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文档简介

1、新进员工训练教材新进员工训练教材 - -钢铁行业基本知识钢铁行业基本知识路国祥路国祥 2013.06.162钢铁产业概况介绍钢铁产业概况介绍黑色金属黑色金属 是指铁和铁的合金。如钢、生铁、铁合金、铸铁等。是指铁和铁的合金。如钢、生铁、铁合金、铸铁等。有色金属有色金属 又称非铁金属,指除黑色金属外的金属和合金,如铜、又称非铁金属,指除黑色金属外的金属和合金,如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。金属工业的区分:金属工业的区分:原料、矿业原料、矿业 煤/铁矿山、精矿粉生产 煤/铁矿/废钢进口、运输钢铁生产钢铁生产 一贯作业炼钢厂(

2、长流程):指从高炉炼铁开始到炼钢、轧钢的完整生产工艺的钢厂 电炉炼钢厂(短流程):原料为废钢的电炉炼钢、轧钢业者 单轧厂:采购上游半成品(钢坯、热轧卷、冷轧卷),只进行部分后续生产过程的业者钢铁工业的区分:钢铁工业的区分:钢铁分销钢铁分销 裁剪业(Coil Center):采购钢铁成品,依最终用户需求进行裁剪、再加工、分销的业者 分销业:大盘、中盘、地区的钢材销售业者原料生产原料生产原料贸易原料贸易高炉高炉炼铁炼铁转炉转炉炼钢炼钢热轧热轧冷轧冷轧深加工深加工(热(热/表面处理、造型)表面处理、造型)钢铁产品钢铁产品加工加工建筑材料建筑材料标准件(螺丝螺标准件(螺丝螺帽帽)管、网、线管、网、线钢

3、材用户钢材用户最最终终使使用用者者建筑建筑 汽车汽车电器电器 造船造船石化石化 家具家具工具工具钢材贸易钢材贸易裁剪裁剪/分销分销电炉电炉炼钢炼钢废钢废钢合金合金矿山矿山报废物品报废物品边角废料边角废料铁矿沙铁矿沙焦煤焦煤石灰石石灰石生产生产贸易贸易直接用户直接用户间接用户间接用户钢铁行业供应链:钢铁行业供应链:长流程(一贯作业)炼钢:长流程(一贯作业)炼钢:短流程(电炉)炼钢:短流程(电炉)炼钢:轧钢:轧钢:高炉高炉转炉转炉电炉电炉钢铁工厂的区分:钢铁工厂的区分:建筑 机械 汽车 造船 铁道 石化 家电 集装箱 以上合计 占总消费量比重%199852351200629140260125283

4、140801277.04199963151600711130270120325170964179.022000733520007551602801303602301125085.882001898024008582002901703871651345086.77200210520275011302253002904551801585080.87200314920304498026625824166734220718 83.88中国地区钢铁消费分析中国地区钢铁消费分析钢铁的用户:钢铁的用户:2004年全球钢铁消费量大约要年全球钢铁消费量大约要9.3亿吨亿吨(2003年为年为8.84亿吨亿吨),单

5、是中国就占了,单是中国就占了31%。中国。中国前年的钢材消费量为世界总额前年的钢材消费量为世界总额22%,去年增长至,去年增长至27%,已是世界钢材第一大的消费国。,已是世界钢材第一大的消费国。钢铁产品的区分:钢铁产品的区分:钢种钢种依标准(国家标准、客户标准依标准(国家标准、客户标准.)依成分要求依成分要求依物理特性要求依物理特性要求依用途区分依用途区分形状形状圆棒圆棒/线、螺纹钢线、螺纹钢圆管、方管、异性管圆管、方管、异性管槽钢、角钢、槽钢、角钢、L型钢、型钢、H型钢、钢轨型钢、钢轨中、厚、薄板中、厚、薄板钢片、钢卷钢片、钢卷尺寸尺寸宽、厚度、长度、径宽、厚度、长度、径标准尺寸标准尺寸客户

6、定尺要求客户定尺要求包装、标记包装、标记标准包装标准包装依运输条件包装依运输条件包装依客户要求包装、标记依客户要求包装、标记钢的分类钢的分类钢是含碳量在钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。为了之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性,含碳量一般不超过保证其韧性和塑性,含碳量一般不超过1.7%。钢。钢的主要元素除铁、碳外,还有硅、锰、硫、磷等。的主要元素除铁、碳外,还有硅、锰、硫、磷等。按化学成份分类按化学成份分类碳素钢:碳素钢:a.低碳钢(低碳钢(C0.25%););b.中碳钢(中碳钢(C0.250.60%););c.高碳钢(高碳钢(C0.60%)。)。合金钢:合金钢:a.低合金钢(合

7、金元素总含量低合金钢(合金元素总含量5%)b.中合金钢(合金元素总含量中合金钢(合金元素总含量510%)c.高合金钢(合金元素总含量高合金钢(合金元素总含量10%)。)。不锈钢不锈钢不锈钢是合金钢的一种,主要的合金成分包括铬、镍、锰、钼等金属成分,不锈钢是合金钢的一种,主要的合金成分包括铬、镍、锰、钼等金属成分,因碳(因碳(C)的成分较一般碳钢低,而铬会在合金表面形成一层抗腐蚀的氧化薄)的成分较一般碳钢低,而铬会在合金表面形成一层抗腐蚀的氧化薄膜而不易生锈而得名。不锈钢由于成本高,价格也较一般碳钢多出数倍。膜而不易生锈而得名。不锈钢由于成本高,价格也较一般碳钢多出数倍。不锈钢的分类不锈钢的分类

8、 1. 奥式体钢奥式体钢(Austenitic):通用的不锈钢系列,主要合金成分由通用的不锈钢系列,主要合金成分由铬铬(占占1525不等不等)、镍镍(从(从337不等)、锰等组成的不锈钢,分不等)、锰等组成的不锈钢,分“300系系”和和“200系系” ,“200系系”是是多多用用锰锰(5.515)来取代镍的不锈钢品种,成本较低。)来取代镍的不锈钢品种,成本较低。200/300系下由铬系下由铬/镍成分比镍成分比率不同以及其它成分的差异而分为多个子系(如率不同以及其它成分的差异而分为多个子系(如202、205、304、304B、309S、317、321等)等)2. 铁素体钢铁素体钢(Ferriti

9、c)和马式体钢和马式体钢(Martensitic):基本合金基本合金材料材料是是铬铬(占占1125不等)的不锈钢品种,镍的成分较低,一般称不等)的不锈钢品种,镍的成分较低,一般称“400系系”,由碳,由碳(C)成分的多寡又分为更多小的品种()成分的多寡又分为更多小的品种(405、409、429、430),), 加工特性和物理特性各有不同。这些品种的不锈钢具有磁性。加工特性和物理特性各有不同。这些品种的不锈钢具有磁性。钢种钢种/牌号:牌号:表示钢铁成分的代号,分:表示钢铁成分的代号,分: 国家标准(国标、国家标准(国标、DINDIN、JISJIS) 行业标准(行业标准(APIAPI美国石油协会美

10、国石油协会) 钢厂标准钢厂标准 用户标准用户标准钢种:能炼愈多钢种代表炼钢工艺水平愈高钢种:能炼愈多钢种代表炼钢工艺水平愈高“标准标准+”:面向市场的做法面向市场的做法板材板材: : 薄板薄板:厚度等于和小于厚度等于和小于4毫米的钢板毫米的钢板 中厚中厚板板:厚度大于厚度大于4毫米的钢板毫米的钢板中板(厚度大于中板(厚度大于4mm小于小于20mm)、)、厚板(厚度大于厚板(厚度大于20mm小于小于60mm)、)、特厚板(厚度大于特厚板(厚度大于60mm)。)。 钢带:也叫带钢,实际上是长而窄并成卷供应的薄钢板钢带:也叫带钢,实际上是长而窄并成卷供应的薄钢板管材:管材:无缝钢管:热轧或挤压、拉拔

11、等方法生产的管壁无接缝的钢管无缝钢管:热轧或挤压、拉拔等方法生产的管壁无接缝的钢管焊接钢管:将钢板或钢带卷曲成型,再焊接制成的钢管焊接钢管:将钢板或钢带卷曲成型,再焊接制成的钢管按形状分类:按形状分类:型型材材: : 重轨重轨:每米重量大于每米重量大于30千克的钢轨(包括起重机轨)千克的钢轨(包括起重机轨) 轻轨轻轨:每米重量小于或等于每米重量小于或等于30千克的钢轨千克的钢轨 大大/中中/小型型钢小型型钢:(普通钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢、工字钢普通钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢、工字钢 、槽钢、槽钢、等边和不等边角钢及螺纹钢等。按尺寸大小分为大、中、小型等边和不等边角钢及螺纹钢等。按尺寸大小分

12、为大、中、小型) 线材线材:直径直径5-10毫米的圆钢和盘条毫米的圆钢和盘条 冷弯型钢冷弯型钢:将钢材或钢带冷弯成型制成的型钢将钢材或钢带冷弯成型制成的型钢 其它钢材其它钢材:包括重轨配件、车轴坯、轮箍等包括重轨配件、车轴坯、轮箍等钢材长度尺寸钢材长度尺寸钢材长度尺寸是各种钢材的最基本尺寸,是指钢材的长、宽、高、直径、半径、内径、钢材长度尺寸是各种钢材的最基本尺寸,是指钢材的长、宽、高、直径、半径、内径、外径以及壁厚等长度。钢材长度的法定计量单位是米(外径以及壁厚等长度。钢材长度的法定计量单位是米(m)、厘米()、厘米(cm)、毫米)、毫米(mm)。1.钢材的钢材的范围定尺范围定尺 是节省材料

13、的一种有效措施。范围定尺就是长度或长乘宽不小于某是节省材料的一种有效措施。范围定尺就是长度或长乘宽不小于某种尺寸,或是长度、长乘宽从多少到多少的尺寸范围内交货。生产单位可以按此尺种尺寸,或是长度、长乘宽从多少到多少的尺寸范围内交货。生产单位可以按此尺寸要求进行生产供货。寸要求进行生产供货。2.不定不定尺尺(通常长度)(通常长度) 凡产品尺寸(长度或宽度),在标准规定范围内,而又不要求凡产品尺寸(长度或宽度),在标准规定范围内,而又不要求固定尺寸的叫不定尺。不定尺长度又叫通常长度(通尺)。按不定尺交货的金属材固定尺寸的叫不定尺。不定尺长度又叫通常长度(通尺)。按不定尺交货的金属材料,只要在规定长

14、度范围内交货即可。例如,不大于料,只要在规定长度范围内交货即可。例如,不大于25mm的普通圆钢,其通常长的普通圆钢,其通常长度规定为度规定为4-10m,则长度在此范围内的圆钢都可以交货。则长度在此范围内的圆钢都可以交货。3.定定尺尺 按订货要求切成固定尺寸的称为定尺。按定尺长度交货时,所交金属材料必须按订货要求切成固定尺寸的称为定尺。按定尺长度交货时,所交金属材料必须具有需方在订货合同中指定的长度。例如,合同上注明按定尺长度具有需方在订货合同中指定的长度。例如,合同上注明按定尺长度5m交货,则所交货,则所交货的材料必须都是交货的材料必须都是5m长的,短于长的,短于5m或长于或长于5m均为不合格

15、。但实际上交货不可能均为不合格。但实际上交货不可能都是都是5m长,因此规定了允许有正偏差,而不允许有负差。长,因此规定了允许有正偏差,而不允许有负差。型钢的长度尺寸型钢的长度尺寸 1. 火车轨的标准长度有火车轨的标准长度有12.5m和和25m两种,近来也有两种,近来也有100m(百米轨)来配合高铁(百米轨)来配合高铁/地铁地铁的需求。的需求。2. 圆钢、线材、钢丝尺寸以直径圆钢、线材、钢丝尺寸以直径d的毫米(的毫米(mm)数标定。)数标定。3. 方钢尺寸以边长方钢尺寸以边长a的毫米的毫米( mm )数标定。数标定。4. 六角钢、八角钢尺寸以对边距离六角钢、八角钢尺寸以对边距离s的毫米(的毫米(

16、mm)数标定。)数标定。5. 扁钢的尺寸以宽度扁钢的尺寸以宽度b和和厚度厚度d的毫米(的毫米(mm)数标定。)数标定。6. 工字钢、槽钢的尺寸以腰高工字钢、槽钢的尺寸以腰高h、腿宽、腿宽b和腰和腰厚厚d的毫米(的毫米(mm)数标定。)数标定。7. 等边角钢的尺寸以相等边宽等边角钢的尺寸以相等边宽b和边厚和边厚d的毫米(的毫米(mm)数标定。不等边角钢的尺寸以边)数标定。不等边角钢的尺寸以边宽宽B、b和边厚和边厚d的毫米(的毫米(mm)数标定。)数标定。8. H型钢的尺寸以腹板高度型钢的尺寸以腹板高度h、翼板宽度、翼板宽度b和腹板厚度和腹板厚度t1、翼板、翼板厚度厚度t2的毫米(的毫米(mm)数

17、)数标定。标定。钢板、钢带的长度尺寸钢板、钢带的长度尺寸一般以钢板的厚度一般以钢板的厚度d的毫米(的毫米(mm)数标定。而钢带则以钢带的宽度)数标定。而钢带则以钢带的宽度b和和厚度厚度d的毫米(的毫米(mm)数标定。)数标定。单张钢板有规定的不同尺寸,如热轧钢板有:单张钢板有规定的不同尺寸,如热轧钢板有:1mm厚的钢板,有宽度厚的钢板,有宽度600长长度度2000 mm;6502000 mm;7001420 mm;7501500 mm;9001800 mm;10002000 mm等。等。钢管的长度尺寸钢管的长度尺寸一般以钢管的外径一般以钢管的外径D、内径和壁厚、内径和壁厚S的毫米(的毫米(mm

18、)数标定。)数标定。每种钢管有规定的不同尺寸,如无缝钢管外径每种钢管有规定的不同尺寸,如无缝钢管外径50mm的,壁厚有的,壁厚有2.5-10mm的的15种;种;或者说相同壁厚或者说相同壁厚5mm的,外径有的,外径有32-195mm的的29种。又如焊接钢管公称口径种。又如焊接钢管公称口径25mm的的壁厚有壁厚有3.25mm的普通钢管和的普通钢管和4mm的加厚钢管。的加厚钢管。钢材的数量钢材的数量n重量(吨)重量(吨)是基本的计量是基本的计量/计价单位计价单位n交货时除了吨数外,交货时除了吨数外,产品件数产品件数、包装单位包装单位(捆、卷、货盘(捆、卷、货盘)、运载单位运载单位(车皮、货柜、车次)

19、也是计量的必要信息(车皮、货柜、车次)也是计量的必要信息n产品交货规范产品交货规范影响一定重量下的影响一定重量下的件数,件数,例如例如:热轧卷:单重不超过热轧卷:单重不超过15吨;内径大于吨;内径大于300mm无缝钢管:单支无缝钢管:单支15MnLeeway:钢材订货一般允许若干百分比的交货重量误差,例如:钢材订货一般允许若干百分比的交货重量误差,例如:Order # 12345, Weight 3,000 T 10金属材料的选择条件金属材料的选择条件 1. 环境特性环境特性:抗腐蚀性、耐热性:抗腐蚀性、耐热性2. 机械特性机械特性:拉伸率、硬度、耐冲击性:拉伸率、硬度、耐冲击性3. 加工加工

20、性能性能:锻造、铸造、焊接、冲压、拉拔:锻造、铸造、焊接、冲压、拉拔4. 成本成本:一次性购买成本、生命周期成本:一次性购买成本、生命周期成本5. 其它其它:外观(色泽、质感)、重量:外观(色泽、质感)、重量大部分钢材加工都是通过压力加工,使被加工的钢(坯、锭等)产生塑性变形。根据钢材加工温度不大部分钢材加工都是通过压力加工,使被加工的钢(坯、锭等)产生塑性变形。根据钢材加工温度不同以分冷加工和热加工两种。钢材的主要加工方法有:同以分冷加工和热加工两种。钢材的主要加工方法有:轧制:轧制: 将金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙(各种形状),因受轧辊的压缩使材料截面减小,长将金属坯料通过一对旋转轧辊的

21、间隙(各种形状),因受轧辊的压缩使材料截面减小,长度增加的压力加工方法,这是生产钢材最常用的生产方式,主要用来生产型材、板材、管度增加的压力加工方法,这是生产钢材最常用的生产方式,主要用来生产型材、板材、管材。分冷轧、热轧。材。分冷轧、热轧。铸造:铸造: 将液状金属倒入铸模经冷却成形的工艺,主要生产钢坯材料、大型机器部件等将液状金属倒入铸模经冷却成形的工艺,主要生产钢坯材料、大型机器部件等锻造:锻造: 利用锻锤的往复冲击力或压力机的压力使坯料改变成我们所需的形状和尺寸的一种压力加利用锻锤的往复冲击力或压力机的压力使坯料改变成我们所需的形状和尺寸的一种压力加工方法。一般分为自由锻和模锻,常用作生

22、产大型材、开坯等截面尺寸较大的材料。工方法。一般分为自由锻和模锻,常用作生产大型材、开坯等截面尺寸较大的材料。拉拔:拉拔: 是将已经轧制的金属坯料(型、管、制品等)通过模孔拉拨成截面减小长度增加的加工方是将已经轧制的金属坯料(型、管、制品等)通过模孔拉拨成截面减小长度增加的加工方法大多用作冷加工。法大多用作冷加工。挤压:挤压: 是将金属放在密闭的挤压简内,一端施加压力,使金属从规定的模孔中挤出而得到有同形是将金属放在密闭的挤压简内,一端施加压力,使金属从规定的模孔中挤出而得到有同形状和尺寸的成品的加工方法,多用于生产有色金属材料。状和尺寸的成品的加工方法,多用于生产有色金属材料。金属材料加工方

23、法:金属材料加工方法:20钢铁生产工艺介绍钢铁生产工艺介绍2122炼铁:炼铁:将铁矿(氧化铁)中的氧还原出来将铁矿(氧化铁)中的氧还原出来Fe2O3/Fe3O4 + CO = Fe + CO/CO2炼钢:炼钢:改变铁水的改变铁水的化学成分化学成分Fe + C + Mn + Si + S + P +其它金属其它金属轧钢:轧钢:将钢轧制成不同将钢轧制成不同形状形状,改变结晶状态,改变结晶状态,调整调整物理物理性能性能冶金工艺流程冶金工艺流程辅助单位:辅助单位:能源动力、运输、设备维护、自动控制、质量管理能源动力、运输、设备维护、自动控制、质量管理精精 炼炼 钢厂生产单位区分:铁前: 采矿、选矿/造

24、粒、原料物流(运输/储存) 焦化工场、球团/烧结工场、高炉工场炼钢:电炉工场、转炉工场、精炼工场、连铸工场轧钢:型材厂、热轧厂、冷轧厂、硅钢片厂、线棒材厂、轨梁厂辅助厂:电厂、动力工场(水电气)、制氧工场、维护单位、仓储/运输单位 钢厂生产单位区分:生产部门:生产部门: 厂、作业区厂、作业区-工场、车间工场、车间-课、工段课、工段其他管理部门:其他管理部门: 处、部处、部-组、室组、室-课、科课、科单位层级单位层级中钢称呼中钢称呼大陆钢厂称呼大陆钢厂称呼其它称呼其它称呼/备注备注一级单位厂/处-厂长/处长厂/部-厂长/部长作业区(包钢新体系)二级单位工场-主任车间-主任依产线/生产装置区分三级

25、单位课、股-课长、股长工段、科-工段长/科长依产线之下不同运作功能的设备来区分现场作业单位工作班-班长工作班-班长满足24x7x365生产需求的现场作业排班:4班3倒(每班8小时)3班2倒(每班12小时)3班3倒(每班8小时) 原料生产: 钢厂原料(铁矿石/焦煤/石灰石)的来源是由自有或外界矿山公司进行开采,经各种不同运输手段运送到钢厂的原料场; 采购来的原料经各种不同生产工艺制成炼铁或者是炼钢过程中需要的成品或者是半成品原料,包括:铁精粉、球团矿、焦炭、石灰石粉末、稀土及稀有合金; 铁矿涵盖工艺:矿石磨选(磁浮选)、烧结、造球(球团厂); 烧结矿由铁矿和石灰石经烧制形成,是高炉炼铁所用的主要

26、原料。 焦炭由“焦煤”经焦化工艺生产出来,供高炉炼铁时所需的燃烧还原之用; 焦炭生产工艺:炼焦(大陆称“焦化”)。 石灰石:石灰石在炼铁过程中为稳定剂在炼铁及炼钢过程中都需要用到,主要工艺有:破碎、烧制、筛选。当前主要采用回转窑方式、竖窑为辅。冶金工艺流程冶金工艺流程 磁浮选矿示意磁浮选矿示意 原料物流:原料运输方式:冶金企业的原材料大多通过水路、火车、汽车的运输方式来完成原材料的采集,相关设备与场地: 港口:卸船机、运输皮带、料场、混料场 火车:翻车机、运输皮带、料场、混料场 陆运:卸车场、运输皮带、料场、混料场原料计质(质量检验): 接收时要进行原料成分检验(铁矿含铁量;焦炭 热值/含灰量

27、)、含水份 不同质量的原料要存放在不同的料堆 混料将不同成分的原料均匀混合,得到适合于炼铁的成分要求原料计(重)量 : “满车/船重空车/船重”by吃水尺度差异量测/轨道衡/地磅; 皮带秤累积量(移动计量); 目测/料堆尺寸量测(人工盘点) 桥式卸船机桥式卸船机 翻车机翻车机焦化厂:主要是生产炼铁所需要的燃烧原料。主要工艺是将原煤碳化。其生产工艺为:配煤、捣固、炼焦、湿熄焦及干熄焦、余热发电、回收、煤化工配煤:配煤前将原煤经过破碎清俗称:洗煤。国内的煤炭有肥煤和瘦煤的说法、配煤是将两种煤按照一定燃烧值要求配比混匀捣固:将配比好的煤加入粘结剂用捣固机捣制成煤饼的形状。炼焦:国内目前的焦炉主要有3

28、米、4米、6米、7米和7.63米焦炉。所谓的米数是指结碳室炉膛的高度。一般一座焦炉的孔数在55空左右。现今主流的焦炉都在6米及以上。熄焦:湿熄焦是在焦炭出炉后由熄焦车运到熄焦塔通过低水分熄焦工艺将红焦迅速熄灭。干熄焦是通过专门的熄焦工艺将红焦装入氮罐自然熄灭。余热发电:为干熄焦的配套设备,通过鼓风机将碳罐中氮气引向蒸汽发电机。煤化学:在焦化生产过程中萃取各种副产品硫磺、苯、氢、氖、焦油焦炉煤气:焦化过程中产生多余的煤气,收集起来可传输到其它工场做为燃烧能源32焦化生产过程:焦化生产过程:冶金工艺流程冶金工艺流程 焦炉焦炉冶金工艺流程冶金工艺流程 干熄焦及旋转焦罐车干熄焦及旋转焦罐车烧结是钢铁生

29、产工艺中的一个重要环节,它是将铁矿粉、煤粉(无烟煤)和石灰按一定配比混匀,经烧结而成的有足够强度和粒度的烧结矿可作为炼铁的熟料。利用烧结熟料炼铁对于提高高炉利用系数、降低焦比、提高高炉透气性保证高炉运行均有一定意义。烧结:烧结:烧结生产过程:烧结生产过程:球团矿是细磨铁精矿或其它含铁粉料造块的又一方法。它是将精矿粉、熔剂(有时还有粘结剂和燃料)的混合物,在造球机中滚成直径815mm(用于炼钢则要大些)的生球,然后干燥、焙烧,固结成型,成为具有良好冶金性质的优良含铁原料,供给钢铁冶炼需要。球团:球团:球团生产过程:球团生产过程:39高炉炼铁:高炉炼铁:40 炼铁:铁矿石(化合态)铁单质(游离态)

30、(1)基本反应原理:3CO+ Fe2O3=2Fe+3CO2高温利用氧化还原反应,在高温下,用还原剂(主要是CO)从铁矿石中还原出铁。(2)设备:高炉、热风炉、鱼雷车/铁水罐车(3)原料:烧结矿/球团矿,焦炭,热空气(4)炼铁产品: 铁水、生铁41高炉炼铁过程:高炉炼铁过程:42高炉炼铁过程:高炉炼铁过程:43高炉炼铁出铁口:高炉炼铁出铁口:44高炉设备高炉 :横断面为圆形的炼铁竖炉。用钢板作炉壳,壳内砌耐火砖内衬。高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹 、炉缸5部分。由于高炉炼铁技术经济指标良好,工艺简单 ,生产量大,劳动生产效率高,能耗低等优点,故这种方法生产的铁占世界铁总产量的绝大部分

31、。高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂(石灰石),从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。在高温下焦炭(有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料)中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气,在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧,从而还原得到铁。炼出的铁水从铁口放出。铁矿石中未还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣,从渣口排出。产生的煤气从炉顶排出,经除尘后,作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。高炉冶炼的主要产品是生铁 ,还有副产高炉渣和高炉煤气。45高炉设备高炉热风炉介绍:热风炉是为高炉加热鼓风的设备,是现代高炉不可缺少的重要组成部分。提高风温可以通过提高煤气热值、优化热风炉及

32、送风管道结构、预热煤气和助燃空气、改善热风炉操作等技术措施来实现。理论研究和生产实践表明,采用优化的热风炉结构、提高热风炉热效率、延长热风炉寿命是提高风温的有效途径。46高炉设备铁水罐车/鱼雷车:铁水罐车用于运送铁水,实现铁水在脱硫跨与加料跨之间的转移或放置在混铁炉下,用于高炉或混铁炉等出铁。 鱼雷车跟踪模式:48转炉炼钢:转炉炼钢:49炼钢: 生铁钢需要做到:降:降低含碳量除:除去硫、磷等杂质 调:调节合金元素的含量基本反应原理:利用氧化还原反应,在高温下,用氧化剂(用纯氧气)把生铁中过多的碳和其它杂质氧化除去。50现代炼钢法:转炉炼钢法(LD/BOF)1.空气转炉炼钢法2.氧气转炉炼钢法3

33、.复合吹炼转炉炼钢电弧炉炼钢法(EAF)平炉炼钢法51炼钢炼钢生产阶段生产阶段:1、冶炼前的铁水预处理工序(脱硫、脱磷、脱硅)、冶炼前的铁水预处理工序(脱硫、脱磷、脱硅)2、铁水冶炼(炼钢)、铁水冶炼(炼钢)3、钢水精炼(精炼)、钢水精炼(精炼)4、钢水浇铸(连铸)、钢水浇铸(连铸)52铁水入炉(转炉)之前的重要的工艺节点:铁水入炉(转炉)之前的重要的工艺节点:兑铁(如果不是专用的预处理罐则没有)兑铁(如果不是专用的预处理罐则没有)前扒渣前扒渣预处理(脱硫、脱磷等)预处理(脱硫、脱磷等)后扒渣后扒渣出铁出铁53铁水预处理:铁水预处理:54主要用于使用铁水包运送铁水的较小型转炉炼钢厂高炉和转炉之

34、间的炼钢辅助设备。主要用于调节和均衡高炉和转炉之间铁水供求的设备,保证不间断地供给转炉需要的铁水,铁水在混铁炉中储存和混匀铁水成份及均匀温度,对转炉炼钢非常有利。混铁炉(进转炉之前):混铁炉(进转炉之前):55炉体可转动,用于吹炼钢的冶金炉。转炉按炉衬的耐火材料性质分为碱性(用镁砂或白云石为内衬)和酸性(用硅质材料为内衬)转炉;按气体吹入炉内的部位分为底吹、顶吹和侧吹转炉;按吹炼采用的气体,分为空气转炉和氧气转炉。目前业界大多使用顶底复吹氧气炉转炉炼钢:转炉炼钢:56转炉冶炼的炉料主要为铁水、造渣料(如石灰、石英、萤石等)、铁合金(如硅铁、锰铁等)、脱氧剂(如硅化铁等)以及增碳剂(如碳粉等),

35、为调整温度,可加入废钢及少量的冷生铁块和矿石等。转炉炼钢主要是以液态生铁为原料的炼钢方法:其主要特点是:靠转炉内液态生铁的物理热和生铁内各组分(如碳、锰、硅、磷等)与送入炉内的氧进行化学反应所产生的热量,使金属达到出钢要求的成分和温度。转炉炼钢重要的工艺节点: 兑铁 投料 吹氧 出钢 扒渣 废钢投料转炉吹炼转炉出钢氧枪氧气转炉炼钢中的主要工艺设备之一电炉以电为热源,可以迅速熔化废钢和合金,而且可以基本密闭,排除大气的作用。电炉一般容量较小,操作成本较高。由于这些特点,电炉炼钢法曾主要用来生产特殊钢或合金钢。电炉冶炼的原料一般为废钢,特别是不锈钢废钢,根据工艺需求,可能还会有一部分生铁/海绵铁电

36、炉炼钢电炉结构图直流超高功率电炉电炉出钢钢水炉外精炼是将原来在转炉、电炉完成的部分精炼任务,移到炉外的钢包或专用容器中进行,以便更有效地获得优质、低耗和多品种的钢水。转炉、电炉中只承担溶化、去磷、脱硫和升温的任务,减轻了负担,技术经济指标显著改善。u常用的炉外精炼方法钢水炉外精炼的方法很多,大约有近30种。为实现炉外精炼任务,可采用钢包吹氩、真空处理、吹氧、加热和喷粉、喂丝等手段。根据不同的精炼目的,选择一种或几种精炼手段组合的精炼方法。炉外精炼: 在常压下精炼钢水的方法带浸入罩吹氩微调成分与化学升温(CAS或CAS-OB)喂丝法(WF法)喷粉法(TN法和SL法)钢包吹氩(Ar)埋弧精炼法(L

37、F法)氩氧脱碳精炼法(AOD) 以钢液真空脱气为主的精炼方法钢水循环真空脱气法(RH法)钢包提升真空脱气法(DH法)钢包真空吹氩法(VD) 以真空吹氧脱碳、脱气为主的精炼方法真空吹氧脱碳法(VOD)真空循环脱气吹氧法(RH-KTB法)炉外精炼:模铸是传统的铸造方法,虽然存在很多缺陷和问题,但不少钢厂仍然采用模铸作为浇铸的手段。同时,由于它具有某些特殊的优点,仍然是某些钢种从钢水变成钢锭的主要浇铸方法。铸坯:钢水浇铸成轧钢所需坯料的过程,有模铸和连续铸造(简称“连铸”)二种方法。连铸是在经过几十年的发展得到广泛应用的新技术新工艺。由于它的明显优点,如产品成本低、金属收得率高、基建投资少、质量好、劳动条件好等,目前已全面取代模铸成为铸造方法的主体。连铸: 连铸工段就是将精炼后的钢水连续铸造成钢坯的生产工序,主要设备包括回转台、中间包,结晶器、拉矫机等。 连铸的目的 将钢水铸造成钢坯 连铸自动化控制连铸机拉坯辊速度控制、结晶器振动频率的控制、定长切割控制等控制技术 连铸工艺的重要工艺名词浇次连铸:连

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