钢铁厂生产工艺流程介绍PPT钢铁生产流程

钢铁厂生产工艺流程主讲人：苗木池讲述内容：一.钢铁生产工艺流程综述二.炼铁生产工艺流程三.炼钢、连铸及炉外精炼工艺流程四.钢铁生产新技术新工艺一.钢铁生产工艺流程综述•现代化钢铁厂组成及产品生产：线、棒材型材(管、型、丝）采矿烧结炼铁炼钢连铸轧钢板材球团中厚板焦化热轧薄板其它原辅料冷轧薄板彩涂板热镀锌板汽车家电板电工用板………….。典型钢铁产品生产工艺流程图典型板材产品生产工艺流程－－－首钢迁钢首钢迁钢全面建设完生产工艺流程首钢本部钢铁产品生产工艺流程图烧结生产工艺流程二.炼铁生产工艺流程炼铁工艺原理和过程概述从炉顶装入烧结矿、燃料（焦炭）、溶剂（石灰石等）；从炉腹部位风口处向炉内吹送热风（900～1200℃）；燃料中的碳和热风中的氧发生燃烧反映（C＋1/2O2CO+Q)产生大量热和炙热的还原性煤气。炙热的煤气以高速上升；炉料从上部不断下降。它们受到煤气的加热和还原，在高温下煤气中的CO、H2及部分固定碳夺取了铁矿中的氧，从而得到海绵铁，海绵铁溶化渗碳而生成生铁。保证炉料均匀稳定的下降，控制煤气流均匀合理分布是高质量完成冶炼过程的关键！铁水铁口铁水罐钢厂（铸铁机）；炉渣渣口渣罐（水渣池）；煤气从炉顶导出，经煤气净化系统处理后作为燃料，其中40％用来加热热风炉。高炉工艺设备的组成高炉工艺设备主要由7大部分组成：1.高炉本体炉基、炉壳、炉衬、冷却设备、炉体框架和支柱。高炉炉型：高炉内部工作空间形状高炉炉体分为5段：炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸。高炉一代寿命——炉龄（10～15年，现要求20年以上）2.高炉上料系统上料系统——炉料料仓筛分称量料罐皮带机（斜桥料车）3.装料系统装料系统:受料斗布料装置探尺均压、放散阀钟式炉顶无料钟炉顶4.送风系统高炉鼓风机、热风炉、热风总管、热风支管、风口设备国内热风炉有三种形式：内燃式、外燃式、顶燃式a-适用于中小高炉风温1000～1050℃b－大中型高炉风温1050～1200℃适用于1000～3000m3高炉风温：最高1300℃适用于大型高炉风温：最高1200℃热风总管、环管、支管、吹管、风口设备5.煤气除尘系统煤气上升管、下降管、重力除尘器、洗涤塔、文氏管、脱水器6.渣铁处理系统出铁场、渣铁沟、泥炮、开口机、炉前天车、水渣池、渣铁罐车7.喷吹系统煤粉制备、储煤罐、喷吹罐、混合器、喷枪高炉生产技术经济指标三、炼钢生产工艺流程•转炉炼钢工艺；•铁水预处理工艺；•钢水炉外精炼处理工艺。钢与生铁的区别：首先是碳的含量，理论上一般把碳含量小于2.11%称之钢，它的熔点在1450-1500℃，而生铁的熔点在1100-1200℃。在钢中碳元素和铁元素形成Fe3C固熔体，随着碳含量的增加，其强度、硬度增加，而塑性和冲击韧性降低。炼钢的基本任务是脱碳、脱磷、脱硫、脱氧，去除有害气体和非金属夹杂物，提高温度和调整成分。归纳为：“四脱”（碳、氧、磷和硫），“二去”（去气和去夹杂），“二调整”（成分和温度）。采用的主要技术手段为：供氧，造渣，升温，加脱氧剂和合金化操作。炼钢的基本任务氧气转炉的种类：•氧气顶吹转炉•氧气底吹转炉•氧气侧吹转炉•氧气顶底复合转炉转炉炼钢特点•生产率高（冶炼时间在20分钟以内）；•质量好（*气体含量少：（因为CO的反应搅拌，将N、H除去）可以生产超纯净钢；•有害成份（S、P、N、H、O）〈80PPm；•冶炼成本低，耐火材料用量比平炉电炉用量低；•原材料适应性强，高P、低P都可以；•设备少，平炉的2/3，比电炉多。铁水预处理与钢水炉外精炼处理工艺连铸工艺与设备1现代炼钢技术的发展（连铸技术的作用）（1）1947年－1974年：技术特点：转炉、高炉的大型化；以模铸－初轧为核心，生产外延扩大。（2）1974年－1989年：技术特点：全连铸工艺，以连铸机为核心。（3）1989年－现在：技术特点：连铸－连轧工艺，以薄板坯，连铸－连轧为代表，钢厂向紧凑化发展。连续铸钢的技术特点·高效凝固·优化成型·化学冶金·物理冶金·节能凝固理论连续铸钢的工艺特点（1）提高综合成材率：模铸从钢水到成坯的收得率大约84～88％，连铸为95～96％；（2）降低能耗：连铸节能主要是省去了开坯工序，以及提高成材率。生产一吨钢坯比模铸可以节能627～1046kJ，相当于21.4～35.7kg标准煤。加上综合成材率的提高，可以节能约130kg标准煤；（3）连铸产品的均一性好，质量好；（4）易于实现机械化和自动化。连铸机的种类连铸机的机型及其特点2.1.1连铸机的机型（1）按外形分类；（2）按铸坯断面分类：机型最大断面mm×mm最小断面mm×mm经常浇注断面mm×mm板坯300×2640310×2500130×250180×700～300×200大方坯600×600200×200250×250～450×450240×280～400×560小方坯160×16055×5590×90～150×150圆坯φ450φ100φ200～φ300异性坯工字型460×460×120中空坯φ450/6100椭圆型120×140（3）按钢液压头分类表2－2各种机型按钢水静压头分类特征机型H/D结晶器型式铸机型式高头50直型立式或立弯式标准头40~50直型或弧型带直线段的弧型或弧型低头20~40弧型弧型或椭圆型超低头20弧型椭圆型2.1.2机型的特点：（1）立式连铸机：结晶器、二冷段、拉坯和剪切沿垂直方向排列－无弯曲变形、裂纹少－占地面积少－夹杂物容易上浮－二冷均匀、简单·不能延长冶金长度、生产率低·钢液静压大，容易产生鼓肚（2）立弯式连铸机结晶器下有垂直段，钢水完全凝固或接近完全凝固时定点弯曲进入圆弧段。－机身高度比立式低，钢水静压小；－有垂直段，夹杂物容易上浮且分布均匀；－水平出坯，可以适当加长机身，提高拉速；－二次冷却结构较简单·同弧形连铸机相比，占地面积相当，厂房高度高，投资较大；·铸坯在一点弯曲，一点矫直，容易形成裂纹；·要求全凝固矫直，限制了生产率。（3）多点弯曲立弯式连铸机－有垂直段，夹杂物容易上浮，具有立弯式连铸机的优点；－多点弯曲。减小应力集中，裂纹少；－可在未完全凝固进入弧形段，故可以提高生产率，增大拉速。例如宝钢板坯连铸机：直线段：2.55m弯曲半径：48.5/22.5/16.5/12/9.555m矫直半径：9.555/11.5/16/31m连铸机长度：39.39m（4）弧形连铸机分为弧形结晶器和直结晶器两种－机身高度为立式连铸机的1/2～1/3,占地面积和立弯式相同，基建费用低；－钢液静压小，铸坯质量好（鼓肚、裂纹少）；－加长机身容易，可高速浇铸，生产率高；·机器设备占地面积较立式大；·内弧夹杂物容易集聚；·弧形结晶器加工较复杂；·直结晶器在出口处为弧形和直线切点，容易漏钢。（5）椭圆型连铸机（超低头连铸机）－机身高度低，厂房高度降低；－多次变形，每次变形量不大，铸坯质量好；－钢液静压小，坯壳鼓肚量小，质量好。·结晶器内夹杂物不能上浮分离，且内弧集聚；·多半径，连铸机的对弧、安装、调整困难，设备较复杂。2.1.3连铸机机型选择的原则－满足钢种和断面规格的要求；－满足铸坯的质量要求；－节约建设投资。连铸工艺及设备2.2.1连铸机的主要设备（1）钢包及支撑装置钢包：－钢液的载体－耐腐蚀、保温性好－钢液容易控制，控制可靠。钢包回转台（2）中间包及其支撑装置－中间包－储存钢液（换钢包）－分配钢液（分流）－保温，均匀成分－保护作用，减少对坯壳的冲击－中间包冶金挡墙、吹气、过滤及加热－中间包小车（3）结晶器及其振动装置－结晶器：在连铸生产中，高拉速条件下保证有均匀的坯壳厚度而不致拉漏。－良好的导热性－钢液和内壁不粘结－有一定刚度－结构简单，重量轻类型有：整体型、管式、组合式结晶器薄板坯连铸结晶器－振动装置·作用：－防止初生坯壳金额结晶器壁粘结－避免拉漏坯壳－改善表面质量·振动方式：－同步振动－负滑脱振动－正弦振动（4）二次冷却区·作用：－继续冷却－支撑导向·要求：－冷却效率高，传热快－均匀冷却，表面温度均匀－支撑导向部件有足够的强度和刚度－各段对中准确－快速更换（5）铸坯导向和拉坯矫直机·作用：－拉坯－矫直－送引锭杆，调节拉速·引锭杆作用：－开浇时的凝固底板－传递拉坯力·引锭杆形式：－挠性－刚性（6）切割装置·作用：定尺、切割。·方式：火焰、机械·火焰切割－设备轻，不受断面限制，切口齐，有金属损耗；·机械切割：－切割速度快－无金属损耗－操作安全可靠－设备投资大，重量较大。连铸机的生产能力1）连铸机的作业率指一年的生产时间（含准备时间）占一年的日历时间的百分数。y=（C+P）/D×100％其中：y：作业率C：年浇铸时间P：年准备时间D：年日历时间（2）浇铸周期连铸机的浇铸时间及必要的准备时间T=t1+n×t2其中：T－浇铸周期t1－准备时间t2－单炉浇铸时间n－平均连浇炉数（3）连铸机的小时产量P＝B×D×Vg×r×60×N其中：P：连铸机的小时产量B×D：铸坯断面面积Vg：拉速r：铸坯比重N：连铸机的流数（4）连铸机的日产量A＝（1440/T）×n×G×η其中：A：连铸机的日产量T：连铸机的浇铸周期n：连浇炉数G：转炉平均出钢量η：金属收得率（5）连铸机的年产量P＝A×365×Y其中：P：连铸机年产量A：连铸机的日产量Y：连铸机的作业率2）连铸机的拉速是指出结晶器的铸坯在拉坯力的作用下，单位时间内移动的距离。－影响因素：（1）钢种（2）铸坯断面大小（3）结晶器出口坯壳厚度（4）浇铸温度（5）铸坯质量（6）冶金长度、保护渣、结晶器振动等。3）连铸机的冶金长度根据最大拉速计算出来的液芯长度连铸新技术1）提高连铸坯清洁度的技术·保护浇铸技术·中间包冶金技术·防止下渣技术·结晶器钢液流动控制技术（2）提高连铸坯质量的技术·防止铸坯表面缺陷技术·连铸坯裂纹控制技术·连铸坯中心致密度控制技术（3）提高连铸机生产率的技术·结晶器锥度优化技术·结晶器液面波动控制技术·结晶器振动技术·结晶器保护渣技术·生产自动化技术（4）近终型连铸新技术·薄板坯连铸技术·薄带坯连铸技术钢铁生产新技术新工艺一.现代炼铁重大技术1.非高炉炼铁技术2.短流程的物流传递－（铁水一包到底技术）二.现代转炉炼钢的重大技术1.转炉大型化技术合理的H/D，合理的炉容比全悬挂倾动机构，水冷托圈、耳轴、炉帽、汽水冷却上料，称量与下料程序控制下渣检查与有效的渣铁分离装置装备技术多孔水冷拉瓦尔氧枪、兼顾二次燃烧、化渣、脱碳与搅拌功能灵活可控的炉底供气系统、长寿喷嘴与大气量调节强化搅拌功能炉渣、炉气与钢液的在线动态检测全自动吹炼控制与信息管理系统工艺控制技术除尘与煤气回收，二次除尘设施，尽可能采取干法系统炉口微压差控制与余热锅炉炉衬厚度检测与炉体维护设施节能与环保技术拆、砌炉机械转炉大型化的核心技术大型转炉（≥250t）的设计制造技术水冷托圈与悬挂倾动—传动装置多孔拉瓦尔氧气喷枪OG法除尘与煤气回收技术镁碳砖生产工艺与制造技术污水、污泥处理净化技术综合砌炉与护炉工艺（喷补、挂粘渣等）吹炼静态模型控制技术终点副枪动态控制技术紧凑式连续化的专业生产线•以产品为核心，将铁水预处理—转炉炼钢—炉外精炼—高效连铸—热送和连轧有机地结合起来。从铁水到成品钢材的生产周期•为2.5～3小时。•新工艺流程的基本特征为：1)100％铁水采用“三脱”；2)冶炼周期达到20min；3)100％钢水炉外精炼，真空精炼比大幅度提高；4)采用高速连铸技术，厚板坯的拉速提高到3.5～4.5m/min；5)100％连铸坯高温热送、热装；6)采用无头连续轧制。分阶段冶炼工艺21世纪转炉炼钢技术的发展存在问题：•钢铁生产能力过剩，残酷的市场竞争将使落后的钢铁厂倒闭；•环境保护对钢铁工业发展产生巨大压力，一些污染严重的落后工艺将被强制淘汰；•世界钢材价格呈下降趋势。发展方向：•优化炼钢工艺流程；•实现转炉高速吹炼；•建立大批量廉价生产洁净钢的生产体系；•建立“零”排放的绿色生态钢厂。