(材料科学工程专业)上海宝钢生产实习报告

一、实习目的在高校、企业联合培养人才的新机制下，进一步发挥企业在工程人才培养中的作用，加强对学生的工程实践教育，培养学生的工程素养和工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力，培养造就一大批创新能力强、适应行业企业需求和经济社会发展需要的高质量工程技术人才。学生通过听课和现场参观，了解冶金生产中包括采矿、选矿、原燃料准备、焦化、烧结、炼铁、炼钢、连铸、各种轧钢等各生产工序的工艺、流程、装备及其功能和原理，体验企业真实的生产生活状况，感受企业的先进文化。二、实习概况1）通过请现场技术人员讲课和参观，了解实习宝钢集团的组成结构、钢铁品种、产量、生产工艺及设备水平等企业情况。2）通过现场参观和现场指导教师的讲解，了解各生产厂（车间、工段）的生产种类、生产工艺及生产流程、生产技术经济指标，车间主要设备及其功能和工作原理等。三、实习方式1）在宝钢人才培训基地运用课堂教学、电化教学进行现场实习前的讲授；2）在企业各生产厂（车间、工段）由现场技术人员和学校教师带领到各生产现场进行参观实习。四、实习内容1.炼铁工艺授课1)宝钢不锈炼铁厂概况炼铁厂现有高炉2座，有效容积分别为2500m3和750m3；烧结机2台，1#烧结机面积为226m2，2#烧结机面积为132m2。高炉设计能力年产铁水229万吨，其中2500m3高炉年产铁水175万吨，750m3高炉年产铁数54万吨；年产烧结矿能力500万吨。2)炼铁厂组织结构炼铁厂包括：运转车间、原料车间、烧结分厂、高炉分厂、设备管理室、生产技术室（下设安全环保组与生产技术组）、综合管理室。3)主要职能主产品为铁水，以热装热送形式供炼钢厂炼钢，部分用以铸铁以满足国内外生铁合同计划需求。烧结矿供高炉炼铁，是炼铁的优质原料。副产品高炉煤气主供威钢发电厂发电；“TRT”高炉煤气压差发电，供电能力可达6748kwh。高炉煤气还用作热风炉、磨煤房加热炉、铁合金烘烤炉、锅炉、鱼雷罐烘包、型钢加热炉的燃料。套筒窑生产的优质活性石灰供炼钢作熔剂使用。4)烧结工艺概念将粉状物料（如粉矿和精矿）进行高温加热，在不完全熔化的条件下烧结成块的工艺。所得产品称为烧结矿，外形为不规则多孔状。作为高炉的主要熟料之一。烧结矿可以改善高炉入炉含铁原料的冶金性能，强化冶炼过程，提高铁水产值量，降低焦比，合理利用废料，有利于环保，降低成本，脱硫减少高炉脱硫负担。工艺流程将铁矿粉、熔剂、燃料及返矿按一定比例组成混合料，配以一定的水分，经混合和造球后，铺于带式烧结机的台车上，在一定负压下点火，混合料中的燃料被点着燃烧放出热量，使混合料层的温度升高，在固相下反应形成低熔点矿物，在高温下发展产生液相。在冷却过程中，液相冷凝成溶入液相颗粒和未熔化颗粒的坚固连接桥，形成多孔的烧结矿。5)高炉生产工艺概况高炉炼铁的实质在于用焦炭做燃料和还原剂，在高温下，将铁矿石或含铁原料中的铁，从氧化物或矿物状态还原为液态生铁。因此，高炉炼铁的本质是铁的还原过程。高炉生产的产品是生铁，副产品是炉渣、高炉煤气和炉尘灰。高炉冶炼过程是一个连续的、大规模的、高温生产过程。炉料（矿石、熔剂、焦炭）按照确定的比例通过装料设备分批地从炉顶装入炉内。从下部风口鼓入高温热风使焦炭燃烧。燃烧生成的高温还原性煤气，在上升过程中与下降的炉料相遇，使其加热、还原、熔化、造渣，产生一系列的物理化学变化，最后生成液态渣、铁，聚集于炉缸，周期的从高炉排出。上升的煤气流由于将能量传给炉料，温度不断降低，成分逐渐变化，最后变成高炉煤气从炉顶排出。高炉实质是一个炉料下降、煤气上升两个逆向流运动的反应器。高炉一经开炉就必须连续地进行生产。2.炼钢工艺设备简介1)炼钢厂概况炼钢厂建成于2004年，拥有碳钢和不锈钢两个模块。（1）碳钢模块：由1套双工位的KR脱硫装置，2座150吨复吹转炉、1座RH、1座LATS、1座LF炉及2座连铸组成，设计年产板坯216.6万吨。（2）不锈钢模块：由2套双工位的铁水喷吹脱磷装置，2座100吨电炉、2座120吨AOD、1座SS-VOD/LTS、1座LF炉及2座连铸组成，设计年产板坯144万吨。2)主要职能（1）去除钢水中的杂质。这些杂质一般是指硫、磷、氧、氢、氮和夹杂。（2）调整钢的成分。为保证钢的各种物理和化学性能，应将钢的成分调整到规定的范围之内，所需调整的主要内容包括碳、锰、硅、铬、镍、铝以及其它合金元素。（3）把钢浇注成内外部质量符合要求的铸坯。3)生产钢种碳钢：优质碳素钢：SPHC、SPHD、SPHE等耐大气腐蚀钢：B480焊接结构钢：SS400、SAPH440、STE380等管线钢：X65、X70等汽车面板：IF钢不锈钢：奥氏体：304、304L、316L、321等铁素体：430、410系、409L马氏体：420系超纯铁素体：B436L、B439L、444、441、443NT等双相不锈钢：2205等4)碳钢生产线高炉预脱硅→KR脱硫→1#/2#转炉→精炼（RH/1#LF/LATS）→1#/2#连铸碳钢炼钢连铸生产线是一个以高炉炉前预脱硅、KR脱硫的铁水为主原料，经顶底复吹转炉冶炼及二次精炼处理（RH、LF、LATS），配加2台板坯连铸机，年设计产能为216.6万t。5)碳钢转炉的基本任务和冶炼工艺通过氧化、还原反应和冶金过程，去除钢水中的杂质。这些杂质一般是指硫、磷、氧、氢和夹杂。调整钢的成分。为保证钢的各种物理和化学性能，应将钢的成分调整到规定的范围之内，所需调整的主要内容包括碳、锰、硅、铝以及其它合金元素。我厂碳钢转炉可采用双联法冶炼工艺，也可以采用常规冶炼；对优质钢，采用双联法冶炼时，一个转炉脱磷，另一个脱碳。平均出钢量160吨，最大180吨。常规冶炼周期为35分钟，双联冶炼周期为30分钟。（脱碳转炉和脱磷转炉）。6)不锈钢冶炼工艺不锈钢的冶炼工艺有：电炉工艺、AOD炉工艺、VOD炉工艺。电炉工艺主原料为：脱磷铁水、不锈废钢、铬铁合金、镍铁合金、硅铁。副原料：石灰、白云石。电炉的作用：熔化废钢、合金，调整成分与温度（T=1630℃）。AOD全称氩氧脱碳装置，通过向冶金熔池吹入O2与惰性气体的混合气体来降低CO气体分压力，以实现不锈钢生产中“脱C保Cr”的重要目的。VOD真空精炼工艺是是在真空条件下经喷枪从顶部向熔池内吹入纯氧，以去除钢液中的碳，在低压环境下，CO分压得以大大降低；同时经透气砖从钢包底部吹入惰性气体，以搅拌钢液，并同时进一步稀释CO，降低CO分压，从而实现在较低钢液初始碳含量和温度下不使铬大量氧化而迅速深度脱碳。实现脱碳保铬。7)板坯连铸工艺碳钢连铸机主要指标：连铸机型为直弧型，基本半径为8636mm。铸坯厚度：200mm铸坯宽度：750～1650，可在线调宽。定尺长度：8～13.6m工作拉速：MAX2.5m/min不锈钢连铸机主要指标：连铸机型为直弧型，基本半径为8636mm。铸坯厚度：200mm铸坯宽度：750～1600，可在线调宽。定尺长度：8～13.6m工作拉速：MAX1.6m/min配备电磁搅拌8)连续铸钢工艺通过钢包运载装置，将钢包运送到连铸机上方，经钢包底部的流钢孔把钢水注入到中间包内。打开中间包塞棒(或滑动水口)后，钢水流入已对在正常位置，用引锭杆头堵塞并能上下振动的结晶器中。钢液沿结晶器周边冷凝成坯壳。当结晶器下端出口处坯壳有一定厚度时，带有液芯并和引锭装置连在一起的铸坯在拉坯机驱动下，离开结晶器，在夹辊的支撑下移。与此同时，通过冷却喷嘴对铸坯表面进行喷水强制冷却，最终板坯全部凝固并切割成标准长度的铸坯。3.1780热轧工艺装备特点1)1780热轧的产品、规格及生产能力宝钢不锈钢有限公司1780mm产线以热轧不锈钢卷为主导产品，具有轧机能力大、控制精度水平高的特点，同时生产薄规格、高强度、高附加值的优质碳素结构钢、低合金钢等。不锈钢包括200、300、400系列，奥氏体不锈钢约占年生产总量的60％，铁素体不锈钢占35～37％，马氏体不锈钢占3～5％；碳钢产品中生产普通结构、低合金等高强度与特殊用途的钢种，包括集装箱用板、系列管线钢等品种，碳钢产品中1.2～3.5mm薄规格厚度比例大约占60％，包括冷轧、酸洗、汽车板、镀锌及以热代冷用钢卷。一期的设计产量为年产热轧钢卷282.2万吨，其中不锈钢69.8万吨，，二期项目中炼钢扩建了炼钢和连铸生产线，热轧增加了3号加热炉，增加了近70万吨的不锈钢生产能力，2007年热轧年产总量突破了320万吨，其中不锈钢100.4万吨。2)主要设备1-三座加热炉；2-高压水除鳞箱（HSB）；3-粗轧除鳞；4-粗轧前大立辊（VE）；5-粗轧机（RM）；6-热卷箱（CB）；7-飞剪（CS）；8-精轧前除鳞装置（FSB）；9-精轧前立辊（F1E）；10-七机架精轧机；11-多功能仪表；12-层流冷却；13-表面检查仪；14-地下卷取机（DC）3）各区域主要工艺与设备功能板坯库主要功能：装钢（热装）作业、堆垛作业加热炉主要功能：加热粗轧区域主要功能：粗轧区工艺主要是对加热后的连铸板坯进行表面除鳞（清除一次氧化铁皮），轧制成满足精轧要求的厚度和宽度的中间板坯；粗轧区域同时还应抢温快轧和具有对中间坯进行保温的功能。精轧区域主要功能：剪断、精轧卷取区域主要功能：冷却、表面检测、底下卷取、喷印精整区域主要功能：对轧制后的半成品进行一系列的精整，包括冷却、矫直、剪切、修磨、平整、分卷、取样、打捆、堆放等工序。4.热轧不锈钢的主要产品缺陷1)点蚀表面呈黑灰色点状腐蚀坑点带钢在热加工以后，因未及时固溶处理，长期放置空气中，由于碳化物析出造成氧化或腐蚀。预防：及时安排热轧卷及时退火酸洗（不超过45天）。2)异物压入外界异物黏附在带钢表面经轧制挤压形成的点状、线状、块状缺陷（缺陷处有残留异物）。产生原因：来料表面不清洁或有微小异物；辊子上附有杂物、或异物压入带钢表面产生的伤痕。预防对策1、检修后必须清理所有机架内杂物；2、轧制线各种设备固定牢固。3)辊印有周期间隔，无覆盖的凹状或凸状的缺陷。产生原因：轧辊产生的凹形、凸形伤痕印在带钢表面对策：根据缺陷周期查找出发生辊印的对应辊子，并及时更换；定期检修辊子，做好工作辊的轧制公里数管理。4)气泡带钢表皮与基体分离，通常伴有局部破碎。产生原因：中间包烘烤不良、保护渣受潮、钢中气体析出等原因造成板坯皮下含有气泡。对策：开浇前对中间包进行充分烘烤预热；保证保护渣的干燥；控制钢中总的气体含量，加强脱氧，避免出现钢中气体析出5)氧化铁皮咬入由精轧前段轧辊引起的缺陷为点状的氧化铁皮咬入，一般全长分布.产生原因：板坯在炉时间过长，容易形成致密Fe3O4。除鳞效果不好，如HSB、FSB等，一次或二次氧化皮残留。F1、F2轧辊辊面粗糙，局部或大面积点状或片状氧化膜剥落。对策：对明显由于轧辊辊面情况恶劣造成的氧化铁皮压入，更轧辊。板坯在炉时间过长时间可以增加除鳞，或降温轧制及批量回炉。除鳞设备功能正常投用。可适调整氧化性气氛，便于氧化铁皮清除。6)凹坑产生的位置不固定，凹坑缺陷分为有周期和非周期两种，有时单个出现，有时成簇出现，有时呈项链状延伸，逐步变浅。产生原因：轧辊本身受到伤害异物黏附。对策：更换有问题的轧辊，及时抽辊检查，更换有问题轧辊。修磨受损的夹送辊、平整辊、矫直辊等，严重时及时更换。加强板道异物的检查，防止焊渣、铁屑卷入钢卷内。7)夹杂带钢上下表面任意位置，延轧制方向呈条状或“M”状。原因：钢水纯净度不良；钢包下渣；3、连铸过程中二次氧化；结晶器中保护渣卷入板坯。对策：采用合适的造渣、脱氧工艺，延长钢水软吹镇静时间等措施提高钢水的纯净度大包浇注后期，防止钢包下渣采用全程保护浇注，防止二次氧化；选择合适的保护渣防止结晶器保护渣的卷入。避免低温低拉速浇铸。8)其他缺陷：翘皮、擦划伤狭、缝热轧辊迹氧化皮缺陷挫、伤边部鳞状折叠、山形鳞状折叠、云状花纹、酸洗花纹、浪形卷曲、不良边裂、对流板压痕、孔洞等，这里不一一介绍其原因与预防方法了。五、总结我们在宝钢的实习是以先教学后参观的方式进行的，效果很好，使我们在参观前对所参观内容有个大致了解，有目的，有疑问的去参观，同时，有工