鋼鐵生產流程ppt課件

鋼鐵廠生產工藝流程,主講人：苗木池,1,講述內容：一.鋼鐵生產工藝流程綜述二.煉鐵生產工藝流程三.煉鋼、連鑄及爐外精煉工藝流程四.鋼鐵生產新技術新工藝,2,一.鋼鐵生產工藝流程綜述,現代化鋼鐵廠組成及產品生產：線、棒材型材(管、型、絲）采礦燒結煉鐵煉鋼連鑄軋鋼板材球團中厚板焦化熱軋薄板其它原輔料冷軋薄板彩涂板熱鍍鋅板汽車家電板電工用板.。,3,典型鋼鐵產品生產工藝流程圖,4,典型板材產品生產工藝流程首鋼遷鋼,5,首鋼遷鋼全面建設完生產工藝流程,6,首鋼本部鋼鐵產品生產工藝流程圖,7,燒結生產工藝流程,8,二.煉鐵生產工藝流程,9,煉鐵工藝原理和過程概述,從爐頂裝入燒結礦、燃料（焦炭）、溶劑（石灰石等）；從爐腹部位風口處向爐內吹送熱風（9001200）；燃料中的碳和熱風中的氧發(fā)生燃燒反映（C1/2O2CO+Q)產生大量熱和炙熱的還原性煤氣。炙熱的煤氣以高速上升；爐料從上部不斷下降。它們受到煤氣的加熱和還原，在高溫下煤氣中的CO、H2及部分固定碳奪取了鐵礦中的氧，從而得到海綿鐵，海綿鐵溶化滲碳而生成生鐵。保證爐料均勻穩(wěn)定的下降，控制煤氣流均勻合理分布是高質量完成冶煉過程的關鍵！鐵水鐵口鐵水罐鋼廠（鑄鐵機）；爐渣渣口渣罐（水渣池）；煤氣從爐頂導出，經煤氣凈化系統處理后作為燃料，其中40用來加熱熱風爐。,10,高爐工藝設備的組成,高爐工藝設備主要由7大部分組成：1.高爐本體爐基、爐殼、爐襯、冷卻設備、爐體框架和支柱。高爐爐型：高爐內部工作空間形狀高爐爐體分為5段：爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸。高爐一代壽命爐齡（1015年，現要求20年以上）,11,2.高爐上料系統,上料系統爐料料倉篩分稱量料罐皮帶機（斜橋料車）,12,3.裝料系統,裝料系統:受料斗布料裝置探尺均壓、放散閥鐘式爐頂無料鐘爐頂,13,4.送風系統高爐鼓風機、熱風爐、熱風總管、熱風支管、風口設備國內熱風爐有三種形式：內燃式、外燃式、頂燃式,a-適用于中小高爐風溫10001050b大中型高爐風溫10501200,適用于10003000m3高爐風溫：最高1300,適用于大型高爐風溫：最高1200,14,熱風總管、環(huán)管、支管、吹管、風口設備,15,5.煤氣除塵系統煤氣上升管、下降管、重力除塵器、洗滌塔、文氏管、脫水器,16,6.渣鐵處理系統出鐵場、渣鐵溝、泥炮、開口機、爐前天車、水渣池、渣鐵罐車,17,18,7.噴吹系統煤粉制備、儲煤罐、噴吹罐、混合器、噴槍,19,高爐生產技術經濟指標,20,21,22,三、煉鋼生產工藝流程,轉爐煉鋼工藝；鐵水預處理工藝；鋼水爐外精煉處理工藝。,23,鋼與生鐵的區(qū)別：首先是碳的含量，理論上一般把碳含量小于2.11%稱之鋼，它的熔點在1450-1500，而生鐵的熔點在1100-1200。在鋼中碳元素和鐵元素形成Fe3C固熔體，隨著碳含量的增加，其強度、硬度增加，而塑性和沖擊韌性降低。,24,煉鋼的基本任務是脫碳、脫磷、脫硫、脫氧，去除有害氣體和非金屬夾雜物，提高溫度和調整成分。歸納為：“四脫”（碳、氧、磷和硫），“二去”（去氣和去夾雜），“二調整”（成分和溫度）。采用的主要技術手段為：供氧，造渣，升溫，加脫氧劑和合金化操作。,煉鋼的基本任務,25,氧氣轉爐的種類：氧氣頂吹轉爐氧氣底吹轉爐氧氣側吹轉爐氧氣頂底復合轉爐,轉爐煉鋼特點生產率高（冶煉時間在20分鐘以內）；質量好（*氣體含量少：（因為CO的反應攪拌，將N、H除去）可以生產超純凈鋼；有害成份（S、P、N、H、O）80PPm；冶煉成本低，耐火材料用量比平爐電爐用量低；原材料適應性強，高P、低P都可以；設備少，平爐的2/3，比電爐多。,26,鐵水預處理與鋼水爐外精煉處理工藝,27,連鑄工藝與設備,1現代煉鋼技術的發(fā)展（連鑄技術的作用）（1）1947年1974年：技術特點：轉爐、高爐的大型化；以模鑄初軋為核心，生產外延擴大。（2）1974年1989年：技術特點：全連鑄工藝，以連鑄機為核心。（3）1989年現在：技術特點：連鑄連軋工藝，以薄板坯，連鑄連軋為代表，鋼廠向緊湊化發(fā)展。,28,連續(xù)鑄鋼的技術特點,高效凝固優(yōu)化成型化學冶金物理冶金節(jié)能,29,凝固理論,30,31,連續(xù)鑄鋼的工藝特點（1）提高綜合成材率：模鑄從鋼水到成坯的收得率大約8488，連鑄為9596；（2）降低能耗：連鑄節(jié)能主要是省去了開坯工序，以及提高成材率。生產一噸鋼坯比模鑄可以節(jié)能6271046kJ，相當于21.435.7kg標準煤。加上綜合成材率的提高，可以節(jié)能約130kg標準煤；（3）連鑄產品的均一性好，質量好；（4）易于實現機械化和自動化。,32,33,連鑄機的種類,連鑄機的機型及其特點2.1.1連鑄機的機型（1）按外形分類；,34,（2）按鑄坯斷面分類：,35,（3）按鋼液壓頭分類,表22各種機型按鋼水靜壓頭分類特征,36,2.1.2機型的特點：（1）立式連鑄機：結晶器、二冷段、拉坯和剪切沿垂直方向排列無彎曲變形、裂紋少占地面積少夾雜物容易上浮二冷均勻、簡單不能延長冶金長度、生產率低鋼液靜壓大，容易產生鼓肚,37,（2）立彎式連鑄機結晶器下有垂直段，鋼水完全凝固或接近完全凝固時定點彎曲進入圓弧段。機身高度比立式低，鋼水靜壓小；有垂直段，夾雜物容易上浮且分布均勻；水平出坯，可以適當加長機身，提高拉速；二次冷卻結構較簡單同弧形連鑄機相比，占地面積相當，廠房高度高，投資較大；鑄坯在一點彎曲，一點矯直，容易形成裂紋；要求全凝固矯直，限制了生產率。,38,（3）多點彎曲立彎式連鑄機有垂直段，夾雜物容易上浮，具有立彎式連鑄機的優(yōu)點；多點彎曲。減小應力集中，裂紋少；可在未完全凝固進入弧形段，故可以提高生產率，增大拉速。例如寶鋼板坯連鑄機：直線段：2.55m彎曲半徑：48.5/22.5/16.5/12/9.555m矯直半徑：9.555/11.5/16/31m連鑄機長度：39.39m,39,（4）弧形連鑄機分為弧形結晶器和直結晶器兩種機身高度為立式連鑄機的1/21/3,占地面積和立彎式相同，基建費用低；鋼液靜壓小，鑄坯質量好（鼓肚、裂紋少）；加長機身容易，可高速澆鑄，生產率高；機器設備占地面積較立式大；內弧夾雜物容易集聚；弧形結晶器加工較復雜；直結晶器在出口處為弧形和直線切點，容易漏鋼。,40,（5）橢圓型連鑄機（超低頭連鑄機）機身高度低，廠房高度降低；多次變形，每次變形量不大，鑄坯質量好；鋼液靜壓小，坯殼鼓肚量小，質量好。結晶器內夾雜物不能上浮分離，且內弧集聚；多半徑，連鑄機的對弧、安裝、調整困難，設備較復雜。,41,2.1.3連鑄機機型選擇的原則滿足鋼種和斷面規(guī)格的要求；滿足鑄坯的質量要求；節(jié)約建設投資。,42,連鑄工藝及設備2.2.1連鑄機的主要設備,43,（1）鋼包及支撐裝置鋼包：鋼液的載體耐腐蝕、保溫性好鋼液容易控制，控制可靠。鋼包回轉臺,44,45,46,（2）中間包及其支撐裝置中間包儲存鋼液（換鋼包）分配鋼液（分流）保溫，均勻成分保護作用，減少對坯殼的沖擊中間包冶金擋墻、吹氣、過濾及加熱中間包小車,47,48,（3）結晶器及其振動裝置結晶器：在連鑄生產中，高拉速條件下保證有均勻的坯殼厚度而不致拉漏。良好的導熱性鋼液和內壁不粘結有一定剛度結構簡單，重量輕類型有：整體型、管式、組合式結晶器,49,薄板坯連鑄結晶器,50,振動裝置作用：防止初生坯殼金額結晶器壁粘結避免拉漏坯殼改善表面質量振動方式：同步振動負滑脫振動正弦振動,51,（4）二次冷卻區(qū)作用：繼續(xù)冷卻支撐導向要求：冷卻效率高，傳熱快均勻冷卻，表面溫度均勻支撐導向部件有足夠的強度和剛度各段對中準確快速更換,52,（5）鑄坯導向和拉坯矯直機作用：拉坯矯直送引錠桿，調節(jié)拉速引錠桿作用：開澆時的凝固底板傳遞拉坯力引錠桿形式：撓性剛性,53,（6）切割裝置作用：定尺、切割。方式：火焰、機械火焰切割設備輕，不受斷面限制，切口齊，有金屬損耗；機械切割：切割速度快無金屬損耗操作安全可靠設備投資大，重量較大。,54,連鑄機的生產能力,1）連鑄機的作業(yè)率指一年的生產時間（含準備時間）占一年的日歷時間的百分數。y=（C+P）/D100其中：y：作業(yè)率C：年澆鑄時間P：年準備時間D：年日歷時間,55,（2）澆鑄周期連鑄機的澆鑄時間及必要的準備時間T=t1+nt2其中：T澆鑄周期t1準備時間t2單爐澆鑄時間n平均連澆爐數,56,（3）連鑄機的小時產量PBDVgr60N其中：P：連鑄機的小時產量BD：鑄坯斷面面積Vg：拉速r：鑄坯比重N：連鑄機的流數,57,（4）連鑄機的日產量A（1440/T）nG其中：A：連鑄機的日產量T：連鑄機的澆鑄周期n：連澆爐數G：轉爐平均出鋼量：金屬收得率,58,（5）連鑄機的年產量PA365Y其中：P：連鑄機年產量A：連鑄機的日產量Y：連鑄機的作業(yè)率,59,2）連鑄機的拉速是指出結晶器的鑄坯在拉坯力的作用下，單位時間內移動的距離。影響因素：（1）鋼種（2）鑄坯斷面大小（3）結晶器出口坯殼厚度（4）澆鑄溫度（5）鑄坯質量（6）冶金長度、保護渣、結晶器振動等。,60,3）連鑄機的冶金長度根據最大拉速計算出來的液芯長度,61,連鑄新技術,1）提高連鑄坯清潔度的技術保護澆鑄技術中間包冶金技術防止下渣技術結晶器鋼液流動控制技術（2）提高連鑄坯質量的技術防止鑄坯表面缺陷技術連鑄坯裂紋控制技術連鑄坯中心致密度控制技術,62,（3）提高連鑄機生產率的技術結晶器錐度優(yōu)化技術結晶器液面波動控制技術結晶器振動技術結晶器保護渣技術生產自動化技術（4）近終型連鑄新技術薄板坯連鑄技術薄帶坯連鑄技術,63,鋼鐵生產新技術新工藝,一.現代煉鐵重大技術1.非高爐煉鐵技術2.短流程的物流傳遞（鐵水一包到底技術）,64,二.現代轉爐煉鋼的重大技術,1.轉爐大型化技術,65,轉爐大型化的核心技術,大型轉爐（250t）的設計制造技術水冷托圈與懸掛傾動傳動裝置多孔拉瓦爾氧氣噴槍OG法除塵與煤氣回收技術鎂碳磚生產工藝與制造技術污水、污泥處理凈化技術綜合砌爐與護爐工藝（噴補、掛粘渣等）吹煉靜態(tài)模型控制技術終點副槍動態(tài)控制技術,66,緊湊式連續(xù)化的專業(yè)生產線,以產品為核心，將鐵水預處理轉爐煉鋼爐外精煉高效連鑄熱送和連軋有機地結合起來。從鐵水到成品鋼材的生產周期為2.53小時。新工藝流程的基本特征為：1)100鐵水采用“三脫”；2)冶煉周期達到20min；3)100鋼水爐外精煉，真空精煉比大幅度提高；4)