钢铁全流程报告

1、钢铁全流程专题报告通过我们的钢铁全流程的课程，我学到了很多知识，钢铁全流程的理解，顾名思义就是钢铁生产的全部过程的认识，我们曾经去过首钢实习，对这些也有一些认识方面的进步，我们主要以板材的生产为主要论述。炼铁，炼钢，热轧，冷轧，酸洗镀锌镀锡等，这是我理解的大概钢铁生产流程，先说高炉炼铁。高炉炼铁生产是冶金工业最主要的环节。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臵分批送入高炉，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

2、。一代高炉能连续生产几年到十几年。高炉冶炼目的是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。原理呢，就是生产时，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

3、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。然后是炼钢部分，也就是转炉炼钢。转炉炼钢是把氧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。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。下面说说转炉炼钢的原理。

4、转炉炼钢是在转炉里进行。转炉的外形就像个梨，内壁有耐火砖，炉侧有许多小孔（风口），压缩空气从这些小孔里吹炉内，又叫做侧吹转炉。开始时，转炉处于水平，向内注入1300摄氏度的液态生铁，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。这时液态生铁表面剧烈的反应，使铁、硅、锰氧化 (FeO,SiO2 , MnO,) 生成炉渣，利用熔化的钢铁和炉渣的对流作用，使反应遍及整个炉内。几分钟后，当钢液中只剩下少量的硅与锰时，碳开始氧化，生成一氧化碳（放热）使钢液剧烈沸腾。炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。最后，磷也发生氧化并进一步生成磷酸亚铁。磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫

5、化钙，一起成为炉渣。当磷与硫逐渐减少，火焰退落，炉口出现四氧化三铁的褐色蒸汽时，表明钢已炼成。这时应立即停止鼓风，并把转炉转到水平位置，把钢水倾至钢水包里，再加脱氧剂进行脱氧。整个过程只需15分钟左右。如果氧气是从炉底吹入，那就是底吹转炉；氧气从顶部吹入，就是顶吹转炉。然后是热轧的过程。热轧属于热加工的轧制过程。热轧生产效率高，规模大，能量消耗少，成本低，机械化、自动化程度高，适于大批量连续生产，是最重要的金属压力加工方式。热轧因加工时金属的变形抗力低和塑性好而得到广泛的应用。但由于轧制时轧件温度不易均匀，表面有氧化铁皮存在等原因，产品的尺寸精度和表面粗糙度都不如冷轧产品。热轧的主要设备是轧机

6、。用于热轧的轧机种类很多，有二辊轧机、三辊轧机、三辊劳特轧机、四辊轧机、Y型轧机、二辊斜轧机、三辊斜轧机、横轧机、万能轧机以及各类专用轧机等等。根据生产的产品品种、产品的质量要求、产量、场地条件等因素，热轧车间的轧机布置有许多形式，如单机布置、单列或多列的横列式布置、跟踪式布置、连轧式布置、棋盘式布置等。热轧生产的工艺流程大体包括原料准备、加热、轧制、精整等几大工序。热轧可用于轧制大钢锭或大钢坯，生产大规格尺寸的产品。如可轧制 70t 的大钢锭和 50t 左右的大钢坯，生产出厚度达500mm的厚板、直径达1070mm的无缝钢管、1200mm530mmH型钢和78kgm钢轨等。在热轧过程中，轧件

7、温度逐渐降低，材料的变形抗力逐渐增大，最终使热轧无法进行。因此热轧产品的尺寸不可能太小，只能轧制厚1mm的薄板、直径20mm的无缝钢管、直径5.0mm的线材等。冷轧的过程就是热轧的下一步，冷轧通常采用纵轧的方式。冷轧生产的工序一般包括原料准备、酸洗、轧制、脱脂、退火(热处理)、精整等。冷轧以热轧产品为原料，冷轧前原料要先除磷，以保证冷轧产品的表面洁净。轧制是使材料变形的主要工序。脱脂的目的在于去除轧制时附在轧材上的润滑油脂，以免退火时污染钢材表面，对不锈钢也为防止增碳。退火包括中间退火和成品热处理，中间退火是通过再结晶消除冷变形时产生的加工硬化，以恢复材料的塑性及降低金属的变形抗力。成品热处理

8、的目的除了通过再结晶消除硬化外。还在于根据产品的技术要求以获得所需要的组织(如各种织构等)和产品性能(如深冲、电磁性能等)。精整包括检查、剪切、矫直(平整)、打印、分类包装等内容。冷轧产品有很高的包装要求，以防止产品在运输过程中表面被刮伤。除上述工序外在生产一些特殊产品时还有各自的特殊工序。如轧制硅钢板时，在冷轧前要进行脱碳退火，轧后要进行涂膜、高温退火、拉伸矫直(见张力矫直)与回火等。酸洗方面，酸洗就是利用酸溶液去除钢铁表面上的氧化皮和锈蚀物的方法。是清洁金属表面的一种方法。通常与预膜一起进行。一般将制件浸入硫酸等的水溶液，以除去金属表面的氧化物等薄膜。是电镀、搪瓷、轧制等工艺的前处理或中间

9、处理。现阶段采用的酸洗工艺除去不锈钢表面厚氧化皮，使用温度高，酸洗时间长，导致加工成本居高不下；而常温除氧化皮工艺对除去薄氧化皮效果好，对厚氧化皮效果不理想，特别是焊接处黑渣基本上除不掉 。针对这种情况，笔者在总结不锈钢前处理成功经验的基础上，采用两步酸洗综合处理技术，研究成功了不锈钢常温快速酸洗工艺。该工艺常温下能快速去除不锈钢表面厚氧化皮，特别是对焊接处黑皮及夹杂物去除效果好，酸洗处理后表面洁净光亮，不易失光褪色，不泛黄。镀锌工艺也是后续的工艺之一，热镀锌又称为热浸镀锌，他是在高温下把锌锭融化，在放入一些辅助材料，然后把金属结构件浸入镀锌槽中，使金属构件上附着一层锌层。热镀锌的优点在于他的

10、防腐能力强，镀锌层的附着力和硬度较好。缺点在于价格较高，需要大量的设备和场地，钢结构件过大不易放入镀锌槽中，钢结构件过于单薄，热镀又容易变形。富锌涂料一般指的是含有锌粉的防腐涂料。镀锡工艺也是不锈钢后续加工的一个重要环节，那么镀锡的好处是什么呢，因为锡是一种银白色的金属，无毒，具有良好的焊接和延展性等，并且广泛应用电子、食品、汽车等工业。电镀锡溶液主要有碱性和酸性两大类，酸性体系中又分硫酸盐、甲基磺酸体系及氟硼酸体系镀锡等。实际生产中应用较多的是硫酸盐、甲基磺酸体系的酸性光亮镀锡工艺。而且镀锡具有下列特点和用途：化学稳定性高，在空气中耐氧化，不易变色。一般条件下，镀锡层对钢铁来说是阴极性镀层，

11、因此只有在镀层无孔隙时才能有效的保护钢铁基体；但在密闭条件下的有机酸介质中（例如罐头内部），锡是阳极性镀层，即使有孔隙仍具有电化学保护作用，而且溶解的锡对人体无害，故常作食品容器的保护层。锡导电性好，易钎焊，所以常用以电子元器件引线、印刷电路板及低压器件的电镀。我听完钢铁流程课之后，感觉对我的专业帮助很大，丰富了我关于钢铁生产方面的知识，解决了一些关于钢铁生产一些问题的困惑，我是学习冶金机械的，对于设备方面的认识也比之前更好，我更加感兴趣于我们这个钢铁方面的内容，并且对自己的课程的连接也起着至关重要的作用，我也更有信心学好这一系列的知识。至于未来的发展方向，我想还是做和这些有关的工作吧，机械方

12、面的，钢铁厂也有很多的机械设备，也是我考虑的发展方向，毕竟，人们在做自己喜欢的事业的时候，会有很多的进步。根据我的专业知识，对钢铁和行业的某一方向进行论述，我选的是技术与管理对钢铁行业生产成本的控制这一方面。对于钢铁工业来说，降低生产成本、提高利润空间一直是最为迫切的任务之一。目前国内钢铁行业并不景气，要想改善这种状况的最好办法就是降低生产成本，在销售不宜改变的基础上提高利润，为钢铁行业注入新的活力。要降低生产成本必须分析目前国内乃至国际上钢铁产品的生产成本，找到可以改良的地方，对症下药才可以解决生产成本过高的问题。而钢铁生产成本分析所涉及到的有钢铁生产能力、主要成本要素及市场价格与其他影响因

13、素。目前钢铁行业生产扁平材产品绝大部分是采用长流程高炉氧气转炉工艺技术，即使用焦炭高炉炼铁技术、氧气转炉炼钢技术、普通连铸技术和多机架大型热轧机组技术。另外，生产扁平材产品采用的各种其它生产工艺技术，包括：使用直接还原铁为金属入炉料在电炉中炼钢，通过普通连铸设备技术生产板坯，通过热轧机组轧出热轧板卷产品；使用废钢为金属入炉料在电炉中炼钢，配上薄板坯连铸设备和紧凑式热轧机组轧制热轧板卷产品；外购板坯或小方坯，在独立热轧机组设备轧制钢材产品。一般来说，每个钢铁厂的生产成本根据其原料供应及价格特定情况都要单独地进行分析评估。在企业生产成本中，一些成本要素同世界市场价格有关，另一些成本要素同世界市场价

14、格则无关。例如，拥有自己铁矿原料基地的钢铁公司在短期内不会受世界铁矿石出口市场价格影响。在其他情况下，钢铁厂生产成本受到世界市场价格、汇率及运输成本变化所带来的影响极大。随着前几年世界钢铁工业出现一些重大的并购活动, 世界钢铁产业结构依然处在结构优化之中。目前世界钢铁工业领域一起最大并购活动即米塔尔钢铁公司和阿塞洛钢铁公司并购之后新组建阿塞洛米塔尔钢铁公司。显而易见, 钢铁产品大生产集中度将会对市场产生重要的影响，也对国内钢铁企业带来重要的启示。首先，米塔尔并不是一些国内钢铁业内人士印象中的一个单纯的财务投资者，米塔尔的行业经验、并购战略，以及消化整合包括美国和欧洲最大的钢铁公司在内的全球钢铁

15、公司的能力，都说明了这一点。它所具备的一些整体性战略优势，是目前包括中国企业在内的世界钢铁业绝大多数企业所不具备的，而且是想具备也不是短期内就能具备的。其次，米塔尔的并购时机选择不仅是在钢铁行业的衰退期，而且也在钢铁行业的繁荣期，这是值得我们高度重视的。在中国钢铁产业繁荣期，米塔尔未能如愿进入中国及亚洲市场，在行业衰退期我们应该研究相应的对策。从钢铁生产自身入手，改进生产技术从而降低生产成本的效果是很好的。通过引进最新的钢铁生产技术，降低吨钢生产成本和吨钢投资费用是最有效的解决成本问题的方法，目前，在这方面已取得许多进展。金属入炉料的可回收性是降低生产成本的基础。钢铁具有磁性，很容易同其他材料

16、分离开。因此，钢铁是最容易回收的材料，且回收废钢铁过程是最有利于环保和人类健康的技术。新的钢材消费总量中几乎1/3 是采用回收废钢铁作为金属入炉料并主要依靠电炉炼钢技术生产的钢材。而电炉炼钢技术也取得了巨大进展，如超高功率电炉、废钢预热技术、泡沫渣操作技术、氧气燃料喷吹技术、优质耐火材料和电炉车间电脑控制技术等。电炉炼钢技术的进步大大减少了电炉炼钢时间, 从原先的2 小时，缩短到目前不到45 分钟。采用上述技术可以降低电炉炼钢生产成本要素费用，如劳务费用、电费以及电极和耐火材料费用，提高了以电炉为基础的小钢厂的资本效率，使得短流程电炉小钢厂在整个钢材产量构成和钢铁工业领域投资份额上都占有极其重

17、要的位置。薄板坯连铸技术是推动生产成本进一步下降的因素。薄板坯连铸技术在商业上获得广泛的推广使用，使得短流程电炉小钢厂工程项目可以安装产量规模更小的铸造、轧制设备，并靠近市场建厂、生产和销售，可大幅度地降低吨钢投资费用和生产(营销）成本。目前短流程电炉薄板坯连铸连轧小钢厂生产的厚度较薄的热轧扁平材产品逐渐占领了原先冷轧板卷产品市场份额，使钢在整个材料市场上具有更强的竞争能力。薄板坯连铸技术在商业上获得成功不仅推动了钢材生产成本和钢铁设备投资费用进一步下降,而且使具有钢铁工业技术革命性意义的短流程电炉薄板坯连铸连轧小钢厂进入到与现代化长流程高炉转炉大钢铁联合企业并驾齐驱发展的行列之中。高炉炼铁技

18、术在降低生产成本上具有巨大潜力。钢材消费总量中70 %是由铁矿石经炼铁炼钢轧钢过程生产出来的。以铁矿石为原料生产的初级金属入炉料既可以采用高炉炼铁技术炼制，也可以采用直接还原铁技术炼制。直接还原铁技术发展很快的主要原因是，能源费用低，并且能同电炉炼钢技术联合在一起使用。非高炉炼铁技术和高炉转炉一体化工艺技术在降低生产成本上具有广阔前景直接还原铁技术是一项重要的生产固态金属入炉料的技术,其发展相当稳定。直接还原铁目前占生铁总产量的10 %,其绝大部分设备使用天然气和球团铁矿。目前试图采用流态化床还原反应器或转底炉来省去粉矿球团化加工工序在技术上已取得局部成功,但是,至今尚未投入商业性生产,其主要

19、原因是,流态化床还原反应器或转底炉每单位反应器容积生产强度太低,这就导致设备投资资本效益低下, 超过了省去粉矿球团化加工工序所节约的那部分生产费用。过程控制系统以及超轻热轧带钢技术是降低生产成本的重要举措。当代钢铁生产技术重大进步之一是,钢铁生产各环节设备操作采用了过程控制系统,为钢铁工业带来了巨大的经济效益。中性网络控制系统将能更好地控制或操作复杂系统,如高炉炼铁、氧气转炉炼钢、钢水板坯连铸以及随后的板坯或小方坯轧制成成品钢材。由于实行过程控制,提高了钢材成材率。中性网络控制系统投入使用还大大地减少了因用户拒收所造成的成品材价值损失,经济效益极其明显。电炉炼钢多方案入炉料选择为降低生产成本提

20、供了重要途径小钢厂由于有着各自的具体条件、流程限制和生产技术,都会影响金属入炉料配比方案的选择。在炼铁领域里,许多重大研究开发技术为选择金属入炉料配比方案提供了更多的机会。如热压块铁(HBI)和直接还原铁(DRI)外销资源供应增加；冷料生铁外销资源供应量增加；直接还原铁直接热装现场电炉已进入商品化阶段；复合球团矿炼铁技术已进入商业化阶段；碳化铁投入使用；熔融还原铁工艺技术已进入商品化阶段。降低生产成本不仅仅要从钢铁生产本身入手，企业的管理也非常重要，良好的企业管理机制也会降低产品的生产成本，提高利润。成本管理是企业经营管理的关键环节,成本中的物化劳动消耗和活劳动消耗是直接由人来掌握和控制的,因此,充分挖掘人的潜力与调动人的积极性,是保证成本目标实现的基本前提。要把全厂职工的思想从“以生产为中心”向“以成本管理为中心”转变,使降成本工作一年上一个台阶。循序渐进逐步实现全员成本管理。初期进行车间核算，通过对车间目标成本进行考核,使车间对成本意识得到加强,车间通过自己核算,意识到了成本工作的重要性,使成本管理在车间扎下了根。中期进行班组核算，成本管理核算小组负责对车间考核,车间负责对班组考核。通过对班组目标成本进行考核,使车间担负起成本管理工作的重任,进一步加强了车间的成本核算意