶炼时间进行停吹后搅拌动作, 降低了渣中(TFe)。 由于底吹气体强化了熔池内的搅拌力,提高了脱磷效率,亦降低了生石灰 的消耗量。 由于降低了渣中(TFe),使低碳领域停吹时钢中含锰量有了显著提高。 提高钢的纯净度,底吹使冶炼含碳量小于 0.04%的低碳钢时,钢中含氧量 仍比顶吹转炉冶炼时约低 200ppm。 底吹技术为基础的 BRP 技术的开发,使 2Cr13 钢种在一炼钢成功冶炼,为 帘线钢的稳定生产,起保证作用。 (5) 300t 转炉造渣制度 控制炼钢过程的重要手段就是掌握造渣制度,所谓造渣制度就是通过加入造渣材料 及掌握氧气喷枪等操作及时调整炉渣的化学成分和物理状态,做到早化渣,
46、化好渣,控 制住渣的氧化性等,使炉渣在冶炼过程中,真正起到脱磷、脱硫、保护炉衬、减少喷溅 的作用。 造渣材料的种类及其规格: 副原料:石灰、轻烧白云石、生白云石、镁球、菱镁矿、萤石。 冷却剂:铁矿石、锰矿。 对于副原料和冷却剂的成分及粒度尺寸,宝钢有严格的规定。3.1转炉炼钢生产工艺与设备3.1.1氧气顶吹转炉炼钢 氧气顶吹转炉最初于 1952 年和 1953 年先后在奥地利的林茨和多纳维茨开始投入生产, 以后相继在许多国家得到推广,到 1972 年国外氧气顶吹转炉炼钢的产量已占世界总产钢量 的 53,在各种炼钢法中占绝对优势,目前氧气顶吹转炉炼钢是主要生产钢的方法。 氧气顶吹转炉炼钢法, 是
47、由水冷氧枪自转炉炉口伸入炉内直接向熔池吹入高速氧流的一 种炼钢方法。 氧气顶吹转炉炼钢的原料主要有以下几种: 金属料:铁水(废钢、生铁块也属于金属料); 冷却剂:废钢,铁矿石,氧化铁皮,生铁块; 造渣剂:石灰,萤石,石灰石; 氧化剂:氧气; 脱氧剂:最常用的是硅、锰、铝,或它们和铁的合金。 在上面这些原料中又以铁水和石灰的质量对炼钢过程影响最大。氧气 顶吹转炉炼钢主要就是去除铁水中的碳、硫、磷、硅、氧、气体等杂质, 并按要求进行合金化及达到所需温度。 一般吹氧时间 1618 分钟, 冶炼一 炉钢需要 28 分钟左右。 氧气顶吹转炉炼钢的生产工艺过程如图 2.4所示: 图3.1氧气顶吹转炉炼钢的
48、生产工艺过程宝钢氧气顶吹转炉为 250 吨四点全悬挂驱动氧气顶吹转炉本体,如图 2.5所示:图3.2宝钢氧气顶吹转炉结构图转炉炼钢的主要设备有: 添加辅料装置, 吹氧装置(氧枪及其升降装置) 转炉本体(炉 , 体,托圈,炉体与托圈连接装置,支承机构,驱动机构等) ,精练设备(RH 真空处理 LF 炉 等)3.1.2 连续铸钢 连续铸钢的一般生产工艺流程, 如图2.6所示。 由炼钢炉炼出的合格钢水经盛钢桶运送到 浇铸位置,通过中间罐铸入强制水冷的钢模结晶器内。结晶器是无底的,在铸入钢水之 前,必须先装上一个“活底” ,它同时也起引出铸锭的作用,这个“活底”就叫引锭链。铸 入结晶器的钢水在迅速冷却
49、凝固成形的同时, 其前部与伸人结晶器底部的引锭链头部凝结在 一起。引锭链的尾部则夹持在拉坯机的拉辊中;当结晶器内钢水升到要求的高度后,开动拉 坯机, 以一定的速度把引锭链(牵着铸坯)从结晶器中拉出。 为防止铸坯坯壳被拉断漏钢和减 少结晶器中的拉坯阻力, 在浇铸过程中既要对结晶器内壁润滑又要它做上下往复振动。 铸坯 被拉出结晶器后,为使其更快的散热须进行喷水冷却,称之为二次冷却,通过二次冷却支导 装置的铸坯逐渐凝固。这样,铸坯不断地被拉出,钢水连续地从上面铸入结晶器,便形成了 连续铸坯的过程。当铸坯通过拉坯机、矫直机后,脱去引锭链。完全凝固的直铸坯由切割设 备切成定尺,经运输辊道进入后步工序。
50、连续铸钢生产所用的设备, 实际上是包括在连铸作业线上的一整套机械设备。 通常可分 为主体设备和辅助设备两大部分。主体设备主要包括有:浇铸设备盛钢桶运载设备、中 间罐及中间罐小车或旋转台;结晶器及其振动装置;二次冷却支导装置;拉坯矫直设备 拉坯机、矫直机、引锭链、脱锭与引锭链存放装置;切割设备火焰切割机。辅助设备主要包括有:出坯及精整设备辊道、推钢机、翻钢机、火焰清理机等;工艺性设备中 间罐烘烤装置、吹氩装置、脱气装置、保护渣供结与结晶器润滑装置等;自动控制与测量仪 表结晶器液面测量与显示系统、过程控制计算机、测温、测重、测长、测速、测压等仪 表系统。 连铸过程示意图如图 2.6 所示:图3.3
51、宝钢板坯连铸机是立弯形连铸机宝钢板坯连铸机是立弯形连铸机,采用 5 点弯曲,6 点矫直,是采用液相矫直,结晶器 振动方式为正弦振动, 振动机构是四偏心式振动机构, 振幅为34mm, 拉坯速度在 1.2 1.3m/min。宝钢板坯连铸生产采用全程保护浇铸,及大包到中间包采用长水口,中间包到结 晶器也采用保护水口浇铸。而且采用了热送技术,即连铸坯采用火焰切割机切断后,大部分 直接送到轧钢厂进行轧制,在输送过程中,采用保温措施,使铸坯的温度尽量少的降低,达 到节能的目的。4热轧、冷轧生产工艺与设备4.1 1580热轧生产工艺图4.1带钢生产工艺流程图宝钢 1580mm 热轧是具有当代世界先进水平的热
52、轧带钢生产线,是宝钢三期 工程中的关键工程之一,它上承三期炼钢 1450 连铸、下接 1420 冷轧、1550 冷 轧,是宝钢三期工程中最早建成的成材厂。轧机的成套设备从日本引进,国内合 作制造机电设备,1999 年达产,设计年产能力 280 万吨。1580 热轧产品主要以 钢卷状态供冷轧作原料。主要用途有冷轧用热轧卷,镀锡板用热轧带钢,热轧钢 卷,热轧软钢,机械结构用带钢,汽车结构用带钢,冷轧无取向电工钢等。 1580 热轧线分为板坯库、加热炉、粗轧、精轧、卷取、精整等区域。板坯库具有调节 热轧厂与炼钢连铸供需关系的功能,是保证热轧厂高效率地组织生产,接受和存 放板坯的场地并在热轧厂检修时不
53、影响连铸的正常生产, 板坯以板坯类型、 材质、 宽度及长度等条件为基准进行堆放。1580 热轧板坯库布置为与连铸清理跨相连, 连铸坯可以尽快送到板坯库,有利于热装热送工艺的实施。入库连铸坯根据需要 进行冷堆放、保温坑堆放或保温炉堆放。1580 热轧的节能措施有炉顶和炉侧墙 采用复合炉衬,并增加耐火料层厚度,减少炉子热辐射损失;水梁和立柱采用双 层隔热包扎;炉尾设置较长的不供热的热回收段,以降低烟气出炉温度;在水平 烟道内设置高效率管状换热器预热助燃空气,回收出炉废弃中的余热。粗轧的目 的及工艺要求:粗轧机组的作用是将加热后的板坯,经本机组的定宽机、粗轧机 轧制成规定厚度和宽度的中间坯,供精轧机
54、轧制。工艺要求:中间坯厚度 30mm60mm,最大减宽量 350mm,粗轧出口温度950,除鳞压力15MPa。精 轧机设备组成包括切头飞剪辊道,切头飞剪侧导板,切头飞剪测速装置,切头飞 剪,精轧除鳞箱,精轧机前立辊轧机,七架四辊连轧机,活套装置,精轧入口侧 导板等。成品带钢经精轧机组合的输出辊道上的层流冷却装置冷却,将带钢冷却 到规定的卷取温度,由三助卷辊式全液压卷取机卷取成钢卷。 我们主要在 2050 热轧生产线进行参观实习,2050 和其他几条热轧生产线的 工艺流程差不多,只是在具体设备上有区别,生产钢卷宽度不一样。其工艺流程如下:加热炉高压水枪除表面氧化层粗轧压轧机组(SMS)水冷 却侧
55、宽仪打卷机标号出厂。在 2050 热轧车间我们看到,当钢 坯加热后,首先除去氧化层,粗轧,经过往返 5 次压轧、测宽,再经过七组压轧 机(SMS)轧制成型,然后 156 水幕带进行冷却,测宽,然后打卷。据介绍此 厂生产钢板厚 3mm。在压轧过程中,测得不合格的将推至一侧作废品。有 3 组打 卷机,平时两个工作一个备用,保证连续作业。 而 1580 厂不同的是加热后先使其变窄,热轧时只需 3 次,然后检测,再进 行精整,冷却打卷。这一系列工艺过程中,全部由机器完成,从生产到运输流水 自动化作业,这里温度达 40 多度,现场几乎看不到工人,高度的自动化是有利 的,这也是现代化工厂企业的标志。各工艺
56、主要功能简介: 板坯库:调节热轧厂与炼钢连铸的供需关系。 加热炉:将连铸坯加热,提高钢的塑性,已达到轧制要求。 粗 轧:包括四台机组,R1 包括竖直辊和水平辊。竖直辊控制宽度,水平辊控制 厚度。 精 轧:精轧采用七机组连轧,F1F7 压力逐渐减小,F1 压下量最大,且磨损最 严重。 卷取机:通过输出辊道层流冷却后卷成钢卷。其中,层流冷却系统只是带钢冷却系 统的一种,还有一种侧喷垂直喷系统。 当钢坯加热后,首先除去氧化层,粗轧,经过往返 5 次压轧、测宽,再经过七组压 轧机(SMS)轧制成型,然后 156 水幕带进行冷却,测宽,然后打卷。据介绍此厂生 产钢板厚 3mm。在压轧过程中,测得不合格的将推至一侧作废品。有 3 组打卷机,平 时两个工作一个备用,保证连续作业。4.2冷轧厂生产工艺与设备4.2.1宝钢股份冷轧厂概况宝钢股份冷轧厂产品涵盖了普冷板、电镀锌、热镀锌、彩涂板、镀锡板、电工钢、 耐指纹板、酸洗热轧板等众多品种,并具备规模产生高质量汽车外板、电机电气用材、 高档家用电气用材和高级包装用材。设计年
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