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1、钢铁联合企业概况,主讲人：佘雪峰2007年9月,1.钢铁联合企业总体工艺,1、烧结：把各种含铁原料混合烧制成粒度，强度和品位均符合要求的熟矿的过程（在高炉原料中显示碱性CaO/SiO2大于1）。2、球团：把铁精粉和膨润土混合造球，在竖炉内烧成熟球的过程（在高炉原料中显示酸性CaO/SiO2小于1）。3、炼铁：把烧结矿、球团矿和焦炭等原料装入高炉，液态铁和液态渣从高炉底部铁口和渣口留出，煤气从高炉顶部放出的过程（高炉炉渣CaO/SiO2大约为1.1）。4、炼钢：高炉铁水送至转炉，加入造渣剂石灰、白云石等，降下氧枪吹氧。把C、Si、Mn、S、P等杂质氧化去除，再加入脱氧剂的过程。,5、精炼：从转炉
2、出来的钢水含有比较多的各种杂质和氧，并且钢水中合金元素含量不一定落在要求的范围内。精炼炉会进一对钢水进行细化处理，如脱除各种杂质，控制合金元素含量在要求的范围内，脱除多余氧，均匀钢水成分和温度，为连铸生产做最后准备。6、连铸：精炼后成分、温度等均符合要求的钢水通过中间包，在震动的结晶器内凝固成带有液芯的钢坯，通过引锭杆和拉矫机把钢坯拉出结晶器，直到完全凝固再用切割机把钢坯割成要求的尺寸。合格的钢坯送到轧钢厂，轧制成我们需要的各种型材。7、轧钢：合格的钢坯加热到1000度以上，通过不同型号的轧辊，轧制成我们需要的各种型材。,2.烧结工艺概述,首先把含铁原料、熔剂和燃料配加一定量的水，混合均匀后制
3、粒。然后把混匀料布在有铺底料的烧结台车上，用煤气烧嘴从台车顶部点火，台车底部进行抽风。生的混匀料自上而下预热、燃烧、冷却，之后将烧成的烧结矿破碎、筛分。10-20mm的烧结矿返回做铺底料，小于5mm的返回料仓做原料，5-10mm和20-50mm的烧结矿由皮带机送至高炉料仓，作为炼铁的原料。,烧结工艺流程图,一、烧结的作用：1、利用贫矿和粉矿。2、改善铁矿石的冶金性能。3、利用钢铁厂的废弃物。,二、烧结原料：1、含铁原料种类：精矿粉、富矿粉、高炉炉尘、转炉炉尘、轧钢皮、硫酸渣等。2、熔剂种类：石灰石；消石灰；生石灰；白云石；菱镁石。添加生石灰和消石灰的目的是改善原料造球。3、燃料：烧结工艺用燃料
4、分为点火气体燃料和配加固体燃料 点火气体燃料：有高炉煤气、焦炉煤气、天然气。气体燃料要求有足够的发热值，点火温度达到1100至1250；还要安全。配加固体燃料有焦粉和煤粉。,三、烧结配料 采用重量法配料，根据配料计算。四、混匀与制粒 一混的主要作用是混匀；二混的主要作用是造球制粒，要加入一定量的水分。影响混匀和制粒的因素：一混、倾角：2.5至4度。二混、倾角：小于2.5度。,五、铺底料：作用：1）保护篦条。2）减少废气含尘量和除尘器负荷。3）增加有效抽风面积和料层透气性。六、布料：要求：具有一定的松散性，但不能太松。理想布料是粒度上小下粗。七、烧结料点火和烧结矿保温 点火温度为1100至130
5、0之间,九、烧结矿处理 破碎（单辊破碎）、筛分（固定条筛）、冷却（带式冷却机和环形冷却机）返矿返回烧结机。十、烧结矿运输至高炉 符合粒度要求的烧结矿送至高炉作为炼铁的原料。,3.球团工艺概述,由细铁精粉（-325目70%）和粘结剂（一般为膨润土或少量有机粘结剂等）混匀，在圆盘造球机中加水造球，造成的生球进入烘干滚筒进行烘干，烘干后的生球通过筛辊，把符合粒度要求的生球通过皮带机运输到竖炉焙烧。在竖炉顶部由布料小车把生球一层一层的布在炉顶，小球向下运动，热气向上运动，最后烧成的小球从竖炉底部出料口排出，冷却后送至高炉，作为炼铁的原料。,1、原料准备：配料使用细铁精粉和膨润土。混料多采用混磨。2、造
6、球：圆筒和圆盘，常用圆盘造球。滴水成球，雾水长大，无水压紧。3、干燥：造成的生球为了防止培烧时发生爆裂现象，需要先进行干燥。,4、生筛：干燥后粒度合适的小球进入焙烧。5、球团矿焙烧：1）竖炉 2）链篦机-回转窑 3）带式焙烧机6、竖炉 1）干燥后的生球在竖炉顶部布料；2）在竖炉内小球逐步下降，热气流上升，内部齿棍起到骨架支撑的作用。3）成品从竖炉底部产出，冷却后送至高炉作为炼铁原料。,7、球团矿和烧结矿的比较 1）原料条件：球团细，-325目要大于70%；烧结粗，-150目要小于20%，原料适应性强。2）生产设备投资和管理费用：生产设备投资球团高。加工费用球团略高，但按含铁量比较球团稍低。球团
7、的燃料费用低于烧结矿，但动力费用要高于烧结矿。3）冶金性能：球团矿粒度均匀，冷态强度高，运输和贮存粉末少。,4.炼铁工艺概述,高炉所需要原燃料由供料系统的胶带机输送至高炉矿槽内贮存。按高炉操作的要求，在矿槽下分别将各种炉料进行筛分、称量后，由槽下胶带机、料车卷扬机把各种炉料按程序输送到炉顶上无料钟料罐内，通过无料钟布料流槽，按要求布入炉内。高炉内基本按照一层焦炭一层矿石进行布料，炉料沿垂直方向向下运动并分五带：块状带、软熔带、滴落带、风口燃烧带和炉缸部分，同时煤气向上运动，矿石到达炉缸被还原成铁水，从出铁口排出高炉。铁水流入铁水罐，送至炼钢厂。,一、高炉：从上至下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉
8、缸、死铁层。见图 发展趋势为：大型化、胖型,二、高炉原料：1、铁矿石：烧结矿、球团矿、天然块矿 2、熔剂：石灰石、白云石 3、燃料：焦炭、煤粉 4、空气：N2、O2三、高炉产品：1、生铁：成分有Fe、C、Si、Mn、S、P等。2、炉渣：成分有、CaO、MgO、SiO2、Al2O3、FeO、TiO2、MnO、V2O5等 3、煤气：成分有 CO、CO2、N2、H2、H2,5.炼钢工艺概述,如何区分钢和铁？铁的炭含量在2%-4%，并且含有较多的杂质如：C、Si、Mn、S、P等，脆性大，延展性差。钢的炭含量小于 2%，具有使用意义的在1.2%以下，并且含有的C、Si、Mn、S、P等杂质的量较少，性能优
9、越。,铁水预处理是指铁水兑入炼钢炉之前进行的各种处理。分为普通铁水预处理和特殊铁水预处理两大类。普通铁水预处理包括：铁水脱硫、铁水脱硅和铁水脱P。特殊铁水预处理一般是针对铁水中含有的特殊元素进行提纯精炼或资源综合利用，如铁水提钒、提铌、脱铬等预处理工艺。,国内新建钢厂开始选用KR工艺(曹妃甸、马钢等)。,喷吹,铁水预处理,鞍钢铁水罐喷粉脱磷示意图,(1)满足用户对超低硫、磷钢的需求，发展高附加值钢种：如：船板钢、油井管钢：S、P0.005%管线钢、Z向钢、IF钢：S 0.0020.004%(2)减轻高炉脱硫负担，放宽对硫的限制，提高产量，降低焦比；(3)炼钢采用低硫铁水冶炼，可获得巨大的经济效
10、益。,炼钢工艺流程：从高炉运输过来的铁水经过铁水预处理后兑入混铁炉内，经过温度、成分均匀后再倒入铁水包；然后由天车吊运铁水包把铁水兑入转炉中。转炉兑完铁水以后，由料仓向转炉加入散装料如：石灰、白云石、萤石等；然后降下氧枪开始吹氧。吹氧达到终点，这时钢水的成分和温度均符合要求时，再由散装料仓向转炉加入合金和脱氧剂，调整钢水成分和脱除多余的氧。最后合格钢水从转炉流入钢包，钢水包运至精炼站进行精炼。,武钢转炉生产画面,综上所述，可将炼钢基本任务归纳如下：.脱碳：含碳量的不同是引起生铁同钢性能差异的决定因素。而在不同钢种中，含碳量也荏苒是控制其性能的最主要元素。2.脱磷、脱硫：对绝大多数钢种来说，磷、
11、硫为有害元素。3.脱氧：因为用氧化法炼钢，氧化去处钢铁中杂质后，钢中必然残留大量氧，还会给钢的性能带来危害，应当除去。4.升温与合金化：上述所有冶金过程均须在一定高温下才能完成，同时为保证钢水能浇成合格钢锭，也要求出钢时钢流有一定的温度。,电弧炉炼钢：,矿石经高炉/转炉流程而成粗钢的单位能耗高于700kgce/t，随氧气转炉炼钢能耗仅为“零”，但高炉和炼焦工序能耗高。同时也是污染环境的大户。相比之下，废钢经电炉熔炼所生产的粗钢吨钢能耗仅为270kgce/t，而污染的产生及其治理更远优于高炉/转炉流程。采用废钢作原料的电炉炼钢，流程短，生产率高，全员劳动生产率高达4000 t/（人a），几乎是高
12、炉/转炉流程的3-4倍。社会大量废钢的积累，废品的再循环利用。,1905年第一台5吨工业炼钢电炉建成（德国人R.Linberg）1936年德国制造了可炉盖旋转的炼钢电炉 1936年美国建成了当时最大的100吨炼钢电炉 1964年美国碳化物公司()和西北钢铁线材公司(C.G.Robinson)提出电炉超高功率概念(Ultra High Power简称UHP)，电炉工业开始走向辉煌。开始与转炉竞争。1990年后，电炉炼钢技术取得了重大进展。炼钢技术的进步主要进步集中在电炉炼钢领域。,对废钢的要求（1）不允许有有色金属。（2）不允许有封闭器皿、易爆炸物。（3）入炉的钢铁料块度要合适，不能太大。装料量
13、要求 二次进料：第1次，60；第2次，40；三次进料：第1次，40；第2、3次，30；四次进料：第1、2次，30；第3、4次，20。(热损失),6.精炼工艺概述,各种炉外精炼技术都是各个发明厂家为了解决常规炼钢设备的某些不足和缺陷而提出来的。为了提高钢的质量、产量、降低成本，虽然在冶金动能、设备结构、操作方法等方面都各不相同，但是所有炉外精炼技术至少有以下三个共同特点：（1）二次精炼，在不同程度上完成脱碳、脱磷、脱氧、脱硫，去除气体法除夹杂，调整温度和成分等项冶金任务。,（2）创造良好的冶金反应的动力学条件，如真空、吹氩、脱气、喷粉，增大界面积，应用各种搅拌增大传质系数，扩大反应界面。（3）二
14、次精炼容器具有浇注功能，为了防止精炼后的钢液再次氧化和吸气，绝大多数精炼容器除可以盛放和传送钢液外，还有浇注功能，精炼后钢液不再倒出，直接浇注，避免精炼好的钢液再污染。滑动水口的成功使用，在技术上解决了精炼时间与塞棒寿命的矛盾。,渣洗 最简单的精炼手段；真空 目前应用的高质量钢的精炼手段；搅拌 最基本的精炼手段；喷吹 将反应剂直接加入熔体的手段；调温 加热是调节温度的一项常用手段。,LF精炼炉：转炉出钢后，钢包由吊车运至精炼跨LF待机工位的钢包车上，然后驶向LF的处理工位。连接氩气软管调节氩气流量和压力对钢水进行搅拌并测温和取样，LF钢包盖下降扣严在钢包上沿，加造渣材料，降下电极通电对钢水加热
15、，按试样分析结果由计算机计算加入相关铁合金数量。由热模型计算确定供电能量和时间，再进行12次测温取样。当钢水成份和温度达到预置的结果则断电，提升电极，提升炉盖，测温取样，并向钢包中喂入铝丝或硅钙丝。钢包车由LF处理工位开出平台外，由吊车将钢包吊到连铸大包回转台。,RH-OB精炼炉：真空窒烧烤，确认准备完好后即可投入运行。停止烧烤，在真空窒上装合金料斗。同时钢包运至升降台车，在钢包中测温、取样，然后降下真空窒，将升降管插入钢液内，深度不小于150200mm。启动真空泵，随着真空窒压力的降低，钢液沿着升降管上升，当向上升管吹入驱动气体,真空窒压力降到2613千帕时，钢液明显地经过真空窒循环，并在真
16、空窒内喷溅，表面积显著增大，从而加速脱气过程。脱气后的钢液汇集到真空窒底部，在重力作用下，以12m/s的速度返回钢包，冲击未脱气的钢液，使其相互搅拌和混合。经过若干次循环后，可将钢液内的气体降到相当低的水平。,国内外连铸生产经验证明，炉外精炼不仅具有保证连铸钢水质量，提高铸坯质量作用，而且在时间节奏的衔接上起了重要协调和完善作用，成为稳定连铸生产的关键因素。,7.连铸工艺概述,工艺过程：成分、温度均合格的钢水从精炼出来后，天车把钢包吊到连铸区域，坐在连铸大包回转台上。打开大包底部的滑动水口，钢水流入中间包；然后钢水从中间包流入震动的结晶器，钢水在结晶器内凝固成带有液芯的钢坯，由拉矫机拉出，直到钢坯完全凝固后，再由切割机把钢坯切成规定的尺寸，这些切割后的钢坯运送到轧钢厂进行轧制。,钢包的准备 中间包的准备 结晶器的检查铸坯导向和二冷区检查 拉矫机和剪切操作检查 堵引锭头操作,8.轧钢工艺概述,从连铸出来的合格铸坯，经过去毛刺和精整工序后，铸坯进入加热炉（燃料为煤气），把铸坯加热到出现奥氏体组织（1100度左右），铸坯进入轧机，经过多次轧制，得到需要的形状的过程。,连铸轧钢流程：1、连铸车间生产铸坯冷却（度以下）运输到轧钢车间加热炉轧制。2、连铸车间生产铸坯辊道加热炉轧制。（连铸连轧生产线）,本节结束谢谢！,
