钢铁生产过程控制与检测作业指导书

钢铁生产过程控制与检测作业指导书TOC\o"1-2"\h\u8041第1章概述 440861.1钢铁生产流程 4276681.2过程控制与检测的重要性 56811第2章原料准备与检测 586612.1原料验收 53602.1.1验收标准 5148122.1.2验收流程 597682.1.3验收要求 637692.2原料储存与管理 6167262.2.1储存条件 6180482.2.2储存方式 6312792.2.3储存管理 618022.3原料成分检测 6216192.3.1检测方法 633862.3.2检测标准 6187062.3.3检测频次 6182882.3.4检测结果处理 618774第3章烧结过程控制与检测 6216493.1烧结工艺流程 7103163.1.1原料准备 751943.1.2混合 711393.1.3制粒 767803.1.4烧结 7235563.1.5冷却 799703.1.6破碎与筛分 721223.2烧结过程参数控制 730183.2.1原料配比 72253.2.2烧结温度 7663.2.3烧结时间 735503.2.4烧结气氛 827533.2.5冷却速度 820813.3烧结矿质量检测 8174953.3.1物理功能检测 83613.3.2化学成分检测 823103.3.3还原性检测 8148213.3.4落下强度检测 8916第4章炼铁过程控制与检测 8141584.1炼铁工艺流程 8145254.1.1原燃料预处理 8127514.1.2高炉冶炼 853544.1.3炉渣处理 9279834.2高炉操作控制 9227684.2.1炉温控制 925114.2.2炉压控制 9259434.2.3炉料分布控制 9276484.2.4炉渣功能控制 985014.3炼铁原料与产品质量检测 9100424.3.1原料检测 9247494.3.2产品质量检测 9236754.3.3检测方法 104235第5章转炉炼钢过程控制与检测 10240935.1转炉炼钢工艺流程 10224215.1.1原料准备 1098145.1.2铁水预处理 1090945.1.3转炉吹炼 10242725.1.4精炼 1017475.1.5浇铸 10270905.2转炉操作控制 10137405.2.1转炉吹炼控制 1086545.2.2炉渣控制 1091645.2.3温度控制 10272215.3炼钢原料与产品质量检测 1046385.3.1原料检测 10178595.3.2钢水成分检测 1146775.3.3钢水温度检测 11320275.3.4钢坯质量检测 11305875.3.5成品钢质量检测 115095第6章电炉炼钢过程控制与检测 11100936.1电炉炼钢工艺流程 11205206.1.1电炉炼钢概述 1148656.1.2熔化期 1178196.1.3氧化期 1177106.1.4还原期 1175536.2电炉操作控制 12140696.2.1电炉参数控制 12117616.2.2操作要点 1282886.3电炉炼钢产品质量检测 1278356.3.1化学成分检测 12205496.3.2温度检测 12285136.3.3物理功能检测 1226076.3.4钢水纯净度检测 12215246.3.5质量评估 1224429第7章连铸过程控制与检测 1267777.1连铸工艺流程 13188147.1.1铸机准备 13301137.1.2浇注 13308717.1.3结晶器控制 131977.1.4二次冷却 13326357.1.5引锭和拉矫 1377527.2连铸机操作控制 1338467.2.1操作参数设定 13152487.2.2设备运行监控 13181977.2.3过程调整 1322557.2.4故障处理 1340207.3连铸坯质量检测 13276417.3.1表面质量检测 13175957.3.2尺寸测量 14287887.3.3内部质量检测 1438987.3.4成分分析 14167137.3.5功能检测 1425447第8章轧制过程控制与检测 14271028.1轧制工艺流程 1438258.1.1轧制概述 14147238.1.2轧制工艺流程 14253088.2轧制过程参数控制 14185168.2.1轧制力控制 1475118.2.2轧制速度控制 15205418.2.3温度控制 1569568.3轧制产品质量检测 15253898.3.1尺寸检测 15219408.3.2形状检测 1540158.3.3表面质量检测 1565248.3.4力学功能检测 15203598.3.5无损检测 16765第9章热处理过程控制与检测 16143469.1热处理工艺流程 16312439.1.1工艺流程概述 16251489.1.2预热 16271289.1.3加热 16289399.1.4保温 1690739.1.5冷却 1636029.2热处理过程参数控制 16324179.2.1温度控制 16147999.2.2时间控制 16182139.2.3介质控制 17292349.3热处理产品质量检测 1722539.3.1外观检测 1727939.3.2硬度检测 17192669.3.3金相组织检测 17114849.3.4力学功能检测 17317579.3.5无损检测 17242429.3.6质量判定 17395第10章成品质量检测与判定 171800810.1成品外观质量检测 17174910.1.1检测目的 17508810.1.2检测方法 172039610.1.3检测标准 181848010.1.4检测要求 18738910.2成品尺寸精度检测 182415410.2.1检测目的 181145910.2.2检测方法 182166010.2.3检测标准 1820010.2.4检测要求 181492310.3成品功能检测与判定 18617410.3.1检测目的 182105410.3.2检测方法 18435610.3.3检测标准 18549310.3.4检测要求 182797410.4成品包装与标识检查 181510.4.1检测目的 192353710.4.2检测方法 19890510.4.3检测标准 191465310.4.4检测要求 19第1章概述1.1钢铁生产流程钢铁生产是我国工业的重要组成部分，其生产流程主要包括以下几个阶段：（1）炼铁：炼铁是将铁矿石经过破碎、烧结、还原等过程，制得含有一定量铁及其他元素的生铁。（2）炼钢：炼钢是将生铁中的杂质元素去除，调整合金元素含量，得到符合要求的钢水。（3）连铸：连铸是将钢水通过连铸机连续铸造成坯料，提高生产效率和钢材质量。（4）热轧：热轧是对连铸坯进行加热、轧制，得到一定规格的热轧板、卷等钢材。（5）冷轧：冷轧是对热轧板进行酸洗、冷轧、退火等处理，得到表面光滑、尺寸精度高的冷轧板、卷等钢材。（6）深加工：深加工是对钢材进行切割、弯曲、焊接等加工，得到各种型材、管材、棒材等产品。1.2过程控制与检测的重要性在钢铁生产过程中，过程控制与检测具有举足轻重的作用，其主要体现在以下几个方面：（1）保证产品质量：通过实时监测生产过程中的各项参数，保证各阶段产品质量符合标准要求。（2）提高生产效率：过程控制与检测有助于优化生产流程，提高生产效率，降低生产成本。（3）节能减排：通过对生产过程的实时监控，及时调整设备运行状态，实现能源的合理利用，降低污染物排放。（4）保障设备安全：过程控制与检测可及时发觉设备故障和隐患，保证生产设备的安全运行。（5）满足市场需求：过程控制与检测有助于提高产品质量的稳定性，满足市场需求，提高企业竞争力。（6）实现智能化生产：过程控制与检测为钢铁生产提供大量实时数据，为智能化生产提供基础支持。过程控制与检测在钢铁生产过程中具有重要作用，对于提高产品质量、生产效率以及企业竞争力具有重要意义。第2章原料准备与检测2.1原料验收2.1.1验收标准钢铁生产原料的验收应严格遵循国家及行业标准，包括但不限于GB/T、YB/T等相关标准。验收人员需熟悉各类原料的质量要求，保证原料质量符合生产需求。2.1.2验收流程原料到达厂区后，需进行外观检查、尺寸测量、重量核对等初验工作。初验合格后，按照规定比例进行取样，送检单位进行化学成分、物理功能等项目的检测。2.1.3验收要求验收过程中，应对原料的品种、规格、数量、包装等进行严格检查。对不符合要求的原料，应及时与供应商沟通，采取退货、换货等措施。2.2原料储存与管理2.2.1储存条件原料储存场所应保持干燥、通风、避光、防潮、防腐蚀等条件，保证原料质量不受影响。2.2.2储存方式根据原料的种类和性质，采用合适的储存方式，如堆放、悬挂、密封等。同时注意不同原料的分类存放，防止混淆。2.2.3储存管理建立完善的原料储存管理制度，对原料进行定期检查，保证原料质量稳定。同时做好原料的出库、入库记录，便于追溯和管理。2.3原料成分检测2.3.1检测方法采用光谱分析、化学分析、X射线荧光光谱分析等检测方法，对原料的化学成分进行准确测定。2.3.2检测标准根据国家及行业标准，制定原料成分检测的操作规程，保证检测结果的准确性和可靠性。2.3.3检测频次根据原料的种类和生产需要，制定合理的检测频次。对关键原料或质量波动较大的原料，应加大检测力度，保证生产过程稳定。2.3.4检测结果处理对检测不合格的原料，应及时采取措施，如退货、换货、调整配料等，保证生产过程不受影响。同时对检测数据进行统计分析，为原料采购、生产控制等提供参考。第3章烧结过程控制与检测3.1烧结工艺流程烧结过程作为钢铁生产中关键的前置工序，其目的是将铁矿石、熔剂和固体燃料等原料经过混合、制粒、烧结等步骤，制得具有适宜物理、化学性质的烧结矿。烧结工艺流程主要包括以下几个环节：3.1.1原料准备（1）铁矿石：选用适宜的铁品位、粒度及成分的铁矿石。（2）熔剂：选用碱性熔剂，如石灰石、白云石等。（3）固体燃料：选用烟煤、无烟煤等固体燃料。3.1.2混合将铁矿石、熔剂和固体燃料按一定比例进行混合，以达到适宜的成分和粒度分布。3.1.3制粒将混合料进行造球处理，提高烧结料的透气性。3.1.4烧结将制粒后的烧结料送入烧结机，进行高温烧结。3.1.5冷却烧结后的烧结矿通过冷却机进行冷却，以便后续使用。3.1.6破碎与筛分将冷却后的烧结矿进行破碎、筛分，得到符合要求的烧结矿产品。3.2烧结过程参数控制烧结过程的参数控制对烧结矿质量具有直接影响。以下是烧结过程中需要重点控制的参数：3.2.1原料配比根据铁矿石、熔剂和固体燃料的成分，合理确定原料配比，以保证烧结矿的质量。3.2.2烧结温度控制烧结温度在适宜范围内，以保证烧结矿的强度和还原性。3.2.3烧结时间根据烧结料厚度、烧结机速度等因素，确定烧结时间。3.2.4烧结气氛控制烧结过程中的气氛，以防止烧结矿产生不良反应。3.2.5冷却速度控制冷却速度，以减小烧结矿的热应力，提高其强度。3.3烧结矿质量检测烧结矿质量检测主要包括以下内容：3.3.1物理功能检测（1）粒度分布：检测烧结矿的粒度分布，应符合要求。（2）强度：检测烧结矿的抗压强度，以保证其满足高炉冶炼需求。3.3.2化学成分检测对烧结矿的化学成分进行检测，包括铁、硅、锰、硫等元素含量，以保证其符合高炉冶炼要求。3.3.3还原性检测检测烧结矿的还原性，以评价其冶炼功能。3.3.4落下强度检测检测烧结矿的落下强度，以评价其在高炉内的稳定性。通过以上烧结过程控制与检测措施，保证烧结矿质量满足钢铁生产需求。第4章炼铁过程控制与检测4.1炼铁工艺流程炼铁工艺流程主要包括原燃料的预处理、高炉冶炼、炉渣处理等环节。本节主要介绍炼铁工艺流程中的关键环节及其控制要点。4.1.1原燃料预处理原燃料预处理主要包括烧结和球团两大部分。烧结是将铁精矿、燃料和熔剂混合后，在烧结机上加热至一定温度，使其粘结成块状；球团则是将铁精矿和熔剂混合，通过造球机形成一定大小的球团，然后在干燥机和焙烧机中进行干燥和焙烧。4.1.2高炉冶炼高炉冶炼是炼铁过程的核心环节，主要包括以下几个阶段：（1）炉料下降：炉料从炉顶加入，在重力作用下下降，与上升的热气流进行反应。（2）炉料还原：炉料中的铁氧化物在高温和还原性气氛下逐步被还原成金属铁。（3）生铁形成：金属铁在炉缸聚集，形成生铁。（4）炉渣形成：在高炉冶炼过程中，炉料中的熔剂与铁氧化物反应炉渣。4.1.3炉渣处理炉渣处理主要包括炉渣的排放、冷却和利用等环节。炉渣排放采用渣罐车或渣浆泵等方式，冷却后可用于建筑材料或回炉使用。4.2高炉操作控制高炉操作控制是保证炼铁过程顺利进行的关键，主要包括以下几个方面：4.2.1炉温控制炉温是高炉冶炼过程中的重要参数，对炼铁过程影响较大。炉温的控制主要通过调整燃料比、风量、风温等参数实现。4.2.2炉压控制炉压对高炉冶炼过程有着重要影响。炉压的控制主要通过调节炉顶煤气流量和炉顶压力实现。4.2.3炉料分布控制合理的炉料分布有利于提高高炉冶炼效率。炉料分布的控制主要包括布料制度、料线调整和料块大小控制等方面。4.2.4炉渣功能控制炉渣功能对高炉冶炼过程有着直接影响。炉渣功能的控制主要通过调整熔剂种类和比例、控制炉渣碱度等手段实现。4.3炼铁原料与产品质量检测4.3.1原料检测炼铁原料主要包括铁精矿、熔剂、燃料等。原料检测主要包括化学成分分析、物理功能检测等，以保证原料质量符合炼铁要求。4.3.2产品质量检测炼铁产品质量检测主要包括生铁化学成分分析、物理功能检测等。通过检测，对产品质量进行评价，为生产调整提供依据。4.3.3检测方法炼铁原料与产品质量检测方法主要有化学分析法、光谱分析法和物理功能检测法等。在实际操作中，根据不同原料和产品特点，选择合适的检测方法。第5章转炉炼钢过程控制与检测5.1转炉炼钢工艺流程5.1.1原料准备转炉炼钢前，需对原料进行严格筛选与准备，包括铁水、废钢、造渣料等。保证原料质量符合炼钢要求。5.1.2铁水预处理对铁水进行预处理，降低硫、磷等有害元素含量，提高炼钢过程的效果。5.1.3转炉吹炼将预处理后的铁水倒入转炉，通过吹氧、吹氮等操作，实现钢水中的化学反应，达到脱碳、脱硫、脱磷等目的。5.1.4精炼炼钢完成后，对钢水进行精炼处理，调整成分、温度，保证钢水质量。5.1.5浇铸将精炼后的钢水浇铸成钢坯，进行后续加工。5.2转炉操作控制5.2.1转炉吹炼控制（1）控制吹氧强度，保证炼钢过程顺利进行。（2）控制转炉操作参数，如炉龄、炉温、炉渣成分等，提高炼钢效率。5.2.2炉渣控制（1）合理选择造渣料，保证炉渣具有良好的流动性和覆盖性。（2）控制炉渣成分，使其满足炼钢过程的要求。5.2.3温度控制（1）监测钢水温度，根据炼钢过程需求进行调整。（2）通过调整吹氧强度、加入冷却剂等方法，实现钢水温度的精确控制。5.3炼钢原料与产品质量检测5.3.1原料检测（1）对铁水、废钢等原料进行成分分析，保证原料质量。（2）检测造渣料的物理和化学功能，保证炉渣质量。5.3.2钢水成分检测（1）在炼钢过程中，实时监测钢水成分，调整吹炼参数。（2）采用光谱分析、气体分析等方法，精确检测钢水中的主要元素含量。5.3.3钢水温度检测（1）采用非接触式红外测温仪等设备，实时监测钢水温度。（2）结合炼钢过程需求，调整温度控制策略。5.3.4钢坯质量检测（1）对浇铸后的钢坯进行表面质量检测，如裂纹、结疤等。（2）检测钢坯的尺寸、形状等，保证其满足产品质量要求。5.3.5成品钢质量检测（1）对成品钢进行力学功能、化学成分等检测，保证其质量符合标准。（2）检测成品钢的表面质量，保证外观合格。第6章电炉炼钢过程控制与检测6.1电炉炼钢工艺流程6.1.1电炉炼钢概述电炉炼钢是利用电能转化为热能，对铁水进行熔炼、精炼的过程。其主要工艺流程包括熔化期、氧化期和还原期三个阶段。6.1.2熔化期熔化期是电炉炼钢的第一个阶段，主要任务是将铁水熔化，并去除部分杂质。此阶段需控制好电炉功率、熔化速率和炉内气氛。6.1.3氧化期氧化期是电炉炼钢的关键阶段，主要是通过氧化反应去除钢水中的硫、磷等有害元素，并调整钢水成分。此阶段需严格控制炉内氧气流量、温度和氧化时间。6.1.4还原期还原期是电炉炼钢的最后一个阶段，主要任务是对钢水进行脱氧、调整成分和温度，以达到所需的炼钢质量。此阶段需控制好还原剂加入量、还原时间和炉内气氛。6.2电炉操作控制6.2.1电炉参数控制（1）电压和电流：根据炼钢阶段和炉内状况，调整电炉的电压和电流，以保证熔化、氧化和还原过程的顺利进行。（2）炉内气氛：通过调整氧气流量、加入还原剂等方法，控制炉内气氛，保证炼钢过程的顺利进行。（3）温度控制：实时监测炉内温度，通过调整电炉功率、加入冷却剂等方法，控制温度在适宜范围内。6.2.2操作要点（1）准确控制各阶段的时间，保证炼钢过程的连续性和稳定性。（2）合理使用氧化剂和还原剂，保证钢水中的有害元素得到有效去除。（3）及时调整电炉参数，以应对炉内状况的变化。6.3电炉炼钢产品质量检测6.3.1化学成分检测采用光谱分析、气体分析等方法，对钢水中的化学成分进行检测，保证其符合标准要求。6.3.2温度检测采用热电偶、红外测温仪等设备，实时监测炉内温度，为操作人员提供准确的温度数据。6.3.3物理功能检测对炼钢过程中的钢水进行取样，通过拉伸试验、冲击试验等方法，检测其物理功能，以评估炼钢质量。6.3.4钢水纯净度检测采用超声波探伤、磁粉探伤等方法，检测钢水中的夹杂物和气泡，以保证钢水的纯净度。6.3.5质量评估根据检测结果，对炼钢过程进行质量评估，发觉问题及时调整工艺参数，保证炼钢产品质量。第7章连铸过程控制与检测7.1连铸工艺流程7.1.1铸机准备在连铸工艺开始前，需对连铸机进行充分的准备工作，包括检查设备运行状态、确认工艺参数、清理结晶器及浇注系统等。7.1.2浇注将熔融钢水从炉内通过浇包或直接通过炉内浇注系统导入结晶器，开始进行连铸过程。7.1.3结晶器控制调整结晶器的振动参数、冷却水量和拉坯速度，保证铸坯在结晶器内形成稳定的凝固壳。7.1.4二次冷却控制二次冷却区的冷却水量和喷嘴压力，以调整铸坯的冷却速度，保证铸坯质量。7.1.5引锭和拉矫在连铸过程中，对引锭和拉矫设备进行操作，保证铸坯顺利引出并实现必要的形状和尺寸矫正。7.2连铸机操作控制7.2.1操作参数设定根据钢种和铸坯规格，设定合理的浇注速度、结晶器振动参数、二次冷却水量等操作参数。7.2.2设备运行监控实时监控连铸机各设备的工作状态，保证设备正常运行。7.2.3过程调整根据检测数据，对浇注速度、结晶器振动、二次冷却等过程参数进行调整，以实现高质量的铸坯生产。7.2.4故障处理针对连铸过程中出现的设备故障或工艺异常，采取相应的措施及时处理。7.3连铸坯质量检测7.3.1表面质量检测通过在线检测设备对铸坯表面缺陷进行实时检测，包括裂纹、气泡、夹杂等。7.3.2尺寸测量采用激光测距、电磁测厚等设备对铸坯的厚度、宽度、对角线等尺寸进行测量，保证符合要求。7.3.3内部质量检测采用超声波探伤、电磁感应等方法对铸坯内部缺陷进行检测，如缩孔、疏松、夹杂物等。7.3.4成分分析对铸坯进行取样，利用光谱分析、气体分析仪等设备对钢水成分进行分析，保证成分符合标准要求。7.3.5功能检测对铸坯进行力学功能、硬度、冲击韧性等功能检测，以保证铸坯满足后续加工和使用要求。第8章轧制过程控制与检测8.1轧制工艺流程8.1.1轧制概述轧制是将加热至适当温度的金属坯料，通过轧机进行连续变形，以达到所需尺寸和形状的加工过程。本章主要介绍轧制过程的控制与检测。8.1.2轧制工艺流程(1)坯料准备：对原料进行切割、加热等处理，以满足轧制要求。(2)轧制过程：包括粗轧、中轧、精轧等阶段，逐步减小坯料的厚度和宽度，提高精度。(3)冷却过程：通过水冷、风冷等方式，使轧制后的钢材达到所需温度。(4)成品检验：对轧制后的钢材进行尺寸、形状、表面质量等方面的检查。(5)切割、包装、储存：根据需求将钢材切割成规定长度，并进行包装、储存。8.2轧制过程参数控制8.2.1轧制力控制轧制力是影响轧制过程的关键因素，需要通过调整轧制力来控制金属坯料的变形程度。轧制力控制主要包括以下内容：(1)轧制力设定：根据坯料的材质、尺寸、轧制工艺等因素，设定合适的轧制力。(2)轧制力反馈调整：通过实时监测轧制力，对轧制力进行动态调整，保证轧制过程的稳定性。8.2.2轧制速度控制轧制速度对轧制过程和产品质量具有重要影响。轧制速度控制主要包括以下内容：(1)轧制速度设定：根据坯料的材质、尺寸、轧制工艺等因素，设定合适的轧制速度。(2)轧制速度调整：根据实际轧制过程中坯料的变形情况，对轧制速度进行实时调整。8.2.3温度控制温度是影响轧制过程和产品质量的关键因素。温度控制主要包括以下内容：(1)坯料加热温度控制：根据坯料的材质和尺寸，控制加热温度，保证轧制过程中坯料的温度适宜。(2)轧制过程中温度控制：通过调整轧制速度、冷却水量等参数，控制轧制过程中的温度变化。8.3轧制产品质量检测8.3.1尺寸检测对轧制后的钢材进行尺寸检测，包括长度、宽度、厚度等，保证尺寸符合标准要求。8.3.2形状检测对钢材的形状进行检测，如平面度、圆度等，保证钢材的形状符合标准要求。8.3.3表面质量检测对钢材表面进行检测，包括表面缺陷、氧化皮、脱碳层等，保证表面质量合格。8.3.4力学功能检测对钢材的力学功能进行检测，如抗拉强度、屈服强度、延伸率等，以保证钢材的力学功能满足使用要求。8.3.5无损检测采用无损检测方法，如超声波、磁粉、射线等，对钢材内部缺陷进行检测，保证产品质量。第9章热处理过程控制与检测9.1热处理工艺流程9.1.1工艺流程概述热处理工艺作为钢铁生产过程中的重要环节，对提高产品功能和延长使用寿命具有关键作用。本章将详细介绍热处理工艺的流程，包括预热、加热、保温、冷却等环节。9.1.2预热预热是指在正式加热前，将钢材加热至一定温度范围，以减少钢材在加热过程中的应力和变形。预热温度和时间根据钢材种类、规格和热处理要求确定。9.1.3加热加热是热处理过程中的关键环节，直接影响钢材的组织和功能。根据钢材种类和热处理要求，选择合适的加热温度、加热速度和加热介质。9.1.4保温保温是指在加热到规定温度后，保持一定时间，使钢材内部温度均匀，达到预期组织结构。保温时间根据钢材厚度、热处理要求等因素确定。9.1.5冷却冷却是指将加热至一定温度的钢材进行快速或缓慢冷却，以获得不同的组织结构和功能。冷却方式包括水冷、油冷、空冷等，根据热处理要求选择合适的冷却方式。9.2热处理过程参数控制9.2.1温度控制温度控制是热处理过程中的核心，要求精确控制加热温度、保温温度和冷却温度。采用先进的温控设备，保证温度波动在允许范围内。9.2.2时间控制时间控制包括预热时间、加热时间、保温时间和冷却时间。合理控制时间，保证钢材达到预期组织结构和功能。9.2.3介质控制热处理过程中，介质的选择和控制