宝钢炼钢工艺和设备-详细

1、炼钢工艺和设备2021年7月.一、炼钢概述钢的定义：含碳量小于2的铁合金。钢的分类：普碳钢和特殊钢优质碳素钢、合金钢、高合金钢合金含量大于10。炼钢：将高炉消费出来的铁水炼成适宜各种用途的钢的过程。炼钢方法：平炉法、转炉法、电炉法。炼钢流程：高炉铁水铁水预处置铁水转炉钢水炉外精炼钢水连铸或模铸钢坯或钢锭。.二、铁水预处置1、铁水预处置流程：高炉铁水前扒渣铁水脱硫受铁深脱硫铁水包扒渣转炉。.二、铁水预处置2、铁水脱硫主要工艺 利用脱硫剂和铁水中的硫反响，生成物去除到脱硫渣中。 主要的脱硫剂有电石粉CaC2和石灰粉CaO。发生如下反响：CaC2固+FeSCaS固+Fe+2CCaC2+SCaS+2C

2、2FeS+4CaO+Si2Fe+2CaS+Ca2SiO42FeS+2CaO+Si2Fe+2CaS+SiO2.二、铁水预处置电石粉的特点：1分解出的钙离子与S有极强的亲和力，因此CaC2有很强的脱硫才干，耗量少，渣量也较少。2生成物CaS熔点高，构成固体渣，防止回硫，扒渣容易，对耐材侵蚀较轻。3脱硫生成的碳除饱和于铁水外，其他以石墨态析出。同时还有少量CO、C2H2气体，以及少量电石粉和石灰粉会污染环境，因此必需设置除尘设备。4电石粉极易吸潮劣化，在大气下与水分接触迅速发生反响，生成C2H2乙炔气体易爆，应采取平安措施。5电石粉价钱昂贵。.二、铁水预处置石灰粉的特点：1当铁水中的Si氧化后，生成

3、Ca2SiO4和SiO2，相应耗费有效CaO，降低了脱硫效率。2脱硫渣为固体渣，对耐材侵蚀较细微，扒渣方便，但渣量大。3石灰粉流动性差，易受潮及结块。4由于脱硫反响中在石灰粉颗粒外表生成致密的硅酸二钙，妨碍了硫向石灰粉颗粒中的分散，故脱硫效率仅为电石粉的1/31/4。5价钱低廉。.二、铁水预处置脱硫剂的组成：为了降低脱硫剂本钱，减少电石粉耗费，脱硫剂的组成常根据铁水条件、脱硫要求作适当调整。其原那么是既满足脱硫的要求，又要尽量降低脱硫本钱。.二、铁水预处置3、铁水脱硫主要设备 喷吹法脱硫是把脱硫剂吹入铁水中以粉状料的流态化气力保送技术为根底的。1脱硫剂保送设备：受料设备、给料设备、喷吹设备。2

4、脱硫喷枪及喷枪升降安装：喷枪任务时必需插入混铁车的铁水内，喷枪底部为喷口，两个喷口成不断线程度布置。3混铁车测温取样安装。.二、铁水预处置铁水预处置喷枪插入表示图.二、铁水预处置混铁车脱硫设备 TDS 安装阐明设置地点 脱硫间1#线处置才干 42车/日脱硫剂 CaC2+CaO贮料仓 数量 2个 容积 90m32喷粉罐 数量 4个 容积 2m34 喷粉速度 40-70Kg/min 氮气压力 Max. 39.2104Pa喷枪尺寸 3906650mm插入深度 1200-1400mm测温取样安装数量 1套2线共用 型式 自动旋转式 升降速度10-30m/min 旋转角度 360 附属设备试样切断机探头

5、贮藏箱.二、铁水预处置铁水包脱硫装置说明设置地点1#、2#受铁坑及地面处理能力70包/日脱硫剂Mg+Ca0贮料仓CaO数量容积140m3，1110m3Mg数量容积140m3，120m3喷粉罐CaO数量容积22.3m3Mg数量容积21.4m3喷粉速度CaOCaO：Mg可调，可以单吹CaO3070Kg/minMg1030Kg/min2(双枪喷吹)喷吹氮气压力Max.200104Pa喷枪尺寸2508095mm插入深度距铁水包包底350-450mm测温取样装置数量12型式升降式升降速度10-30m/min铁水包脱硫设备 .三、转炉1、转炉冶炼流程 装入废钢和铁水副原料投入吹炼副枪测定温度和成分出钢脱氧

6、及合金化倒渣2、炼钢原料1主原料铁水和废钢：主要铁源。2副原料：用于造渣去除P、S等杂质和调理钢水温度。3铁合金：用于脱氧和调整钢水成分。.转炉操作室.转炉进废钢.转炉进铁水.三、转炉3、炼钢原理：铁中的各种元素也包括铁本身与氧结合氧化，从铁中去除。比铁与氧容易结合的元素，按照其结合才干，从铁中去除。与氧结合比铁弱的元素，那么不能经过氧化去除。因此要在原料阶段对不能氧化去除而又有害是元素进展处置或不让其进入炉内。.三、转炉4、炼钢反响 铁中主要元素：C、Si、Mn、P、S发生如下氧化反响：C+OCO Si+2O(SiO2)Mn+O (MnO)2P+5O (p2O5)FeS+(CaO)(CaS)

7、+(FeO)“ 表示铁水或钢水中溶解的“( )表示存在于渣中“表示变为气体逃掉.三、转炉5、冶炼要点1脱C和温度 随着C的下降，熔池的温度不断上升，为此要向熔池充分的供氧来促进脱碳反响，这时产生的CO促进了熔池的搅拌，熔池的沸腾亦能有效地排出H2、N2等有害气体。.三、转炉2脱P P是有害元素，是低温加工时产生外表缺陷冷脆的缘由，并且在钢锭中易产生偏析。当CaO未充分溶解在渣中时脱P按下式进展：2P+5(FeO)5Fe+(P2O5)2P+8(FeO)5Fe+(3FeO.P2O5)当CaO足量时按下式进展：(P2O5)+4(CaO)(4CaO.P2O5)P2O5生成稳定的(4CaO.P2O5)，

8、防止回P反响。.三、转炉脱P反响放出相当多的热，低温有利于放热反响的进展。故脱P反呼应在低温下进展。脱P反响的有利条件归纳如下：A、(CaO)要多B、 (FeO)要多C、 (P2O5)要少D、熔池温度低.三、转炉3脱硫 S和P同样是有害元素。S对钢材的影响是在热轧时呵斥外表裂纹热脆。由于FeS的熔点低，当其在溶解形状下轧制，就产生了缺陷。此外S同P一样易偏析。普通以为炉内脱硫反响有三个：A、钢液内脱硫：FeS+MnMnS+FeB、钢液和炉渣之间的脱SFeS+(MnO)(MnS)+(FeO).三、转炉C、熔池和炉气间的脱S 根据现场的阅历，吹入大量氧时能脱S。通常以为这是钢水中的S与氧气反响，生

9、成SO2、SO3的缘故。脱硫反响的有利条件归纳如下：A、(CaO)要多B、(FeO)要少C、(CaS)要少D、熔池温度要高E、Mn要多.三、转炉冶炼时要留意以下几点，以获得称心的结果：A、应随着C的降低，把熔池温度正常的升高。B、应在C低到钢种的目的值之前，先使P、S降低到目的值以下。C、吹炼终点各元素的含量应符合其钢种的要求，钢水的温度也应调整到符合下工序的要求。.三、转炉4脱氧 参与比C更易与O结合的元素，如Al、Si等使O去除的过程。 把氧脱到何种程度，根据钢的运用目的而异，如沸腾钢，钢中的O是要利用的，而镇静钢那么要完全脱氧。但脱氧产物对钢的性能有不良影响。.三、转炉6、转炉设备1转炉

10、本体及倾动设备 由炉体、倾动安装、耳轴轴承座、托圈及光滑安装组成，还有一套空气冷却系统。 炉体可分为炉帽、炉身、炉底三个部分，炉体约重290吨。 倾动安装主要由一次减速机、二次减速机和扭力杆系统组成。公称容量T 300t转炉炉壳高度H 11.5m转炉炉壳直径D1 8.5m 倾动速度 0.151.5cpm倾动角度 270.三、转炉2氧枪及其升降安装 氧枪的任务环境恶劣高温、多尘、易燃、易爆，因此必需非常可靠。氧枪由三根钢管相套而成，内管为氧气通道，内管与中管之间是冷却水进水通道，中管与外管之间是冷却水的出水通道。氧枪的端部是五孔拉瓦尔喷嘴，为脱氧铸铜制造，具有良好的导热性。 升降安装由升降小车、

11、横移台车、升降卷扬安装及升降轨道组成。.三、转炉3副枪安装 为了提高吹炼终点控制的命中率，在吹炼过程中获得钢水温度、成分、炉内造渣情况等信息。可装上不同的探头到达不同的检测目的，枪体采用水冷，运用寿命较长，运转平安可靠，测定速度快、精度高。副枪安装由旋转框架及其驱动安装、副枪及升降小车、升降小车驱动安装、探头供应及装着安装、探头提取及试样切断安装、刮渣安装及副枪孔密封安装、副枪枪体矫直安装、探头回收溜槽等。.三、转炉4副原料系统由进料、上料、加料等三个系统组成。A、进料流程：原料场皮带机中转料仓1#皮带机2#皮带机3#皮带机梭式皮带机地下料仓B、上料流程：地下料仓给料器1#皮带机2#皮带机3#

12、皮带机卸料小车炉顶料仓C、加料流程：炉顶料仓给料器称量斗密封阀中间料斗切断阀密封阀固定溜槽转炉.三、转炉5铁合金系统 分为保送系统和投料系统。保送系统：自卸卡车地下料仓1#皮带机2#皮带机3#皮带机卸料小车炉上料仓投料系统：炉上料仓称量斗卸料闸阀皮带给料器中间料斗截止阀振动给料器中间溜槽投料溜槽钢包.三、转炉6OG系统 吹炼中从炉口大量冒出含有CO和氧化铁的高温炉气，经过裙罩、烟罩等搜集，经过热交换由锅炉系统搜集蒸汽冷却、一次除尘和二次除尘，在IDF风机的吸引下，将一定CO含量的转炉煤气回收到煤气罐中，而达不到回收条件的炉气那么由烟囱放散。.三、转炉系统计算机控制画面.三、转炉 OG的主要设计

13、目的:工艺条件：炉容量300t铁水比：89%吹炼时间：16min冶炼周期：36min，吹氧流量：70000Nm3/h，矿石：45kg/t.s烟尘排放浓度：100mg/Nm3煤气回收量：5060Nm3/t.sCO浓度：55%65%蒸气回收量：35kg/t.s氧化铁尘回收量：16kg/t.s耗水量：2t/t.s耗电量：3.3Kwh/t.s.三、转炉7其他系统 转炉设备还包括蒸汽回收系统锅炉汽包、锅炉循环泵、蒸汽蓄热器等、二次除尘系统除尘管道、风机、布袋除尘机等、挡渣棒投入安装、炉后测温取样安装等。.三、转炉项目说明项目说明设置地点转炉分厂顶吹氧气流量Max.80000Nm3/h公称能力座数300t

14、3座氧气压力147.1104Pa炉体 型式炉底非对称型式N2-Ar切换LDCB法炉高（H）11.5m供气元件极小径管集合型镁质透气砖炉径（D）8.5m风口数2个（间距1000mm），BRP改造后1#、3#炉均为6个，2#炉5个烟气处理型式非燃烧烟气回收底吹供气流量Ar：Max.l980（BRP脱磷时3500）Nm3/hN2：Max.1000（BRP脱磷时3500）Nm3/h烟气流量210000Nm3/h气体种类N2，Ar，N2+02转炉顶底复吹LDCB设备规格.四、炉外精炼炉外精炼的定义：把粗精炼的钢水导入另一简便的精炼安装，为得到比粗精炼更高的消费率、更高的质量，而进展的冶金操作。炉外精炼的

15、目的：脱氢、脱氧去除夹杂物、脱碳、脱硫、非金属夹杂物的形状控制、成分调整添加合金、钢水成分及温度的微调及均匀化、脱氮和脱磷。宝钢现有的炉外精炼安装有：RH-OB1#RH、RH-KTB3#RH、RH-MFB2#RH、VD、CAS-OB、KIP、IR、UT、LF炉和喂丝等。.四、炉外精炼1RH真空脱气的根本原理和工艺 为了减少钢中的有害气体和夹杂，净化钢水，提高钢材的内在质量，改善机械性能，国内外各大钢厂均采用了各种脱气方法，其中RH真空循环脱气法消费才干大，脱气效果好，能运用于高消费率的氧气顶吹转炉。 钢水的脱气就是溶解在钢中的气体向气相迁移的过程，其步骤为：A、经过分散，钢水中的气体原子逐渐迁

16、移到钢水外表；B、原子由溶解形状转变为外表吸附形状；C、吸附在钢水外表的同类原子相互作用消费气体分子；D、吸附的气体分子进入气相后被真空泵吸走。.四、炉外精炼RH的真空槽由以下几部分组成：A、浸渍管B、下部槽C、上部槽D、热顶盖或热弯管E、排气口.四、炉外精炼钢水循环原理：脱气处置时，将浸渍管插入钢水，在真空槽内抽真空构成的压力差使钢水经过浸渍管进入真空槽，同时在两根浸渍管之一称为上升管吹入驱动气体通常为氩气，利用气泡泵原理随着气泡上升带动钢水上升使钢水进入脱气室，在真空槽内钢水被脱气后比重添加，经过两根浸渍管的另一根称为下降管回到钢包内，这样就构成了不断的钢水循环运动。.四、炉外精炼RH工艺

17、流程：转炉出钢钢包到达处置位液压顶升浸渍管插入钢水测温定氧排气开场按规定开启各级真空泵成分、温度调整测温取样成分、温度微调处置终了破坏真空测温取样液压下降钢包分开浇注.四、炉外精炼2RH真空脱气的主要设备A、真空槽本体及槽挪动台车；B、真空排气系统1#RH为六级八台泵，2#RH为四级六台泵；C、铁合金投料系统；D、钢包升降液压安装；E、OB1#RH或顶枪2#RH系统；F、水处置系统；G、机械冷却水系统；H、煤气加热系统；I、其它设备钢包台车、测温取样设备、保温剂投入设备、浸渍管维护设备.四、炉外精炼序号设备名称能力1处理量280-301t/次2处理能力200万吨/年3处理周期，其中循环时间24

18、-36min，12-24min（轻处理12min，本处理24min）4脱气钢水合格率100%5环流速度220t/min6抽气能力1100kg/h(在67pa下)，极限真空度：26pa，漏气量35kg/h7处理效果钢水H2ppm(保证值)8抽气时间（从大气降至67Pa）3.5min（不带钢水）宝钢1#RH设备才干.四、炉外精炼3CAS-OB原理和工艺 在大气压下，将氩气经过钢包底部透气砖吹入，将浸渍管插入钢液外表吹氩口的上方，并挡掉炉渣。可经过浸渍管参与各种合金调整钢水成分。并且在浸渍管上插入氧枪，加热钢水。CAS-OB可以调整和均匀钢水的温度和成分，减少钢中氧化物夹杂的含量及改善钢水的凝固性能

19、。.四、炉外精炼CAS-OB工艺流程：转炉出钢钢包到达处置位接吹氩管测温定氧取样吹氩搅拌浸渍管下降成分、温度调整测温取样成分、温度微调浸渍管上升吹氩停顿测温取样拔吹氩管钢包分开浇注.四、炉外精炼4CAS-OB的主要设备A、浸渍管及其升降夹持安装；B、合金上料、贮藏、称量、保送、投入和回收安装；C、吹氩安装；D、测温取样及破渣安装；E、浸渍管运送、维护设备；F、除尘设备。.四、炉外精炼上部料仓个数10个容积36m3/个皮带机运输能力160t/h加料斗个数4个容积2m3/个排料能力80240t/h浸渍管升降速度6m/min升降行程2114mm测温取样装置可在线检测氩气压力58.578.45104P

20、a流量0.350.5m3minOB吹氧流量03500Nm3h处理能力320万吨/年处理周期2628min/炉 钢包底吹氩合金微调CASOB安装 .四、炉外精炼5KIP原理和工艺 KIP具有脱硫和夹杂物形状控制功能。A、脱硫处置：利用喷枪经过氩气将脱硫剂CaO+CaF2粉末向钢包内的钢水中吹入，在高温下熔化成小液滴，随着气泡的上升与钢水接触，使得渣滴吸收钢水中的硫。(CaO)+S (CaS)+O.四、炉外精炼B、夹杂物形状控制 钢水中含有较多的Al2O3，既影响钢的机械性能和外表质量，又会呵斥钢包水口堵塞，影响正常浇注；钢中含有的MnS夹杂经轧制后发生塑性变形，导致钢材的各向性能差别，这对于制造

21、要求低温韧性的输油管和厚板钢，要求进展弯曲加工的高强度热轧钢板和要求焊缝有延性的电焊管是极为不利的。 因此向钢水中喷入CaSi粉，将Al2O3和MnS改动为球状的mCaO.nAl2O3以消除上述不良影响。在炼钢温度下极易成为液态而排除或以球状存在于钢中，其优点是：a、可以改善钢水的流动性和夹杂物对钢水的潮湿性，从而可以消除钢包水口堵塞；b、钢中夹杂物由群簇状变为球状，从而可以消除对机械性能的恶劣影响；c、液态球状夹杂物较易上浮，从而改善钢的纯真度。.四、炉外精炼KIP工艺流程：钢包台车到达CAS位置测定渣层液面钢包台车到达KIP位置钢包盖下降测温取样喷枪下降喷粉加合金喷枪上升测温取样钢包盖上升

22、钢包分开浇注.四、炉外精炼6KIP的主要设备A、粉剂的接受和保送设备由氮气将槽车装送的粉剂压送到储料仓；B、粉剂喷吹设备将上部料斗旋转阀排出的粉剂吹入钢水；C、喷枪升降、旋转安装由喷吹罐压出的粉剂经配管最终由喷枪喷入钢水内D、钢包盖升降安装；F、喷枪、钢包盖维护、枯燥设备。.四、炉外精炼7LF炉原理和工艺 LF炉精炼主要靠造白渣，在低氧的气氛中，由钢包底部吹氩进展搅拌，加速钢渣之间的反响，并由石墨电极对经过粗精炼炉的钢水加热，保证较长的精炼时间，从而可使钢中的氧、硫、夹杂物含量降低。 LF炉的特点是设备简单、投资费用低、操作灵敏、精炼效果好，成为连铸消费线上不可短少的控制成分、温度及保管钢水的设备。.四、炉外精炼LF炉具有以下四个独特的精炼功能：A、炉内气氛：经过盖在钢包上的水冷炉盖，可以起到隔离空气的密封作用。再加上复原性渣以及