钢铁生产流程知识分享

1、钢铁生产流程一.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（9001200）；燃料中的碳和热风中的氧发生燃烧反映（C1/2O2 CO+Q)产生大量热和炙热的还原性煤气。炙热

2、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（1015年，现要求20年

3、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10001050b大中型高炉风温10501200 适用于10003000m3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

4、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、炼钢生产工艺流程三、炼钢生产工艺流程转炉炼钢工艺；转炉炼钢工艺；铁水预处理工艺；铁水预处理工艺；钢水炉外精炼处理工艺。钢水炉外精炼处理工艺。钢与生铁钢与生铁的区别的区别： 首先是首先是碳的含量碳的含量，理论上一般把碳含，理论上一般把碳含量小于量小于2.11%2.11%称之称之钢钢，它的熔点在，它的熔点在1450-1450-15001500，而，而生铁生铁的熔点在的熔点在1100-12001100-1200。 在钢中碳元素和铁元素形成在钢中碳元素和铁元素形成FeFe3 3C C固熔固熔体体，随着碳含量的增加，其强度、硬度增加，随

5、着碳含量的增加，其强度、硬度增加，而塑性和冲击韧性降低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，提高氧，去除有害气体和非金属夹杂物，提高温度和调整成分。温度和调整成分。 归纳为：归纳为：“四脱四脱”（碳、氧、磷和（碳、氧、磷和硫），硫），“二去二去”（去气和去夹杂），（去气和去夹杂），“二二调整调整”（成分和温度）。采用的（成分和温度）。采用的主要技术主要技术手段手段为：为：供氧供氧，造渣造渣，升温升温，加脱氧剂加脱氧剂和和合金化操作合金化操作。炼钢的基本任务炼钢的基本任务氧气转炉的种类：氧气转炉的种类： 氧

6、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。 铁水预处理与铁水预处理与钢水炉外精炼处理工艺钢水炉外精炼处理工艺连铸工艺与设备连铸工艺与设备1 现代炼钢技术的发展（连铸技术的作用）现代炼钢技术的发展（连铸技术的作用） （1） 1947年年1974年：年：技术特点：转炉、高炉的大型化；以模铸初技术特点：转炉、

7、高炉的大型化；以模铸初轧为核心，生产外延扩大。轧为核心，生产外延扩大。 （2） 1974年年1989年：年： 技术特点：全连铸工艺，以连铸机为核心。技术特点：全连铸工艺，以连铸机为核心。 （3） 1989年现在：年现在： 技术特点：连铸连轧工艺，以薄板技术特点：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。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连续铸钢的技术特点 高效凝固高效凝固 优化成型优化成型 化学冶金化学冶金 物理冶金物理冶金 节能节能凝固理论凝固理论连续铸钢的工艺特点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）提高综合成材率：模铸从钢水到

8、成坯的收 得得率大约率大约8488，连铸为，连铸为9596；（2）降低能耗：连铸节能主要是省去了开坯工）降低能耗：连铸节能主要是省去了开坯工 序，序，以及提高成材率。生产一吨钢坯比模铸可以节能以及提高成材率。生产一吨钢坯比模铸可以节能6271046kJ，相当于相当于21.435.7kg标准煤。加上综标准煤。加上综合成材率的提高，合成材率的提高，可以节能约可以节能约130kg标准煤；标准煤；（3）连铸产品的均一性好，质量好；）连铸产品的均一性好，质量好；（4）易于实现机械化和自动化。）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连铸机的机型及其特点2.1.1 连铸机的机型连铸机的机型

9、（1） 按外形分类；按外形分类；（2）按铸坯断面分类：）按铸坯断面分类：机型机型最大断面最大断面mmmm最小断面最小断面mmmm经常浇注断面经常浇注断面mmmm板坯板坯30026403102500130250180700300200大方坯大方坯600600200200250250450450240280400560小方坯小方坯16016055559090150150圆坯圆坯450450100100200200300300异性坯异性坯工字型工字型460460120中空坯中空坯450/6100450/6100椭圆型椭圆型120140 （3）按钢液压头分类）按钢液压头分类表表22各种机型按钢水静压头

10、分类特征各种机型按钢水静压头分类特征机型机型H/D结晶器型式结晶器型式铸机型式铸机型式高头高头50直型直型立式或立弯式立式或立弯式标准头标准头4050直型或弧型直型或弧型带直线段的弧带直线段的弧型或弧型型或弧型低头低头2040弧型弧型弧型或椭圆型弧型或椭圆型超低头超低头20弧型弧型椭圆型椭圆型2.1.2 机型的特点：机型的特点：（1）立式连铸机：）立式连铸机： 结晶器、二冷段、拉坯和剪切沿垂直方向排列结晶器、二冷段、拉坯和剪切沿垂直方向排列 无弯曲变形、裂纹少无弯曲变形、裂纹少 占地面积少占地面积少 夹杂物容易上浮夹杂物容易上浮 二冷均匀、简单二冷均匀、简单 不能延长冶金长度、生产率低不能延长

11、冶金长度、生产率低 钢液静压大，容易产生鼓肚钢液静压大，容易产生鼓肚（2）立弯式连铸机）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结晶器下有垂直段，钢水完全凝固或接近完全凝凝固时定点弯曲进入圆弧段。固时定点弯曲进入圆弧段。机身高度比立式低，钢水静压小；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；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；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，厂房同弧形连铸机相比，占地面积相当，厂房 高度高，投资较大；高度高，投资较大； 铸坯在一点

12、弯曲，一点矫直，容易形成裂铸坯在一点弯曲，一点矫直，容易形成裂 纹；纹； 要求全凝固矫直，限制了生产率。要求全凝固矫直，限制了生产率。（3）多点弯曲立弯式连铸机）多点弯曲立弯式连铸机 有垂直段，夹杂物容易上浮，具有立有垂直段，夹杂物容易上浮，具有立弯弯 式连铸机的优点；式连铸机的优点； 多点弯曲。减小应力集中，裂纹少；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，故可以可在未完全凝固进入弧形段，故可以 提提 高生产率，增大拉速。高生产率，增大拉速。 例如宝钢板坯连铸机：例如宝钢板坯连铸机：直线段：直线段： 2.55m弯曲半径：弯曲半径：48.5/22.5/16.5/12/9.55

13、5m矫直半径：矫直半径：9.555/11.5/16/31m连铸机长度：连铸机长度：39.39m（4）弧形连铸机）弧形连铸机分为弧形结晶器和直结晶器两种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机身高度为立式连铸机的1/21/3, 占地面积和立弯占地面积和立弯式相同，基建费用低；式相同，基建费用低； 钢液静压小，铸坯质量好（鼓肚、裂纹少）；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；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；机器设备占地面积较立式大； 内弧夹杂物容易集聚；内弧夹杂物容易集聚； 弧形结晶器加工较复杂；弧形结晶器加工较

14、复杂； 直结晶器在出口处为弧形和直线切点，容易漏钢。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）椭圆型连铸机（超低头连铸机）（超低头连铸机） 机身高度低，厂房高度降低；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；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。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；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、调整困多半径，连铸机的对弧、安装、调整困难，设备较复杂。难，设备较复杂。2.1.3 连铸机机型选择的原则连铸机机型选择的原则

15、满足钢种和断面规格的要求；满足钢种和断面规格的要求； 满足铸坯的质量要求；满足铸坯的质量要求； 节约建设投资。节约建设投资。连铸工艺及设备连铸工艺及设备2.2.1 连铸机的主要设备连铸机的主要设备（1）钢包及支撑装置）钢包及支撑装置 钢包：钢包：钢液的载体钢液的载体耐腐蚀、保温性好耐腐蚀、保温性好钢液容易控制，控制可靠。钢液容易控制，控制可靠。钢包回转台钢包回转台（2）中间包及其支撑装置）中间包及其支撑装置 中间包中间包 储存钢液（换钢包）储存钢液（换钢包） 分配钢液分配钢液 （分流）（分流） 保温，均匀成分保温，均匀成分 保护作用，减少对坯壳的冲击保护作用，减少对坯壳的冲击 中间包冶金中间包

16、冶金 挡墙、吹气、过滤及加热挡墙、吹气、过滤及加热 中间包小车中间包小车（3）结晶器及其振动装置）结晶器及其振动装置 结晶器：结晶器：在连铸生产中，高拉速条件下保证在连铸生产中，高拉速条件下保证有有均匀的坯壳厚度而不致拉漏。均匀的坯壳厚度而不致拉漏。 良好的导热性良好的导热性钢液和内壁不粘结钢液和内壁不粘结有一定刚度有一定刚度结构简单，重量轻结构简单，重量轻类型有：整体型、管式、组合式结晶器类型有：整体型、管式、组合式结晶器薄板坯连铸结薄板坯连铸结晶器晶器 振动装置振动装置 作用：作用： 防止初生坯壳金额结晶器壁粘结防止初生坯壳金额结晶器壁粘结 避免拉漏坯壳避免拉漏坯壳 改善表面质量改善表面质

17、量 振动方式：振动方式： 同步振动同步振动 负滑脱振动负滑脱振动 正弦振动正弦振动（4）二次冷却区）二次冷却区 作用：作用：继续冷却继续冷却支撑导向支撑导向 要求：要求： 冷却效率高，传热快冷却效率高，传热快 均匀冷却，表面温度均匀均匀冷却，表面温度均匀 支撑导向部件有足够的强度和刚度支撑导向部件有足够的强度和刚度 各段对中准确各段对中准确 快速更换快速更换（5）铸坯导向和拉坯矫直机）铸坯导向和拉坯矫直机 作用：作用：拉坯拉坯矫直矫直送引锭杆，调节拉速送引锭杆，调节拉速 引锭杆作用：引锭杆作用：开浇时的凝固底板开浇时的凝固底板传递拉坯力传递拉坯力 引锭杆形式：引锭杆形式：挠性挠性刚性刚性（6）

18、切割装置）切割装置 作用：定尺、切割。作用：定尺、切割。 方式：火焰、机械方式：火焰、机械 火焰切割火焰切割 设备轻，不受断面限制，切口齐，设备轻，不受断面限制，切口齐，有金属损耗；有金属损耗； 机械切割：机械切割： 切割速度快切割速度快无金属损耗无金属损耗操作安全可靠操作安全可靠设备投资大，重量较大设备投资大，重量较大。连铸机的生产能力连铸机的生产能力1）连铸机的作业率）连铸机的作业率指一年的生产时间（含准备时间）占指一年的生产时间（含准备时间）占一年的日历时间的百分数。一年的日历时间的百分数。y = （C+P）/ D 100其中：其中：y：作业率作业率C：年浇铸时间年浇铸时间P：年准备时间

19、年准备时间D：年日历时间年日历时间（2）浇铸周期）浇铸周期连铸机的浇铸时间及必要的连铸机的浇铸时间及必要的准备时间准备时间T= t1+nt2其中：其中：T浇铸周期浇铸周期 t1准备时间准备时间 t2单炉浇铸时间单炉浇铸时间 n平均连浇炉数平均连浇炉数（3）连铸机的小时产量）连铸机的小时产量PBDVgr60N其中：其中：P：连铸机的小时产量连铸机的小时产量BD：铸坯断面面积铸坯断面面积Vg：拉速拉速 r： 铸坯比重铸坯比重 N：连铸机的流数连铸机的流数（4）连铸机的日产量）连铸机的日产量A（1440/ T）nG其中：其中：A：连铸机的日产量连铸机的日产量T：连铸机的浇铸周期连铸机的浇铸周期n：连

20、浇炉数连浇炉数G：转炉平均出钢量转炉平均出钢量：金属收得率金属收得率（5）连铸机的年产量）连铸机的年产量PA365Y其中：其中：P：连铸机年产量连铸机年产量A：连铸机的日产量连铸机的日产量Y：连铸机的作业率连铸机的作业率2）连铸机的拉速）连铸机的拉速是指出结晶器的铸坯在拉坯力的作用是指出结晶器的铸坯在拉坯力的作用下，下，单位时间内移动的距离。单位时间内移动的距离。影响因素：影响因素：（1）钢种）钢种（2）铸坯断面大小）铸坯断面大小（3）结晶器出口坯壳厚度）结晶器出口坯壳厚度（4）浇铸温度）浇铸温度（5）铸坯质量）铸坯质量（6）冶金长度、保护渣、结晶器振动等。）冶金长度、保护渣、结晶器振动等。3

21、）连铸机的冶金长度）连铸机的冶金长度根据最大拉速计算出来的液芯长度根据最大拉速计算出来的液芯长度连铸新技术连铸新技术1）提高连铸坯清洁度的技术）提高连铸坯清洁度的技术 保护浇铸技术保护浇铸技术 中间包冶金技术中间包冶金技术 防止下渣技术防止下渣技术 结晶器钢液流动控制技术结晶器钢液流动控制技术（2）提高连铸坯质量的技术）提高连铸坯质量的技术 防止铸坯表面缺陷技术防止铸坯表面缺陷技术 连铸坯裂纹控制技术连铸坯裂纹控制技术 连铸坯中心致密度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）提高连铸机生产率的技术 结晶器锥度优化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液面波动

22、控制技术 结晶器振动技术结晶器振动技术 结晶器保护渣技术结晶器保护渣技术 生产自动化技术生产自动化技术（4）近终型连铸新技术）近终型连铸新技术 薄板坯连铸技术薄板坯连铸技术 薄带坯连铸技术薄带坯连铸技术钢铁生产新技术新工艺一一. .现代炼铁重大技术现代炼铁重大技术1.1.非高炉炼铁技术非高炉炼铁技术2.2.短流程的物流传递（铁水一包到底技术）短流程的物流传递（铁水一包到底技术）二二.现代转炉炼钢的重大技术现代转炉炼钢的重大技术1.转炉大型化技术转炉大型化技术合 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

23、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