鋼鐵生產(chǎn)過程簡(jiǎn)要介紹

1、鋼鐵生產(chǎn)過程簡(jiǎn)要介紹二一六年三月鋼鐵生產(chǎn)過程簡(jiǎn)要介紹 鋼鐵的基本生產(chǎn)過程，是首先獲得鐵礦石和焦煤等原料，然后把它們?cè)跓掕F高爐內(nèi)煉制成生鐵；下一步再以生鐵為原料，用不同的煉鋼爐冶煉成鋼；鋼要鑄成鋼錠或連鑄坯形狀，再送到軋鋼機(jī)進(jìn)行軋制加工，或者經(jīng)過鍛造，最終成為可用的各種形狀的鋼材。  一、鐵礦石開采和加工 從地球誕生的那一天開始，鐵元素凝聚成的礦藏就非常不均衡地分布于世界各地。 鐵元素是以化合物的狀態(tài)存在于自然界中，尤其是以氧化鐵的狀態(tài)存在量特別多。在理論上來說，凡是含有鐵元素或鐵化合物的礦石都可以叫做鐵礦石。但是在工業(yè)上或者商業(yè)上來說，鐵礦石不但是要含有

2、鐵的成份，而且必須有比較高的鐵含量，才有利用的價(jià)值。 有較好冶煉性能和利用價(jià)值的，主要是赤鐵礦和磁鐵礦兩種。赤鐵礦石 呈暗紅色或棕色的是赤鐵礦，它的主要成份為三氧化二鐵Fe2O3，比重大約5.26，多數(shù)含F(xiàn)e在70以下，含O多于30，是最主要的鐵礦石種類。磁鐵礦石 呈黑灰色或夾雜金屬光澤的是磁鐵礦，它的主要成份為四氧化三鐵Fe3O4，比重大約5.15左右，理論最高含F(xiàn)e可達(dá)72.4，含O最少27.6，具有磁性，也是主要的鐵礦石種類。 有的鐵礦石埋藏淺，采用露天開采，猶如給地球開天窗一般地挖大坑，開采成本相對(duì)低一些。有些深部的鐵礦只能用井下巷道開采，與采掘

3、地下煤炭的方法相類似。 馬鞍山鋼鐵公司南山露天鐵礦，使用鐵路電機(jī)車運(yùn)輸 露天鐵礦用電鏟與大型礦車運(yùn)輸?shù)穆?lián)合采礦作業(yè)首鋼遷安水廠鐵礦使用的130噸電傳動(dòng)1600馬力礦車，有6米多高 但是世界上含鐵達(dá)到66以上的礦石不多，很多鐵礦的“品位”（也就是含鐵量）較低，可能也就是30到50之間，原礦石里的石頭成分太高，是不能直接用于煉鐵的。所以為了提高礦石原料當(dāng)中的含鐵量，要利用機(jī)械設(shè)備去除部分石頭雜質(zhì)，進(jìn)一步富集含鐵的成分，這就是要進(jìn)行“破碎”和“選礦”，其中的選礦環(huán)節(jié)都要大量用水。 選礦車間景象球磨機(jī)和螺旋分級(jí)機(jī) 照片中這樣略小規(guī)模的赤鐵礦選場(chǎng)，每天可

4、加工20003000噸含鐵60左右“鐵精礦”。鐵精礦呈粉狀，一般稱為鐵礦粉，含鐵量高的可以達(dá)到6266。 選后得到的鐵礦粉 這樣的礦粉還不能直接裝進(jìn)高爐里冶煉，就象人們只在取暖爐里燒型煤一樣，必須人為地再把它們“捏”成塊狀，增加透氣和還原性。國(guó)際上通行的辦法是二次加工制造“燒結(jié)礦”和“球團(tuán)礦”，這兩樣“人造塊礦”同時(shí)提高了抗壓強(qiáng)度，有利于高爐冶煉。 鐵精粉原料中加入的燃料，經(jīng)過高溫點(diǎn)火后，燃燒放出大量熱量，使料層中礦物產(chǎn)生熔融，隨著燃燒層下移和冷空氣的通過，在10001100生成的熔融液相被冷卻而再結(jié)晶，凝固成具有網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的大塊燒結(jié)礦。 多孔隙的燒結(jié)礦&

5、#160;球團(tuán)礦的加工是先如同搖元宵一樣，把精礦粉混合配料進(jìn)行“造球”，然后也是上機(jī)焙燒，其規(guī)格沒有燒結(jié)礦那么大。焙燒后的球團(tuán)礦 燒結(jié)礦和球團(tuán)礦就是可以加入高爐進(jìn)行冶煉的礦石原料。   二、采煤煉焦炭現(xiàn)在世界上95以上的鋼鐵生產(chǎn)，還在使用300年前英國(guó)人達(dá)比發(fā)明的焦炭煉鐵方法，所以煉鐵要有焦炭，主要是當(dāng)燃料用，同時(shí)焦炭也是還原劑，沒有它就不能從氧化鐵里置換出鐵。 焦炭不是礦物，而是要用特定的幾種煤混合“煉制”出來，一般的配比是肥煤2530，焦煤3035，然后裝入煉焦?fàn)t里炭化1224小時(shí)后，形成堅(jiān)硬多孔的焦炭。 焦炭成品 焦炭外觀與煤還

6、是有幾分相像的，但是它的熱值很高，比煤純凈，幾乎就是純碳，而且重量要比煤輕一半以上，因?yàn)榻^大部分雜質(zhì)都被清除掉了。三、高爐煉鐵高爐煉鐵是將鐵礦石與燃料（焦炭有雙重作用，一當(dāng)燃料，二作還原劑）、配料石灰石等，在高爐中熔化，使它在高溫狀態(tài)下發(fā)生還原反應(yīng)，從氧化鐵里還原出基本是以鐵元素為主的、含部分碳的“生鐵”，也就是鐵水。煉鐵廠高爐外觀高爐出鐵水 鐵水注入到鐵水包內(nèi)，運(yùn)輸去煉鋼廠，或送到鑄鐵機(jī) 如果鐵水不直接送去煉鋼，還可以鑄造成生鐵塊，儲(chǔ)存或到市場(chǎng)上銷售。 鑄造成型的生鐵塊 不過生鐵塊由于含碳量超過2以上，所以很脆，落地就會(huì)摔斷。直接用生鐵可以鑄造出各種鑄

7、鐵產(chǎn)品，例如柴油機(jī)曲軸、鑄鐵管等。四、煉鐵成鋼鐵與鋼性質(zhì)上的根本區(qū)別，就是含碳量，含碳量低于2才是真正的“鋼”。通常所說的“煉鋼”就是在高溫冶煉過程中使生鐵脫碳，把鐵變成鋼。常用的煉鋼設(shè)備是轉(zhuǎn)爐或電爐。 向氧氣轉(zhuǎn)爐內(nèi)倒入鐵水和廢鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼的原料包括85左右的鐵水、1015的廢鋼兩類，再吹進(jìn)氧氣助燃，不用加任何燃料，依靠熾熱鐵水自身的物理熱能很短時(shí)間內(nèi)就把鋼煉好了。150噸轉(zhuǎn)爐煉鋼景象而電爐煉鋼要依靠外部的能源（電能）加熱熔化廢鋼和生鐵塊，它不用鐵水煉鋼。 大功率電弧爐在煉鋼電爐出鋼，鋼水倒入鋼包 五、鑄造鋼坯目前除了生產(chǎn)特殊鋼、大型鑄鋼件還需要少量鑄造鋼錠，用于鍛

8、造加工以外，國(guó)內(nèi)外大批量生產(chǎn)普通鋼鐵基本廢棄了鑄造鋼錠開坯軋材的舊工藝，絕大多數(shù)采用把鋼水鑄造成鋼坯、再去軋材的辦法，稱為“連鑄”。如果不等鋼坯降溫、中途不落地、直接送進(jìn)軋鋼機(jī)，可以“一火成材”制造出需要的鋼材產(chǎn)品。如果中途冷卻鋼坯，落地保存，鋼坯就可以成為市場(chǎng)銷售的商品。 鋼水正在澆入連鑄機(jī)連鑄機(jī)效率高，可以設(shè)計(jì)同步生產(chǎn)38根方坯火焰切割方鋼坯連鑄大板坯少量企業(yè)更為先進(jìn)，能夠采用先進(jìn)的“近終型”連鑄方法，直接把鋼水鑄成很薄的鋼帶坯，或型鋼坯，減少軋鋼機(jī)加工的環(huán)節(jié)，更加節(jié)省能源，增加效益。碳素結(jié)構(gòu)鋼方坯成品首鋼京唐鋼鐵公司的大板坯六、鋼坯軋制成材 普通鋼材的種類繁多，常見的

9、有各種型鋼、螺紋鋼、鋼板、帶鋼、鋼管等，有的要熱加工，有的需要冷加工，因此都要使用軋制鋼材的設(shè)備，稱為“軋鋼機(jī)”。 我們以熱軋棒材（圓鋼）和熱軋鋼卷兩個(gè)例子做簡(jiǎn)單說明。鋼坯再加熱到接近1000度 安陽鋼鐵公司260mm連續(xù)棒材軋鋼機(jī)在軋機(jī)的碾壓下，鋼坯由粗變細(xì)，越來越接近產(chǎn)品最終直徑，送入棒材冷床進(jìn)行降溫。棒材多數(shù)用于加工機(jī)械結(jié)構(gòu)件等。如果在最后一架棒材成品軋鋼機(jī)上使用花紋軋輥，就可以生產(chǎn)出螺紋鋼，也就是名為“鋼筋”的建筑結(jié)構(gòu)用材。圓鋼在冷床上降溫，顏色由紅變黑棒材成品堆成穩(wěn)固的垛型國(guó)標(biāo)三級(jí)螺紋鋼，主要用于綁扎灌注鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)生產(chǎn)卷狀鋼材要使用熱卷連軋機(jī)。先軋出熱卷，此后

10、進(jìn)一步用冷軋的方法加工出光潔度較高的冷軋鋼卷，以及再加工成涂鍍板卷。這種薄鋼材由于中間沒有斷頭，非常有利于象做服裝那樣，在鋼板上套裁切割，做出各種家用電器鋼板、汽車外殼等變形復(fù)雜的產(chǎn)品。 首鋼京唐鋼鐵公司2250熱連軋機(jī)在生產(chǎn)卷板 熱軋薄鋼板以卷狀交貨首鋼京唐鋼鐵公司冷軋廠的冷軋卷產(chǎn)品 七、鍛造鋼材根據(jù)不同的需要，有一部分特殊性能、或特殊形狀的鋼材，是無法用生產(chǎn)大批量產(chǎn)品的軋鋼機(jī)加工出來的，而要采用小批量、甚至僅僅生產(chǎn)一兩件的數(shù)量進(jìn)行生產(chǎn)。因此，煉鋼后需要鑄造若干個(gè)鋼錠，然后經(jīng)過加熱，在模鍛機(jī)、液壓機(jī)等特種加工設(shè)備上制成異形特種鋼材。特別需要說明的是，這一類鋼材有

11、一半以上并不是在鋼鐵企業(yè)里生產(chǎn)出來的，它們的產(chǎn)地是大中型機(jī)械工廠。我們以鍛造大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸件為例，來簡(jiǎn)要形象地說明鍛造鋼材生產(chǎn)。鍛造毛坯（鋼錠）經(jīng)過加熱后出爐用4000噸鍛造水壓機(jī)加工大型軸件鍛造出的風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸我們看到經(jīng)過怎樣的“千錘百煉”過程，鋼鐵產(chǎn)品終于誕生了。鋼鐵生產(chǎn)工藝流程煉焦生產(chǎn)流程：煉焦作業(yè)是將焦煤經(jīng)混合，破碎后加入煉焦?fàn)t內(nèi)經(jīng)干餾后產(chǎn)生熱焦碳及粗焦?fàn)t氣之制程。資源來源：臺(tái)灣中鋼公司網(wǎng)站。燒結(jié)生產(chǎn)流程：燒結(jié)作業(yè)系將粉鐵礦，各類助熔劑及細(xì)焦炭經(jīng)由混拌、造粒后，經(jīng)由布料系統(tǒng)加入燒結(jié)機(jī)，由點(diǎn)火爐點(diǎn)燃細(xì)焦炭 ，經(jīng)由抽氣風(fēng)車抽風(fēng)完成燒結(jié)反應(yīng)，高熱之燒結(jié)礦經(jīng)破碎冷卻、篩選后，送往高爐作為

12、冶煉鐵水之主要原料。資源來源：臺(tái)灣中鋼公司網(wǎng)站。高爐生產(chǎn)流程：高爐作業(yè)是將鐵礦石、焦炭及助熔劑由高爐頂部加入爐內(nèi)，再由爐下部鼓風(fēng)嘴 鼓入高溫?zé)犸L(fēng)，產(chǎn)生還原氣體，還原鐵礦石，產(chǎn)生熔融鐵水與熔渣之煉鐵制程。資源來源：臺(tái)灣中鋼公司網(wǎng)站。轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)流程：煉鋼廠先將熔銑送前處理站作脫硫脫磷處理，經(jīng)轉(zhuǎn)爐吹煉后，再依訂單鋼種特性及品質(zhì)需求，送二次精煉處理站(RH真空脫氣處理站、Ladle Injection盛桶吹射處理站、VOD真空吹氧脫碳處理站、STN攪拌站等)進(jìn)行各種處理，調(diào)整鋼液成份，最后送大鋼胚及扁鋼胚連續(xù)鑄造機(jī)，澆鑄成紅熱鋼胚半成品，經(jīng)檢驗(yàn)、研磨或燒除表面缺陷，或直接送下游軋制成條鋼、線材、鋼板、鋼

13、卷及鋼片等成品。資源來源：臺(tái)灣中鋼公司網(wǎng)站。連鑄生產(chǎn)流程：連續(xù)鑄造作業(yè)乃是將鋼液轉(zhuǎn)變成鋼胚之過程。上游處理完成之鋼液，以盛鋼桶運(yùn)送到轉(zhuǎn)臺(tái)，經(jīng)由鋼液分配器分成數(shù)股，分別注入特定形狀之鑄模內(nèi)，開始冷卻凝固成形，生成外為凝固殼、內(nèi)為鋼液之鑄胚，接著鑄胚被引拔到弧狀鑄道中，經(jīng)二次冷卻繼續(xù)凝固到完全凝固。經(jīng)矯直后再依訂單長(zhǎng)度切割成塊，方塊形即為大鋼胚，板狀形即為扁鋼胚。此半成品視需要經(jīng)鋼胚表面處理后，再送軋鋼廠軋延。資源來源：臺(tái)灣中鋼公司網(wǎng)站。熱軋生產(chǎn)流程。資源來源：臺(tái)灣中鋼公司網(wǎng)站。熱軋生產(chǎn)流程>第一熱軋鋼帶生產(chǎn)流程：熱軋鋼帶工場(chǎng)主要制程是將扁鋼胚加熱后,經(jīng)粗軋機(jī)及精軋機(jī)軋延成鋼帶,并以層流冷卻

14、系統(tǒng)噴水冷卻至適當(dāng)溫度,再由盤卷機(jī)卷成粗鋼卷。資源來源：臺(tái)灣中鋼公司網(wǎng)站。熱軋生產(chǎn)流程>一號(hào)調(diào)質(zhì)重卷線布置圖：主要功能為將原料鋼卷上線解卷、調(diào)質(zhì)軋延、分切、重卷及包裝為成品H.R COIL 或 H.R BANDHR BAND 未調(diào)質(zhì)軋延。資源來源：臺(tái)灣中鋼公司網(wǎng)站。熱軋生產(chǎn)流程>二號(hào)調(diào)質(zhì)重卷線布置圖：主要功能為將原料鋼卷上線解卷、調(diào)質(zhì)軋延、分切、重卷及包裝為成品H.R COIL 或 H.R BANDHR BAND 未調(diào)質(zhì)軋延。資源來源：臺(tái)灣中鋼公司網(wǎng)站。熱軋生產(chǎn)流程>酸洗涂油線設(shè)備布置圖：主要功能為將原料鋼卷上線解卷、焊接、整平、酸洗、調(diào)質(zhì)軋延、切邊、涂油、分切及包裝為成品酸

15、洗鋼卷。資源來源：臺(tái)灣中鋼公司網(wǎng)站熱軋生產(chǎn)流程>第二熱軋鋼帶生產(chǎn)流程：熱軋鋼帶工場(chǎng)主要制程是將扁鋼胚加熱后,經(jīng)粗軋機(jī)及精軋機(jī)軋延成鋼帶,并以層流冷卻系統(tǒng)噴水冷卻至適當(dāng)溫度,再由盤卷機(jī)卷成粗鋼卷。資源來源：臺(tái)灣中鋼公司網(wǎng)站。熱軋生產(chǎn)流程>三號(hào)調(diào)質(zhì)重卷線布置圖：主要功能為將原料鋼卷上線解卷、調(diào)質(zhì)軋延、分切、重卷及包裝為成品H.R COIL 或 H.R BANDHR BAND 未調(diào)質(zhì)軋延。資源來源：臺(tái)灣中鋼公司網(wǎng)站。熱軋生產(chǎn)流程>四號(hào)調(diào)質(zhì)重卷線布置圖：主要功能為將原料鋼卷上線解卷、調(diào)質(zhì)軋延、分切、重卷及包裝為成品H.R COIL 或 H.R BANDHR BAND 未調(diào)質(zhì)軋延。第一

16、酸洗冷軋線：第一酸洗冷軋線接收熱軋鋼卷，經(jīng)過解卷、焊接、整平、鹽酸酸洗、裁邊之后，再經(jīng)由串列式冷軋機(jī)軋延成厚度較薄之冷軋鋼卷。資源來源：臺(tái)灣中鋼公司網(wǎng)站第二酸洗冷軋線：第二酸洗冷軋線是利用張力整平機(jī)及酸洗去除熱軋鋼卷銹皮，清洗、烘干去除鋼帶表面殘酸，由裁邊機(jī)將鋼帶裁至下游產(chǎn)線所需寬度及經(jīng)四站六重式軋延機(jī)將熱軋鋼卷軋至客戶所需厚度，并藉自動(dòng)板形控制器來改善鋼帶板形，是一連續(xù)式酸洗冷軋制程產(chǎn)線。資源來源：臺(tái)灣中鋼公司網(wǎng)站。熱軋生產(chǎn)流程>熱軋厚板剪切線布置圖：主要功能為將原料鋼卷上線解卷、切邊、切片、整平、堆疊、及包裝為成品鋼板疊(HR PLATE)。資源來源：臺(tái)灣中鋼公司網(wǎng)站。連續(xù)熱浸鍍鋅線

17、：熱浸鍍鋅線是一條連續(xù)性生產(chǎn)線，酸洗冷軋后鋼卷送入本產(chǎn)線經(jīng)過焊接、表面清洗及 退火之后進(jìn)入鋅槽鍍鋅(GI材)或再加熱產(chǎn)生鋅鐵合金(GA材)，接著再經(jīng)過調(diào)質(zhì)軋延 及張力整平，最后再依不同需求實(shí)施后處理或涂油作業(yè)。資源來源：臺(tái)灣中鋼公司網(wǎng)站。第一連續(xù)退火線：第一連續(xù)退火線包括清洗、退火、調(diào)質(zhì)及精整等制程。鋼帶經(jīng)由焊接機(jī)焊接后，進(jìn)入退火爐退火，而退火爐依不同鋼種賦予不同退火溫度，使其達(dá)到應(yīng)有的機(jī)械性質(zhì)，最后再依客戶訂單賦予鋼帶表面粗糙度、涂油量、分切及包裝。資源來源：臺(tái)灣中鋼公司網(wǎng)站。第二連續(xù)退火線：第二連續(xù)退火線包括清洗、退火、調(diào)質(zhì)及精整等制程。先將冷軋后鋼帶表面殘留之軋延油洗凈，再將其加熱至70

18、0850，以去除鋼帶內(nèi)部應(yīng)力，并且使其再結(jié)晶及調(diào)整組織內(nèi)固溶碳含量，以確保機(jī)械性質(zhì)的穩(wěn)定，再利用調(diào)質(zhì)軋延以消除降伏點(diǎn)伸長(zhǎng)，改善其材質(zhì)及平坦度，并賦予鋼帶所需之表面粗糙度。最后依客戶訂單將鋼帶涂防銹油、分切及包裝。資源來源：臺(tái)灣中鋼公司網(wǎng)站。封盒退火爐：封盒退火爐之功能系將冷軋鋼卷在H2或HN氣氛下,進(jìn)行鋼卷之再結(jié)晶及光 輝退火。資源來源：臺(tái)灣中鋼公司網(wǎng)站。電解清洗線：電解清洗線接收冷軋鋼卷，經(jīng)過解卷、焊接以及電解堿洗，產(chǎn)制電解清洗鋼卷。連續(xù)涂覆線：連續(xù)涂覆線有兩項(xiàng)主要產(chǎn)品，電磁鋼卷及彩色鋼卷。 生產(chǎn)電磁鋼卷的作業(yè)是接收第一連續(xù)退火線之母材后，經(jīng)過清洗、水性絕緣涂料涂覆、 烘焙、冷卻的制程。 生產(chǎn)彩色鋼卷作業(yè)是接收冷軋母材后，經(jīng)過清洗及磷酸皮膜處理、底漆涂覆、面漆涂覆、烘焙、冷卻的制程。資源來源：臺(tái)灣中鋼公司網(wǎng)站。電磁鋼片涂覆線：電磁鋼片涂覆線是設(shè)計(jì)專為生產(chǎn)電磁鋼卷的產(chǎn)線。 生產(chǎn)電磁鋼卷的作業(yè)是接收第一連續(xù)退火線之母材后經(jīng)過清洗，涂上水性絕緣涂料、烘焙、冷卻的制程。資源來源：臺(tái)灣中鋼公司網(wǎng)站。電氣鍍鋅線：電氣鍍鋅生產(chǎn)作業(yè)是將冷軋鋼卷經(jīng)由前段進(jìn)料區(qū)、清洗與酸洗區(qū)、電鍍區(qū)、后處理區(qū)、抗指紋 涂覆區(qū)及后段出料區(qū)，產(chǎn)出電氣鍍鋅鋼卷成品。資源來源：臺(tái)灣中鋼公調(diào)質(zhì)線：制程及功能： 1. 改變退火后鋼卷的機(jī)械性質(zhì)，并消除降伏點(diǎn)伸長(zhǎng)。 2. 賦與鋼帶表