2-1高爐轉(zhuǎn)爐流程

1、2021年12月14日2鋼鐵生產(chǎn)主流程鋼鐵生產(chǎn)主流程2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2.2 廢鋼廢鋼電爐煉鋼流程電爐煉鋼流程2.3 鋼的爐外精煉鋼的爐外精煉2.4 鋼的連續(xù)澆鑄鋼的連續(xù)澆鑄2.5 長(zhǎng)型材加工長(zhǎng)型材加工2.6 扁平材加工扁平材加工2.7 鋼材的深加工鋼材的深加工2.8 物流和總圖運(yùn)輸物流和總圖運(yùn)輸2021年12月14日2.1 高爐高爐煉鐵煉鐵轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐煉鋼煉鋼流程流程鐵礦石鐵礦石還原劑還原劑(焦炭、煤焦炭、煤)熔劑熔劑(石灰石、白云石石灰石、白云石)燃燒或電熱燃燒或電熱直接還原爐直接還原爐高爐高爐熔融還原爐熔融還原爐鐵水鐵水海綿鐵海綿鐵轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐電爐電爐鋼鋼 水水爐外

2、精煉爐外精煉連鑄或模鑄連鑄或模鑄鋼坯或鋼錠鋼坯或鋼錠軋軋 機(jī)機(jī)成品鋼材成品鋼材2021年12月14日北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院 p目前，鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的主要生產(chǎn)流程還是目前，鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的主要生產(chǎn)流程還是 傳統(tǒng)流程傳統(tǒng)流程：采礦采礦 選礦選礦 鐵礦石鐵礦石 原料預(yù)處理原料預(yù)處理 高爐煉鐵高爐煉鐵 轉(zhuǎn)爐煉鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼 爐外精煉爐外精煉 連續(xù)鑄鋼連續(xù)鑄鋼 軋鋼軋鋼 成品鋼材成品鋼材 p短流程短流程Mini-Mill：海綿鐵或廢鋼海綿鐵或廢鋼 電爐煉鋼電爐煉鋼 爐外精煉爐外精煉 連續(xù)鑄鋼連續(xù)鑄鋼 軋鋼軋鋼 成品鋼材成品鋼材2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日2.1

3、高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程礦礦山山 天天然然富富(塊)礦礦選選礦礦 燒燒結(jié)結(jié) 燒燒結(jié)結(jié)礦礦粉粉礦礦高高爐爐 鐵鐵水水 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)爐爐 鋼鋼水水 連連鑄鑄 鋼鋼坯坯 軋軋鋼鋼 鋼鋼材材球球團(tuán)團(tuán) 球球團(tuán)團(tuán)礦礦煤煤礦礦 焦焦化化 焦焦 炭炭礦礦山山石石灰灰石石2021年12月14日北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院 2.1.1 高爐煉鐵用原料、燃料高爐煉鐵用原料、燃料p原料是高爐冶煉的基礎(chǔ)。原料是高爐冶煉的基礎(chǔ)?！?精料精料”是高爐穩(wěn)定、是高爐穩(wěn)定、順行、優(yōu)質(zhì)、低耗、高產(chǎn)、長(zhǎng)壽的主要條件。因順行、優(yōu)質(zhì)、低耗、高產(chǎn)、長(zhǎng)壽的主要條

4、件。因此在高爐煉鐵生產(chǎn)中，要求盡可能精的原料。此在高爐煉鐵生產(chǎn)中，要求盡可能精的原料。p高爐煉鐵原料：鐵礦石、燃料和熔劑高爐煉鐵原料：鐵礦石、燃料和熔劑n鐵礦石：天然富礦，人造富礦鐵礦石：天然富礦，人造富礦(1.62.0 t/THM)n燃料：焦炭，噴吹燃料燃料：焦炭，噴吹燃料(如煤粉如煤粉)(0.40.6 t/THM)n熔劑：石灰石，白云石熔劑：石灰石，白云石(0.20.4 t/THM)2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日2.1.1 高爐煉鐵用原料、燃料高爐煉鐵用原料、燃料(1) 鐵礦石鐵礦石 能從中提取鐵或鐵的化合物的礦物。能從中提取鐵或鐵的化合物的礦物。n

5、富鐵礦：可直接冶煉的，如富鐵礦：可直接冶煉的，如: 含鐵含鐵50%的天然的天然(富富)鐵礦。鐵礦。n貧鐵礦：品位太低，需經(jīng)選礦加工富集的鐵礦石。貧鐵礦：品位太低，需經(jīng)選礦加工富集的鐵礦石。n鐵精礦：經(jīng)選礦加工處理后獲得的高品位鐵礦石，通鐵精礦：經(jīng)選礦加工處理后獲得的高品位鐵礦石，通常為粉礦，粒度常為粉礦，粒度 200目左右。目左右。n脈石：礦中沒(méi)有利用價(jià)值的礦物，通常在礦石處理過(guò)脈石：礦中沒(méi)有利用價(jià)值的礦物，通常在礦石處理過(guò)程被廢棄。程被廢棄。p我國(guó)鐵礦石資源特點(diǎn)：我國(guó)鐵礦石資源特點(diǎn)：分布分布“ 廣廣”、品位、品位“ 貧貧”、成分、成分“ 雜雜”2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程

6、2021年12月14日北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院 2.1.1 高爐煉鐵用原料、燃料高爐煉鐵用原料、燃料p鐵礦石分類(lèi)及特征鐵礦石分類(lèi)及特征：n赤鐵礦：赤鐵礦：Fe2O3，理論含鐵量理論含鐵量70%、含氧、含氧30%，暗紅，暗紅色，還原性好，含色，還原性好，含P、S、As少。又稱為紅礦。少。又稱為紅礦。n磁鐵礦：磁鐵礦：Fe3O4，理論含鐵量理論含鐵量72.4%、含氧、含氧27.6%，灰，灰色或黑灰色結(jié)構(gòu)致密，堅(jiān)硬有磁性，還原性差，含色或黑灰色結(jié)構(gòu)致密，堅(jiān)硬有磁性，還原性差，含P、S較高，如我國(guó)海南島、內(nèi)蒙古白云鄂博礦。較高，如我國(guó)海南島、內(nèi)蒙古白云鄂博礦。n褐鐵礦：褐鐵礦：mFe2O3 nH

7、2O，理論含鐵量理論含鐵量5566%，暗褐，暗褐色或黑色，結(jié)構(gòu)疏松，還原性好色或黑色，結(jié)構(gòu)疏松，還原性好。我國(guó)這種礦石不多。我國(guó)這種礦石不多。n菱鐵礦：菱鐵礦：FeCO3，含鐵含鐵48.2%，灰色或黃褐色，焙燒，灰色或黃褐色，焙燒后含鐵量提高，變得多孔，還原性好。后含鐵量提高，變得多孔，還原性好。2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日2.1.1 高爐煉鐵用原料、燃料高爐煉鐵用原料、燃料p高爐煉鐵對(duì)鐵礦石要求高爐煉鐵對(duì)鐵礦石要求：n品位品位高： 即鐵礦石含鐵量高n脈石成分少脈石成分少，且以堿性為主： CaO、MgO多較好n有害雜質(zhì)少有害雜質(zhì)少，有益元素適中： 特別

8、S、P少n還原性好還原性好： 易還原n高溫冶金性能好高溫冶金性能好n強(qiáng)度高、粒度均勻強(qiáng)度高、粒度均勻n化學(xué)成分穩(wěn)定化學(xué)成分穩(wěn)定2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日2.1.1 高爐煉鐵用原料、燃料高爐煉鐵用原料、燃料p人造富礦人造富礦：燒結(jié)礦燒結(jié)礦 球團(tuán)礦球團(tuán)礦n燒結(jié)礦：鐵礦粉燒結(jié)礦：鐵礦粉(精礦粉、富礦粉、含鐵粉塵和煙塵精礦粉、富礦粉、含鐵粉塵和煙塵)。加入適量的燃料和熔劑燒結(jié)成塊礦。加入適量的燃料和熔劑燒結(jié)成塊礦。優(yōu)點(diǎn)：可利用粉礦，擴(kuò)大礦源，冶金性能好優(yōu)點(diǎn)：可利用粉礦，擴(kuò)大礦源，冶金性能好n球團(tuán)礦：把潤(rùn)濕的精礦粉和少量添加劑混合，在造球球團(tuán)礦：把潤(rùn)濕的精礦粉

9、和少量添加劑混合，在造球機(jī)中滾成機(jī)中滾成815mm的圓球，再經(jīng)過(guò)干燥和焙燒，使生的圓球，再經(jīng)過(guò)干燥和焙燒，使生球固結(jié)，成為適合高爐使用的含鐵原料。球固結(jié)，成為適合高爐使用的含鐵原料。2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程 富 礦 混 勻 天 然 富 (塊 )礦 高 爐礦 石 破 碎 篩 分 富 礦 粉 貧 礦 磨 礦 篩 分 選 礦 造 塊 人 造 富 礦 高 爐2021年12月14日2.1.1 高爐煉鐵用原料、燃料高爐煉鐵用原料、燃料(2) 燃料：燃料：燃料燃燒給高爐煉鐵提供熱量和還原劑燃料燃燒給高爐煉鐵提供熱量和還原劑n焦炭焦炭：高爐消耗的熱量高爐消耗的熱量7080%來(lái)自焦炭來(lái)自

10、焦炭作用作用：發(fā)熱劑、還原劑、料柱骨架：發(fā)熱劑、還原劑、料柱骨架對(duì)焦炭質(zhì)量要求對(duì)焦炭質(zhì)量要求：灰分低：灰分低，S、P雜質(zhì)少雜質(zhì)少，強(qiáng)度高、粒強(qiáng)度高、粒度均勻、粉末少度均勻、粉末少，成分穩(wěn)定，揮發(fā)分適當(dāng)。成分穩(wěn)定，揮發(fā)分適當(dāng)。n噴吹燃料噴吹燃料(風(fēng)口風(fēng)口)：煤粉、重油、天然氣煤粉、重油、天然氣目的：代替焦炭目的：代替焦炭(代替部分焦炭提供熱能和化學(xué)能代替部分焦炭提供熱能和化學(xué)能)對(duì)煤粉要求對(duì)煤粉要求：灰分含量低、固定碳高、含硫低、可磨：灰分含量低、固定碳高、含硫低、可磨性好、粒度細(xì)、燃燒性好、爆炸性弱。性好、粒度細(xì)、燃燒性好、爆炸性弱。2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年1

11、2月14日2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程p煉焦工藝煉焦工藝流程流程： 煤洗煤洗煤配煤配煤煉焦煉焦熄焦熄焦焦炭焦炭高爐2021年12月14日2.1.1 高爐煉鐵用原料、燃料高爐煉鐵用原料、燃料(3) 熔劑熔劑n目的：目的： 形成低熔點(diǎn)的化合物，并能達(dá)到完全熔化，且形成低熔點(diǎn)的化合物，并能達(dá)到完全熔化，且具有良好的流動(dòng)性，使渣鐵容易分離具有良好的流動(dòng)性，使渣鐵容易分離，并有利于脫硫，并有利于脫硫。n熔劑種類(lèi)：熔劑種類(lèi)：堿性熔劑：石灰石、石灰、白云石堿性熔劑：石灰石、石灰、白云石(酸性熔劑：石英、硅石酸性熔劑：石英、硅石)n對(duì)堿性熔劑要求對(duì)堿性熔劑要求： 有效成分含量高。堿性氧化物

12、含量高，酸性氧化有效成分含量高。堿性氧化物含量高，酸性氧化物含量低物含量低；S、P含量低含量低；粒度均勻，強(qiáng)度好，粉粒度均勻，強(qiáng)度好，粉末少。末少。2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日2.1.2 鐵礦粉造塊鐵礦粉造塊(1) 粉礦造塊的意義粉礦造塊的意義我國(guó)的鐵礦大部分是貧礦，必須經(jīng)過(guò)選礦與我國(guó)的鐵礦大部分是貧礦，必須經(jīng)過(guò)選礦與造塊之后才能入高爐。造塊之后才能入高爐。n富礦越來(lái)越少，不得不大量利用貧礦。富礦越來(lái)越少，不得不大量利用貧礦。n富礦開(kāi)采過(guò)程產(chǎn)生大量粉礦，粉礦不能直接入高爐富礦開(kāi)采過(guò)程產(chǎn)生大量粉礦，粉礦不能直接入高爐冶煉。冶煉。n充分利用工業(yè)廢品，如：高

13、爐爐塵、軋鋼鐵皮、均充分利用工業(yè)廢品，如：高爐爐塵、軋鋼鐵皮、均熱爐爐渣等。熱爐爐渣等。n改善和控制含鐵原料的冶金性能。改善和控制含鐵原料的冶金性能。2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日2.1.2 鐵礦粉造塊鐵礦粉造塊p造塊方法：燒結(jié)法和球團(tuán)法造塊方法：燒結(jié)法和球團(tuán)法 配加熔劑，去除有害雜質(zhì)。配加熔劑，去除有害雜質(zhì)。p人造富礦或熟料：粉礦經(jīng)造塊后獲得的燒結(jié)礦人造富礦或熟料：粉礦經(jīng)造塊后獲得的燒結(jié)礦和球團(tuán)礦和球團(tuán)礦(冶金性能高于天然富塊礦冶金性能高于天然富塊礦)統(tǒng)稱人造統(tǒng)稱人造富礦或熟料。富礦或熟料。我國(guó)鞍鋼、首鋼、本鋼我國(guó)鞍鋼、首鋼、本鋼 95%。2.1 高爐

14、煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日2.1.2 鐵礦粉造塊鐵礦粉造塊(2) 燒結(jié)礦生產(chǎn)燒結(jié)礦生產(chǎn) 將礦粉將礦粉(富礦粉或精礦粉富礦粉或精礦粉)、燃料、燃料(焦末或無(wú)煙煤焦末或無(wú)煙煤)、熔、熔劑劑(石灰粉、石灰石粉、白云石粉等石灰粉、石灰石粉、白云石粉等)按一定比例混合，然按一定比例混合，然后放在燒結(jié)機(jī)上點(diǎn)火進(jìn)行燒結(jié)，利用其中燃料燃燒所產(chǎn)生后放在燒結(jié)機(jī)上點(diǎn)火進(jìn)行燒結(jié)，利用其中燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量，使局部生成液相，將礦粉粘結(jié)在一起，形成堅(jiān)實(shí)的熱量，使局部生成液相，將礦粉粘結(jié)在一起，形成堅(jiān)實(shí)而多孔的燒結(jié)礦。而多孔的燒結(jié)礦。p燒結(jié)工藝流程燒結(jié)工藝流程：原料準(zhǔn)備原料準(zhǔn)備配料配料混合

15、混合鋪底料鋪底料布料布料點(diǎn)火點(diǎn)火燒結(jié)燒結(jié)冷卻冷卻破碎破碎篩分篩分成品燒結(jié)礦成品燒結(jié)礦高爐高爐2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日2021年12月14日2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程鋼鐵廠燒結(jié)工藝流程鋼鐵廠燒結(jié)工藝流程2021年12月14日2.1.2 鐵礦粉造塊鐵礦粉造塊(2) 燒結(jié)礦生產(chǎn)燒結(jié)礦生產(chǎn)p抽風(fēng)燒結(jié)設(shè)備及產(chǎn)品抽風(fēng)燒結(jié)設(shè)備及產(chǎn)品：n燒結(jié)機(jī)本體：布料設(shè)備、點(diǎn)火器和抽風(fēng)除塵系統(tǒng)組成燒結(jié)機(jī)本體：布料設(shè)備、點(diǎn)火器和抽風(fēng)除塵系統(tǒng)組成n有效抽風(fēng)面積有效抽風(fēng)面積 = 臺(tái)車(chē)有效長(zhǎng)度臺(tái)車(chē)有效長(zhǎng)度 寬度寬度n料層厚度：料層厚度：300 400 mm，目前最

16、高已達(dá)目前最高已達(dá) 700 mmn點(diǎn)火溫度：點(diǎn)火溫度：1050 1300，時(shí)間，時(shí)間0.5 2.0 minn抽風(fēng)負(fù)壓：抽風(fēng)負(fù)壓：900 1200 mmH2O柱柱n能耗：能耗：64.3 kg標(biāo)準(zhǔn)煤標(biāo)準(zhǔn)煤 t燒結(jié)礦燒結(jié)礦n還原性：目前低溫?zé)Y(jié)生產(chǎn)的鐵酸鈣型燒結(jié)礦，還原性好，強(qiáng)度還原性：目前低溫?zé)Y(jié)生產(chǎn)的鐵酸鈣型燒結(jié)礦，還原性好，強(qiáng)度也較高。也較高。n堿度堿度：自熔性自熔性:1.01.4；熔劑性熔劑性:1.4；高堿度高堿度:1.8 2.52.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日2.1.2 鐵礦粉造塊鐵礦粉造塊(3) 球團(tuán)礦生產(chǎn)球團(tuán)礦生產(chǎn) 將精礦粉、熔劑和少量粘結(jié)劑，在造

17、球機(jī)中滾成直徑將精礦粉、熔劑和少量粘結(jié)劑，在造球機(jī)中滾成直徑815mm的生球，然后干燥、焙燒固結(jié)成型，成為具有良的生球，然后干燥、焙燒固結(jié)成型，成為具有良好冶金性能的含鐵原料。好冶金性能的含鐵原料。p發(fā)展球團(tuán)礦原因發(fā)展球團(tuán)礦原因：n過(guò)細(xì)精礦粉不易燒結(jié)易于成球過(guò)細(xì)精礦粉不易燒結(jié)易于成球；n球團(tuán)礦粒度均勻、微氣孔多、還原性好、強(qiáng)度高、易球團(tuán)礦粒度均勻、微氣孔多、還原性好、強(qiáng)度高、易于貯存于貯存(冶金性能好冶金性能好)；n可生產(chǎn)氧化球團(tuán)可生產(chǎn)氧化球團(tuán)、預(yù)還原球團(tuán)、金屬化球團(tuán)等。預(yù)還原球團(tuán)、金屬化球團(tuán)等。2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)

18、院 2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程球球團(tuán)團(tuán)礦礦生生產(chǎn)產(chǎn)工工藝藝流流程程2021年12月14日2.1.3 高爐煉鐵原理及工藝高爐煉鐵原理及工藝高爐煉鐵是現(xiàn)代鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的重要部門(mén)：高爐煉鐵是現(xiàn)代鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的重要部門(mén)：n高爐冶煉產(chǎn)品高爐冶煉產(chǎn)品 生鐵或鐵水是煉鋼的原料；生鐵或鐵水是煉鋼的原料；n高爐產(chǎn)生的大量煤氣是重要的二次能源；高爐產(chǎn)生的大量煤氣是重要的二次能源；n高爐是原材料和能量的巨大消耗者：能耗占高爐是原材料和能量的巨大消耗者：能耗占1/31/2，消耗焦炭消耗焦炭80%。p高爐本體及附屬系統(tǒng)高爐本體及附屬系統(tǒng)：高爐本體高爐本體、供料系統(tǒng)供料系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)系統(tǒng)、煤氣凈

19、化除塵煤氣凈化除塵系統(tǒng)系統(tǒng)、燃料噴吹系統(tǒng)燃料噴吹系統(tǒng)和和渣鐵處理系統(tǒng)渣鐵處理系統(tǒng)等等2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程高爐生產(chǎn)工藝流程高爐生產(chǎn)工藝流程 供供 料料 系系煤煤氣氣凈凈化化除除塵塵系系統(tǒng)統(tǒng) 統(tǒng)統(tǒng)送送風(fēng)風(fēng)系系統(tǒng)統(tǒng)、噴噴吹吹系系統(tǒng)統(tǒng) 渣渣鐵鐵 處處理理 系系統(tǒng)統(tǒng)爐喉爐缸爐腹?fàn)t身爐腰熱熱風(fēng)風(fēng) (、)噴噴吹吹物物 (煤粉、 重油、 天然氣) 生生鐵鐵 爐爐渣渣煤煤氣氣：CO、 CO2、 H2、 N2 (干)爐爐塵塵：鐵鐵礦礦石石：燒結(jié)礦 球團(tuán)礦 生塊礦熔熔劑劑：石灰石廢廢鐵鐵 (碎鐵)焦焦炭炭2021年12

20、月14日2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院 2021年12月14日北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院 2021年12月14日2.1.3 高爐煉鐵原理及工藝高爐煉鐵原理及工藝(1) 高爐冶煉過(guò)程及其特點(diǎn)高爐冶煉過(guò)程及其特點(diǎn)p高爐冶煉特點(diǎn)：高爐冶煉特點(diǎn)：n逆流反應(yīng)器：在逆流反應(yīng)器：在逆流逆流(爐料下降及煤氣上升爐料下降及煤氣上升)過(guò)程中，完成過(guò)程中，完成復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)；復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)；n“ 黑箱黑箱”過(guò)程：在過(guò)程：在投入投入(裝料裝料)及及產(chǎn)出產(chǎn)出(鐵、渣、煤氣鐵、渣、煤氣)之之外，無(wú)法直接觀察爐內(nèi)反應(yīng)過(guò)程；外，無(wú)法直接觀察爐內(nèi)

21、反應(yīng)過(guò)程；n生產(chǎn)過(guò)程的連續(xù)性：維持高爐生產(chǎn)過(guò)程的連續(xù)性：維持高爐順行順行(保證煤氣流合理分布保證煤氣流合理分布及爐料均勻下降及爐料均勻下降)是冶煉過(guò)程的關(guān)鍵。是冶煉過(guò)程的關(guān)鍵。(熱效率高，生產(chǎn)能熱效率高，生產(chǎn)能力大；機(jī)械化和自動(dòng)化水平較高力大；機(jī)械化和自動(dòng)化水平較高)2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日2.1.3 高爐煉鐵原理及工藝高爐煉鐵原理及工藝(1) 高爐冶煉過(guò)程及其特點(diǎn)高爐冶煉過(guò)程及其特點(diǎn)p高爐冶煉三大過(guò)程：高爐冶煉三大過(guò)程：n還原過(guò)程還原過(guò)程： 實(shí)現(xiàn)礦石中金屬元素實(shí)現(xiàn)礦石中金屬元素(主要是主要是Fe)和氧元素的化學(xué)分離；和氧元素的化學(xué)分離；n造渣過(guò)程

22、造渣過(guò)程： 實(shí)現(xiàn)已還原的金屬與脈石的熔融態(tài)機(jī)械分離；實(shí)現(xiàn)已還原的金屬與脈石的熔融態(tài)機(jī)械分離；n傳熱及渣鐵反應(yīng)過(guò)程傳熱及渣鐵反應(yīng)過(guò)程： 實(shí)現(xiàn)成分及溫度均合格的液態(tài)鐵水。實(shí)現(xiàn)成分及溫度均合格的液態(tài)鐵水。2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日2.1.3 高爐煉鐵原理及工藝高爐煉鐵原理及工藝(2) 高爐冶煉過(guò)程主要反應(yīng)高爐冶煉過(guò)程主要反應(yīng)p燃燒反應(yīng)：燃燒反應(yīng)：風(fēng)口回旋區(qū)風(fēng)口回旋區(qū)(燃燒帶燃燒帶)n作用作用：提供熱源；提供熱源；提供還原劑提供還原劑CO；提供爐料下降的空間。提供爐料下降的空間。n燃燒帶燃燒帶：風(fēng)口前碳被氧化而氣化的區(qū)域：風(fēng)口前碳被氧化而氣化的區(qū)域, 又叫又

23、叫風(fēng)口回旋風(fēng)口回旋(循環(huán)循環(huán))區(qū)區(qū)。它是高爐內(nèi)唯一的氧化區(qū)域。它是高爐內(nèi)唯一的氧化區(qū)域, 又稱又稱氧化帶氧化帶。 n焦炭焦炭75%以上以上C到達(dá)風(fēng)口前燃燒，其它參與還原、氣化、到達(dá)風(fēng)口前燃燒，其它參與還原、氣化、滲滲C。n風(fēng)口區(qū)為高溫風(fēng)口區(qū)為高溫、過(guò)剩過(guò)剩C, 離開(kāi)燃燒帶的碳氧化物全為離開(kāi)燃燒帶的碳氧化物全為CO !2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日2.1.3 高爐煉鐵原理及工藝高爐煉鐵原理及工藝(2) 高爐冶煉過(guò)程主要反應(yīng)高爐冶煉過(guò)程主要反應(yīng)p燃燒反應(yīng)：燃燒反應(yīng)：風(fēng)口回旋區(qū)風(fēng)口回旋區(qū)(燃燒帶燃燒帶)n燃燒反應(yīng)及其產(chǎn)物燃燒反應(yīng)及其產(chǎn)物：C + O2 = CO

24、2 + 33388 kJ/kgC(7980kcal)，完全燃燒；完全燃燒；C+1/2O2=CO+9791kJ/kgC(2340kcal),不完全燃燒不完全燃燒, C過(guò)剩過(guò)剩O不不足足；CO2+C=2CO 13806kJ/kgC( 3300kcal), 碳?xì)饣磻?yīng)碳?xì)饣磻?yīng)(強(qiáng)烈吸強(qiáng)烈吸熱熱)。C + H2O = H2 + CO 6911 kJ/kgH2O最終最終燃燒燃燒產(chǎn)物產(chǎn)物：CO，H2，N22.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日2.1.3 高爐煉鐵原理及工藝高爐煉鐵原理及工藝(2) 高爐冶煉過(guò)程主要反應(yīng)高爐冶煉過(guò)程主要反應(yīng)p鐵氧化物還原反應(yīng)：鐵氧化物還原反應(yīng)

25、：n間接還原：間接還原：逐級(jí)還原性逐級(jí)還原性：3Fe2O3 + CO(H2) = 2Fe3O4 + CO2(H2O) Fe3O4 + CO(H2) = 3FeO + CO2(H2O)FeO + CO(H2) = Fe + CO2(H2O) 放熱反應(yīng)！放熱反應(yīng)！n直接還原直接還原：FeO+C = Fe+CO Q高溫區(qū)高溫區(qū)強(qiáng)烈強(qiáng)烈吸熱反應(yīng)！吸熱反應(yīng)！ ( CO2 + C =2CO ) ( FeO + CO=Fe+CO2 )2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日2.1.3 高爐煉鐵原理及工藝高爐煉鐵原理及工藝(2) 高爐冶煉過(guò)程主要反應(yīng)高爐冶煉過(guò)程主要反應(yīng)p非鐵氧化

26、物還原反應(yīng)：非鐵氧化物還原反應(yīng)：n全部直接還原：全部直接還原：全部吸熱全部吸熱Si的還原：的還原： SiO2 + 2C = Si + 2CO QMn的還原：的還原： (MnO) + C = Mn + CO QP的還原：的還原：2Ca3(PO4)2+3SiO2+10C=3Ca2SiO4+4P+10CO Ti還原：還原： TiO2 + 2C = Ti + 2CO QV的還原：的還原：V2O5 + 5C = 2V + 5CO Q2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日2.1.3 高爐煉鐵原理及工藝高爐煉鐵原理及工藝(2) 高爐冶煉過(guò)程主要反應(yīng)高爐冶煉過(guò)程主要反應(yīng)p脫硫反

27、應(yīng)：脫硫反應(yīng)：nFeS+(CaO)+C = (CaS)+Fe+CO 4660kJ/kgSn有利于脫硫有利于脫硫的因素：的因素：溫度：溫度：T ，爐渣脫硫能力爐渣脫硫能力 爐渣堿度：爐渣堿度：R , 即即 爐渣內(nèi)堿性氧化物爐渣內(nèi)堿性氧化物量量, 有利于脫硫有利于脫硫氣氛影響氣氛影響(還原還原)：還原性氣氛，渣中還原性氣氛，渣中(FeO) LS 提高鐵水中提高鐵水中S的活度系數(shù)的活度系數(shù) fS：鐵水中鐵水中C、Si、P LS 2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日2.1.3 高爐煉鐵原理及工藝高爐煉鐵原理及工藝(2) 高爐冶煉過(guò)程主要反應(yīng)高爐冶煉過(guò)程主要反應(yīng)p滲碳反

28、應(yīng)與鐵水形成：滲碳反應(yīng)與鐵水形成：n液液鐵滲碳鐵滲碳：3Fe液液 + C焦焦 = Fe3C液液固固 液反應(yīng)，滲碳速度快，滲碳量大，可液反應(yīng)，滲碳速度快，滲碳量大，可達(dá)終點(diǎn)達(dá)終點(diǎn)C水平水平3.04.5%。n鐵水形成鐵水形成：滲碳、合金元素還原溶入，熔點(diǎn)下降，成液態(tài)。滲碳、合金元素還原溶入，熔點(diǎn)下降，成液態(tài)。2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日2.1.3 高爐煉鐵原理及工藝高爐煉鐵原理及工藝(3) 高爐造渣過(guò)程高爐造渣過(guò)程p“ 三分煉鐵，七分煉渣三分煉鐵，七分煉渣” 固相反應(yīng)和礦石軟化：固相反應(yīng)和礦石軟化：初渣的形成：熔融狀態(tài)，流動(dòng)性差，初渣的形成：熔融狀態(tài)，流動(dòng)

29、性差，F(xiàn)eO 1030%。中間渣：滴落下降過(guò)程中的成分、溫度都不斷變化的爐中間渣：滴落下降過(guò)程中的成分、溫度都不斷變化的爐渣。渣。終渣：渣、鐵口定期排出的爐渣終渣：渣、鐵口定期排出的爐渣。FeO最低最低0.5%。2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日2.1.4 高爐生產(chǎn)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高爐生產(chǎn)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)p質(zhì)量指標(biāo)：質(zhì)量指標(biāo)：n生鐵合格率：生鐵化學(xué)成分符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的總量占生鐵生鐵合格率：生鐵化學(xué)成分符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的總量占生鐵總產(chǎn)量的百分?jǐn)?shù)。它是衡量生鐵質(zhì)量的指標(biāo)。總產(chǎn)量的百分?jǐn)?shù)。它是衡量生鐵質(zhì)量的指標(biāo)。 V = 生鐵日產(chǎn)量生鐵日產(chǎn)量(P) 有效容積有效容積(V

30、u)，t/m3 dp產(chǎn)量指標(biāo)：產(chǎn)量指標(biāo)：n高爐有效容積利用系數(shù)高爐有效容積利用系數(shù)( V)：指每指每m3高爐有效容積，每高爐有效容積，每晝夜生產(chǎn)的合格生鐵量。晝夜生產(chǎn)的合格生鐵量。n休風(fēng)率：高爐休風(fēng)時(shí)間休風(fēng)率：高爐休風(fēng)時(shí)間(不包括計(jì)劃大、中、小修不包括計(jì)劃大、中、小修)占日占日歷工作時(shí)間的百分?jǐn)?shù)。歷工作時(shí)間的百分?jǐn)?shù)。2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日2.1.4 高爐生產(chǎn)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高爐生產(chǎn)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)p能源指標(biāo)：能源指標(biāo)：n焦比焦比K：每煉一噸生鐵消耗的干焦炭量，單位每煉一噸生鐵消耗的干焦炭量，單位kg/tFe煤煤(油油)比：每煉一噸生鐵所噴吹的煤粉

31、比：每煉一噸生鐵所噴吹的煤粉(重油重油)量，單位量，單位kg/tFe煤粉煤粉(重油重油)置換比：噴吹置換比：噴吹1kg煤粉煤粉(重油重油)所能代替的焦炭所能代替的焦炭kg數(shù)數(shù)n燃料比：生產(chǎn)一噸生鐵消耗的燃料總量，即等于焦比燃料比：生產(chǎn)一噸生鐵消耗的燃料總量，即等于焦比+煤比煤比+油比油比n綜合焦比：焦比綜合焦比：焦比 + 煤比煤比 煤粉置換比煤粉置換比+油比油比 重油置換比重油置換比2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日2.1.4 高爐生產(chǎn)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高爐生產(chǎn)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)p強(qiáng)化指標(biāo)：強(qiáng)化指標(biāo)：n冶煉強(qiáng)度冶煉強(qiáng)度I：每立方米高爐有效容積，每晝夜燃燒的焦每立

32、方米高爐有效容積，每晝夜燃燒的焦炭量，炭量，t/m3 d V = I Kp經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：n生鐵成本：生產(chǎn)每噸合格生鐵所需原料、燃料、材料、生鐵成本：生產(chǎn)每噸合格生鐵所需原料、燃料、材料、動(dòng)力、人工等一切費(fèi)用的總和，元?jiǎng)恿?、人工等一切費(fèi)用的總和，元/tFen爐齡爐齡(高爐一代壽命高爐一代壽命)：從高爐點(diǎn)火到停爐大修之間實(shí)際：從高爐點(diǎn)火到停爐大修之間實(shí)際運(yùn)行的時(shí)間或單位運(yùn)行的時(shí)間或單位m3有效容積生產(chǎn)的生鐵總產(chǎn)量有效容積生產(chǎn)的生鐵總產(chǎn)量2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日高爐煉鐵設(shè)備高爐煉鐵設(shè)備高爐煉鐵新技術(shù)高爐煉鐵新技術(shù)(1)強(qiáng)化用氧強(qiáng)化用氧(2)噴吹燃料

33、噴吹燃料(3)環(huán)境保護(hù)和熱能利用環(huán)境保護(hù)和熱能利用非高爐煉鐵非高爐煉鐵 2021年12月14日北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院 高爐煉鐵設(shè)備高爐煉鐵設(shè)備2021年12月14日北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院 高爐煉鐵設(shè)備高爐煉鐵設(shè)備2021年12月14日北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院 高爐煉鐵設(shè)備高爐煉鐵設(shè)備2021年12月14日 第一次課程作業(yè)第一次課程作業(yè) 1.冶金的基本概念冶金的基本概念,鋼與鐵的主要區(qū)別鋼與鐵的主要區(qū)別? 2.一般工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)流程圖一般工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)流程圖;鋼材料生產(chǎn)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的關(guān)鋼材料生產(chǎn)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的關(guān)系系 3.煉鐵生產(chǎn)用的原料、燃料煉鐵生產(chǎn)用的原料、燃料,生鐵主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)

34、指標(biāo)生鐵主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)? 4.高爐煉鐵的特點(diǎn)及主要化學(xué)反應(yīng)高爐煉鐵的特點(diǎn)及主要化學(xué)反應(yīng)5.5.某高爐容積某高爐容積2000m2000m3 3，年產(chǎn)，年產(chǎn)150150萬(wàn)噸煉鋼生鐵，消耗萬(wàn)噸煉鋼生鐵，消耗6060萬(wàn)萬(wàn)噸焦炭，每噸生鐵噴吹煤粉噸焦炭，每噸生鐵噴吹煤粉150kg150kg，置換比為，置換比為0.90.9，計(jì)算高，計(jì)算高爐爐有效容積利用系數(shù)有效容積利用系數(shù)、焦比焦比、燃料比燃料比、綜合焦比綜合焦比及及冶煉強(qiáng)冶煉強(qiáng)度度各為多少？各為多少？2021年12月14日2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2.1.5 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)爐爐煉煉鋼鋼生生產(chǎn)產(chǎn)轉(zhuǎn)爐裝鐵水轉(zhuǎn)爐裝鐵水轉(zhuǎn)爐爐體轉(zhuǎn)爐爐體2021年

35、12月14日2.1.5 轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)(1) 煉鋼用原材料煉鋼用原材料p主原料主原料(鋼鐵料鋼鐵料)：生鐵生鐵：鐵水、冷生鐵廢鋼廢鋼：本廠、外購(gòu)p輔原料輔原料：造渣劑造渣劑：石灰、石灰石、螢石、白云石、合成渣料冷卻劑冷卻劑(氧化劑氧化劑)：鐵礦石、氧化鐵皮、球團(tuán)、燒結(jié)礦脫氧劑脫氧劑(合金料合金料)：FeSi、MnFe、Al合金等2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日2.1.5 轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)(2) 煉鋼基本原理煉鋼基本原理 煉鋼基本任務(wù)煉鋼基本任務(wù)四脫四脫(C、P、S、O)、二去二去(氣、夾)、升溫升溫、合金化合金化n脫C：(區(qū)分鋼鐵)，C

36、，硬度、強(qiáng)度、脆性 n脫S、P：有害元素，S熱脆，P冷脆n脫O：鋼中氧含量過(guò)多變脆n去氣、夾雜：氣(H、N)，非金屬夾雜(氧、硫、氮、硫、磷化合物)n升溫、合金化p完成任務(wù)措施完成任務(wù)措施：n供氧、造渣、升溫、加脫氧劑、加合金料2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日2.1.5 轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)(2) 煉鋼基本原理煉鋼基本原理 煉鋼爐渣煉鋼爐渣p爐渣作用爐渣作用：n控制氧化還原過(guò)程n輸送氧n吸收夾雜，防止吸氣n其它作用：不利不利：侵蝕爐襯、降低爐襯壽命 降低金屬回收率：煉鋼渣 (FeO) 20 %2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年1

37、2月14日2.1.5 轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)p爐渣來(lái)源爐渣來(lái)源：n雜質(zhì)氧化n爐襯侵蝕n造渣材料、脈石n廢鋼帶入泥沙p爐渣組成爐渣組成： 氧化物、硫化物、氟化物n基本體系：CaO SiO2 FeOn堿性渣(堿度CaO/SiO2=2.54.0)、酸性渣氧化性渣(FeO高)、還原性渣2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日2.1.5 轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)p煉鋼爐渣性質(zhì)煉鋼爐渣性質(zhì)：n堿度堿度： CaO/SiO2 n氧化性氧化性：爐渣向金屬熔池傳氧的能力O = O渣，平 O實(shí)O 0，氧化渣； O 1530， C Si Mn P Fen1530 t 1400， Si

38、C V Mn P Fent 1400， Si V Mn C P Fe2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日2.1.5 轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn) 煉鋼過(guò)程中元素的氧化與還原煉鋼過(guò)程中元素的氧化與還原nFe的氧化的氧化：煉鋼初期直接氧化：O2 + 2Fe = 2(FeO)間接氧化：O + Fe = (FeO)傳 氧：爐渣 (FeO) 金屬液nSi的氧化與還原的氧化與還原： 煉鋼前期全部氧化、強(qiáng)烈放熱Si + O2 = (SiO2) 直接氧化(氧流直接吹入金屬熔池)Si+2(FeO) = (SiO2)+2Fe間接氧化(渣金界面)成渣：(SiO2) + 2(FeO) =

39、 (2FeOSiO2)(2FeOSiO2) + 2(CaO) = (2CaOSiO2) + 2(FeO)2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日nMn的氧化的氧化：冶煉前期大量氧化，但氧化程度比Si低間接氧化： Mn+(FeO) = (MnO)+Fe主要反應(yīng)n脫碳反應(yīng)脫碳反應(yīng)：作用作用：a.將碳氧化脫除到所煉鋼種要求；b.產(chǎn)生沸騰 增強(qiáng)攪拌，增大反應(yīng)接觸面，加速傳質(zhì)傳熱，改善動(dòng)力學(xué)條件，均勻溫度、成分，有利于氣體夾雜物的排除；c.CO通過(guò)渣層產(chǎn)生氣渣金屬三相乳化液。形式形式：a.C+1/2O2 = COb.C+(FeO) = Fe+COc.C+O = CO (主要

40、反應(yīng))2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程一定一定T、P下，碳氧下，碳氧濃度積濃度積m為為Const.C% O% = m = Cp.139 圖圖8 12021年12月14日 煉鋼過(guò)程中元素的氧化與還原煉鋼過(guò)程中元素的氧化與還原n脫磷反應(yīng)脫磷反應(yīng)：P害處：害處：a.冷脆；冷脆；b.偏析度大。偏析度大。P越低越好，鋼越低越好，鋼 P 0.04%，高爐不能脫高爐不能脫P(yáng)，煉鋼造煉鋼造渣目的之一是脫渣目的之一是脫P(yáng)。脫脫P(yáng)地點(diǎn)：地點(diǎn)：爐渣爐渣 金屬界面：金屬界面：加石灰加石灰2P+5(FeO)+4(CaO) = (4CaOP2O5)+5Fe脫脫P(yáng)有利條件：有利條件： a.提高爐渣堿度提高爐

41、渣堿度： (CaO) b.提高爐渣氧化性提高爐渣氧化性： (FeO) c.較低熔池溫度較低熔池溫度： 脫磷為放熱反應(yīng)脫磷為放熱反應(yīng) d.加大渣量加大渣量：降低渣中降低渣中(P2O5)濃度濃度2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日 煉鋼過(guò)程中元素的氧化與還原煉鋼過(guò)程中元素的氧化與還原n脫硫反應(yīng)脫硫反應(yīng)：煉鋼脫硫能力、成本高，不宜提倡煉鋼脫硫能力、成本高，不宜提倡S害處：害處： 鋼中鋼中FeS：無(wú)限溶于液體鐵中無(wú)限溶于液體鐵中，幾乎不溶于幾乎不溶于固態(tài)鐵中固態(tài)鐵中。降溫時(shí)，降溫時(shí)，F(xiàn)eS與與Fe形成低熔點(diǎn)形成低熔點(diǎn)(985)共晶體，共晶體，軋制時(shí)，形成晶界軋制時(shí)，形

42、成晶界“ 偏析偏析” 熱熱脆脆脫脫S反應(yīng)反應(yīng)：爐渣脫硫爐渣脫硫總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：FeS + (CaO) = (CaS) + (FeO)脫脫S有利條件：有利條件： a.提高堿度：提高堿度： 但需保證爐渣具有良好的流動(dòng)性但需保證爐渣具有良好的流動(dòng)性 b.高溫：脫硫?yàn)槲鼰岱磻?yīng)高溫：脫硫?yàn)槲鼰岱磻?yīng) c.低低(FeO)并加速化渣并加速化渣 d.大渣量大渣量：大渣量或多次放渣造新渣，稀釋大渣量或多次放渣造新渣，稀釋(CaS)濃度濃度煉鋼脫硫不利方面煉鋼脫硫不利方面：增加煉鋼時(shí)間，降低生產(chǎn)率；：增加煉鋼時(shí)間，降低生產(chǎn)率；消耗熱量消耗熱量；降低金屬回收率降低金屬回收率。2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)

43、爐煉鋼流程2021年12月14日(2) 煉鋼基本原理煉鋼基本原理 脫氧和合金化脫氧和合金化n脫氧：脫氧：脫氧目的脫氧目的：氧害處氧害處：a.破壞鋼錠合理結(jié)構(gòu)；b.降低鋼的機(jī)械性能(液、固態(tài)溶解度差)；c.加強(qiáng)熱脆傾向。脫氧方法脫氧方法：沉淀脫氧、擴(kuò)散脫氧、真空脫氧 脫氧劑：硅鐵、錳鐵、鋁及硅鈣等復(fù)合脫氧劑(沉淀)n合金化合金化：加入某一種或幾種合金元素，使其在鋼中的含量達(dá)到成品鋼的規(guī)格的操作過(guò)程。與脫氧同時(shí)進(jìn)行。 不氧化元素：Ni、Mo、Cu，裝料時(shí)加入 弱氧化元素：W、Cr、Mn，以鐵合金加入爐內(nèi)或鋼包 易氧化元素：Al、Ti、Si、B、V、Nb，脫氧好后加入2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼

44、流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日2.1.5 轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)(3) 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼特點(diǎn)氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼特點(diǎn)n生產(chǎn)率高生產(chǎn)率高：n原料適應(yīng)性強(qiáng)：n冶煉的鋼質(zhì)量好、品種多：n基建投資少，建設(shè)速度快；n熱效率高，成本低熱效率高，成本低；n利于自動(dòng)化生產(chǎn)和開(kāi)展綜合利用。不足之處不足之處：金屬損失大；氧利用率不高；脫S、P能力不強(qiáng)LD -Linz and Donawitz2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院 2021年12月14日2021年12月14日北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院 2021

45、年12月14日2021年12月14日北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院 2021年12月14日2.1.5 轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)(3) 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐車(chē)間設(shè)備及布置氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐車(chē)間設(shè)備及布置n頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼車(chē)間頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼車(chē)間：包括原料系統(tǒng)；加料加料、冶煉冶煉和澆澆注注系統(tǒng)；鋼錠模準(zhǔn)備系統(tǒng)；此外還包括爐渣處理、除塵、動(dòng)力系統(tǒng)等。 a.原料跨：主要組織鐵水和廢鋼的供應(yīng) b.轉(zhuǎn)爐跨：布置轉(zhuǎn)爐及其傾動(dòng)機(jī)構(gòu)、氧槍及副槍等 c.澆注跨：將鋼水通過(guò)鋼錠模車(chē)或連鑄機(jī)，澆注成鋼錠或鋼坯2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐

46、煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院 2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程氧氣氧氣頂吹頂吹轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐煉鋼煉鋼主體主體設(shè)備設(shè)備及氧及氧槍槍2021年12月14日p原料供應(yīng)設(shè)備原料供應(yīng)設(shè)備n鐵水供應(yīng)設(shè)備鐵水供應(yīng)設(shè)備：供應(yīng)充足及時(shí)，鐵水成分均勻、溫度穩(wěn)定，稱量準(zhǔn)確鐵水供應(yīng)方式鐵水供應(yīng)方式： a.BF 鐵水罐車(chē) 混鐵爐 鐵水罐 稱量 轉(zhuǎn)爐 b.BF 鐵水罐車(chē) 鐵水罐 稱量 轉(zhuǎn)爐 c.BF 混鐵車(chē) 鐵水罐 稱量 轉(zhuǎn)爐n廢鋼供應(yīng)設(shè)備廢鋼供應(yīng)設(shè)備：n散狀料供應(yīng)設(shè)散狀料供應(yīng)設(shè)備：n鐵合金供應(yīng)設(shè)備鐵合金供應(yīng)設(shè)備：2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程202

47、1年12月14日p轉(zhuǎn)爐主體設(shè)備轉(zhuǎn)爐主體設(shè)備n爐體設(shè)備爐體設(shè)備：轉(zhuǎn)爐爐體、爐體支撐裝置、傾動(dòng)裝置n爐體支撐系統(tǒng)爐體支撐系統(tǒng)：n傾動(dòng)機(jī)構(gòu)傾動(dòng)機(jī)構(gòu)：p氧槍及升降裝置、副槍裝置氧槍及升降裝置、副槍裝置n氧槍及升降、換槍裝置氧槍及升降、換槍裝置： 拉瓦爾形，35孔噴頭(紫銅)n副槍裝置副槍裝置：快速、間斷檢測(cè)吹煉過(guò)程中熔池溫度、碳、氧含量信息，取樣p煙氣凈化處理設(shè)備煙氣凈化處理設(shè)備n煤氣處理煤氣處理：燃燒法、未燃法2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日2.1.5 轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)(3) 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的供氧特征氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的供氧特征

48、n硬吹硬吹：槍位較低或較高氧壓(氧流對(duì)液面有較高沖擊力，金屬液被沖成一深坑)，氧流沖擊面積較小。 特點(diǎn)特點(diǎn)：金屬液強(qiáng)烈循環(huán)，提高脫碳速度，渣中FeO含量低，不利化渣。n軟吹軟吹：槍位較高或較低氧壓，沖擊面積大： 特點(diǎn)特點(diǎn)：熔池?cái)嚢栎^弱，脫碳速度較低，渣中FeO含量高，有利化渣。所以前期槍位較高。2.1 高爐煉鐵高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼流程轉(zhuǎn)爐煉鋼流程2021年12月14日(3) 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的操作過(guò)程氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的操作過(guò)程a.補(bǔ)爐補(bǔ)爐、裝料裝料：先裝廢鋼，再裝鐵水b.吹煉吹煉： 吹O2，加一批渣料。吹煉過(guò)程分三期：初期：Si、Mn氧化期(23min)，F(xiàn)e氧化、P氧化中期：C氧化期，溫度FeO，爐渣起泡。加二批渣