钢铁制造流程介绍[1]ppt课件

1、钢铁制造流程引见 2022/7/25 2 钢铁制造流程 钢铁制造的工艺流程 高炉炼铁 铁水预处置 转炉炼钢 精炼 连铸 轧制2022/7/25 3 钢铁制造的工艺流程 钢铁制造业普通可分为长流程和短流程 长流程包括原料供应、炼铁、炼钢、轧钢等消费工序，其特点是消费流程长，任何一个环节出现问题都有能够影响整个消费的正常进展。短流程是以炼钢开场。无论长流程还是短流程，炼钢到轧钢都是提高钢铁企业产质量量的关键。钢铁制造业的加工对象是高温液体或高温固体，时间和温度条件以及整个消费过程的工序衔接非常重要。 比如，钢水在连铸过程中，既要保证钢水温度，又不能使连铸机断流。连铸坯消费出来后，要和轧机有机结合，

2、做到热装热送，充分利用高温坯的高温热能，减少再加热过程，减少钢坯烧损。 这样一个延续和离散混合的消费过程，包括许多的物理、化学变化，每个环节都要遭到消费与管理的控制。2022/7/25 4 钢铁制造的工艺流程2022/7/25 5 高炉炼铁根本原理 炼铁的原理：用复原剂将铁矿石中的铁氧化物复原成金属铁铁氧化物Fe2O3、Fe3O4、FeO+复原剂C、CO、H2= 铁Fe 炼铁的方法 直接复原法非高炉炼铁法 高炉炼铁法主要方法 高炉炼铁的原料及其作用 铁矿石：烧结矿、球团矿提供铁元素。 冶炼一吨铁大约需求1.52吨矿石。 焦碳： 冶炼一吨铁大约需求500Kg焦炭。 提供热量；提供复原剂；作料柱的

3、骨架。 熔剂：石灰石、白云石、萤石 使炉渣熔化为液体； 去除有害元素硫S。 空气：为焦碳熄灭提供氧。 2022/7/25 6 铁水预处置 铁水预处置是指将铁水兑入转炉之前进展的各种提纯处置普通铁水预处置普通铁水预处置包括：铁水脱硫、脱硅、脱磷的三脱预处置特殊铁水预处置 特殊铁水预处置是针对铁水中含有特殊元素进展提纯精炼或资源综合利用如铁水提钒、提铌、脱铬等预处置工艺2022/7/25 7 铁水预处置必要性用优质铁水冶炼优质钢水，是提高产质量量、扩展种类、添加效率和加强产品市场竞争力的重要条件之一，也是消费低硫干净钢的根底。铁水预处置有利于提高炼铁、炼钢技术经济目的，对于铁水预处置方法的研讨领域

4、在不断开阔，目的是探寻保证良好的脱硫、脱磷效果，最低的处置本钱和简单适用的操作方法。 铁水预处置工艺兴起于上世纪70年代。欧美的钢厂由于原料中含磷比较低，因此铁水预处置主要是围绕铁水的脱硫。日本的钢厂铁水中磷含量相对较高， 相继开发了铁水的“三脱工艺，即铁水预处置脱硅、脱磷和脱硫。 益处 高钢水纯真度，大批量消费低磷低硫钢成为能够； 降低全工序的本钱，如合金和耐材的耗费； 由于转炉操作的简化和规范化，转炉产能提高；成分命中率提高，工序更易于调度。2022/7/25 8 铁水预处置脱硫 铁水在进入转炉冶炼前进展脱硫具备最正确的反响条件 铁水中含有大量Si、C、Mn等复原性好的元素，其复原性有利于

5、脱硫 反响，(强脱硫剂Ca、Mg等烧损少)； 铁水中C、Si能大大提高S在铁水中的活度系数，致使硫较易脱到低的 程度； 铁水中氧含量低，硫的分配系数相应有所提高，有利于脱硫； 在铁水预处置脱硫过程中，铁水成分的变化比炼钢或钢水处置过程中钢 水成分的变化对最终钢种影响要小； 铁水处置温度较低，对处置安装的寿命有利。 铁水脱硫法是指在铁水罐、铁水包、混铁车中进展脱硫 在高炉、炉外精炼炉和转炉内每脱除1kg硫的本钱分别是铁水脱硫法的2倍6.1倍，16.9倍，铁水脱硫法的本钱低效率高。 铁水脱硫预处置的工艺方法 投掷法: 将脱硫剂投入铁水中 喷吹法: 将脱硫剂喷入铁水中 搅拌法(KB法): 将经过中空

6、机械搅拌器向铁水内参与脱硫剂,搅拌脱硫。2022/7/25 9 铁水预处置脱磷2022/7/25 10 铁水预处置脱硅消费中实践操作中用喷枪插入铁水深处喷吹空气和固体氧化剂铁鳞、烧结矿等+和石灰粉剂，抑制温度升高，添加渣中FeO，抑制碳的氧化，加强搅拌，可以到达高的脱硅率。在铁水预处置脱硅时，产生的渣有很强的泡沫性，这是在消费上需求留意的问题。为了在铁水预处置时使硅优先氧化，除了思索硅氧化的热力学条件以外，还应思索硅氧化的动力学条件。 当硅含量较高时，FeO相反响界面的传质为限制性环节。2022/7/25 11 转炉炼钢的技术开展18551856年英国人亨利.贝塞麦(Henly)开发了酸性底吹

7、空气转炉炼钢法；1878年英国人托马斯(S.G.Thomas)碱性底吹空气转炉炼钢法；1940年廉价获得氧气后，瑞士、奥地利开发了顶吹氧气转炉，1952年在奥地利林茨(Linz)和多纳维茨城(Donawitz)建成第一座30吨碱性顶吹氧气转炉(LD转炉)；或称BOF (Basic Oxygen Furnace)；1970年开发顶底复合吹炼转炉；1964年我国第1家氧气顶吹转炉炼钢厂在首钢建成投产,与此同时我国太钢从奥钢联引进了2台50 t氧气顶吹转炉,使我国的氧气顶吹转炉炼钢进入了开展的初始阶段。2022/7/25 12 转炉炼钢2022/7/25 13 转炉设备转炉炉体及转炉倾动系统铁水、废

8、钢、散状资料设备氧枪提升机构转炉烟气净化与回收设备2022/7/25 14 转炉炼钢过程上一炉出钢-倒完炉渣(或加添加剂)- 补炉或溅渣-堵出钢口-兑铁水-装废钢-下枪-加渣料石灰、铁皮- 点火- 熔池升温-脱P、Si 、Mn-降枪脱碳。看炉口的火，听声音。看火亮度-加第二批渣料-提枪化渣，控制“返干。降枪控制终点FeO，倒炉取样测温，出钢。技术程度高的炉长，一次命中率高。50%。宝钢是付枪根据分析取样结果-决议出钢或补吹-脱氧、合金化。 不要补吹的就是通常说的一次命中。2022/7/25 15 精炼作用与功能将炼钢炉转炉、电炉等中初炼过的钢液移到另一个容器中进展精炼的炼钢过程，也叫二次冶金

9、将初炼的钢液在真空、惰性气体或复原性气氛的容器中进展脱气、脱氧、脱硫，去除夹杂物和进展成分微调等； 将炼钢分两步进展的益处是：可提高钢的质量，缩短冶炼时间，简化工艺过程并降低消费本钱； 炉外精炼的种类很多，大致可分为常压下炉外精炼和真空下炉外精炼两 类。按处置方式的不同，又可分为钢包处置型炉外精炼及钢包精炼型炉 外精炼等。 2022/7/25 16 精炼常用方法与设备2022/7/25 17 精炼工艺途径以钢种为中心,正确选择精炼设备 CAS-OB是最简单的非真空精炼设备，多适用于普碳钢、低合金钢等以化学成分交货的钢种； LF有很强的清洗精炼和加热功能,适宜冶炼低氧钢、低硫钢和高合金钢； VD

10、脱碳才干弱(受钢包净高度的限制),具备一定的钢渣精炼功能,适宜消费重轨、轴承、齿轮等气体含量和夹杂物要求严厉的优质钢种； RH脱碳才干强,适宜大量消费超低碳钢、IF钢(低N无间隙钢)； VOD、AOD等门用于消费不锈钢； 此外,经常采用不同功能的精炼炉组合运用,如CAS-RH LF-RH LF- VD AOD-VOD。2022/7/25 18 连铸工艺模铸与连铸模铸(ingot casting) 将高温钢液浇注到一个或多个钢锭模内使之凝固成形的方法，是钢液凝固成形的根本方法，其典型特征是消费过程的间续化。延续铸钢(continuous casting) 将高温钢液延续地浇铸到一个或多个强迫水冷

11、的金属型腔内。凝固成形后，再经二次冷却，使之凝固，且成一定外形规格铸坯的工艺方法，其典型特征是消费过程的延续化。2022/7/25 19 连铸工艺设备2022/7/25 20 连铸工艺相关技术 连铸配套技求如下维护浇注 采用无氧化维护浇注，大钢包与中间包用长水口，中间包与结晶器之间用浸入式水口，钢水面用维护渣，衔接处用氩气维护。电磁搅拌 安装在不同部位和不同搅拌方向的电磁搅拌安装可到达不同效果。有结晶器电磁搅拌MEMS，结晶器下方电磁搅拌IEMS，二次区电磁搅拌SEMS和冶金长度末端的电磁搅拌FEMS。这些搅拌安装可以单独亦可组合运用。液面控制 这应采用灵敏可靠的结晶器液面丈量及自动控制。目前

12、对特殊钢方坯连铸机采用钴60或铯液位检测仪，自动调理中间罐水口开口度控制液面，使液面动摇范围在03mm内。中间包设计 中间包按大容量和最正确外形设计。为保证夹杂物充分上浮析出，中间包钢液面深度不小于800mm，利用中间包钢水分量变化来自动调理钢水包水口开口度，控制中间包熔池深度。振动安装 采用小振幅高频率的结晶器振动，普通频率可达0360次/min，振幅10mm有的为4mm。二冷控制 准确控制二次喷水冷却。按不同钢种、不同拉速自动调理，均匀冷却。虽然气-水雾冷却会添加控制上的困难、价钱较高，但对特殊钢连铸来说仍是非常必要的。自动控制 采用计算机控制对稳定铸坯质量非常重要。2022/7/25 2

13、1 轧制工艺流程2022/7/25 22 炼钢消费物流仿真系统2022/7/25 23 炼钢物流仿真系统原理与特点 原理图 仿真系统的特点仿真建立的模型是对系统实践观测所获得的数据建立起来的动态模型，它更贴近于实践，便于对系统进展分析；由于仿真建立的模型是对实践系统的映像，因此它对各种复杂的系统具有很好的顺应性；系统仿真所建立的是一个随机模型，系统的参数受随机要素影响所发生的变化在模型中可以得到充分的表达；系统仿真可以协助优化。 2022/7/25 24 炼钢物流仿真系统模型的笼统 模型的构造特征 车间 上下游车间的消费才干需求相互平衡和相互顺应，假设一旦破坏了这种平衡与顺应关系，就会给消费带

14、来不良的影响。 跨 在跨的层面上涉及的调度对象主要是天车。合理的天车调度可以合理、有效的保证工序、工位的操作。 工序 工序是指被加工对象在同一任务地点或完成一组延续作业的工艺过程。 实现工序与工序之间的协调，合理安排冶炼单元在工序的作业，使车间的消费效率最大化，是车间消费调度最终目的。 工位 工位也就是作业点。在这些作业点上，冶炼单元钢包完成加工、丈量、运输等操作。 2022/7/25 25 炼钢物流仿真系统组态实现 组态模型运转机制 每个组件内都不包含仿真引擎，一切的形状和实现均经过运转时效力与底层算法实现交互。2022/7/25 26 炼钢物流仿真系统网络构造 炼钢消费物流系统的静态模型 层次化网络设备资源的活动周期释放形状恳求形状分配形状恳求形状设备资源释放设备资源恳求设备资源恳求设备资源分配2022/7/25 27 炼钢物流仿真系统模块划分 炼钢物流仿真系统 仿真建模子系统经过组态建模方法，运用迁延连线的交互式建模方式实现“所见即所得的消费规划； 仿真义务管理子系统 对仿真消费方案的管理：MES炉次方案仿真 、时间倒退、遗传算法、人机交互的方式； 仿真运转子系统 仿真运转子系统以基于目的导引的细胞自动机仿真