钢铁制造流程介绍详解.ppt

钢铁制造流程介绍 钢铁制造流程 钢铁制造的工艺流程 高炉炼铁 铁水预处理 转炉炼钢 精炼 连铸 轧制 钢铁制造的工艺流程 钢铁制造业一般可分为长流程和短流程 长流程包括原料供应、炼铁、炼钢、轧钢等生产工序，其特点是生产流程长，任何一个环节出现问题都有可能影响整个生产的正常进行。短流程是以炼钢开始。无论长流程还是短流程，炼钢到轧钢都是提高钢铁企业产品质量的关键。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生产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。连铸坯生产出来后，要和轧机有机结合，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。 这样一个连续和离散混合的生产过程，包括许多的物理、化学变化，每个环节都要受到生产与管理的控制。 钢铁制造的工艺流程 高炉炼铁——基本原理 炼铁的原理：用还原剂将铁矿石中的铁氧化物还原成金属铁 铁氧化物（Fe2O3、Fe3O4、FeO）+还原剂（C、CO、H2）= 铁（Fe） 炼铁的方法 直接还原法（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。  冶炼一吨铁大约需要1.5—2吨矿石。 焦碳： 冶炼一吨铁大约需要500Kg焦炭。  提供热量；提供还原剂；作料柱的骨架。 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：为焦碳燃烧提供氧。 铁水预处理 铁水预处理是指将铁水兑入转炉之前进行的各种提纯处理 普通铁水预处理 普通铁水预处理包括：铁水脱硫、脱硅、脱磷的三脱预处理 特殊铁水预处理 特殊铁水预处理是针对铁水中含有特殊元素进行提纯精炼或资源综合利用如铁水提钒、提铌、脱铬等预处理工艺 铁水预处理——必要性 用优质铁水冶炼优质钢水，是提高产品质量、扩大品种、增加效率和增强产品市场竞争力的重要条件之一，也是生产低硫洁净钢的基础。 铁水预处理有利于提高炼铁、炼钢技术经济指标，对于铁水预处理方法的研究领域在不断开阔，目的是探寻保证良好的脱硫、脱磷效果，最低的处理成本和简单实用的操作方法。 铁水预处理工艺兴起于上世纪70年代。 欧美的钢厂由于原料中含磷比较低，因此铁水预处理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，即铁水预处理脱硅、脱磷和脱硫。 好处 高钢水纯净度，大批量生产低磷低硫钢成为可能； 降低全工序的成本，如合金和耐材的消耗； 由于转炉操作的简化和标准化，转炉产能提高； 成分命中率提高，工序更易于调度。 铁水预处理——脱硫 铁水在进入转炉冶炼前进行脱硫具备最佳的反应条件 铁水中含有大量Si、C、Mn等还原性好的元素，其还原性有利于脱硫 反应，(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 水平； 铁水中氧含量低，硫的分配系数相应有所提高，有利于脱硫； 在铁水预处理脱硫过程中，铁水成分的变化比炼钢或钢水处理过程中钢 水成分的变化对最终钢种影响要小； 铁水处理温度较低，对处理装置的寿命有利。 铁水脱硫法是指在铁水罐、铁水包、混铁车中进行脱硫 在高炉、炉外精炼炉和转炉内每脱除1kg硫的成本分别是铁水脱硫法的2倍6.1倍，16.9倍，铁水脱硫法的成本低效率高。 铁水脱硫预处理的工艺方法 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): 将通过中空机械搅拌器向铁水内加入脱硫剂,搅拌脱硫。 铁水预处理——脱磷 铁水预处理——脱硅 生产中实际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，增加渣中（FeO），抑制碳的氧化，加强搅拌，可以达到高的脱硅率。在铁水预处理脱硅时，产生的渣有很强的泡沫性，这是在生产上需要注意的问题。 为了在铁水预处理时使硅优先氧化，除了考虑硅氧化的热力学条件以外，还应考虑硅氧化的动力学条件。 当硅含量较高时，FeO相反应界面的传质为限制性环节。 转炉炼钢的技术发展 1855－1856年英国人亨利.贝塞麦(Henly)开发了酸性底吹空气转炉炼钢法； 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