提钒与炼钢工艺.ppt

1、提钒与炼钢工艺,课程性质 课程目标 课程体系 教学内容 考核评价 学习方法,这是什么？ 它有什么用？ 它是用什么材料制成的？,关键点：钢铁制成的！,钢与铁的区别,钢系由生铁再炼而行，有较高的机械强度和韧性，还具有耐热、耐腐蚀、耐磨等特殊性能。,观看录像0,炼钢的任务,为什么要提钒,资源：铁矿、钒钛磁铁矿 钒钛磁铁矿的冶炼：主要是用回转窑电炉或高炉，冶炼出含钒铁水（含钒为0.250.35）。含钒铁水进行转炉提钒，得到钒渣和半钢。钒渣进一步加工成钒制品，半钢再去炼钢。,课程性质,是钢铁冶金专业的一门”工具”课 是钢铁冶金专业的一门”核心”课 是学生就业择业的直通车 具有炼钢的共性与提钒的个性 专业

2、必修课,学这有啥用啊?,课程体系,考核评价,理论知识考核,考核评价,实践环节考核标准参照考试,学习方法,端正的学习态度 保证课堂学习效率 不断充实所需理论知识,服务于实践 充分利用课外时间,进行实践训练,教学内容,提钒与炼钢工艺,氧气转炉炼钢法,中国钢铁工业发展状况及发展趋势,现代钢铁生产工艺流程,炼钢技术的发展简史,钢铁工业在国民经济中的地位与作用,绪 论,钢铁工业在国民经济中的地位与作用,金属材料发展情况介绍,据国际钢协经济委员会预测，截止到2010年，全世界钢的需求量预计每年将增长4.9%，其中，中国对钢的需求量预计每年将增长8.4%；2010年至2015年期间，全世界钢需求量的年增长速

3、度为4.2%。国内市场对钢铁产品的需求将继续呈现适度、稳定增长态势，到2010年我国钢消费将达到4.7亿吨，其中钢材将达到4.4亿吨。,钒钛资源及生产介绍,攀西（攀枝花西昌）地区 ： 钒钛磁铁矿资源储量98亿吨，占全国铁矿资源储量近20% 。 钒资源储量占全国储量的61%，占世界储量的11.6%，居中国第一、世界第三 。 钛资源储量在国内具有绝对优势，占全国储量的90%，世界的35%，居世界第一位 。 攀钢 ：我国最主要的钒原料、钒产品和钛原料基地 。,提钒与转炉炼钢工艺是冶金生产中的重要工艺。 钒钛磁铁矿冶炼出的含钒铁水的后步处理工序环节主要为： 含钒铁水脱硫氧气转炉吹炼提取钒扒钒渣半钢预处

4、理脱磷扒渣半钢入转炉炼钢。,2006年攀钢钒钛产品产量及占全国比重,钢铁冶炼技术的发展简史,海绵铁,液态生铁,钢铁分为二步冶炼法,炼钢方法的发展状况,海绵铁（固） 液态生铁 钢铁分为二步冶炼法 ,转炉：1856年，英国人贝塞麦发明底吹酸性空气转炉炼钢法1879年英国人 托马斯又发明了碱性底吹空气转炉炼钢法， 1891年法国人特罗佩纳发明了酸性侧吹转炉炼钢法 40年代，制氧技术得到了迅速的发展 1948年德国人杜雷尔在瑞士采用水冷氧枪垂直插入炉内吹炼铁水获得成功 奥利地钢铁联合公司在1952年林茨城，1953年在多纳维茨城先后建成了30吨氧气顶吹转炉车间并投入生产，称为LD法（氧气顶吹转炉炼钢法

5、的代称）。而在美国一般称做BOF或BOP，在英国、加拿大等地，称做BOS。先进工业国家已取代了平炉（主要缺点是生产的钢种有限，主要冶炼低碳钢和部分合金钢。）1967年原联邦德国和法国建成了氧气底吹转炉 1969年原联邦德国采用钢包喷射冶金技术 1974年英国首先在1.25转炉上，1975年法国和卢森堡合作在65吨转炉上先后试验成功顶底复合吹炼转炉炼钢，目前已在世界范围内推广。 如图01所示,平炉：1864年法国人马丁利用蓄热室原理发明了平炉炼钢法 1865年建成了第一座酸性平炉 1880年出现第一座碱性平炉。50年代平炉钢产量占世界总钢产量的82%,现代平炉构造如图02所示。,观看录像1,结论

6、：需要外来热源，平炉设备复杂，生产率低，现已被淘汰。,电炉：1897年产生于德国。1899年，法国人海劳尔特发明了电弧炉。20世纪60年代以来，电弧炉在向大型化发展的同时，采用了高功率（400700KVA/t）、超高功率（7001000KVA/t）的供电系统、水冷炉壁、助熔技术、自动化操作及炉底出钢、炉外精炼等技术,使其“电能耗高、生产率低”的状况得到了明显的改观。,现代主要炼钢方法有平炉炼钢法、氧气转炉炼钢法、电弧炉炼钢法。请看录像2,目前世界上最主要的炼钢方法是氧气转炉炼钢法。,回顾氧气转炉炼钢技术的发展，它可化分为三个时期：,转炉大型化时期（19501970年）。以转炉大型化技术为核心，

7、逐步完善了转炉炼钢工艺与设备。先后开发出大型化转炉设计制造技术、OG法除尘与煤气回收技术、计算机静态与副枪动态控制技术、镁碳砖综合砌炉与喷补挂渣等护炉工艺技术。,回顾氧气转炉炼钢技术的发展，它可化分为三个时期：,转炉复合吹炼时期（19701990年）。这一时期，由于连铸技术的迅速发展，出现了全连铸的炼钢车间。对转炉炼钢的稳定性和终点控制的准确性提出了更高的要求。为了改善转炉吹炼后期钢渣反应远离平衡，实现平稳吹炼的目标，综合顶吹、底吹转炉的优点，研究开发出各种顶底复合吹炼工艺技术，在世界上迅速推广。,转炉综合优化时期（1990年以后）。这一时期，社会对纯净钢的生产需求日益增加。迫切需求建立起一种

8、全新的、能大规模廉价生产纯净钢的生产体制。围绕纯净钢生产，研究开发出铁水“三脱”预处理、高效转炉生产、全自动吹炼控制与溅渣护炉等重大新工艺技术。降低了生产成本、大幅度提高了生产效率。,回顾氧气转炉炼钢技术的发展，它可化分为三个时期：,氧气转炉炼钢技术,转炉大型化时期,转炉复合吹炼时期,转炉综合优化时期,0.3 现代钢铁生产工艺流程,钢铁材料的冶炼工艺流程图定义：钢铁材料的生产不是一步可以完成的，分为若干个阶段。各阶段过程间的联系及其所获得的产品（包括中间产物）间流动线路图就称为钢铁材料的冶炼工艺流程图。,0.3.1 钢铁联合企业的生产工艺流程 如图04所示,0.3.2 长流程 以氧气转炉炼钢工

9、艺为中心的钢铁联合企业生产流程，通常习惯上人们叫做长流程。如图05所示,0.3.3 短流程 以电炉炼钢工艺为中心的钢铁联合企业生产流程，通常习惯上人们叫做长流程。如图06所示,从炼铁原燃料准备开始，原料入高炉冶炼得到液态铁水，高炉铁水经过铁水预处理（或不经过）入氧气转炉吹炼，再经二次精炼（或不经过）获得合格钢水，钢水经过凝固成型工序（连铸或模铸）成坯或锭，再经轧制工序最后成为合格钢材。由于这种工艺流程生产单元多，规模庞大，生产周期长，因此称此工艺流程为钢铁生产的长流程工艺。,现代钢铁生产工艺-长流程,现代钢铁生产工艺-短流程,将回收再利用的废钢（或其他代用料），经破碎、分选加工后，经预热直接加

10、入电炉中，电炉利用电能作热源来进行冶炼，再经二次精炼，获得合格钢水，后续工序同长流程工序。由于这种工艺流程简捷，高效节能，生产环节少，生产周期短，因此称此工艺流程为钢铁生产的短流程工艺。又称“三位一体”流程（即电炉炉外精炼连铸组成），或者“四个一”流程（即电炉炉外精炼连铸连轧组成）。,钢铁联合企业的生产工艺流程,近几年中国年产钢量,钢产量达到3.5亿t,2002,2003,钢产量首次突破2亿t，达到2.234亿t,钢产量达到2.74亿t,年产钢量为1.82亿t,粗钢产量达到4.188亿t,中国钢铁工业的发展战略,钢铁大国向钢铁强国的的根本转变,三个重在，一个根本转变,钢铁工业发展趋势,钢铁工业

11、发展的高效化、连续化、自动化。 节约资源、能源、降低制造成本，以增加钢铁生产在市场经济中的竟争力。 发展高新技术所需的新材料。 连铸技术特别是高效连铸及终形连铸。 发展近终成形金属毛坯制备新技术。 21世纪是智能和信息的时代，钢铁企业将实现计算机集成系统管理及流程的人工智能控制,氧气顶吹转炉炼钢方法简介,1、诞生的背景及简称 1856年，英国人贝塞麦发明了底吹酸性空气转转炉炼钢法。,将空气吹入铁水，使铁水中硅、锰、碳高速氧化，依靠这些元素氧化放出的热量将液体金属加热到能顺利地进行浇注所需的温度，从此开创了大规模炼钢的新时代。 早在1856年贝塞麦就提出利用纯氧炼钢的设想，由于当时工业制氧技术水

12、平较低，成本太高，氧气炼钢未能实现。,1864年德国人西门氏和法国人马丁同时发明平炉（又称马丁炉），平炉炼钢法成为二十世纪前期的主要炼钢方法。,二十世纪40年代初，制氧技术得到了迅速发展，给氧气炼钢提供了物质条件。1952年在林茨（Linz）城，1953年在多纳维茨（Donawltz）城先后建成了30t氧气顶吹转炉车间并投入生产，称为LD法。,由于氧气顶吹转炉反应速度快，生产率及热效率很高，可使用约2030的废钢以及便于自动化控制，又克服了空气吹炼时钢质量差、品种少的缺点，使它成为冶金史上发展最迅速的新技术。,各种精炼炉的炼钢效率 1- 碱性转炉炼钢法，2- 纯氧顶吹转炉炼钢法；3- 氧气侧吹

13、转炉炼钢法，4- 平炉（氧气使用量1040Nm3t）， 5- 电炉，6- 平炉,与平炉、电炉炼钢法相比，氧气转炉炼钢法具有生产率高、钢中气体含量低、钢的质量好等特点。 顶吹氧气转炉炼钢法的小时产钢量为平炉炼钢法的68倍，是效率极高的炼钢方法。,各种炼钢法和气体含量,注： （a）吹氩法， （b）普通法； （c）矿石法。,氧气转炉钢具有钢中气体含量少 的特点。,氧气转炉炼钢法的特点,吹炼速度快，生产率高； 品种多，质量好。 原材料消耗少，热效率高，成本低。 基建投资少，建设速度快。 容易与连续铸钢相匹配,转炉分类,中国钢铁工业发展状况,第一个阶段是1949连1978年，钢产量由1949年的16万t

14、增加到3178万t，年均增加105万t。 第二阶段是1978年90年代中期，这个时期的我国钢铁材料工业进入了持续、快速的发展阶段，取得了举世瞩目的辉煌成就，其主要标志是1995年我国生铁产量超过1亿t。1996年我国钢产量首次突破1亿t以来，连续一直位居世界产钢国的第一位。尽管如此，中国1996年的人均产钢量仅为82.7kg人均产钢材量仅为73.6kg，仍大大低于世界平均水平（1996年世界人均产钢为130kg）。,二十世纪80年代宝钢从日本引进建成具有70年代末技术水平的300t大型转炉3座、首钢购入二手设备建成210t转炉车间 二十世纪90年代宝钢又建成250t转炉车间，武钢引进250t转

15、炉，唐钢建成150t转炉车间，重钢和首钢又建成80t转炉炼钢车间。 到1998年我国氧气顶吹转炉共有221座，其中100t以下的转炉有188座（5090t的转炉有25座），100200t的转炉有23座，200t以上的转炉有10座，最大公称吨位为300t。顶吹转炉钢占年总钢产量的82.67,我国氧气转炉的发展概况,1951年碱性空气侧吹转炉炼钢法实验成功。 1954年开始了小型氧气顶吹转炉炼钢的试验研究工作 1962年将首钢试验厂空气侧吹转炉改建成3t氧气顶吹转炉，开始了工业性试验。 1964年12月26日投入生产。 以后，又在唐山、上海、杭州等地改建了一批3.55t的小型氧气顶吹转炉 1966年上钢一厂将原有的一个空气侧吹转炉炼钢车间，改建