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文檔簡介
畢業實習報告學院:冶金工程學院班級:冶金1001班姓名:王嘉瑋學號:實習地點:陜鋼集團漢鋼企業實習時間:3月11日—3月13日目錄一、企業概況…………………3二、燒結工藝…………………3三、高爐煉鐵工藝……………7四、漢鋼產業…………………8五、鋼鐵產品…………………15畢業實習報告——陜鋼集團漢鋼企業實習匯報為高效進行畢業設計,對所研究課題有更深的理解,我們赴陜鋼集團漢鋼企業進行了畢業實習,現將實習成果匯報如下:企業概況陜鋼集團漢中鋼鐵有限責任企業位于漢中勉縣定軍山腳下,正在投資建設的2×1280M3煉鐵高爐及其配套的燒結、煉鋼、軋鋼系統,將于今年10月份全面建成投產,投產后綜合生產能力將到達300萬噸以上,營業收入將到達200億元。
按照集團發展規劃,到“十二五”末漢鋼企業的綜合產能將要到達500萬噸以上,營業收入要達400億元。
陜鋼集團漢中鋼鐵有限責任企業是陜鋼集團認真貫徹貫徹《陜西省鋼鐵產業調整和振興規劃實行方案》,積極推進漢中鋼鐵產業整合重組而設置的有限責任企業。企業成立于9月,注冊資本金10億元,其中陜鋼集團出資6億元,漢鋼集團出資2億元,漢中市國有資產經營企業出資2億元。
陜鋼集團漢中鋼鐵有限責任企業的成立,標志著陜西省打造千萬噸級鋼鐵企業的工作進入了一種新的發展階段。以此為契機,企業將認真貫徹貫徹科學發展觀,秉承節能減排和循環經濟發展理念,加緊實行鋼鐵產業整合技術改造災后重建項目建設,力爭在形成500萬噸鋼的綜合產能,打造管理科學、運行規范、裝備先進、技術一流的現代化新漢鋼,為實現陜鋼集團“南北兩翼,比翼齊飛”的戰略格局并跨入千萬噸級大型鋼鐵企業之列,為漢中市實現率先突破發展而作出更大的奉獻。燒結工藝概述燒結是粉末或粉末壓坯加熱到低于其中基本成分的熔點的溫度,然后以一定的措施和速度冷卻到室溫的過程。燒結的成果是粉末顆粒之間發生粘結,燒結體的強度增長,把粉末顆粒的匯集體變成為晶粒的聚結體,從而獲得所需的物理、機械性能的制品或材料。燒結工藝是指根據原料特性所選擇的加工程序和燒結工藝制度。它對燒結生產的產量和質量有著直接而重要的影響。本工藝按照燒結過程的內在規律選擇了合適的工藝流程和操作制度,運用現代科學技術成果,強化燒結生產過程,可以獲得先進的技術經濟指標,保證明現高產、優質、低耗。本生產工藝流程有原料的接受,兌灰,拌合,篩分破碎及溶劑燃料的破碎篩分,配料,混料,點火,抽風燒結,抽風冷卻,破碎篩分,除塵等環節構成。1).低溫預燒階段在此階段重要發生金屬的答復及吸附氣體和水分的揮發,壓坯內成形劑的分解和排除等。2).中溫升溫燒結階段此階段開始出現再結晶,在顆粒內,變形的晶粒得以恢復,改組為新晶粒,同步表面的氧化物被還原,顆粒界面形成燒結頸。3).高溫保溫完畢燒結階段此階段中的擴散和流動充足的進行和靠近完畢,形成大量閉孔,并繼續縮小,使孔隙尺寸和孔隙總數有所減少,燒結體密度明顯增長。燒結生產工藝流程1).燒結的概念將多種粉狀含鐵原料,配入適量的燃料和熔劑,加入適量的水,經混合和造球后在燒結設備上使物料發生一系列物理化學變化,將礦粉顆粒黏結成塊的過程。2).燒結生產的工藝流程目前生產上廣泛采用帶式抽風燒結機生產燒結礦。燒結生產的工藝流程如圖2—4所示。重要包括燒結料的準備,配料與混合,燒結和產品處理等工序。2.1抽風燒結工藝流程1)燒結原料的準備①含鐵原料含鐵量較高、粒度<5mm的礦粉,鐵精礦,高爐爐塵,軋鋼皮,鋼渣等。一般規定含鐵原料品位高,成分穩定,雜質少。②熔劑規定熔劑中有效CaO含量高,雜質少,成分穩定,含水3%左右,粒度不不小于3mm的占90%以上。在燒結料中加入一定量的白云石,使燒結礦具有合適的MgO,對燒結過程有良好的作用,可以提高燒結礦的質量。③燃料重要為焦粉和無煙煤。對燃料的規定是固定碳含量高,灰分低,揮發分低,含硫低,成分穩定,含水不不小于10%,粒度不不小于3mm的占95%以上。對入廠燒結原料的一般規定見表2—2。入廠燒結原料一般規定2)配料與混合①配料配料目的:獲得化學成分和物理性質穩定的燒結礦,滿足高爐冶煉的規定。常用的配料措施:容積配料法和質量配料法。容積配料法是基于物料堆積密度不變,原料的質量與體積成比例這一條件進行的。精確性較差。質量配料法是按原料的質量配料。比容積法精確,便于實現自動化。②混合混合目的:使燒結料的成分均勻,水分合適,易于造球,從而獲得粒度構成良好的燒結混合料,以保證燒結礦的質量和提高產量。混合作業:加水潤濕、混勻和造球。根據原料性質不一樣,可采用一次混合或二次混合兩種流程。一次混合的目的:潤濕與混勻,當加熱返礦時還可使物料預熱。二次混合的目的:繼續混勻,造球,以改善燒結料層透氣性。用粒度10~Omm的富礦粉燒結時,因其粒度已經到達造球需要,采用一次混合,混合時間約50s。使用細磨精礦粉燒結時,因粒度過細,料層透氣性差,為改善透氣性,必須在混合過程中造球,因此采用二次混合,混合時間一般不少于2.5~3min。我國燒結廠大多采用二次混合。3)燒結生產燒結作業是燒結生產的中心環節,它包括布料、點火、燒結等重要工序。①布料將鋪底料、混合料鋪在燒結機臺車上的作業。當采用鋪底料工藝時,在布混合料之前,先鋪一層粒度為10~25mm,厚度為20~25mm的小塊燒結礦作為鋪底料,其目的是保護爐箅,減少除塵負荷,延長風機轉子壽命,減少或消除爐箅粘料。鋪完底料后,隨之進行布料。布料時規定混合料的粒度和化學成分等沿臺車縱橫方向均勻分布,并且有一定的松散性,表面平整。目前采用較多的是圓輥布料機布料。②點火點火操作是對臺車上的料層表面進行點燃,并使之燃燒。點火規定有足夠的點火溫度,合適的高溫保持時間,沿臺車寬度點火均勻。點火溫度取決于燒結生成物的熔化溫度。常控制在1250±50℃點火時間一般40~60s。點火真空度4~6kPa。點火深度為10~20mm。③燒結精確控制燒結的風量、真空度、料層厚度、機速和燒結終點。燒結風量:平均每噸燒結礦需風量為3200m3,按燒結面積計算為(70~90)m3/(cm2.min)。真空度:決定于風機能力、抽風系統阻力、料層透氣性和漏風損失狀況。料層厚度:合適的料層厚度應將高產和優質結合起來考慮。國內一般采用料層厚度為250~500mm。機速:合適的機速應保證燒結料在預定的燒結終點燒透燒好。實際生產中,機速一般控制在1.5~4m/min為宜。燒結終點的判斷與控制:控制燒結終點,即控制燒結過程所有完畢時臺車所處的位置。中小型燒結機終點一般控制在倒數第二個風箱處,大型燒結機控制在倒數第三個風箱處。4)帶式燒結機抽風燒結過程是自上而下進行的,沿其料層高度溫度變化的狀況一般可分為5層,各層中的反應變化狀況如圖2—5所示。點火開始后來,依次出現燒結礦層,燃燒層,預熱層,干燥層和過濕層。然后后四層又相繼消失,最終只剩燒結礦層。①燒結礦層經高溫點火后,燒結料中燃料燃燒放出大量熱量,使料層中礦物產生熔融,伴隨燃燒層下移和冷空氣的通過,生成的熔融液相被冷卻而再結晶(1000—1100℃這層的重要變化是熔融物的凝固,伴伴隨結晶和析出新礦物,尚有吸入的冷空氣被預熱,同步燒結礦被冷卻,和空氣接觸時低價氧化物也許被再氧化。②燃燒層燃料在該層燃燒,溫度高達1350~1600℃,使礦物軟化熔融黏結成塊。該層除燃燒反應外,還發生固體物料的熔化、還原、氧化以及石灰石和硫化物的分解等反應。③預熱層由燃燒層下來的高溫廢氣,把下部混合料很快預熱到著火溫度,一般為400~800℃。此層內開始進行固相反應,結晶水及部分碳酸鹽、硫酸鹽分解,磁鐵礦局部被氧化。④干燥層干燥層受預熱層下來的廢氣加熱,溫度很快上升到100℃實際上干燥層與預熱層難以截然分開,可以統稱為干燥預熱層。該層中料球被急劇加熱,迅速干燥,易被破壞,惡化料層透氣性。⑤過濕層從干燥層下來的熱廢氣具有大量水分,料溫低于水蒸氣的露點溫度時,廢氣中的水蒸氣會重新凝結,使混合料中水分大量增長而形成過濕層。此層水分過多,使料層透氣性變壞,減少燒結速度。燒結過程中的基本化學反應①固體碳的燃燒反應固體碳燃燒反應為:反應后生成C0和C02,尚有部分剩余氧氣,為其他反應提供了氧化還原氣體和熱量。燃燒產生的廢氣成分取決于燒結的原料條件、燃料用量、還原和氧化反應的發展程度、以及抽過燃燒層的氣體成分等原因。②碳酸鹽的分解和礦化作用燒結料中的碳酸鹽有CaC03、MgC03、FeC03、MnC03等,其中以CaC03為主。在燒結條件下,CaC03在720℃左右開始分解,880碳酸鈣分解產物Ca0能與燒結料中的其他礦物發生反應,生成新的化合物,這就是礦化作用。反應式為:CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2CaCO3+Fe2O3=CaO·Fe2O3+CO2假如礦化作用不完全,將有殘留的自由Ca0存在,在寄存過程中,它將同大氣中的水分進行消化作用:CaO+H2O=Ca(OH)2使燒結礦的體積膨脹而粉化。③鐵和錳氧化物的分解、還原和氧化鐵的氧化物在燒結條件下,溫度高于l300℃Fe304在燒結條件下分解壓很小,但在有Si02存在、溫度不小于1300℃高爐煉鐵工藝高爐煉鐵原料高爐煉鐵用的原料重要由\o"鐵礦石"鐵礦石、燃料(\o"焦炭"焦炭)和熔劑(\o"石灰石"石灰石)三部分構成。
一般,冶煉1噸生鐵需要1.5-2.0噸鐵礦石,0.4-0.6噸焦炭,0.2-0.4噸熔劑,總計需要2-3噸原料。為了保證高爐生產的持續性,規定有足夠數量的原料供應。高爐煉鐵工藝流程生鐵的冶煉雖原理相似,但由于措施不一樣、冶煉設備不一樣,因此工藝流程也不一樣。下面分別簡樸予以簡介。
高爐生產是持續進行的。一代高爐(從開爐到大修停爐為一代)能持續生產幾年到十幾年。生產時,從爐頂(一般爐頂是由料種與料斗構成,現代化高爐是鐘閥爐頂和無料鐘爐頂)不停地裝入鐵礦石、焦炭、熔劑,從高爐下部的風口吹進熱風(1000~1300攝氏度),噴入油、煤或天然氣等燃料。裝入高爐中的鐵礦石,重要是鐵和氧的化合物。在高溫下,焦炭中和噴吹物中的碳及碳燃燒生成的一氧化碳將鐵礦石中的氧奪取出來,得到鐵,這個過程叫做還原。鐵礦石通過還原反應煉出生鐵,鐵水從出鐵口放出。鐵礦石中的脈石、焦炭及噴吹物中的灰分與加入爐內的石灰石等熔劑結合生成爐渣,從出鐵口和出渣口分別排出。煤氣從爐頂導出,經除塵后,作為工業用煤氣。現代化高爐還可以運用爐頂的高壓,用導出的部分煤氣發電。
生鐵是\o"高爐產品"高爐產品(指高爐冶煉生鐵),而高爐的產品不只是生鐵,尚有錳鐵等,屬于鐵合金產品。錳鐵高爐不參與煉鐵高爐多種指標的計算。高爐煉鐵過程中還產生副產品水渣、礦渣棉和高爐煤氣等。高爐煉鐵特點規模大,不管是世界其他國家還是中國,高爐的容積在不停擴大,如我國大型鋼鐵廠的高爐已到達4063立方米,日產生鐵超過10000噸,爐渣4000多噸,日耗焦4000多噸。
目前國內單一性生鐵廠家,高爐容積也已到達500左右立方米,但多數仍維持在100-300立方米之間,甚至仍存在100立方米如下的高耗能高污染的小高爐,其產品質量參差不齊,公布分散,不具有期規模性,更不能與國際上的鋼鐵廠相比。漢鋼產業鋼鐵物流陜鋼集團漢中鋼鐵有限責任企業物流中心成立于4月17日,重要肩負著企業物料管理,包括備件、材料的計劃、驗收入庫、儲存、發放、回收和再運用管理,原燃料、輔助材料的卸車、轉運、驗收入庫、倉儲、發放管理。產成品的轉運、驗收、發貨、裝運管理工作。其重要作用就是以最優化的物料運轉流程,到達節省生產成本,實現企業“第三利潤源泉”的目的。物流中心下設綜合科、安環科、汽車運送科、鐵路運送科、原料管理科、生產調度科、備件材料科、產品管理科、設備科、廢鋼科等10個科室、合計53個崗位354人,其中本科以上學歷30人,高級職稱者1人,中級職稱者1人。
物流中心擁有備件、材料庫17個,產品庫1個,原料場5個(兩個原料場,一種焦炭料場,兩個二次混勻料場)占地約三百五十多畝,擁有自建鐵路線11公里,橋式起重機10臺,單梁吊1臺,1360機車3臺,翻車機一組(雙翻)等一系列硬件設施,管轄8個運送車隊和3個勞務企業,管轄面積到達240520平米,其中中和料場00平米,物資區0平米,產品區20520平米。能源發電動力能源中心為陜鋼集團漢鋼企業四大中心之一,肩負著企業動力能源供應保障的重任,是企業的動力能源供應中心,負責企業的水、電、氣(汽)系統的正常運行以及生產所需的動力能源供應、平衡協調和保障工作,同步承擔企業的能源計量、煤氣防護救護以及主供排水設施、煤氣、氧氣、氮氣、蒸汽主管網及輔助設施的點檢、巡檢等工作。動力能源中心分設四個科室三個工段。四個科室為:綜合科、安全環境保護科、生產科,設備計量科。三個工段為:水運工段、電氣工段、氣體工段。水系統擁有中央水處理站1個,深水水源井6眼,南干渠供水站一種,供水能力可到達1500m3/h,供水主管網30000余米;供電系統擁有330KV變電站一座,裝建容量為450000KVA,35KV變電站3座,10KV配電室20個,電纜主隧道6000余米;氣體系統擁有煤氣柜兩座:一座80000m3轉爐煤氣柜及正在籌建中的00m3高爐煤氣柜,煤氣集中放散塔一座,中央空壓站一座,供氣能力為:75000m3/h,氣體主管道15700余米。(氧氣約1500米,氮氣約3500米,壓縮空氣約1800米,蒸汽約4200米,氬氣約800米,煤氣約3900米)。生產工藝1)、燒結生產工藝,一般包括原料的準備、配料、混合、燒結、熱礦破碎、熱礦篩分及冷卻、冷礦篩分、成品燒結礦的儲存及運出等環節
1.1原料準備過程
燒結用原料重要包括鐵礦粉、熔劑、燃料。鐵礦粉的準備重要指將多種含鐵原料依理化、燒結性能在綜合料場進行合理搭配,通過混勻設施充足混勻、中和、分類堆放。熔劑、燃料的準備重要指能按要的品種、理化指標穩定供應生產需用。
1.2配料
配料是根據計劃所需的燒結礦成分及堿度,將多種含鐵原料、熔劑、燃料等按照一定的比例經稱量設備進行配加。
1.3混料
其目的是為了使進入燒結機的混合料成分分布均勻,保證燒結礦的物理、化學特性一致,同步通過混合與制粒可以改善燒結料的透氣性,提高燒結機的垂直燃燒速度,獲得優質、高產、低耗的燒結礦。將多種組分料混勻及制粒是通過混料筒這一設備實現的,燒結廠的混合作業一般采用兩段混合。一次混合重要是加水潤濕、混勻,使混合料的水分、粒度和料中各組分均勻分布。當加熱返礦時,可以將物料預熱;當加生石灰時,可使生石灰消化,提高料溫。二次混合除繼續混勻外,重要作用是制粒、造球,并進行補充潤濕和通蒸汽,以提高混合料的溫度。
1.4燒結
燒結是燒結礦生產的重要環節,包括布料、點火、燒結、卸礦冷卻等幾種重要工序。詳細如下:
1.4.1布料:指布料設施將落料按一定的厚度鋪在燒結臺車上這一過程。鋪料的好壞,即沿臺車長度及寬度方向的料層厚度和料面的均勻、平整與否,對燒結礦的產量、質量及整個生產過程的穩定均有十分重要的影響。尤其是在原料燒結性能差時體現尤為突出。一般規定混合料粒度及化學成分沿臺車縱橫方向,皆均勻分布,且料層有一定的松散性,表面平整。料層厚度可根據抽風機能力、原料條件和混合料透氣性、設備狀況合適選擇,在燒好燒透的前提下應盡量采用厚料層操作。最理想的布料措施應使混合料沿料層高度由上而下粒度逐漸增長,這樣有助于增長透氣性,提高產量。
1.4.2點火:指臺車通過點火爐將混合料表層點著這一過程。一般規定要有足夠的點火溫度(1000℃)及點火深度(10-20mm),且沿臺車寬度方向點火要均勻。
1.4.3燒結:指點火混合料在抽風過程中,沿整個料層高度上,伴隨燒結時間的延長,燃燒帶、預熱帶、干燥帶、過濕帶逐漸消失形成燒結礦這一過程。在這一過程中,單位燒結面積的風量大小是決定產量的重要原因。料層厚度與機速對燒結礦質量影響較大,料層薄,機速快,生產率高,但會導致燒結礦強度差,成品率低,返礦粉沫增多;料層厚,燒結過程熱運用好,炭用量少,燒結礦亞鐵低,成品率高,但抽風阻力大,產量有所下降。同步燒結終點判斷與控制對燒結礦質量、產量影響也很大,對的的燒結終點是倒數第二個風箱廢氣溫度較前后風箱廢氣溫度高20-40℃;機尾觀測燒結斷面均已燒透,赤紅部分不不小于三分之一,無未燒好的混合料。燒結終點提前,應合適提高臺速或加厚料層,燒結終點滯后應合適減少臺速,減溥料層。
1.4.4冷卻卸礦:燒結礦的冷卻措施諸多,從措施上來分,有自然冷卻和強制通風冷卻兩類。按冷卻的地點和設備來分,有在燒結機以外進行冷卻和在燒結機上冷卻兩種。在燒結機以外冷卻,即燒結礦在燒結機上燒成之后卸出,在空氣中自然冷卻或強制通風冷卻。機上冷卻的措施是將燒結機延長,將燒結機的前段作為燒結段,后段作為冷卻段,當臺車上的混合料在燒結段燒成燒結礦后,臺車繼續前進,進入冷卻段,通過抽風將熱燒結礦冷卻下來,冷卻的空氣是通過燒結餅的裂縫、孔隙以及冷卻過程中因收縮而新產生的裂隙而將燒結礦冷卻下來的,一般狀況下燒結段與冷卻段備有專用風機。
2)、煉鐵生產工藝
2.1高爐煉鐵的冶煉原理
高爐是一種豎爐型逆流式反應器。礦石和燃料按照確定的比例通過裝料設備分批地從爐頂裝入爐內,從下部風口鼓入熱風,并伴有煤粉及氧氣的噴吹,燃料中碳素與熱風中氧發生燃燒反應,產生高溫、高濃度的還原氣體,火熱的氣流在上升過程中,將下降的爐料加熱、還原、熔化、造渣,經一系列的物理化學變化,最終生成液態渣、鐵積聚于爐缸,周期性地從渣口、鐵口排出。上升的煤氣流由于將能量傳給爐料,溫度不停減少,成分逐漸變化,最終形成高爐煤氣從爐頂排出,經煤氣處理系統凈化,一部分用于內部熱風爐燃燒,其他并入總管網。
2.2高爐及其附屬設備
高爐是冶煉生鐵的主體設備,它是由耐火材料筑成的豎式圓筒形爐體,外有鋼板爐殼加固密封,內嵌冷卻器保護。高爐內部工作空間的形狀稱為爐型,它由爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸五段構成,風口、鐵口、渣口設在爐缸部分。要完畢高爐生產,除高爐本體外,還必須有其他附屬設備的配合,這些附屬設備重要有:
2.2.1供料系統:包括儲礦槽、槽下篩分、輸送、稱量和及上料機等一系列設備。其重要任務是保證及時、精確、穩定地將合格原料從貯礦槽送至高爐爐頂。
2.2.2送風系統:包括鼓風機、熱風爐及一系列管道、閥門等設備。其重要任務是保證持續可靠地供應高爐冶煉所需數量和足夠溫度的熱風。
2.2.3除塵系統:包括粗除塵(重力除塵)、半精細除塵(如洗滌塔)、精細除塵(如文氏管、靜電除塵器、布袋除塵)等設備。其重要任務是保證回收高爐煤氣,使其含塵量降到15mg/m3如下,以資運用。
2.2.4渣鐵處理系統:包括爐前出鐵場及其設備,渣鐵運送設備,鑄鐵機,水渣場及其設備等。其重要任務是及時處理高爐排放的渣、鐵,保證高爐生產正常進行,獲得合格的生鐵及爐渣產品。
2.2.5燃料噴吹系統:包括噴吹燃料的制備、貯存、運送和噴入設備等。其重要任務是保證噴入高爐所需之燃料,以替代部分焦炭,減少冶煉成本。
2.3高爐煉鐵原料
一般高爐煉鐵應備焦炭、鐵礦石、熔劑三種原料。焦炭作為燃料和還原劑,是重要能源。熔劑,如石灰石,重要用來助熔、造渣。鐵礦石則是冶煉的重要對象。高爐冶煉用的鐵礦石有天然富礦和人造富礦兩大類。一般天然鐵礦石的含鐵量若超過其理論含鐵量的70%,可稱為天然富礦。對一般鐵礦石若其理論含鐵量在50%以上,即可作為富礦,經合適破碎、篩分處理,直接用于高爐。天然貧礦一般不能直接入爐,須經破碎、富選后重新造塊,變成燒結礦或球團礦,即所謂人造富礦,再入高爐。
為了減少生鐵成本,現代高爐還進行噴吹燃料(如煤粉)替代部分焦炭,同步盡量減少熔劑入爐或不直接向高爐加入熔劑。
2.4高爐冶煉產品
高爐冶煉的重要產品是生鐵。爐渣和高爐煤氣為副產品。生鐵是鐵與碳及其他某些元素的合金。一般生鐵含鐵94%左右,碳4%左右,其他為錳、磷、硫等少許元素。高爐渣的重要成分是Ca、Mg、Si、Al等的氧化物。高爐渣可作成水泥、建筑材料、絕熱材料,有的爐渣中還能提取有益元素。
高爐煤氣約含25%的CO,1-4%的H2,尚有少許CH4氣體,是一種有毒氣體,其發熱值約為3000-4000KJ/m3。從高爐排出的煤氣中具有大量的爐料粉塵,通過一系列除塵處理變為凈煤氣后,約1/3-1/2用于自身熱風爐,其他可供電廠、燒結、煉鋼、軋鋼等部門使用,除塵灰可用于燒結。3).煉鋼生產工藝
3.1基本生產原理
轉爐煉鋼就是將鐵水兌入轉爐后,加入廢鋼和其他輔料(如石灰等),隨即供氧冶煉。在整個冶煉過程中,轉爐高溫熔池內發生一系列復雜化學反應,將鐵水中的含碳量降到規定范圍,并使其他元素的含量減少(增長)到規定范圍,到達最終鋼材所規定的金屬成分。煉鋼過程基本上是一種氧化過程。這些元素氧化后,有的在高溫下與石灰等熔劑起反應,形成爐渣,有的變成氣體逸出,留下的金屬熔體就是鋼水。煉出的鋼水,由于在吹煉(氧化)過程中吸取了過量的氧,如不清除,則會減少成品鋼的機械性能。因此,在煉鋼最終階段的操作中,還要用硅鈣鋇等合金進行脫氧處理,有的還要深入精煉,在到達一定成分和溫度的鋼水后,用連鑄機鑄成鋼坯,經精整后就可送軋鋼廠軋制。轉爐煉鋼吹氧冶煉過程概括講就是“四脫(脫碳、氧、硫、磷)二去(去氣、去夾雜)、二調整(調整成分、溫度)”。詳細如下:
3.1.1Fe、Si、Mn、C的氧化。
⑴鐵的氧化。由于鐵元素在鐵水中濃度最大,進入鐵水的氧首先與鐵反應,并且鐵水氧化反應是最多最快的,煉鋼初期首先一部分鐵被氧化為氧化亞鐵(2Fe+O2=2FeO+Q)。鐵元素氧化生成的FeO一部分進入爐渣,另一部分擴散到金屬液中,成為其他元素的氧化劑。煉鋼過程中雜質元素的氧化清除,重要是通過FeO進行間接氧化反應完畢的。
⑵硅的氧化。硅在鋼鐵中重要以FeSi的形式存在。硅很輕易與氧直接反應生成SiO2(Si+O2=SiO2+Q),同步,硅與爐渣或金屬液中的FeO也能進行間接氧化反應(Si+2FeO=SiO2+2Fe+Q),因硅的氧化反應在轉爐冶煉過程中放出大量的熱,有助于提高鋼水溫度。
⑶錳的氧化。錳在鋼中以MnC、(FeMn)3C、MnS等形式存在。它也很輕易被氧直接氧化成MnO(2Mn+O2=2MnO+Q),并放出熱量。MnO是一種堿性氧化物,在堿性煉鋼中不穩定,由于Mn+FeO=Fe+MnO+Q是可逆反應,當熔煉后期爐溫升高時,MnO又部分被還原,這種現象叫“回錳”。回錳越多,闡明爐溫越高,煉鋼中常把“回錳”當作操作中的溫度計。
⑷碳的氧化。碳在鋼中重要以Fe3C、Mn3C等化合態形成存在。煉鋼過程中,大部分碳是通過FeO間接氧化的(FeO+C=Fe+CO-Q),由于這是吸熱反應,在熔煉初期,爐溫不高時,反應是很微弱的,爐溫升高后反應速度加緊。碳的這種氧化反應在煉鋼中具有重要的意義。生成的CO氣體在逸出過程中攪動金屬液和渣液,形成“沸騰現象”。這種現象強化了爐內的熱傳導,加速反應物質擴散,從而有助于排出鋼液中的有害氣體和非金屬夾雜物,并均勻鋼液成分。
3.1.2脫磷和脫硫
磷和硫一般都是鋼中的有害物質。磷化物使得鋼在低溫下輕易受力脆裂,出現“冷脆”現象。硫化物是低熔點(985℃)的物質,當鋼材加熱到硫化物的熔點時,會使鋼出現“熱脆”。
在轉爐煉鋼過程中,一般采用的措施為造渣脫磷、硫。即在轉爐內加入適量的石灰,形成具有一定堿度的爐渣,使硫、磷的化合物與CaO發生反應,生成不熔于鋼水的穩定化合物,進入爐渣,到達脫磷、脫硫的目的。
3.2氧氣頂吹轉爐煉鋼常用原料
3.3氧氣頂吹轉爐煉鋼工藝制度3.3.1裝入制度。就是確定轉爐合理的裝入量,合適的鐵水廢鋼比,裝入制度有定量裝入制度、定深裝入制度和分階段定量裝入制度。確定裝入量時必須考慮爐容比、熔池深度與否合適,與連鑄與否匹配等原因。
3.3.2供氧制度。就是使氧氣流最合理地供應熔池,發明良好的物理化學反應條件。供氧制度的內容包括確定合理的噴嘴構造,供氧強度、供氧壓力和槍位操作。
3.3.3造渣制度。就是要確定合適的造渣措施,渣料的加入時間和數量,以及怎樣迅速成渣。造渣應以清除P、S,減少噴濺,保護爐襯、減少終點氧含量為目的。造渣措施有單渣操作,雙渣操作、留渣操作等。
3.3.4溫度制度。重要是指過程溫度控制和終點溫度控制。我企業終點溫度規定不不小于1700℃
3.3.5終點控制及脫氧合金化制度。終點控制重要是指終點溫度和成分的控制。
4)、軋鋼生產工藝
4.1生產工藝過程
將化學成分和形狀不一樣的鋼坯,軋成形狀和性能符合規定的鋼材,需要通過一系列的工序,這些工序的組合和次序叫做工藝過程。由于鋼材的品種繁多,規格形狀、鋼種和用途各不相似,因此軋制不一樣產品采用的工藝過程也不相似。
軋鋼生產的工藝過程是相稱復雜的。盡管伴隨軋制產品質量規定的提高、品種范圍的擴大以及新技術、新設備的應用,構成工藝過程的各個工序會有對應的變化,不過整個軋鋼生產工藝過程總是由如下幾種基本工序構成的:
4.1.1坯料準備,包括表面缺陷的清理,表面氧化鐵皮的清除和坯料的預先熱處理等。
4.1.2鋼坯加熱,這是熱軋生產工藝過程的重要工序,鋼坯加熱的重要目的是提高鋼坯的塑性,減少變形抗力,為鋼坯軋制發明條件。加熱設備就是鋼坯加熱爐,加熱爐采用的燃料重要有高爐煤氣、天然氣等。
4.1.3鋼的軋制,是整個軋鋼生產過程的關鍵,坯料通過軋制完畢塑性變性過程,其過程可分粗軋、中軋和精軋。軋制工序對產品的質量起著決定性作用。
軋制產品的質量包括產品的幾何形狀和尺寸精確度,鋼材的力學性能與工藝性能以及產品表面質量三個方面。
4.1.4精整工序
精整工序是軋鋼生產工藝過程中的最終一種工序,也是比較復雜的一種工序,它對產品的質量起著最終的保證作用。產品的技術規定不一樣,精整工序的內容也各不相似。精整工序一般又包括鋼材的切斷或卷取、軋后冷卻、矯直、成品熱處理、成品表面清理和多種涂色等許多詳細工序。工序生產工藝目前國內相似工藝先進工藝狀況同類行業水平燒結預配料(重量配料)→二次配料(重量配料)→混合機(加柱狀水強制混勻)→制粒(加霧狀水、通蒸汽,制粒及提高料溫,節省能耗)→抽風燒結(寬臺車,低溫厚料層)→單齒輥破碎→鼓風環式冷卻(預留余熱發電)→三次振動篩分(篩出返礦、鋪底料)→成品礦倉。包鋼、八鋼、鄂鋼、萊鋼、265m2燒結機均采用此工藝流程。采用燒結機鼓風環冷余熱回收、廢氣干法脫硫。中等水平煉鐵:1#高爐(1080m3)1、重要工藝設施包括:原、燃料供料系統;礦焦槽及爐頂上料系統;爐頂系統;高爐本體;煤氣除塵系統;風口平臺出鐵場;熱風爐;爐渣處理;噴煤系統。2、采用的新技術或工藝水平:(1)供料系統可以滿足燒結礦和球團礦從各自車間直送的規定,焦炭進入礦、焦槽前進行預篩分。(2)燒結礦、球團礦、雜礦、焦炭采用分散篩分、分散稱量工藝;具有稱量誤差補正功能。有小塊焦回收入爐工藝設施。(3)爐頂設計壓力為0.20MPa,采用華遠串罐無料鐘爐頂,可實現單環、多環和手動定點、扇形、單環、多環等多種布料方式。爐頂均壓采用凈煤氣,高爐設有兩根探尺。(4)爐體設計在總結國內外經驗的基礎上,采用高爐長壽措施,設計壽命≥。以高爐的高效、長壽為目的,合理確定高爐內型尺寸,減小爐腹角,合適加高爐缸高度,同步增長死鐵層的深度。(5)選擇合理的爐體冷卻構造及參數,爐體采用全覆蓋銅冷卻壁形式。(6)采用軟水密閉循環冷卻系統。(7)爐底、爐缸耐材采用炭磚與陶瓷杯結合構造。(8)高爐設2個鐵口,20個風口。(9)出鐵場采用雙矩形出鐵場,儲鐵式主溝,145t的鐵水罐車運送到煉鋼車間。(10)煤氣處理采用布袋除塵器。長治鋼鐵集團8、9#高爐;新余鋼鐵集團6、7、8、11#高爐;萊蕪鋼鐵企業1、2、3、4#高爐;濟南石橫特鋼企業1、3#高爐;湘潭鋼鐵集團3#高爐;武鋼集團昆明鋼鐵企業1、2、3、5#高爐;德龍鋼鐵集團1、2、3#高爐;首鋼集團1#高爐;三鋼集團4、5#高爐。熱風系統采用卡魯金式熱風爐、渣處理采用環境保護因巴法;爐頂采用PW無料鐘爐頂;風口成像監視系統、高爐爐體冷卻系統全銅冷卻壁等。中等偏下水平煉鋼:120t轉爐+R10弧形連鑄機轉爐工序:(鐵水+廢鋼)→120t轉爐→150t鋼包→LF爐外精煉→R10弧形8機8流連鑄機連鑄工序:大包回轉臺→40t中間包→結晶器→二冷室→拉矯機→火焰切割→冷床→熱送軌道→軋鋼車間龍鋼5#、6#爐及5#、6#機;九江鋼廠;新金軋材;天津鋼廠;水城鋼廠河北鋼鐵集團;常州中天等。轉爐采用全過程自動化操作;副槍在線取樣、分析;滾筒法液態鋼渣處理工藝;連鑄全過程保護澆注;中間包液面自動控制。煤氣干法除塵等。中等偏上水平軋鋼生產工藝過程包括原料準備、加熱、軋制、控制冷卻及精整等工序,整個流程為持續自動化生產。1、單高線:鋼坯在加熱爐內加熱至所需溫度后,經高壓水除鱗后進入軋機軋制。軋線軋機共分4個機組:粗軋6架、中軋6架、預精軋4架、摩根精軋10架及減定徑4架,共30個機架構成。1H~14V采用短應力線軋機,15H~18V采用懸臂輥環軋機
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