钢铁全工艺及控制参数资料(共31页).docx
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1、精选优质文档-倾情为你奉上钢铁全工艺及控制参数生产过程 烧 结 炼铁 炼钢 连 铸 轧钢对应设备 烧结机 高炉 转炉 连铸机 轧机对应产品 烧结矿 铁水 钢水 钢 坯 带钢 (一)烧结1、烧结现状:合计日产量(11000)吨,【60天左右检修一次,检修1416个小时】。2、烧结目的:把含铁物料混合物经过高温加工之后形成块状物,以便于生产的顺利进行。3、烧结原理:烧结过程就是根据炼铁的要求,将细粒的含铁原料、熔剂、燃料,进行配料、混匀、制粒、铺料点火、抽风烧结,然后再降温固结,经破碎、筛分、冷却,经整粒后成品经皮带输送到炼铁厂,铁厂槽下筛分下返矿,重新参加配矿,混匀,烧结。4、烧结原料:烧结原料
2、主要分为三类,第一类是含铁原料,要求铁含量越高越好,有害元素杂质如二氧化硅、硫、磷等越少越好,化学成份要求稳定并且粒度要小于8毫米,最大不能超过10毫米;第二类是熔剂,如石灰石、白云石等,用来调整烧结矿碱度;第三类是燃料,如焦粉、无烟煤粉等。外矿返矿(高返、机返)白云石石灰燃料70%30%6%-7%6.5%-7.5%5%-6%注:工艺革新后采用整体下料配比大于100的配比 ,外矿+返矿共100%,其余原料以外矿返矿为基准作调整,达到烧结矿质量稳定、辅料比例调整容易的目的。日需原料合计为 1.21万吨,原料与成品比例为4:3。5、烧结具体流程:原料配料皮带传送H2、H3一混二混皮带传送H5布料泥
3、混配料器点火器单辊破碎机皮带传送C2筛子皮带传送C3、C4皮带传送P3皮带传送P1、P2高炉成品仓返料,重新烧结皮带传送H46mm,作于返矿6-20mm,作为烧结机铺底料加强化剂20mm1100-1200说明:(1)原料准备与配料:烧结原料包括含铁原料(原矿及精矿粉)、熔剂(生石灰、石灰石)、燃料(焦炭或无烟煤)、附加物(轧钢皮、钢铁厂回收粉尘)及返矿。这些原料除要求一定化学成分外,还要求化学成分的稳定性。经机械强制混合后的物料形成了不同粒径的小球,使物料具有良好的透气性。加入返矿,有利于增加混合料的透气性。 (2)混合布料:配好的各种粉料混匀制粒,以保证获得质量比较均一的烧结矿,在混合过程中
4、加入水分使烧结料充分润湿,以提高烧结料的透气性,我们采用的是二次混合工艺,在一次混合主要是混匀并加入适当水润湿,二次混合时补足到适宜水分使混合料中细粉造成小球。采用宽皮带给料机沿台车宽度上均匀布料,以保证透气性一致,同时保证料面平正,并有一定松散性。铺底料作用为提高料层透气性、防止台车底粘料、防止生料进入风箱。 (3)点火控制:烧结台车上的物料,经点火炉进行料面点火,从料面开始烧结,并在强制通风的情况下使混合料中配入的燃料从上至下燃烧达到烧结的目的。点火炉采用高炉煤气点火,节约了烧结矿的能耗,降低了成本。 (4)烧结矿的处理:对烧结矿进行破碎筛分,使烧结矿粒度均匀和除去部分夹生料,为高炉冶炼创
5、造有利条件,筛子选用双层筛,其中6mm以下的作为返矿进入配料,6-20mm作为铺底料,20mm以上进入高炉矿仓。6、烧结矿成分:TFe(55.0-56.0) SiO2(5.20-5.50)CaO (10-11) MgO(2.75-2.95) FeO(8-10) Al2O3(1.6-1.9) TiO2(0.0.16-0.20) 。7、烧结矿质量指标及对冶炼铁水的影响:FeO(8-10)、R(1.7-1.9)、转鼓(即强度)78%以上,转鼓越大强度越高(备注R为烧结矿碱度= CaO/ SiO2)。该指标包括化学成分和物理机械性能两个方面:(1)从化学成分看,烧结矿品位越高,越有利于提高生铁产量,降
6、低焦比;硫的影响则相反,其含量越低,对冶炼越有利;从物理机械性能看,转鼓指数主要是考核烧结矿在运输过程中的破碎率。转鼓指数过低,易造成进入高炉内的烧结矿粒度过小,影响高炉炉料的透气性,造成炉凉或增加焦煤比。目前我公司要求转鼓78以上。强度好、粉末少、粒度均匀的烧结矿有利于强化高炉冶炼。烧结矿粒度均匀,可以增加透气性和改善气流分布,有利于增产节焦。(2)烧结矿碱度一般用CaO/SiO2表示。高碱度烧结是构成高铁酸钙的必要条件,高碱度烧结矿有利于改善烧结矿的粒度组成,提高烧结矿强度,优化冶金性能。按照碱度的不同,烧结矿可分为四类:(目前我公司强碱度R=1.8-2.0) a、凡烧结矿碱度(如0.9)
7、低于炉渣碱度的称为酸性(或普通)烧结矿。高炉使用这种烧结矿,尚须加入相当数量的石灰石,通常高炉渣的碱度(CaO/SiO2)在1.0左右。 b、凡烧结矿碱度(1.01.4)等于或接近炉渣碱度的称为自熔性烧结矿。高炉使用自熔性烧结矿一般可不加或少加石灰石。 c、烧结矿碱度(1.4)明显高于炉渣碱度的称为熔剂性烧结矿或高碱度(2.03.0)、超高碱度(3.04.0)烧结矿。高炉使用这种烧结矿无须加石灰石。d、烧结碱度是根据炉渣碱度与用料结构确定的,碱度较低渣流动较好,但渣偏酸后铁水硫磺含量高,容易出废品,碱度高含碱高,炉渣跑不动。(3)烧结矿中的FeO含量,在一定程度上决定烧结矿的还原性,FeO含量
8、的高低,是高炉原料还原性能好坏的重要标志。一般,在同一原料和生产工艺条件下生产的烧结矿,FeO越低,还原性越好,但不能让FeO含量一味求低。8、烧结实图参考:图九:单棍破碎机图八:机尾翻车图七:台车图六:烧结机图五:皮带图四:加入溶剂图三:加入外矿图二:皮带传送图一:混料器(二)炼铁1、炼铁设备现状合计日产量(7200)吨。【大修为二年一次,时间为1-2月,中修半年一次,时间15天左右】2、高炉冶炼的目的:把铁矿石还原成生铁的连续生产过程。3、高炉冶炼的生产工艺将烧结矿、铁矿石、焦炭和熔剂等固体原料按规定配料由炉顶装料装置分批送入高炉,并使炉喉面保持一定的高度。焦炭和矿石在炉内形成交替分层结构
9、。矿石料在下降过程中逐步被还原、熔化成铁和渣,聚集在炉缸中,定期从铁口、渣口放出。从上料到炼出铁水共需3.5个小时,其中出铁水需半小时;炉内的温度基本保持在1300度。原料溶剂料车高炉热风炉炉渣煤气铁水除尘灰4、高炉炼铁原料包括烧结矿、球团矿、块矿、熔剂(以石灰石和白云石为主)焦炭、煤粉等。每天(24小时)所需原料(吨): 烧结矿11000吨、焦炭2700吨、白灰块 吨、球团矿2000吨、块矿2000吨、煤粉1100吨,其他辅料要视情况而定。炉顶受料斗格筛4个煤气管道料车两个,可装17吨矿石,两个料车轮流加料,拉车绳60米左右旋转炉槽,3种操作方式:环形、定点、扇形分层放置,基本2车向下放一次
10、一放阀门说明:(1)装料制度。高炉送料主要是靠料车,每个高炉有两个料车循环送料,每个料车装17吨左右原料,每个高炉下面有14个料仓,其中6个烧结矿仓、2个球团仓、4个焦炭仓、1个焦丁仓、2个杂矿仓、1个落地仓。 料仓 上料车(2)送风制度。热风炉是为高炉加热鼓风的设备,是现代高炉不可缺少的重要组成部分。提高风温可以通过提高煤气热值、优化热风炉及送风管道结构、预热煤气和助燃空气、改善热风炉操作等技术措施来实现。理论研究和生产实践表明,采用优化的热风炉结构、提高热风炉热效率、延长热风炉寿命是提高风温的有效途径。每个高炉(除三号高炉有3个外)热风炉为4个,内部装的耐火球,重500吨,循环使用,两烧两
11、送,冷风通过炉内高温耐火球加热后为1200热风,每分钟向高炉吹入1800-1900立方米的热风。送风系统可以降低冶炼能耗。 高炉送风支管 喷煤气(3)煤气处理。通过重力除尘出去大颗粒灰尘,通过布袋箱体进行精除尘得到精煤气。每个布袋箱体里有300个布袋。高炉上升管下降管重力除尘布袋除尘精煤气 重力除尘 布袋除尘(4)炉渣处理。利用铁水和炉渣比重不一样的原理,炉渣在铁水上面,且温度也高于铁水,通过渣铁分离器进行处理,分离后的炉渣通过水处理后形成水渣。(5)水循环。利用高压水冷却,炉身外面与炉内夹层。6、高炉利用系数及改善措施:(1)衡量生产率的一项重要技术经济指标。利用系数值越高,表示高炉生产率越
12、高,高炉利用系数=高炉日产量/高炉容积=4.0(2)为提高高炉利用系数可在高炉允许的炉腹煤气量下,降低燃料比和提高富氧率,从而减少单位生铁的炉腹煤气量是高炉强化的决定性因素;提高高炉利用系数的关键因素是提高高炉煤气的通过能力和如何充分利用透气能力。7、焦比及影响因素:(1)高炉炼铁的技术经济指标之一。即高炉每冶炼一吨合格生铁所耗用焦炭的吨数。(目前我公司焦比:1280m3高炉510kg/t;500 m3高炉、450 m3高炉530kg/t左右)(2)影响焦比的因素:首先是原燃料条件:烧结矿、球团矿、块矿品位高,渣比低,易还原,冶金性能好能降低焦比,另外FeO含量也是影响焦比的因素;焦炭质量好,
13、强度高,高温冶金性能优越可使焦比降低;喷煤量、煤种也会影响焦比。其次,炉况顺行程度、风温使用情况、布料与送风是否匹配、煤气利用率高低、铁水硅含量等也会影响焦比。8、喷煤比和焦丁喷煤比是向高炉内喷入的煤粉量与所生产的合格生铁量的比值。喷煤比= 165kg/t。焦丁是一种冶金焦炭次品,由于强度差、透气性差、高温性能差,使用起来风险大,容易造成高炉炉况波动。但焦丁的价格优势明显,一般情况下一吨焦丁比一吨焦炭能便宜1500元,降成本潜力巨大。焦丁比= 20kg/t。9、合格铁水的质量标准S(硫)含量Si(硅)含量厂控标准0.07%0.8%优质品0.035%0.45%10、高炉炼铁产出的废料有:炉渣、除
14、尘灰、荒煤气(高炉煤气)。(1) 炉渣的用途:SiO2 占33.0; CaO占38.0;MgO占11.0 ;Al2O3占13.5;FeO占0.3-0.5;TiO2占0.75;a、液态炉渣用急水冷成水渣,可做水泥原料。b、液态炉渣用高压蒸汽或高压空气吹成渣棉,可做绝热保温材料。c、液态炉渣用少量高压水冲到一个旋转的滚筒上急冷而成膨珠,是良好的保温材料。也用做轻质混凝土骨料。d、用炉渣制成的矿渣砖、干渣块可做铺路材料。(2)高炉煤气的用途:煤气有效成分 CO约占28.8% ;CO2约占21.7% ;H2约占2.8%,发热值一般为2900-3800KJ/m3,是一种很好的低发热值气体燃料,除用来烧热
15、风炉以外,还可供炼焦、热风炉、轧钢加热炉和蒸汽锅炉使用。(3)除尘灰的用途:炉尘是随高速上升的煤气带离高炉的细颗粒炉料。一般含铁30%-50%,含碳10%-20%,经煤气除尘器回收后,可再用作烧结原料。(三)炼钢1、炼钢设备现状:现有50T转炉3座,日产量(6900)吨左右。【大修一年一次,时间为10天】2、炼钢冶炼的目的:将铁水里的碳及其它杂质(如:硅、锰)等氧化,有效的去除杂质,产出比铁的物理、化学性能与力学性能更好的钢。3、炼钢原材料:铁水、白灰块、白云石、硅铝合金、锰硅合金、硅铁、碳化硅、增碳剂、硅钙线等。炼钢厂合金消耗理论加入量(Kg/T)序号钢种牌号硅锰合金硅铁硅铝铁硅钡钙硅钙线脱
16、氧剂理论加入量理论加入量理论加入量理论加入量理论加入量理论加入量1 Q235(锰0.35-0.45)5.900 1.400 0.400 2 Q195L 4.700 0.300 1.180 0.370 0.280 0.400 3 Q195 5.550 1.200 0.450 0.180 0.400 4 Q345B25.100 0.000 0.400 5 DR(硅钢)2.900 44.000 0.350 0.280 6 HPB3008.000 3.350 0.400 7 HRB400E(锰1.45-1.55)22.500 5.800 v每一炉原料使用情况见下表格:(单位/吨)块矿石灰轻烧白云石烧结
17、球硅铁硅锰硅铝铁硅铝钡钙渣料总计铁水废钢4、炼钢生产工艺:首先上炉炼钢完毕后先对转炉进行溅渣利用氧枪吹氮气溅渣作用是保护炉壁,铁水(50T左右),然后利用氧枪顶吹大约20分钟,顶吹的同时操作人员观察火焰情况,调整氧枪高度及加入适量石灰、白云石(除S P)外矿块、烧结球等辅料。观察火焰合适时进行拉碳操作,必要时可进行二次顶吹、拉碳拉碳操作后出钢渣(5T左右)同时取样化验。出渣结束后出钢水同时进行底部氩气强吹(1分40秒左右)使杂质上浮成分均匀,并加入硅铝铁、硅铝钡钙脱氧,出钢结束后继续软吹氩气至少6分钟并加入硅钙线(70米)提高钢水流动性及去除杂质。高炉铁水炉顶氧气喷吹渣料冷料喂线出钢水出钢水出
18、钢渣说明:炼钢过程中五大制度u 装入制度。倾炉,兑铁水,摇正炉体(至垂直位置); u 供氧制度。降枪开吹,通过标尺来判断氧气枪进入炉内长度,供氧时间14-15分钟,流量为1.4万。氧枪有四个孔,角度为10.5度,形成上下循环系统,以免炉渣溢出。(1)开吹时氧枪枪位采用高枪位,目前是为了早化渣,多去磷,保护炉衬;(2)在吹炼过程中适当降低枪位的保证炉渣不“返干”,不喷溅,快速脱碳与脱硫,熔池均匀升温为原则;(3)在吹炼末期要降枪,主要目的是熔池钢水成分和温度均匀,加强熔池搅拌,稳定火焰,便于判断终点,同时使降低渣中Fe含量,减少铁损,达到溅渣的要求。(4)当吹炼到所炼钢种要求的终点碳范围时,即停
19、吹,倒炉取样,测定钢水温度,取样快速分析C、S、P的含量,当温度和成分符合要求时,就出钢。u 造渣制度。在供氧过程中加入渣料,主要为轻烧白云石和白灰,并且根据铁水成分衡量加入渣料的多少,目的:使炉渣保持一定的MgO含量,以减少炉渣对炉衬的侵蚀,利于提高转炉的寿命。u 温度控制。加入冷料。u 脱氧合金化。向炉内加入硅锰合金、硅铁合金,脱氧形成硅铝铁和钡钙铁。备注:整个炼钢过程大概25分钟一炉,钢水包每30个小时换一次包,而每次换包时,会产生两炉混交钢水的情况。5、合格钢水质量标准(化学元素包括碳猛硫磷硅)钢水炉前成分:C 7; Mn 8-20; S0.020;Si 0.1-0.3;成品钢水成分:
20、C6; Mn38-44;S21-26;Si 14-17;Gr 镍 AlS酸溶铝S(硫)含量P(磷)含量Si(硅)含量国标0.07%0.1%0.8%厂控标准0.03%0.1%0.35%6、炼钢过程中,各个元素对钢材的质量都有重要影响: (1)碳;含碳量越高,刚的硬度就越高,但是它的可塑性和韧性就越差(2)硫;是钢中的有害杂物,含硫较高的钢在高温进行压力加工时,容易脆裂,通常叫作热脆性(3)磷;能使钢的可塑性及韧性明显下降,特别在低温下更严重。这种现象叫作冷脆性在优质钢中,硫和磷要严格控制但从另方面看,在低碳钢中含有较高的硫和磷,能使其切削易断,对改善钢的可切削性是有利的(4)锰;能提高钢的强度,
21、能消弱和消除硫的不良影响,并能提高钢的淬透性,含锰量很高的高合金钢(高锰钢)具有良好的耐磨性和其它的物理性能(5)硅;它可以提高钢的硬度,但是可塑性和韧性下降,电工用的钢中含有一定量的硅,能改善软磁性能(6)钨;能提高钢的红硬性和热强性,并能提高钢的耐磨性(7)铬;能提高钢的淬透性和耐磨性,能改善钢的抗腐蚀能力和抗氧化作用(8)钒;能细化钢的晶粒组织,提高钢的强度,韧性和耐磨性当它在高温熔入奥氏体时,可增加钢的淬透性;反之,当它在碳化物形态存在时,就会降低它的淬透性(9)钼可明显的提高钢的淬透性和热强性,防止回火脆性,提高剩磁和娇顽力(10)钛;能细化钢的晶粒组织,从而提高钢的强度和韧性在不锈
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