钢铁冶金基本原理和工艺流(改)

1、KISC昆明钢铁控股有限公司Kunming Iron & Steel Holding Co” Ltd.题 目：钢铁冶金基本原理和工艺流程岗位：工 号:10028181姓名：指导老师：日期：2017 年8月3日-2017年11月29日一、原料厂1、定义：原料场是受卸、贮存、原料初处理和混匀钢铁冶金原、燃料的场地， 主要负责处理烧结车间所需含铁粉矿、溶剂，无烟煤、焦末，球团车间所需铁精 粉、局炉车间所需块矿、焦炭等。2、原料厂工艺流程3、昆钢配套设施：昆钢原有占地面积为30.8万平方米的现代化大型综艺原料厂， 原料场现有规模为185万t/a ,有翻车机2台、堆取料机8台、皮带运输机142 台，年进

2、料量为500万吨，处理量为550万吨。拟改造后原料场占地面积约 572万m,处理量约987.2 (912.5)万吨/a。二、球团工艺1、球团工艺原理：球团系统是将细磨精矿制成 能满足冶炼要求的含一定强度的块状物料的一 个加工过程。其过程为：将准备好的原料(细 磨精矿或其他细磨粉状物料，添加剂或粘结剂 等)，按一定的比例经过配料、混匀、精磨， 在造球机上经滚动而制成816mm勺生球，经辗 筛筛分和增加生球强度，然后采用干燥、预热、 焙烧使其发生一系列的物理化学变化而硬化固 结。2、原料、燃料条件含铁原料为100%磁铁精矿，二条生产线年用总量约240万吨。粘结剂为钠 基膨润土，年用量约3.6万吨。

3、燃料为高炉煤气，年用量天然气约2938万03或3、昆钢配套设施：(1)搬迁建设2X120万吨链篦机-回转窑酸性氧化球团矿生产线。(2)链篦机机规格为4mK 35m,回转窑规格为。5.0mX 33m,环冷机规格为。12.5m 04、产品：产品粒度为818mm化球团矿，TFe64 % , FeCK 1%,抗压强度 2000N5、球团矿工艺流程球团生产线工艺流程三、烧结工艺1、烧结基本原理烧结是粉末冶金生产过程中最基本的工序之一。 烧结对最终产品的性能起着 决定性作用，因为由烧结造成的废品是无法通过以后的工序挽救的；烧结是粉末或粉末压坯，加热到低于其中基本成分的熔点温度， 然后以一定 的方法和速度冷

4、却到室温的过程。烧结的结果是粉末颗粒之间发生粘结，烧结体 的强度增加。在烧结过程中发生一系列物理和化学的变化， 把粉末颗粒的聚集体 变成为晶粒的聚结体，从而获得具有所需物理，机械性能的制品或材料。烧结时, 除了粉末颗粒联结外，还可能发生致密化，合金化，热处理，联接等作用。2、烧结的作用(1)充分利用并扩大有用资源的利用，富矿粉与精矿粉。(2)综合作用：工厂的环境质量提高，尘泥、渣、油、氧化铁皮等。(3)改善燃料的物理性能与冶金性能，透气性、还原性。(4)去除有害杂质，控制S、P等，可以降焦(可以用无烟煤代替)高产，控制 有还成分。3、昆钢配套设施：建设400褶烧结机1台及其辅助配套设施，与现有

5、 1台300 褶烧结机合计年产成品烧结矿 550万吨(出厂量)，最终产品为经过整 粒的合格冷烧结矿。配料室设17个配料矿槽，其中混匀矿仓6个，熔 剂仓2个，生石灰仓2个，燃料仓2个，返矿仓3个，除尘灰仓2个4、产品： 烧结矿品位：TFe=55%拟定)烧结矿碱度：R=1.71.9(CaO/SiO2)；烧结矿粒度：5150 mm 其中 5 mm粒级0 10%;转鼓强度(+6.3 mm) 78%;成品烧结矿温度： 150Co烧结机工艺流程混匀矿石云石、石灰石、生石灰返矿焦粉/无烟煤热水一次混合 T二次混合辅底料布料点火炉烧粉冷却:5-10mmm二次筛分10-20mm除灰尘去配冷、余热锅炉冷尘一次筛分

6、大于20mm煤气 空气烧焙内部返矿、高炉槽下返矿、冷灰尘排入大气小于5mm成品仓成品去高炉高炉返矿混匀矿石云石、石灰石、生石灰返矿焦粉/无烟煤热水一次混合 T二次混合辅底料布料点火炉烧粉冷却:5-10mmm二次筛分10-20mm除灰尘去配冷、余热锅炉冷尘一次筛分大于20mm煤气 空气烧焙内部返矿、高炉槽下返矿、冷灰尘排入大气小于5mm成品仓成品去高炉高炉返矿四、高炉炼铁工艺k- Hi.hd d一列宽炉舟玮无酎火Hr舟扑也女瑞炉股司坤扛炉爆、舌大科+一k- Hi.hd d一列宽炉舟玮无酎火Hr舟扑也女瑞炉股司坤扛炉爆、舌大科+一大科抑小柏4工 T8IXTC-理虻幽Wi不加制血国炼铁工艺是是将含铁

7、原料（烧结矿、球团矿或铁矿）、 燃料（焦炭、煤等）及其它辅 助原料（石灰石、白云石、钮 矿等）按一定比例自高炉炉顶 装入高炉，并由热风炉在高炉 下部沿炉周的风口向高炉内鼓入热风助焦炭燃烧（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料），在高 温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气。原料、燃料随着炉内熔炼等过程的进行而下降，在炉料下降和上升的煤气相遇，先后发生传热、 还原、熔化、脱炭作用而生成生铁，铁矿石原料中的杂质与加入炉内的熔剂相结 合而成渣，炉底铁水间断地放出装入铁水罐，送往炼钢厂。同时产生高炉煤气， 炉渣两种副产品，高炉渣铁主要矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成， 自

8、渣口排出后，经水淬处理后全部作为水泥生产原料；产生的煤气从炉顶导出， 经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。2、目的：将矿石中的铁元素提取出来，生产出来的主要产品为铁水。付产品有： 水渣、矿渣棉和高炉煤气等。3、昆钢配套设施：对本部现有的300m烧结机、2000m高炉和3座50吨转炉及 铸机装备可利用价值充分评估的基础上进行异地搬迁改造，为了与新区已有 2500m高炉配套，兼顾新区原有规划规模，新建一座2500m高炉，最终形成年产 铁390万吨的规模。32500m局炉王要技术经济指标项 目参数备 注高炉公称有效容积，m32500利用系数，t/（m3.d）2.20能力按2.4焦比，k

9、g/t160能力：200燃料比，kg/t520入炉矿品位，55炉料结构，75%烧结矿+20%球团+5%块矿渣比，kg/t450能力：0.28富氧率，%3能力：6风温，C1200能力：1250顶压，MPa0.200.22能力：0.25年工作日，d350年产生铁，x 104 t /a191高炉一代寿命，a20热风炉一代寿命，a303、高炉炼铁工艺流程图, 砌、焦化厂制粉车间鼓耳机0人炉中的快京把就三吹又弟过聚金星氢、与除中的碳结合 原处、班出氨逮 鼠厩旭玲j薪去仍 处用出状者0人炉中的快京把就三吹又弟过聚金星氢、与除中的碳结合 原处、班出氨逮 鼠厩旭玲j薪去仍 处用出状者.匪钢占所用的&J百燔色奈

10、质， 如造.石麻与鼻 .厦更应琅氐宙施， 浮甚宿水上面.工序寻成后jm孑慢恻让捐水漉避 断句I.然后翻转炉子，鄙泮s湎+铸铁机 铸造生铁 炼钢生铁-转炉炼钢厂五、转炉炼钢工艺1、反应原理：高温下，用氧化剂 把生铁里过多的碳和其它杂质氧 化成气体或炉渣而除去。2、目的：归纳为：“四脱”（脱 碳、脱氧、脱磷、硫），“二去”（去有害气体和夹杂），“二调整” （成分和温度）。采用的主要技术 手段为：供氧，造渣，升温，加脱氧气顶吹转炉 氧剂和合金化操作。3、车间组成转炉炼钢厂包括主厂房、辅助车间、公用辅助设施和生活福利设施。 主厂房 包括废钢跨、炉渣跨、脱硫跨、加料跨、转炉跨、出钢跨。转炉辅助设施包括：

11、 转炉主控楼、变电所、转炉一次烟气除尘系统、转炉二次烟气除尘系统、铁合金 及熔剂上料系统。4、昆钢配套设施：新区主要设施：1X 120t双工位脱硫站，2X120t转炉，1X 120tLF , 2台7机7流小方坯连铸机，1台5机5流大方坯连铸机，年产钢坯185 万t。拟新建2X 120t单工位机械搅拌脱硫站，2X 120t转炉，1 X 120tLF ,另预 留 1X120tLF 及 1X 120tRH。5、生产工艺流程6、吹炼工艺：顶底复合顶底复合吹炼工艺也称复吹工艺，就是从转炉熔池的上方供给氧气，即顶吹氧， 从转炉底部供给惰性气体或氧气， 在顶、底同时进行吹炼的工艺。复吹工艺兼有 顶吹工艺与底

12、吹工艺两者之优势。LF精炼炉1、熔剂及合金加料系统LF炉加料系统共设12个料仓，分别贮存石灰、萤石、合成渣、MnSk FeSi、 FeMn(H。、FeMn(LC)等。每个料仓均设料位检测，当仓内料达低料位时，信 号在操作室内显示上料，当料达高料位时，信号在操作室内显示停止上料。当LF炉需要时，铁合金由高位料仓下方振动给料机加至 3个称量斗内，称 量后通过可逆分配皮带送到精炼工位的接收点，由合金溜管加入钢包内。2、LF精炼操作工艺在转炉挡渣出钢过程中,加入铁合金及渣料，转炉钢水运到精炼跨内,用铸 造吊将钢水罐吊运到LF炉1#钢包车上坐包位上，接好氧气管，通过钢包底部透 气砖向钢水中吹入氮气，对钢

13、水进行搅拌。钢包车开至加热工位。LF炉盖降下盖在钢包上，电极降下通电升温，造渣料和铁合金等散装材料通过炉盖上的加料 斗加入钢水内。LF炉盖上设测温取样孔，用测温装置测温和取样，由炼钢过程 计算机根据数学模型决定升温曲线和加料参数。当钢水温度、成分合格后，钢包车开至吊包工位，用铸造吊将钢水罐吊到连 铸机回转台上进行浇注。3、主要任务脱硫温度调节精确的成分微调改善钢水纯净度造渣吊装钢水罐钢水罐车开至处理工位丝线测温取样诉喂铁檎金、渣料手动测温取样狈蜘唧羊制站测温暑样Ar钢水罐车开至吊包工位LF炉工艺流程示意六、连铸工艺1、原理：转炉生产出来的钢水经过精炼炉精炼以后，需要将钢水铸造成不同类 型、不同

14、规格的钢坯。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。2、本质：（1）铜水的热量传递给铜锭模（2）钢由液态（铜水）变成固态（铜锭）3、产品：铜锭4、昆钢配套设施：昆钢草铺新区现有炼钢厂设有 2座120t转炉和3台连铸机, 其中2台7机7流小方坯连铸机和1台5机5流大方坯连铸机。草铺新区现有棒 材车间需小方坯82.5万吨/a、型材车间需大方坯量61.5万吨/a连铸工艺流程简图3偿杵二V连铸工艺流程简图七、热轧工艺1、原理：用连铸板坯或初轧板坯 作原料，经步进式加热炉加热，高 压水除鳞后进入粗轧机，粗轧料经 切头、尾、再进入精轧机，实施计

15、算机控制轧制，终轧后即经过层 流冷却(计算机控制冷却速率)和 卷取机卷取、成为直发卷。直发卷 的头、尾往往呈舌状及鱼尾状，厚 度、宽度精度较差，边部常存在浪形、折边、塔形等缺陷。具卷重较重、钢卷 内径为760mm (一般制管行业喜欢使用。)将直发卷经切头、 切尾、切边及多 道次的矫直、平整等精整线处理后，再切板或重卷，即成为：热轧钢板、平整热 轧钢卷、纵切带等产品。热轧精整卷若经酸洗去除氧化皮并涂油后即成热轧酸洗 板卷。2、热轧产品的用途(1)适用于一般结构钢和工程用热轧钢板、钢带，可供焊管、冷轧料、自行车 零件、以及重要焊接、怫接、栓接构件(2)用于冷轧、深冲产品(3)制作汽车、拖拉机、工程

16、起重机械、小型轻工民用机械的冲压和结构件(4)制作集装箱及裸露金属结构件(5)焊管、钢结构(6)输送石油天然气用管线(7)汽车大梁、横梁(8)汽车车轮专用钢带(9)结构用防滑板、楼梯、天梯踏板等热轧型钢断面形式热轧型钢断面形式a圆钢b方c e g1六角钢 角钢f 槽钢h T字铜钢钢钢钢轨k钢板桩加热炉加热合格连铸坯四辐可逆粗轧机 ：飞剪切头/尾高压水除鳞双机架炉卷轧机轧制带钢控制冷却中厚板控制冷却二二工二热矫直机矫直冷床冷却冷床冷却卷取机卷取打捆、喷号标志移钢翻板台架成品收集入库双边剪切边I成品收集入库干一一一: 定史英旬定叵I喷号标恚.i收集入库! iL落矫好:机矫汽 H收集入库炉卷生产线工

17、艺流程图说明：虚线表示预留3、昆钢配套设施1）步进式加热炉数量： 1 座装炉温度：冷装：常温热装：600800冷装额定小时产量：170/h （冷装）自动化控制系统利旧。2）高压水除鳞装置（利旧改造）数量： 1 套工作压力：25MPa（3） 1725mms剪（新增） 1 台 TOC o 1-5 h z 4）双机架炉卷轧机（利旧）1 套5）钢卷控冷装置组组套套套套钢卷层流冷却装置（利旧改造）7组组套套套套钢卷快速冷却装置（新增）26）卷取机（利旧）17）钢卷标志机（新增）18）检查运输线（利旧）19）四辊轧机轧辊磨床（新增）1工艺平面布置主厂房由钢坯跨、主轧跨、钢卷跨、磨辊间等组成。高线工艺流程框

18、图棒材工艺流程框图八、冷轧工艺1、原理：用热轧钢卷为原料，经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧，具成品为轧硬 卷，由于连续冷变形引起的冷作硬化使轧硬卷的强度、硬度上升、韧塑指标下降，冲压性能恶化，只能用于简单变形的零件。轧硬卷可作为热镀锌厂的原料，因为 热镀锌机组均设置有退火线。轧硬卷重一般在613.5吨，钢卷内径为610mm一般冷连轧板、卷均应经过连续退火(CAPL机组)或罩式炉进行去退火处理， 消除冷作硬化及轧制应力，达到标准规定的力学性能指标。冷轧钢板的表面质量、 外观、尺寸精度均优于热轧板。2、冷轧产品的用途：广泛用于工程机械、交通运输机械、建筑机械、起重机械、 农用机械及轻工民用等行业的一般

19、结构件与冲压件3、昆钢配套设施：冷轧配置以下2条主要生产机组：12辗单机架可逆轧机(搬迁改造)1条单机架20辗轧机(新建)1条4、主要设备组成(1)轧机1台(包括主传动装置、换辗小车等)辗箱采用上下剖分整体辗箱， 并设有液压平衡。(2)开卷机1台(配有EMGg动对中装置)(3)卷取机左、右各1台，采用美国I2S公司产品，最大卷取张力为25吨。(4)矫直机1台(配有前后活动导板)(5)出、入口设备各1套(包括导向辗装置、液压剪、测厚仪、激光测速仪、三辗除油机等)(6)机架间设备1套(装有三辗除油机、二辗除油机、测厚仪、激光测速仪等) (7)上卸料小车及储料架3套(8)助卷器2台(9)主轧机采用两

20、台1500KW(共2台)直流电机串联使用。卷取机电机采用两台1500KW(共2台)直流电机串联使用。开卷机采用 400KW直流电机一台。(10)打包装置2套(11)导卫对中装置3套热轧和冷轧的区别：1、冷轧成型钢允许截面出现局部屈曲，从而可以充分利用杆件屈曲后的承载力； 而热轧型钢不允许截面发生局部屈曲。2、热轧型钢和冷轧型钢残余应力产生的原因不同，所以截面上的分布也有很大 差异。冷弯薄壁型钢截面上的残余应力分布是弯曲型的， 而热扎型钢或焊接型钢 截面上残余应力分布是薄膜型。3、热轧型钢的自由扭转刚度比冷轧型钢高，所以热轧型钢的抗扭性能要优于冷 轧型钢九、公辅系统1、给排水设施(1)新区现状：

21、昆钢新区现有已建给排水设施主要包括：全厂性净化水处 理站、全厂性污水处理站、厂区供排水管网；各工艺配套的循环水处理站等等。根据各车间用水量及用水要求，给排水系统设置如下：原料场给水设施：设有加压泵站。烧结、球团水处理设施：设有净循环。焦化水处理设施：设有净循环、焦化酚氟废水处理等设施。INBA 渣处理等系统。RH 浊循环、连铸浊循环、转炉除尘循环、污泥脱水、事故水等系统。热轧：根据棒、线、型材（板带炉卷轧机）等工艺车间的布置，建设水处理设施；设有净循环、浊循环、事故水等系统。冷轧水处理设施：设有净循环系统、事故水系统，以及冷轧废水处理系统。制氧机组：设有净循环等系统电厂：设有净循环等系统全厂性

22、净化水处理站全厂性污水处理站给水系统：包括生产消防给水、生活给水、中水给水等；排水系统：分流排水系统，含雨排水、生产废水、生活污水。2、燃气设施（ 1）制氧系统; 根据供需平衡需求，拟新建1 套 20000Nm3/h 制氧机组，并搬迁利旧 1 套 10000 Nm3/h 制氧机组。昆钢本部现有两套10000Nm3/h 制氧机，其中一套为杭氧生产的10000Nm3/h 制氧机，另一套为梅塞尔10000Nm3/h 制氧机。杭氧生产的10000Nm3/h 制氧机运行超过20年，空压机需重新购置，有氢制氩技术已落后。梅塞尔10000Nm3/h 制氧机运行17 年，分子筛自清除、无氢制氩流程，空压机、

23、氧压机可利旧，并可将6000Nm3/h 制氧机配套的10000Nm3/h 氮压机 （ 2014年购置美国GD产品）利旧。建议搬迁梅塞尔10000Nr3/h制氧机，最终形成全厂 70000Nm3/h 的制氧规模。煤气平衡及煤气储配站（ 2） 煤气平衡及煤气储配站煤气平衡：按各工艺对煤气热值的要求（ 煤气热值：高炉煤气热值为：3260 KJ/Nm3，转炉煤气热值为：6688 KJ/Nm3,天然气热值为：36000KJ/Nn3）,本工程的煤气供 应方案如下：高炉热风炉：烧炉使用高炉煤气，转炉煤气掺烧；烧结：点火使用高炉煤气；转炉及连铸：转炉烘烤使用转炉煤气，检修、连铸切割等使用天然气；热轧：热轧工业

24、炉加热使用高炉煤气；冷轧：热镀锌退火炉采用氢气和氮气混合气体作为保护气体，工业炉加热使用天然气；煤气储配站昆钢新区现有1座20万m3高炉煤气柜、8万m3转炉煤气柜。根据全厂煤气平衡及各用户对煤气的使用要求，为保证煤气的回收、贮存、输配等，需新建8万m3转炉煤气柜1座及配套转炉煤气加压站1座。新建储配站主要燃气设施见下表：表4-13新建储配站主要工艺设施表序号名 称数量备 注180000 m3橡胶膜密封转炉煤气柜1座2转炉煤气加压站1座3、热力设施热力设施主要有：高炉鼓风机站根据高炉鼓风机的送风情况，拟在草铺新区已有高炉鼓风站内扩建 1台AV80 级电动鼓风机,风量4500Nr3Ymin , P

25、=0.47MPag）,配套电机功率33MW&定）， 为新建的2000m高炉送风。鼓风站布置将已有主厂房向西扩建24m布置扩建新增的电动鼓风机及其配套设施。转炉余热锅炉拟转炉为新建2x100t转炉，采用每座转炉配1套余热锅炉，余热锅炉烟道 布置在转炉厂房高层框架内。转炉余热锅炉需软水量由炼钢软水站供给。软水经除氧器除氧后，由给水泵送至汽包。加热炉汽化冷却系统拟新建年产量60万吨高线二条，各配套建设一座冷装额定产量 110t/h的 蓄热式步进加热炉；新建年产100万吨棒材1条，配套搬迁建设一座冷装170t/h 蓄热式步进加热炉。压缩空气供应及空压站根据压缩空气用户及消耗量，草铺新区目前已有 2座空

26、压站，1座为铁前空 压站，站房规模：3x100Nm/min活塞式空压机组；另1座为集中空压站，站房规 模：4x310Nm/min离心式空压机组.。目前草铺新区已有空压站富余能力 200300Nr3/min ;考虑在已有集中空压站扩建 1台310 Nm3/min离心空压机，基 本可以满足新增用气的要求。低压蒸汽供应根据低压蒸汽用户及产（耗）量，蒸汽有富余，富余蒸汽外送与已有草铺新 区的全厂性低压蒸汽管网。富余蒸汽可考虑余热利用发电，以提高企业的效益。热力管网热力管网主要包括：a.高炉冷风管从鼓风站架空敷设至高炉热风炉。冷风管道需要保温，采用 波纹补偿器进行热补偿。b.压缩空气均由空压站架空敷设至

27、区域用户。c.转炉余热锅炉与加热炉汽化冷却装置产生的蒸汽及汽轮机低压抽汽并入厂区低压蒸汽管网架空敷设至用户。4、检验设施检验设施拟新建炉前快速分析室，新建铁前制样缩分站、改造升级现有综合 化验室、新建轧钢检验室、新建水质化验室、新建冷轧检验室。5、电讯设施及火灾自动报警为了满足企业的生产通讯及生产管理要求，提高企业的信息化管理水平及工作效率， 降低生产及运营成本，及时处理生产过程中的各类问题，保证企业的生产安全、稳定运行。在昆钢安宁本部搬迁项目考虑设置下列通讯设施：自动电话系统根据一期180 万吨项目建设的情况，昆钢已在草埔新区的生产管理控制中心大楼建成2000 线的模块局，为了满足昆钢本部搬迁项目各生产及管理部门的通讯需求。需要将生产管理控制中心大楼建成的模块局的容量从2000 线扩容到3000线。调度电话系统为了满足本搬迁项目（运输部除外）的各级调度部门使用。需要将一期已建成的虚拟调度总机从1200 门扩容至1800 门， 并根据实际需求进行分组。在各系统的各级调度部门仅设置调度键盘，不再单独设置调度总机。计算机网络系统考虑在昆钢草埔新区按3 个独立的基础支撑网络来建设，分别是： 办公管理网、 生产网及