1、煉鋼工藝、設(shè)備技術(shù)及工程施工要點煉鋼系統(tǒng)培訓(xùn)教材 -何禮德.一、煉鋼連鑄工藝流程. 二、煉鋼連鑄工藝及設(shè)備1、產(chǎn)品大綱一高線序號鋼 種代表鋼號高 線 盤 卷小計比例566.589121320%(mm)(mm)(mm)(mm)1碳結(jié)鋼Q195433.510.515.00%Q2352優(yōu)質(zhì)碳結(jié)鋼10-8056642130.00%3冷鐓鋼ML20MnTiB322710.00%4低合金鋼20MnSi133710.00%5合結(jié)鋼20CrMoA34710.00%6焊條鋼H08A34710.00%7彈簧鋼50CrV1123710.00%8軸承鋼GCr15111.53.55.00%合 計102521147010

2、0.00%比例 %14.29%35.71%30.00%20.00%100.二高線序號鋼 種代表鋼號高 線 盤 卷小計比例5.566.589121320%(mm)(mm)(mm)(mm)1碳結(jié)鋼Q195488103050.00%Q2352優(yōu)質(zhì)碳結(jié)鋼10-6524331220.00%3冷鐓鋼ML25222610.00%4低合金鋼20MnSi222610.00%5焊條鋼H08A24610.00%合 計1020151560100.00%比例 %16.67%33.33%25.00%25.00%100.00%.三 棒 材產(chǎn)品鋼種代表鋼號各規(guī)格產(chǎn)品年產(chǎn)量合計比例121416252840帶肋鋼筋低合金鋼HRB

3、50013266.00%HRB400232104444.00%HRB33521582525.00%小計550207575.00%產(chǎn)品鋼種代表鋼號各規(guī)格產(chǎn)品年產(chǎn)量合計比例121416252860圓鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235-4599.00%優(yōu)質(zhì)碳素鋼25#、45#-551010.00%合金結(jié)構(gòu)鋼40Cr-1122.00%彈簧鋼60Si2Mn-1122.00%冷墩鋼ML20-1122.00%小計-12132525.00%合計562331001比例5.00%62.00%33.00%100.00%1.00%.四優(yōu)質(zhì)帶鋼.2、鋼種的分類 目前在用鋼主要分為兩種：碳鋼和合金鋼兩大類。 碳鋼主要指力學(xué)性能取決于鋼

4、中的碳含量，而普通不添加大量的合金元素的鋼，有時也稱為普碳鋼或碳素鋼。 按照國標(biāo)要求，碳鋼是含碳量WC小于2%冶標(biāo)是2.11%的鐵碳合金。碳鋼除含碳外普通還含有少量的硅、錳、硫、磷 。按用途可以把碳鋼分為碳素構(gòu)造鋼、碳素工具鋼和易切削構(gòu)造鋼三類。碳素構(gòu)造鋼又分為建筑構(gòu)造鋼和機(jī)器制造構(gòu)造鋼兩種。 按含碳量可以把碳鋼分為低碳鋼WC 0.25%,中碳鋼WC0.25%0.6%和高碳鋼WC0。6% 。按磷、硫含量可以把碳素鋼分為普通碳素鋼含磷、硫較高、優(yōu)質(zhì)碳素鋼含磷、硫較低和高級優(yōu)質(zhì)鋼含磷、硫更低 普通碳鋼中含碳量較高那么硬度越高，強(qiáng)度也越高，但塑性較低。 合金鋼是指鋼中除含硅和錳作為合金元素或脫氧元素

5、外，還含有其他合金元素如鉻、鎳 、鉬、釩、鈦、銅、鎢、鋁、鈷、鈮、鋯和其他元素等，有的還含有某些非金屬元素如硼、氮等的鋼。根據(jù)鋼中合金元素含量的多少，又可分為低合金鋼(含量5%)，中合金鋼(含量介于5%10%之間)和高合金鋼(含量10%) 。 .3、煉鋼系統(tǒng)平面布置圖煉鋼區(qū)域平面布置圖.4、煉鋼系統(tǒng)采用的先進(jìn)工藝及主要設(shè)備節(jié)能降耗技術(shù)部分1鐵水“一包究竟的運(yùn)輸方案 鐵水從煉鐵廠至煉鋼廠的運(yùn)輸采用“一包究竟的運(yùn)輸方式，即不設(shè)置倒罐站，鐵水從煉鐵廠裝罐后由火車運(yùn)至煉鋼廠，直接由225噸天車起吊鐵水罐至鐵水預(yù)處置站或是向轉(zhuǎn)爐兌鐵。此種方式的益處在于：1 減少鐵水溫降2030，實現(xiàn)多加廢鋼、降低能耗鐵

6、水溫度越高，越有利于脫硫預(yù)處置及相應(yīng)的扒渣操作。對于鐵水“三脫預(yù)處置的轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)冶煉工藝，那么有利于多加廢鋼，降低鐵耗，節(jié)約能源 。2縮短吊運(yùn)時間由于取消了倒罐坑，可使加料跨225噸鑄造天車主鉤吊運(yùn)鐵水的起升高度可減少9m左右，因此縮短了吊運(yùn)時間23min。.3環(huán)保優(yōu)勢采用傳統(tǒng)的鐵水倒罐站，因鐵水倒罐而帶來的煙塵總風(fēng)量為100萬m3/h。如采用“一包究竟技術(shù)運(yùn)輸鐵水，可防止因鐵水倒罐而帶來的煙塵污染，有利于清潔消費(fèi)。4減少投資建立投資取消倒罐站后，相應(yīng)的倒罐站建筑設(shè)備、起吊設(shè)備和通風(fēng)除塵設(shè)備等合計節(jié)約投資2600萬元；消費(fèi)效益方面，取消通風(fēng)除塵設(shè)備后的節(jié)約用電、勞動定員和鐵水罐耐材等合計添加效益

7、2700萬元/年。2轉(zhuǎn)爐干法一次除塵 按照公司確定節(jié)能、環(huán)保的原那么，新建渤海鋼廠的轉(zhuǎn)爐一次除塵擬采用干法除塵方式，這種方式的優(yōu)點在于：1除塵效果好，干法除塵系統(tǒng)可以將煙塵凈化至含塵量在10mg/Nm，而濕法除塵的含塵量實踐消費(fèi)中普通均在80mg/Nm3的程度。2用水方面，干法除塵的蒸發(fā)冷卻器做到了全部利用，不外排濁環(huán)水，系統(tǒng)最大耗水量330t/h，而濕法除塵的濁環(huán)用水量700t/h。.3耗電方面，干法除塵的噸鋼耗電為3KWh，濕法除塵的耗電量為9KWh/噸鋼。 4占地方面，干法除塵占地約1300，濕法除塵占地面積到達(dá)了8000均包括了系統(tǒng)水處置設(shè)備占地面積。 鑒于國豐南區(qū)120噸煉鋼廠在運(yùn)用

8、干法除塵系統(tǒng)的勝利閱歷，我們優(yōu)先思索運(yùn)用干法除塵作為轉(zhuǎn)爐一次除塵設(shè)計。.車間外干法除塵照片.3轉(zhuǎn)爐付槍自動化操作 在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中，付槍系統(tǒng)可以極大的提高消費(fèi)效率，在節(jié)約本錢的情況下，改善職工的作業(yè)環(huán)境，主要有以下幾個方面的優(yōu)點：1縮短了轉(zhuǎn)爐冶煉的總體周期。由于付槍探測期間，轉(zhuǎn)爐不停吹，成分合格后直接出鋼，因此冶煉總體周期大約節(jié)省23min。2提高了轉(zhuǎn)爐終點成分探測命中率。轉(zhuǎn)爐在冶煉前期，根據(jù)入爐鐵水成分情況，付槍的冶金專家系統(tǒng)會根據(jù)鋼種的需求提早計算出本爐鐵水的吹氧量、合金的參與量等，末期直接探測鋼水成分，鋼水成分和溫度的命中率也會極大的提高。3改善提高了轉(zhuǎn)爐耐火襯的壽命。鋼水在轉(zhuǎn)爐內(nèi)的時間

9、縮短以及根本不需求進(jìn)展倒?fàn)t操作，因此會降低對轉(zhuǎn)爐的內(nèi)襯侵蝕，提高內(nèi)襯壽命。4 提高了鐵的收得率，降低了鋼鐵料耗費(fèi)。轉(zhuǎn)爐在冶煉前，付槍的冶金專家系統(tǒng)就曾經(jīng)計算出了吹氧量，終點的命中率高，防止了冶煉后期的補(bǔ)吹景象，降低了鋼鐵料耗費(fèi)。. 5 提高了鋁鐵和錳鐵的收得率。由于轉(zhuǎn)爐補(bǔ)吹景象控制的好，爐內(nèi)鋼水的氧化性低，因此參與鋼包內(nèi)的合金料耗費(fèi)小，提高了金屬收得率。 參照國豐南區(qū)120噸付槍系統(tǒng)設(shè)計閱歷，由冶煉周期減低而帶來的經(jīng)濟(jì)效益將到達(dá)1900萬元，思索付槍系一致年的運(yùn)用費(fèi)用在460萬元左右，每年可以添加經(jīng)濟(jì)效益1440萬元，因此可以在前兩年就收回本錢，并且在第二年收到不錯的經(jīng)濟(jì)效益。 . 循環(huán)經(jīng)濟(jì)技

10、術(shù)部分 新建渤海鋼鐵煉鋼工程將嚴(yán)厲按照國家和河北省冶金能耗規(guī)范設(shè)計、建造，充分利用轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的蒸汽和煤氣，使得轉(zhuǎn)爐煉鋼能耗到達(dá)-10Kg標(biāo)煤： 1、轉(zhuǎn)爐鋼渣熱悶渣處置本次煉鋼車間的渣處置采用的是車間內(nèi)悶渣的方式，這主要是思索到了新建廠區(qū)周邊無鋼渣處置設(shè)備，而采用車間內(nèi)悶渣的方式，有如下幾個方面的優(yōu)點：1工藝簡便，平安性高。鋼渣從轉(zhuǎn)爐倒入渣罐內(nèi)后，直接由鋼渣車運(yùn)至鋼渣傾翻跨，再有天車將溫度極高的鋼渣倒入渣坑內(nèi)，借有限的水向爐渣噴灑，使渣產(chǎn)生的溫度應(yīng)力大于渣本身的極限應(yīng)力，迫使鋼渣碎裂，加蓋熱悶后使鋼渣進(jìn)一步粉化，這樣操作防止了高溫爐渣裝車外運(yùn)的危險性。2便于機(jī)械化運(yùn)轉(zhuǎn)，減少了運(yùn)轉(zhuǎn)本錢。車間熱悶渣后

11、，由鏟車或是抓斗機(jī)裝入火車渣斗，然后運(yùn)至廠區(qū)二次處置站，大塊的進(jìn)展破碎后也裝火車斗運(yùn) .至二次處置站，全部機(jī)械化處置。國豐120噸煉鋼廠鋼渣有專門的運(yùn)輸車裝罐外運(yùn)，而車間內(nèi)熱悶渣即節(jié)省了此部分費(fèi)用，又起到初步處置鋼渣的作用，為下一步的鋼渣二次處置和利用提供了便利條件。3處置過程環(huán)保，處置后可直接利用。鋼渣傾翻至渣池后，打冷水使其冷淬，加蓋熱悶后鋼渣粉化效果好，渣、鐵得到很好的分別，同時加蓋處置也防止了蒸汽的外泄，處置后的鋼渣可以直接作為進(jìn)展二次利用，如水泥的原料等。 思索到鋼渣處置過程要求操作簡易性與適用性，運(yùn)輸過程中穩(wěn)定和平安性，確定鋼渣一次處置的工藝方案為熱悶工藝。2、蒸汽余熱發(fā)電技術(shù) 新

12、建渤海鋼鐵煉鋼廠將利用轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的余熱蒸汽進(jìn)展發(fā)電。3套120噸轉(zhuǎn)爐汽化冷卻產(chǎn)生的蒸汽出了滿足煉鋼系統(tǒng)的用汽外，還將富有21.823.8t/h。設(shè)計的煉鋼區(qū)蒸汽管網(wǎng)將與全場外網(wǎng)相連，將富有的蒸汽經(jīng)過自動控制調(diào)理閥后并入全場1.27MPa的低壓外網(wǎng)，用于余熱發(fā)電工程。 .3、轉(zhuǎn)爐回收再利用 轉(zhuǎn)爐煉鋼產(chǎn)生的煤氣80Nm/噸鋼。煤氣將經(jīng)過干式除塵器后將內(nèi)含灰塵量降到1015mg/Nm，利用加壓機(jī)保送到各個用戶或是軋鋼加熱爐，從而實現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐煤氣再利用，降低了轉(zhuǎn)爐煉鋼的能耗。 煉鋼廠先進(jìn)消費(fèi)技術(shù) 1、鐵合金烘烤技術(shù) 鐵合金烘烤技術(shù)是今年新興的一項枯燥鐵合金先進(jìn)技術(shù)。近年來，由于鋼水中氫【H】含量超標(biāo)呵斥的

13、連鑄坯出現(xiàn)中心白點、皮下氣泡等缺陷的情況越來越多，鑄坯廢品率居高不下，成為影響轉(zhuǎn)爐鋼鐵料耗費(fèi)的一個重要緣由。 鐵合金烘烤技術(shù)處理的就是這個問題。鐵合金烘烤技術(shù)是利用轉(zhuǎn)爐回收的煤氣經(jīng)過烘烤爐熄滅，釋放出高熱能的煙氣，從而對料倉中鐵合金進(jìn)展高溫烘烤，普通烘烤溫度在200 500。這樣將會把鐵合金中的水分蒸發(fā)出來，防止了帶入鋼水中，添加氫.【H】含量。另外鐵合金經(jīng)過烘烤后參與鋼水罐中，將降低對鋼水的吸熱，減少溫差，對控制爐后鋼水溫度的穩(wěn)定性，也有一定的作用。2、鐵水脫硫復(fù)合噴吹法 目前鐵水預(yù)處置脫硫技術(shù)從混合方式上來說有兩種較為成熟的技術(shù)：攪拌法和噴吹法。從脫硫試劑的種類上區(qū)分，主要是鈣系脫硫劑和鎂

14、系脫硫劑。 渤海煉鋼廠的鐵水預(yù)處置脫硫系統(tǒng)采用的鈣系噴吹法，主要是石灰與顆粒鎂混合后噴入鐵水中。之所以沒有選擇單吹顆粒鎂法或攪拌法，主要是思索到以下幾個方面： 見下頁圖表.序號項目名稱攪拌法（KR）噴吹法1脫硫劑CaO + CaF2CaO+MgMg2脫硫效率高、穩(wěn)定低溫鐵水高、高溫鐵水低、效果穩(wěn)定低溫鐵水高、高溫鐵水低、效果穩(wěn)定3回硫情況不易回硫不易回硫易回硫4鐵水溫降多較少少5噴濺情況無噴濺較少較少6鐵水罐內(nèi)新增渣量 kg/t125.01.07新增渣量鐵損 kg/t 多 10較少 7少 68運(yùn)行成本低較低高9技術(shù)成熟性成熟成熟成熟10設(shè)備維護(hù)量大小較小不同處置方式/不同處置劑的對比表.3、鋼

15、水二次精煉爐的運(yùn)用 新建唐山渤海鋼鐵煉鋼廠將采用雙精煉法，深度精煉，降低鋼水的雜質(zhì)含量，提高鋼水純真度： LF精煉爐：LF爐精煉能耗低、易操作，鋼水包中直接在線進(jìn)展鋼水的深度脫硫、進(jìn)一步去除鋼水中的雜質(zhì)含量，是目前被廣泛運(yùn)用的一種精煉手段。另外LF爐還將作為消費(fèi)調(diào)度中的一種事故緩沖手段，一方面防止了粘包，同時也減少了鋼水損失。 VOD精煉爐：VOD爐是在LF爐的根底上，根據(jù)鋼種對鋼水內(nèi)部雜質(zhì)、各種氣體含量以及鋼水中合金化程度的要求不同而設(shè)置的一種深度精煉的手段。VOD與RH爐類似，采用真空下的精煉，它可以將鋼包內(nèi)的凈壓力降到67.7Pa，利用在鋼水內(nèi)外的氫氣、氧氣和氮?dú)夥謮翰煌M(jìn)展深度去除氣

16、體的一種精煉方法，同時對于深度脫硫也有一定的作用。 采用雙精煉法，特別適用于消費(fèi)汽車鋼板、彈簧鋼和刀具鋼、冷鐓鋼等特殊鋼種。4、連鑄機(jī)動態(tài)二冷水控制 新建渤海鋼鐵煉鋼廠連鑄工程將采用二冷水動態(tài)控制模型，二.冷動態(tài)控制將根據(jù)鋼水的溫度、成分以及過熱度的不同進(jìn)展動態(tài)控制二冷水的水量，在保證鑄坯生成一定厚度的情況下，盡量減少二冷水量的耗量，既能減少鑄坯外表的缺陷，又能減少水量的耗費(fèi)。5、結(jié)晶器電磁攪拌技術(shù) 電磁攪拌技術(shù)也是今年來被廣泛運(yùn)用的旨在提高鑄坯內(nèi)外質(zhì)量的一種有效技術(shù)。根據(jù)電磁攪拌在鑄機(jī)安裝位置的不同可以分成三種： 結(jié)晶器電磁攪拌MEMS 攪拌器安裝在結(jié)晶器銅管處。二冷區(qū)電磁攪拌SEMS 攪拌

17、器安裝在鑄坯外面。凝固末端電磁攪拌FEMS 用于方坯連鑄 攪拌器安裝在鑄坯外面 。 結(jié)晶器電磁攪拌根據(jù)電磁攪拌在結(jié)晶器處安裝的位置的不同又可以分為外置式電磁攪拌技術(shù)和內(nèi)置式電磁攪拌。 渤海工程的連鑄機(jī)將采用的是第一種結(jié)晶器電磁攪拌技術(shù)。，它是利用電磁線圈通電后產(chǎn)生的強(qiáng)大磁場在鑄坯內(nèi)部構(gòu)成不同程度的金屬流場，從而起到均勻鑄坯內(nèi)部成分的作用，一方面減少柱狀晶的生長，添加等軸晶的生長幾率，另一方面減少鑄坯內(nèi)部的中心 .偏析、中心疏松等景象，降低了鑄坯廢品率，提高了鑄坯的延展性，有利于下一步鑄坯連軋。.6、大包下渣檢測技術(shù) 大包下渣檢測技術(shù)同樣也是近年來開展、成熟的一項先進(jìn)技術(shù)。它主要是利用鋼渣和鋼水

18、在流經(jīng)大包長水口的過程中，呵斥的沖刷大包長水口震動參數(shù)不同進(jìn)展設(shè)計、制造，它是目前控制鋼渣流進(jìn)中包內(nèi)的有效控制手段之一。 下渣檢測技術(shù)對于冶煉高純真鋼、減少中包渣量，防止渣子流入結(jié)晶器是一項有效的手段。下渣量的減少將大大降低鑄坯的拉漏、鑄坯的夾渣機(jī)率，提高了鑄坯的外表質(zhì)量。.安裝在大包機(jī)械手上的下渣檢測安裝.安裝在鋼包下水口處的下渣檢測安裝.二、煉鋼系統(tǒng)工程的施工要點1、煉鋼連鑄系統(tǒng)共分以下13個重點區(qū)域或是工號，煉鋼連鑄工程以下面的13項工號為根底，支撐了整個煉鋼連鑄工程：1、土建及鋼構(gòu)造；2、鐵水預(yù)處置系統(tǒng)；3、轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)；4、氧槍系統(tǒng)；5、轉(zhuǎn)爐主控樓系統(tǒng)；6、上料和投料系統(tǒng)地下料倉、皮帶機(jī)

19、和廢鋼間等；7、汽化系統(tǒng)；8、除塵系統(tǒng)一次除塵、二次除塵、三次除塵；9、鋼水二次精煉系統(tǒng)LF精煉爐、VOD精煉爐；10、連鑄機(jī)系統(tǒng)方坯連鑄機(jī)和矩型坯連鑄機(jī)；11、天車系統(tǒng)；12、煉鋼連鑄水處置系統(tǒng)包括車間內(nèi)外水管廊、中央水泵房；13、各類地面車輛；14全廠綜合管線；.2、各工號的建立周期、難點、特點及相關(guān)關(guān)系 煉鋼系統(tǒng)劃分的13個子工程工程特點不同，施工周期存在較大的差別，重點工號的施工周期均在5-7個月，例如煉鋼主控樓的的施工周期 5個月，循環(huán)水泵房的施工周期在6個月，旋流井的施工周期6個月。 施工的難度是呵斥周期長的一個重要緣由。例如轉(zhuǎn)爐主控樓的土建工程，國豐南區(qū)120噸的轉(zhuǎn)爐主控樓當(dāng)時土

20、建施工頂峰期的施工人數(shù)在800人左右，施工周期5個半月。緣由一是主控樓作為工廠觀賞的主要建筑物，構(gòu)造設(shè)計和內(nèi)外裝修工程要求嚴(yán)厲；二是主控樓是全廠用電的中樞神經(jīng)，因此主控樓在思索各系統(tǒng)電控通道方面要求極為嚴(yán)厲，不論是各類線纜的鋪設(shè)通道設(shè)計，還是室內(nèi)的防火、消防、高壓防護(hù)等級等方面。 各子工程的相關(guān)關(guān)系。轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)、連鑄系統(tǒng)以及輔助系統(tǒng)三大分項工程是相輔相成的，我們不能去思索那個最重要而優(yōu)先施工那個。工程建立的最終目的是消費(fèi)，圍繞消費(fèi)開展工程的建立，因此可以準(zhǔn)確確定他們之間的相互關(guān)系是工程建立能否順利的一個重要前提條件。而三大分項工程遵照的是一個原那么：工藝原那么。所謂的工藝原那么是指各子工程工程的

21、建立先后順序是以煉鋼、連鑄工藝為基準(zhǔn)而確定的。.3、建立戰(zhàn)略 第二部分中曾經(jīng)說過了工程建立遵照工藝原那么，圍繞著這個原那么，精心組織、合理分工、狠抓主線、兼顧輔助那么是工程建立的戰(zhàn)略。 所謂的精心組織、合理分工是指精心組織現(xiàn)場施工人員，合理分配各類機(jī)具、物資。人員、機(jī)具和物資是保證工程建立的根本所在，如何可以合理的分配人員、物資那么關(guān)系到工程建立的工期，精心組織各子工程的施工那么可以保證施工的平安、質(zhì)量。人員、機(jī)具和物資的合理分配首要思索的就是分清工程建立的主線和輔線。 何謂工程建立的主線和輔線，又如何劃分？回答這個問題就到了上面提到的工程建立遵照的原那么。主線和輔線就是按照工藝原那么進(jìn)展劃分和分類的。 工藝主線：水處置系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、鐵水預(yù)處置、轉(zhuǎn)爐、精煉和連鑄。現(xiàn)場的實踐建立主線那么又要思索各子工程施工周期的不同而有所調(diào)整，例如精煉系統(tǒng)包括LF精煉爐、VOD精煉爐的工程施工量小、難度小、周期短，因此安排在施工后期進(jìn)展。 工藝輔線：全廠的天車系統(tǒng)、汽化系統(tǒng)、上料投料系統(tǒng)以及除塵系統(tǒng)等。在現(xiàn)場實踐施工過程中，同樣要思索施工周期、施工難度等要素，因此部分工藝輔線調(diào)整為施工主線內(nèi)的內(nèi)容，例如一次除塵項.目。假設(shè)依然按照輔線來思索一次除塵的