钢铁生产导论简述

1、材料E113 张炳涛 41103049简述钢铁生产流程现代任何国家是否发达的主要标志是其工业化及生产自动化的水平，即工业生产在国民经济中所占的比重以及工业的机械化、自动化程度。而劳动生产率是衡量工业化水平极为重要的标志之一。为达到 较高的劳动生产率需要大量的机械设备。 钢铁工业为制造各种机械设 备提供最基本的材料，属于基础材料工业的范畴。钢铁还可以直接为人民的日常生活服务，如为运输业、建筑业及民用品提供基本材料。故在一定意义上说，一个国家钢铁工业的发展状况也反映其国民经济 发达的程度。 衡量钢铁工业的水平应考察其产量（人均年占有钢的数量）、质量、品种、经济效益及劳动生产率等各方面。纵观当今世界

2、各国，所有发达国家无不是具有相当发达的钢铁工业的。因此，如何炼钢，如何科学炼钢，受到各国的重视。优良的炼钢技术不仅对国家的钢铁行业起着至关重要的影响，同时对于国家的经济以及硬实力也是不可或缺。任何领域都离不开对钢铁的依赖。可以毫不夸张地说，钢铁对于整个社会是“一荣俱荣，一损俱损”。现代钢铁工业是个庞大的工业部门，它包括采矿、选矿、烧结、焦化、耐火材料、炼铁、炼钢、轧钢等一系列生产部门和运输、机修、动力等辅助服务部门。我国的首钢、宝钢、鞍钢都是这样的联合企业。政府对于钢铁行业同样务必重视，将之放在国家安全的地位。人类自进入铁器时代以来，积累了数千年生产和加工钢铁 材料的丰富经验，已具有成熟的生产

3、技术。自古至今，与其他工业相 比，钢铁工业相对生产规模大、效率高、质量好和成本低。 到目前为止还看不出，有任何其他材。料在可预见的将来，能代替 钢铁现有的地位。钢铁的重要性。新世纪以来，中国的炼铁技术取得的很多进步，比如：（1）高效率、低成本洁净钢生产系统技术取得重大突破（2）高品质钢生产工艺技术已成为产品结构优化、新品种开发的保障条件（3）炼钢生产节能减排优化技术进一步发展并推广（4）炼钢自动控制智能化生产技术成为炼钢生产技术进步的重要特征（5）炼钢装备与使用材料国产化的技术进步已成为支撑炼钢生产优化发展的基础同样，在十二五，我们对于钢铁行业有着许多期待，并希望达到以下目标：（1）“负能炼钢

4、”转炉占转炉炼钢总数的80%以上（2）在重点板材、高级管材与特殊性能棒材生产企业，新一代铁水“三脱”预处理工艺得到新的发展（3）推广铁水包多功能化（“一包到底”）技术和铁水包扒渣技术；铁水预处理比70%（4）200t以上转炉自动炼钢比例95%（5）重点钢铁企业恒高速连铸比80%钢和铁都以铁元素为基本成分。铁和钢，主要是由于碳含量不同，组织结构不同，导致性能差异。铁含碳量高，硬而脆，冷热加工性能差。一般情况下，把C2.11%的铁碳合金称为钢，但绝大多数的实用钢种含碳量都小于1.2%。 为了得到具有高的强度和韧性或其他特殊性能的钢，要降低生铁中的碳，去除有害杂质P 和S，脱除氧、氮和氢，再根据性能

5、要求加入合金元素，脱除各种杂质元素在钢水中生成的或卷入的夹杂物颗粒。 冶炼过程需要一定的钢水温度，并且最终能够铸造成为理想形状的铸坯或钢锭，炼钢过程要把钢水温度提高到合适的程度。 综上所述，炼钢过程基本任务：1、脱碳；2、脱除磷、硫；3、升温；4、脱氮、氢等；5、脱氧及去除非金属夹杂物； 6、合金化；7、凝固成型 。（节能减排） 钢铁冶炼主要包括四部分：高炉炼铁、转炉炼钢、连铸、轧钢。高炉炼铁把炼铁炉料从炉顶分批装入高炉，从高炉下部的风口不停地向炉内鼓风，荒煤气从炉顶排出，从出铁口定期出铁。高炉是连续循环作业，连续生产一代炉龄，直到炉内的内衬脱落严重时才停炉大修。从新炉点火开始生产到大修(或两

6、次大修)之间的时间为一代炉龄（单位：年）。一般，1000m3以下的中小型高炉的炉龄为58年左右， 1000m3以上的大型高炉的炉龄为812年左右，国外3000m3以上的特大型高炉的炉龄有的达15年以上20多年。高炉生产的特点可谓：连续生产、极少中断，物流巨大、生产率高，操作准确。高炉炼铁的生产设备主要有：（1） 供料（2）上料设备（即高炉上料机）（3）炉顶装料设备（4） 炉前渣铁处理设备（5）送风系统（也称热风系统）设备（6）煤气除尘及回收系统设备（7）节能、环保设备 。每一种设备对于炼铁都至关重要，不可或缺。高炉生产示意图 炼钢炼钢的主要工艺为：铁水预处理，转炉或电炉炼钢，炉外精炼和连铸。转

7、炉炼钢生产流程：操作过程：经历 装料(铁水和废钢)、吹炼、出钢并脱氧 三个阶段。出钢：即将炉内钢水倒入盛钢桶。同时根据钢种要求向盛钢桶内加入铁合金进行脱氧和合金化。出钢结束后，溅渣护炉操作，余渣从炉口倒入渣罐。从装料至倒渣完毕的整个冶炼周期大约为3040分钟。转炉炼钢是在大气中进行，易受大气中氧、氮、氢等气体成分的污染。为提高钢质量和生产效率并降低成本，现代炼钢工艺均采用炉外精炼。（炉外精炼即是把原来要在一般炼钢中完成的脱硫、脱磷、去气、去除非金属夹杂物、调温、脱氧和合金化等移到炉外盛钢桶内进行。这相当于分成两步进行。所以炉外精炼也称二次炼钢。） 车间设备主要有：原料供应设备（包括氧气供应、铁

8、水供应、废钢供应、散料供应、铁合金供应等设备系统）、转炉主体设备、吹氧装置（由氧枪、氧枪升降装置和换枪装置三部分组成）、副枪装置（即检测、取样探头）、烟气净化处理设备（一般每炼一吨钢可收得含CO 5565%的煤气5060m3，含铁量6070% 的氧化铁炉尘1020kg，蒸汽4060kg）出钢、出渣和钢渣处理设备。转炉炼钢生产主要技术经济指标：（1）转炉利用系数: 每吨容量转炉每昼夜产(合格)钢吨数（2）转炉作业率:转炉总作业时间与全日历时间之比（3）每炉炼钢时间: 转炉每炼一炉钢所需的时间（4）转炉吹损率 :(装入转炉的金属料总量-出钢量)装入转炉的金属料总量 的百分比（5）物料消耗量:指生产

9、每吨合格钢所消耗某种物料的量（公斤数或立方米数）（6）转炉炉龄:指转炉每换一次炉衬后所能炼钢的炉数。连铸连续铸钢简称连铸，连铸是将高温钢水连续不断地浇注到带有活底的铜模（称为结晶器，空心、水冷）内，待钢水凝固到具有一定厚度的坯壳后，从结晶器的下端拉出活底，这样铸成的钢坯也将从结晶器下口连续不断地被拉出。开始（连铸没有形成）时，结晶器下口先用一活底（引锭头）堵着，待钢水冷凝成坯壳后，启动拉坯辊，通过引锭头后面的引锭链将铸坯徐徐拉出，沿着弧形排列的二冷段夹辊下移，并喷水或喷水雾冷却。在铸坯出连铸机前，经矫直机将弧形铸坯矫直，用脱引锭装置使引锭头与铸坯分离，其后，引锭链被卷扬装置收容到引锭链小车上。

10、而铸坯则继续由辊道向前输送。铸坯在切割辊道上被剪切成定尺，在去毛刺辊道上去除两端的切割毛刺，再在喷印辊道上在铸坯前端喷印标记。为避免结晶器内钢水和初生坯壳与结晶器内壁粘结，在浇注过程中，结晶器要上下振动，同时还要在结晶器内壁注入润滑剂。润滑剂是一种渣，撒在结晶器内钢水表面，它会随钢水下移自动流入结晶器内壁。同时也起到结晶器内钢水表面与空气隔离的作用，避免钢水氧化和散热）。连铸生产的主要设备有：（1）钢包回转台（2）中间包（或称中间罐）(3) 中间包车（4）结晶器 (5) 二次冷却支承导向装置(也称二冷段或扇形段) （6）拉坯矫直机（简称拉矫机）钢材的生产方式钢材生产就是压力加工使金属产生塑性变形，主要是轧制。有冷轧和热轧，其次有拉拔等。钢经轧制后既可获得需要的形状，又可改善钢的内部质量，提高钢的机械性能。轧钢生产设备按其在生产中所起的作用分主、辅设备两大类。主设备指使轧件产生塑性变形的主体设备，即轧钢机主机或称主机列。辅设备指主机以外的用来完成其它辅助工序的各种设备（主要有加热设备、剪切设备、矫直设备、卷取机、运送辊道、垛板机、打捆机等）轧钢生产的主要设备是轧钢机。轧钢机主要由主电机、工作机座、传动装置、三大部分组成。而工作机座主要由：轧辊、轧辊轴