鋼鐵的冶煉工藝演示文稿

鋼鐵的冶煉工藝演示文稿第一頁，共二十二頁。優(yōu)選鋼鐵的冶煉工藝第二頁，共二十二頁。一.鋼鐵的相關(guān)知識鋼鐵:是以Fe和C為主要組成元素，同時還含有Si、Mn、P、S等雜質(zhì)元素的合金。包含生鐵與鋼。

生鐵:碳質(zhì)量分數(shù)較高（wc>2.11%），雜質(zhì)元素的含量也較高的鐵碳合金，生鐵硬度高、性脆，很少直接使用。煉鋼生鐵：硅的質(zhì)量分數(shù)較低（wSi<1.25%），斷口呈銀白色，主要用于煉鋼。鑄造生鐵：硅的質(zhì)量分數(shù)較高（wSi>1.25%~3.2%），斷口呈灰黑色，用作鑄造的原料。鋼:

碳的質(zhì)量分數(shù)較低（wc<2.11%），雜質(zhì)元素的含量也較低的鐵碳合金，鋼一般具有較好的強韌性，是常用的金屬材料。鋼材:鋼錠或鋼坯經(jīng)壓力加工成各種形狀規(guī)格的鋼材第三頁，共二十二頁。二.鐵礦的相關(guān)成分第四頁，共二十二頁。三.鋼鐵的生產(chǎn)概述鋼鐵生產(chǎn)流程大致分為：選礦、燒結(jié)、煉焦、高爐(煉鐵)、電爐或轉(zhuǎn)爐(煉鋼)、連鑄、軋制等過程；輔助系統(tǒng)有：制氧/制氮、循環(huán)水系統(tǒng)、煙氣除塵及煤氣回收等。這里將分別介紹這些流程以及各流程里所用到的主要設備，還有這些設備的基本控制要求，主要用到的自動化產(chǎn)品等等。希望通過這些內(nèi)容，能讓大家對鋼鐵行業(yè)的流程及產(chǎn)業(yè)鏈有個大概的了解。第五頁，共二十二頁。四.鋼鐵生產(chǎn)的工藝流程第六頁，共二十二頁。五.高爐煉鐵生產(chǎn)工藝流程第七頁，共二十二頁。1、選礦鐵礦石：是主要的煉鐵原料，有磁鐵礦“Fe3O4”、赤鐵礦“Fe2O3”、褐鐵礦“2Fe2O3．3H2O”、菱鐵礦“FeCO3”。鐵礦石中除鐵的化合物外，還含有硅、錳、磷、硫等的化合物。磁鐵礦選礦：主要有多級磁選或干濕磁選聯(lián)合。赤鐵礦選礦：主要有重選、浮選和強磁選或是多種選礦并用，也有磁化焙燒后弱磁選。褐鐵礦選礦：主要有水洗：如廣東韶關(guān)大寶山褐鐵礦；重選：主要是搖床、跳汰；磁選：電磁或永磁強磁場選礦。

菱鐵礦選礦：主要有弱磁—強磁—浮選組合工藝。第八頁，共二十二頁。2、燒結(jié)和煉焦燒結(jié)：為了保證供給高爐的鐵礦石中鐵含量均勻，并且保證高爐的透氣性，需要把選礦工藝產(chǎn)出的鐵精礦制成10-25mm的塊狀原料。鐵礦粉造塊目前主要有兩種方法：燒結(jié)法和球團法。兩種方法所獲得的塊礦分別為燒結(jié)礦和球團礦。

煉焦：高爐生產(chǎn)前的準備除了準備鐵礦石（燒結(jié)礦和球團礦）外，還需要準備好必需的燃料--焦炭。焦炭是高爐冶煉的主要燃料，焦炭在風口前燃燒放出大量熱量并產(chǎn)生煤氣，煤氣在上升過程中將熱量傳給爐料，使高爐內(nèi)的各種物理化學反應得以進行。第九頁，共二十二頁。3、高爐煉鐵高爐煉鐵生產(chǎn)：是冶金(鋼鐵)工業(yè)最主要的環(huán)節(jié)。高爐冶煉是把鐵礦石還原成生鐵的連續(xù)生產(chǎn)過程。鐵礦石、焦炭和熔劑等固體原料按規(guī)定配料比由爐頂裝料裝置分批送入高爐，并使爐喉料面保持一定的高度。焦炭和礦石在爐內(nèi)形成交替分層結(jié)構(gòu)。礦石料在下降過程中逐步被還原、熔化成鐵和渣，聚集在爐缸中，定期從鐵口、渣口放出。高爐生產(chǎn)是連續(xù)進行的。一代高爐（從開爐到大修停爐為一代）能連續(xù)生產(chǎn)幾年到十幾年。高爐煉鐵目的：將礦石中的鐵元素提取出來，生產(chǎn)出來的主要產(chǎn)品為鐵水。付產(chǎn)品有：水渣、礦渣棉和高爐煤氣等。第十頁，共二十二頁。六.轉(zhuǎn)爐冶煉工藝流程簡介第十一頁，共二十二頁。高爐煉鐵主要工藝設備簡介高爐是煉鐵的主要設備。高爐熱風爐是為高爐加熱鼓風的設備。鐵水罐車用于運送鐵水，實現(xiàn)鐵水在脫硫跨與加料跨之間的轉(zhuǎn)移或放置在混鐵爐下，用于高爐或混鐵爐等出鐵。高爐系統(tǒng)常用到的自動化設備：組態(tài)軟件、變頻器、工控機、總線及通訊產(chǎn)品等。第十二頁，共二十二頁。轉(zhuǎn)爐煉鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼是把氧氣鼓入熔融的生鐵里，使雜質(zhì)硅、錳等氧化。在氧化的過程中放出大量的熱量（含1%的硅可使生鐵的溫度升高200攝氏度），可使爐內(nèi)達到足夠高的溫度。因此轉(zhuǎn)爐煉鋼不需要另外使用燃料。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(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。轉(zhuǎn)爐煉鋼目的：將生鐵里的碳及其它雜質(zhì)（如：硅、錳）等氧化，產(chǎn)出比鐵的物理、化學性能與力學性能更好的鋼。煉鋼方法：目前煉鋼方法主要有氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼和電爐煉鋼等；

第十三頁，共二十二頁。轉(zhuǎn)爐煉鋼原理簡介轉(zhuǎn)爐煉鋼是在轉(zhuǎn)爐里進行。轉(zhuǎn)爐的外形就像個梨，內(nèi)壁有耐火磚，爐側(cè)有許多小孔（風口），壓縮空氣從這些小孔里吹爐內(nèi)，又叫做側(cè)吹轉(zhuǎn)爐。開始時，轉(zhuǎn)爐處于水平，向內(nèi)注入1300攝氏度的液態(tài)生鐵，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空氣并轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)爐使它直立起來。這時液態(tài)生鐵表面劇烈的反應，使鐵、硅、錳氧化(FeO,SiO2,MnO,)生成爐渣，利用熔化的鋼鐵和爐渣的對流作用，使反應遍及整個爐內(nèi)。幾分鐘后，當鋼液中只剩下少量的硅與錳時，碳開始氧化，生成一氧化碳（放熱）使鋼液劇烈沸騰。爐口由于溢出的一氧化炭的燃燒而出現(xiàn)巨大的火焰。最后，磷也發(fā)生氧化并進一步生成磷酸亞鐵。磷酸亞鐵再跟生石灰反應生成穩(wěn)定的磷酸鈣和硫化鈣，一起成為爐渣。當磷與硫逐漸減少，火焰退落，爐口出現(xiàn)四氧化三鐵的褐色蒸汽時，表明鋼已煉成。這時應立即停止鼓風，并把轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)到水平位置，把鋼水傾至鋼水包里，再加脫氧劑進行脫氧。整個過程只需15分鐘左右。如果氧氣是從爐底吹入，那就是底吹轉(zhuǎn)爐；氧氣從頂部吹入，就是頂吹轉(zhuǎn)爐。第十四頁，共二十二頁。第十五頁，共二十二頁。轉(zhuǎn)爐煉鋼主要工藝設備簡介轉(zhuǎn)爐:爐體可轉(zhuǎn)動，用于吹煉鋼或吹煉锍的冶金爐。轉(zhuǎn)爐爐體用鋼板制成，呈圓筒形，內(nèi)襯耐火材料，吹煉時靠化學反應熱加熱，不需外加熱源，是最重要的煉鋼設備，也可用于銅、鎳冶煉。AOD精煉爐:即氬氧脫碳精煉爐，是一項用于不銹鋼冶煉的專有工藝。VOD精煉爐:是在真空狀態(tài)下進行吹氧脫碳的爐外精煉爐，它以精煉鉻鎳不銹鋼、超低碳鋼、超純鐵素體不銹鋼及純鐵為主。LF精煉爐是具有加熱和攪拌功能的鋼包精煉爐。加熱一般通過電極加熱，攪拌是通過底部透氣磚進行的。氧槍是轉(zhuǎn)爐供氧的主要設備，它是由噴頭、槍身和尾部結(jié)構(gòu)組成。目前應用最多的是多孔的拉瓦爾型噴頭。轉(zhuǎn)爐傾爐系統(tǒng)

傾爐系統(tǒng):變頻調(diào)速(變頻器+電機+減速機+大齒輪)

傾爐機構(gòu)：傾爐機構(gòu)由軌道、傾爐油缸、搖架平臺、水平支撐機構(gòu)和支座等組成。第十六頁，共二十二頁。連鑄連鑄：轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)出來的鋼水經(jīng)過精煉爐精煉以后，需要將鋼水鑄造成不同類型、不同規(guī)格的鋼坯。連鑄工段就是將精煉后的鋼水連續(xù)鑄造成鋼坯的生產(chǎn)工序，主要設備包括回轉(zhuǎn)臺、中間包，結(jié)晶器、拉矯機等。連鑄的目的:

將鋼水鑄造成鋼坯。第十七頁，共二十二頁。連鑄的工藝流程第十八頁，共二十二頁。軋制軋制：從煉鋼廠出來的鋼坯還僅僅是半成品，必須到軋鋼廠去進行軋制以后，才能成為合格的產(chǎn)品。熱軋后的成品分為鋼卷和錠式板兩種，經(jīng)過熱軋后的鋼材厚度一般在幾個毫米,如果用戶要求鋼板更薄的話，還要經(jīng)過冷軋。連軋的目的：將連鑄后的鋼坯軋制成客戶需要規(guī)格的鋼材。第十九頁，共二十二頁。軌、板、管、線材軋制流程第二十頁，共二十二頁。軋制工藝原理簡介:從煉鋼廠送過來的連鑄坯，首先是進入加熱爐，然后經(jīng)過初軋機反復軋制之后，進入精軋機。軋鋼屬于金屬壓力加工，說簡單點，軋鋼板就像壓面條，經(jīng)過搟面杖的多次擠壓與推進，面就越搟越薄。在熱軋生產(chǎn)線上，軋坯加熱變軟，被輥道送入軋機，最后軋成用戶要求的尺寸。軋鋼是連續(xù)的不間斷的作業(yè)，鋼帶在輥道上運行速度快，設備自動化程度高，效率也高。從平爐出來的鋼錠也可以成為鋼板，但首先要經(jīng)過加熱和初軋開坯才能送到熱軋線上進行軋制，工序改用連鑄坯就簡單多了，一般連鑄坯的厚度為１５０～２５０ｍｍ，先經(jīng)過除磷到初軋，經(jīng)輥道進入精軋軋機，精軋機由７架４輥式軋機組成，機前裝有測速輥和飛剪，切除板面頭部。精軋機的速度可以達到２３ｍ／ｓ。熱軋成品分為鋼卷和錠式板兩種，經(jīng)過熱軋后的鋼軌厚度一般在幾個毫米,如果用戶要求鋼板更薄的話，還要經(jīng)過冷軋。第二十一頁，共二十二頁。熱軋、冷軋生產(chǎn)工藝:熱軋生產(chǎn)工藝流程：板坯由煉鋼連鑄車間的連鑄機出坯輥道直接送到熱軋車間板坯庫，直接熱裝的鋼坯送至加熱爐的裝爐輥道裝爐加熱，不能直接熱裝的鋼坯由吊車吊入保溫坑，保溫后由吊車吊運至上料臺架，然后經(jīng)加熱爐裝爐輥道裝爐加熱，并留有直接軋制的可能。

連鑄板坯由連鑄車間通過板坯上料輥道或板坯卸料輥道運入板坯庫，當板坯到達入口點前，有關(guān)該板坯的技術(shù)數(shù)據(jù)已由連鑄車間的計算機系統(tǒng)送到了熱軋廠的計算機系統(tǒng)，并在監(jiān)視器上顯示板坯有關(guān)數(shù)據(jù)，以便工作人員進行無缺陷合格板坯的核對和接收。另外，通過過跨臺車運來的人工檢查清理后的板坯也需核對和驗收，并輸入計算機。進入板坯庫的板坯，由板坯庫計算機管理系統(tǒng)根據(jù)軋制計劃確定其流向。冷軋的工藝：冷軋的工藝，簡單地說就是將