鋼鐵生產(chǎn)流程ppt課件

鋼鐵廠生產(chǎn)工藝流程,主講人：苗木池,1,講述內(nèi)容：一.鋼鐵生產(chǎn)工藝流程綜述二.煉鐵生產(chǎn)工藝流程三.煉鋼、連鑄及爐外精煉工藝流程四.鋼鐵生產(chǎn)新技術(shù)新工藝,2,一.鋼鐵生產(chǎn)工藝流程綜述,現(xiàn)代化鋼鐵廠組成及產(chǎn)品生產(chǎn)：線、棒材型材(管、型、絲）采礦燒結(jié)煉鐵煉鋼連鑄軋鋼板材球團(tuán)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(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程圖,4,典型板材產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程首鋼遷鋼,5,首鋼遷鋼全面建設(shè)完生產(chǎn)工藝流程,6,首鋼本部鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程圖,7,燒結(jié)生產(chǎn)工藝流程,8,二.煉鐵生產(chǎn)工藝流程,9,煉鐵工藝原理和過程概述,從爐頂裝入燒結(jié)礦、燃料（焦炭）、溶劑（石灰石等）；從爐腹部位風(fēng)口處向爐內(nèi)吹送熱風(fēng)（9001200）；燃料中的碳和熱風(fēng)中的氧發(fā)生燃燒反映（C1/2O2CO+Q)產(chǎn)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(zhì)量完成冶煉過程的關(guān)鍵！鐵水鐵口鐵水罐鋼廠（鑄鐵機(jī)）；爐渣渣口渣罐（水渣池）；煤氣從爐頂導(dǎo)出，經(jīng)煤氣凈化系統(tǒng)處理后作為燃料，其中40用來加熱熱風(fēng)爐。,10,高爐工藝設(shè)備的組成,高爐工藝設(shè)備主要由7大部分組成：1.高爐本體爐基、爐殼、爐襯、冷卻設(shè)備、爐體框架和支柱。高爐爐型：高爐內(nèi)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(xiàn)要求20年以上）,11,2.高爐上料系統(tǒng),上料系統(tǒng)爐料料倉篩分稱量料罐皮帶機(jī)（斜橋料車）,12,3.裝料系統(tǒng),裝料系統(tǒng):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(fēng)系統(tǒng)高爐鼓風(fēng)機(jī)、熱風(fēng)爐、熱風(fēng)總管、熱風(fēng)支管、風(fēng)口設(shè)備國內(nèi)熱風(fēng)爐有三種形式：內(nèi)燃式、外燃式、頂燃式,a-適用于中小高爐風(fēng)溫10001050b大中型高爐風(fēng)溫10501200,適用于10003000m3高爐風(fēng)溫：最高1300,適用于大型高爐風(fēng)溫：最高1200,14,熱風(fēng)總管、環(huán)管、支管、吹管、風(fēng)口設(shè)備,15,5.煤氣除塵系統(tǒng)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(tǒng)出鐵場、渣鐵溝、泥炮、開口機(jī)、爐前天車、水渣池、渣鐵罐車,17,18,7.噴吹系統(tǒng)煤粉制備、儲(chǔ)煤罐、噴吹罐、混合器、噴槍,19,高爐生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),20,21,22,三、煉鋼生產(chǎn)工藝流程,轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝；鐵水預(yù)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(diǎn)在1450-1500，而生鐵的熔點(diǎn)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(qiáng)度、硬度增加，而塑性和沖擊韌性降低。,24,煉鋼的基本任務(wù)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(diào)整成分。歸納為：“四脫”（碳、氧、磷和硫），“二去”（去氣和去夾雜），“二調(diào)整”（成分和溫度）。采用的主要技術(shù)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(wù),25,氧氣轉(zhuǎn)爐的種類：氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐氧氣底吹轉(zhuǎn)爐氧氣側(cè)吹轉(zhuǎn)爐氧氣頂?shù)讖?fù)合轉(zhuǎn)爐,轉(zhuǎn)爐煉鋼特點(diǎn)生產(chǎn)率高（冶煉時(shí)間在20分鐘以內(nèi)）；質(zhì)量好（*氣體含量少：（因?yàn)镃O的反應(yīng)攪拌，將N、H除去）可以生產(chǎn)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(yīng)性強(qiáng)，高P、低P都可以；設(shè)備少，平爐的2/3，比電爐多。,26,鐵水預(yù)處理與鋼水爐外精煉處理工藝,27,連鑄工藝與設(shè)備,1現(xiàn)代煉鋼技術(shù)的發(fā)展（連鑄技術(shù)的作用）（1）1947年1974年：技術(shù)特點(diǎn)：轉(zhuǎn)爐、高爐的大型化；以模鑄初軋為核心，生產(chǎn)外延擴(kuò)大。（2）1974年1989年：技術(shù)特點(diǎn)：全連鑄工藝，以連鑄機(jī)為核心。（3）1989年現(xiàn)在：技術(shù)特點(diǎn)：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(shù)特點(diǎn),高效凝固優(yōu)化成型化學(xué)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(diǎn)（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(chǎn)一噸鋼坯比模鑄可以節(jié)能6271046kJ，相當(dāng)于21.435.7kg標(biāo)準(zhǔn)煤。加上綜合成材率的提高，可以節(jié)能約130kg標(biāo)準(zhǔn)煤；（3）連鑄產(chǎn)品的均一性好，質(zhì)量好；（4）易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。,32,33,連鑄機(jī)的種類,連鑄機(jī)的機(jī)型及其特點(diǎn)2.1.1連鑄機(jī)的機(jī)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(jī)型按鋼水靜壓頭分類特征,36,2.1.2機(jī)型的特點(diǎn)：（1）立式連鑄機(jī)：結(jié)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(chǎn)率低鋼液靜壓大，容易產(chǎn)生鼓肚,37,（2）立彎式連鑄機(jī)結(jié)晶器下有垂直段，鋼水完全凝固或接近完全凝固時(shí)定點(diǎn)彎曲進(jìn)入圓弧段。機(jī)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(dāng)加長機(jī)身，提高拉速；二次冷卻結(jié)構(gòu)較簡單同弧形連鑄機(jī)相比，占地面積相當(dāng)，廠房高度高，投資較大；鑄坯在一點(diǎn)彎曲，一點(diǎn)矯直，容易形成裂紋；要求全凝固矯直，限制了生產(chǎn)率。,38,（3）多點(diǎn)彎曲立彎式連鑄機(jī)有垂直段，夾雜物容易上浮，具有立彎式連鑄機(jī)的優(yōu)點(diǎn)；多點(diǎn)彎曲。減小應(yīng)力集中，裂紋少；可在未完全凝固進(jìn)入弧形段，故可以提高生產(chǎn)率，增大拉速。例如寶鋼板坯連鑄機(jī)：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(jī)長度：39.39m,39,（4）弧形連鑄機(jī)分為弧形結(jié)晶器和直結(jié)晶器兩種機(jī)身高度為立式連鑄機(jī)的1/21/3,占地面積和立彎式相同，基建費(fèi)用低；鋼液靜壓小，鑄坯質(zhì)量好（鼓肚、裂紋少）；加長機(jī)身容易，可高速澆鑄，生產(chǎn)率高；機(jī)器設(shè)備占地面積較立式大；內(nèi)弧夾雜物容易集聚；弧形結(jié)晶器加工較復(fù)雜；直結(jié)晶器在出口處為弧形和直線切點(diǎn)，容易漏鋼。,40,（5）橢圓型連鑄機(jī)（超低頭連鑄機(jī)）機(jī)身高度低，廠房高度降低；多次變形，每次變形量不大，鑄坯質(zhì)量好；鋼液靜壓小，坯殼鼓肚量小，質(zhì)量好。結(jié)晶器內(nèi)夾雜物不能上浮分離，且內(nèi)弧集聚；多半徑，連鑄機(jī)的對弧、安裝、調(diào)整困難，設(shè)備較復(fù)雜。,41,2.1.3連鑄機(jī)機(jī)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(zhì)量要求；節(jié)約建設(shè)投資。,42,連鑄工藝及設(shè)備2.2.1連鑄機(jī)的主要設(shè)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(zhuǎn)臺(tái),44,45,46,（2）中間包及其支撐裝置中間包儲(chǔ)存鋼液（換鋼包）分配鋼液（分流）保溫，均勻成分保護(hù)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(jié)晶器及其振動(dòng)裝置結(jié)晶器：在連鑄生產(chǎn)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(dǎo)熱性鋼液和內(nèi)壁不粘結(jié)有一定剛度結(jié)構(gòu)簡單，重量輕類型有：整體型、管式、組合式結(jié)晶器,49,薄板坯連鑄結(jié)晶器,50,振動(dòng)裝置作用：防止初生坯殼金額結(jié)晶器壁粘結(jié)避免拉漏坯殼改善表面質(zhì)量振動(dòng)方式：同步振動(dòng)負(fù)滑脫振動(dòng)正弦振動(dòng),51,（4）二次冷卻區(qū)作用：繼續(xù)冷卻支撐導(dǎo)向要求：冷卻效率高，傳熱快均勻冷卻，表面溫度均勻支撐導(dǎo)向部件有足夠的強(qiáng)度和剛度各段對中準(zhǔn)確快速更換,52,（5）鑄坯導(dǎo)向和拉坯矯直機(jī)作用：拉坯矯直送引錠桿，調(diào)節(jié)拉速引錠桿作用：開澆時(shí)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(jī)械火焰切割設(shè)備輕，不受斷面限制，切口齊，有金屬損耗；機(jī)械切割：切割速度快無金屬損耗操作安全可靠設(shè)備投資大，重量較大。,54,連鑄機(jī)的生產(chǎn)能力,1）連鑄機(jī)的作業(yè)率指一年的生產(chǎn)時(shí)間（含準(zhǔn)備時(shí)間）占一年的日歷時(shí)間的百分?jǐn)?shù)。y=（C+P）/D100其中：y：作業(yè)率C：年澆鑄時(shí)間P：年準(zhǔn)備時(shí)間D：年日歷時(shí)間,55,（2）澆鑄周期連鑄機(jī)的澆鑄時(shí)間及必要的準(zhǔn)備時(shí)間T=t1+nt2其中：T澆鑄周期t1準(zhǔn)備時(shí)間t2單爐澆鑄時(shí)間n平均連澆爐數(shù),56,（3）連鑄機(jī)的小時(shí)產(chǎn)量PBDVgr60N其中：P：連鑄機(jī)的小時(shí)產(chǎn)量BD：鑄坯斷面面積Vg：拉速r：鑄坯比重N：連鑄機(jī)的流數(shù),57,（4）連鑄機(jī)的日產(chǎn)量A（1440/T）nG其中：A：連鑄機(jī)的日產(chǎn)量T：連鑄機(jī)的澆鑄周期n：連澆爐數(shù)G：轉(zhuǎn)爐平均出鋼量：金屬收得率,58,（5）連鑄機(jī)的年產(chǎn)量PA365Y其中：P：連鑄機(jī)年產(chǎn)量A：連鑄機(jī)的日產(chǎn)量Y：連鑄機(jī)的作業(yè)率,59,2）連鑄機(jī)的拉速是指出結(jié)晶器的鑄坯在拉坯力的作用下，單位時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的距離。影響因素：（1）鋼種（2）鑄坯斷面大小（3）結(jié)晶器出口坯殼厚度（4）澆鑄溫度（5）鑄坯質(zhì)量（6）冶金長度、保護(hù)渣、結(jié)晶器振動(dòng)等。,60,3）連鑄機(jī)的冶金長度根據(jù)最大拉速計(jì)算出來的液芯長度,61,連鑄新技術(shù),1）提高連鑄坯清潔度的技術(shù)保護(hù)澆鑄技術(shù)中間包冶金技術(shù)防止下渣技術(shù)結(jié)晶器鋼液流動(dòng)控制技術(shù)（2）提高連鑄坯質(zhì)量的技術(shù)防止鑄坯表面缺陷技術(shù)連鑄坯裂紋控制技術(shù)連鑄坯中心致密度控制技術(shù),62,（3）提高連鑄機(jī)生產(chǎn)率的技術(shù)結(jié)晶器錐度優(yōu)化技術(shù)結(jié)晶器液面波動(dòng)控制技術(shù)結(jié)晶器振動(dòng)技術(shù)結(jié)晶器保護(hù)渣技術(shù)生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)（4）近終型連鑄新技術(shù)薄板坯連鑄技術(shù)薄帶坯連鑄技術(shù),63,鋼鐵生產(chǎn)新技術(shù)新工藝,一.現(xiàn)代煉鐵重大技術(shù)1.非高爐煉鐵技術(shù)2.短流程的物流傳遞（鐵水一包到底技術(shù)）,64,二.現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼的重大技術(shù),1.轉(zhuǎn)爐大型化技術(shù),65,轉(zhuǎn)爐大型化的核心技術(shù),大型轉(zhuǎn)爐（250t）的設(shè)計(jì)制造技術(shù)水冷托圈與懸掛傾動(dòng)傳動(dòng)裝置多孔拉瓦爾氧氣噴槍OG法除塵與煤氣回收技術(shù)鎂碳磚生產(chǎn)工藝與制造技術(shù)污水、污泥處理凈化技術(shù)綜合砌爐與護(hù)爐工藝（噴補(bǔ)、掛粘渣等）吹煉靜態(tài)模型控制技術(shù)終點(diǎn)副槍動(dòng)態(tài)控制技術(shù),66,緊湊式連續(xù)化的專業(yè)生產(chǎn)線,以產(chǎn)品為核心，將鐵水預(yù)處理轉(zhuǎn)爐煉鋼爐外精煉高效連鑄熱送和連軋有機(jī)地結(jié)合起來。從鐵水到成品鋼材的生產(chǎn)周期為2.53小時(shí)。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(dá)到20min；3)100鋼水爐外精煉，真空精煉比大幅度提高；4)