煉鋼工藝與設備演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有79頁\編輯于星期四優(yōu)選煉鋼工藝與設備現(xiàn)在是2頁\一共有79頁\編輯于星期四3主要內(nèi)容一煉鋼的基本任務二煉鋼用原材料三轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝與設備四電弧爐煉鋼工藝與設備五連續(xù)鑄鋼工藝與設備現(xiàn)在是3頁\一共有79頁\編輯于星期四鋼鐵生產(chǎn)流程現(xiàn)在是4頁\一共有79頁\編輯于星期四現(xiàn)在是5頁\一共有79頁\編輯于星期四6一、煉鋼的基本任務

煉鋼的基本任務包括：1.脫碳、脫磷、脫硫、脫氧；2.去除有害氣體和夾雜；3.提高溫度；4.調(diào)整成分

煉鋼過程通過供氧、造渣、加合金、攪拌、升溫等手段完成煉鋼基本任務。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼過程，主要是以供入純氧氣，配合爐頂高位料倉加入石灰、白云山、氧化鐵皮、出鋼時加入合金材料等，電弧爐煉鋼主要是供入強大電流，爐內(nèi)石墨電極與廢鋼（鋼液）形成電弧熱，通過熔化-氧化-還原等手段，以獲得所要求的鋼液，澆成（模鑄、連鑄）合格鋼鋼錠或鑄坯?，F(xiàn)在是6頁\一共有79頁\編輯于星期四7二、煉鋼用原材料

煉鋼用原材料一般分為主原料、輔原料和各種鐵合金?，F(xiàn)在是7頁\一共有79頁\編輯于星期四81.金屬料1)鐵水：占金屬料的（70~100%）主要要求成分：[Si]、[Mn]、[P]、[S]溫度：1200——1350度現(xiàn)在是8頁\一共有79頁\編輯于星期四92)廢鋼

廢鋼是電弧爐煉鋼的基本原料，用量約70~90%；對氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼，既是主原料之一，也是冷卻效果穩(wěn)定的冷卻劑。通常占裝入量的30％以下，適當?shù)卦黾訌U鋼比，可以降低轉(zhuǎn)爐鋼消耗和成本。現(xiàn)在是9頁\一共有79頁\編輯于星期四10廢鋼的分類：本廠廢鋼返回料（廢鋼錠、軋鋼切頭）回收料（加工廢料，報廢設備）外購廢鋼加工工業(yè)的廢料（機械、造船、汽車等行業(yè)的廢鋼、車削等）鋼鐵制品的報廢件（船舶、車輛、機械設備、土建材料等）現(xiàn)在是10頁\一共有79頁\編輯于星期四113）鐵合金

吹煉終點脫除鋼中多余的氧，并調(diào)整成分達到鋼種規(guī)格，需加入鐵合金以脫氧合金化。煉鋼常用的合金有Fe-Mn、Fe-Si、Mn-Si合金、Ca-Si合金、鋁、Fe-Al、復合脫氧劑等。其化學成分及質(zhì)量均應符合國家標準規(guī)定?，F(xiàn)在是11頁\一共有79頁\編輯于星期四122.輔助材料1）造渣劑石灰（CaO）螢石（CaF2）生白云石（CaMg(CO3)2

）菱鎂礦（MgCO3

）合成造渣劑錳礦石石英砂（主要成分是SiO2

）現(xiàn)在是12頁\一共有79頁\編輯于星期四132)冷卻劑

氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼過程熱量有富余，因而根據(jù)熱平衡計算加入一定數(shù)量的冷卻劑，以準確地命中終點溫度。冷卻劑包括:廢鋼、生鐵塊、鐵礦石和氧化鐵皮、石灰石等?，F(xiàn)在是13頁\一共有79頁\編輯于星期四143）氧化劑氧氣氧化鐵皮

氧氣是氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要氧化劑，要求含氧量達到99.5％以上，并脫除水分。氧壓為6~12×105Pa。工業(yè)用氧是通過制氧機把空氣中的氧氣分離、提純來實現(xiàn)的。氧化鐵皮要求雜質(zhì)含量少，不含油污和水分。鐵礦石鐵礦石要求含鐵高，P和水分低；現(xiàn)在是14頁\一共有79頁\編輯于星期四154）還原劑和增碳劑

電爐煉鋼中需要使用還原劑和增碳劑包括：石墨電極、木炭、焦炭、電石、硅鐵、硅鈣、鋁等；轉(zhuǎn)爐煉鋼中冶煉中高碳鋼時，一般使用含灰份少的石油焦做增碳劑。現(xiàn)在是15頁\一共有79頁\編輯于星期四16三氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼原理及工藝1.轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)模擬2.鐵水予處理3.轉(zhuǎn)爐煉鋼過程現(xiàn)在是16頁\一共有79頁\編輯于星期四171.轉(zhuǎn)爐煉鋼車間——生產(chǎn)模擬現(xiàn)在是17頁\一共有79頁\編輯于星期四182.鐵水預處理過程

指鐵水在兌入煉鋼爐之前，為去除或提取某種成分而進行的處理過程。對鐵水的爐外脫S、脫P和脫Si，即三脫技術就屬于鐵水預處理的一種。鐵水進行三脫可以改善煉鋼主原料的狀況，實現(xiàn)少渣或無渣操作，簡化煉鋼操作工藝，以經(jīng)濟有效地生產(chǎn)低P、S優(yōu)質(zhì)鋼?，F(xiàn)在是18頁\一共有79頁\編輯于星期四191)鐵水予處理的類型近年來，鐵水預處理技術發(fā)展很快，內(nèi)容也更加豐富，手段多樣化。鐵水脫S鐵水脫Si鐵水同時脫P、脫S鐵水提V、提Nb現(xiàn)在是19頁\一共有79頁\編輯于星期四202)鐵水脫硫預處理的設備魚雷罐車噴粉罐噴槍扒渣機鐵水罐現(xiàn)在是20頁\一共有79頁\編輯于星期四213)鐵水預處理生產(chǎn)模擬現(xiàn)在是21頁\一共有79頁\編輯于星期四224)鐵水預處理生產(chǎn)工藝①脫S基本反應②脫S工藝③扒渣常用鐵水脫S劑:碳化鈣、石灰、蘇打、金屬鎂及其組成的復合脫S劑,基本反應:CaC2+[S]=CaS(s)+2[C]CaO(S)+[S]=CaS(s)+2[O]Na2O+[S]=Na2O(l)+[O]Mg(g)+[S]=MgS(s)廣泛采用噴粉法,在混鐵車中采用噴吹金屬鎂+石灰粉的復合脫S劑脫S,雙孔噴槍插入,深度為1.0~1.5m,處理時間8~10min,脫S率75~82%.扒除予處理渣,避免回P,回S.現(xiàn)在是22頁\一共有79頁\編輯于星期四233.轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝1)吹煉全程模擬現(xiàn)在是23頁\一共有79頁\編輯于星期四242)氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼技術的發(fā)展可化分為三個時期：①轉(zhuǎn)爐大型化時期（1950～1970年）②轉(zhuǎn)爐復合吹煉時期（1970～1990年）③轉(zhuǎn)爐綜合優(yōu)化時期（1990年以后）

以轉(zhuǎn)爐大型化技術為核心，逐步完善了轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝與設備。先后開發(fā)出大型化轉(zhuǎn)爐設計制造技術、OG法除塵與煤氣回收技術、計算機靜態(tài)與副槍動態(tài)控制技術、鎂碳磚綜合砌爐與噴補掛渣等護爐工藝技術。由于連鑄技術的迅速發(fā)展，出現(xiàn)了全連鑄的煉鋼車間。對轉(zhuǎn)爐煉鋼的穩(wěn)定性和終點控制的準確性提出了更高的要求。為了改善轉(zhuǎn)爐吹煉后期鋼——渣反應遠離平衡，實現(xiàn)平穩(wěn)吹煉的目標，綜合頂吹、底吹轉(zhuǎn)爐的優(yōu)點，研究開發(fā)出各種頂?shù)讖秃洗禑捁に嚰夹g，在世界上迅速推廣。

圍繞純凈鋼生產(chǎn)，研究開發(fā)出鐵水“三脫”預處理、高效轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)、全自動吹煉控制與濺渣護爐等重大新工藝技術。降低了生產(chǎn)成本、大幅度提高了生產(chǎn)效率。現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼采用的重大技術有：轉(zhuǎn)爐大型化技術、轉(zhuǎn)爐復合吹煉技術、煤氣回收與負能煉鋼技術、全自動轉(zhuǎn)爐吹煉控制技術、濺渣護爐與轉(zhuǎn)爐長壽技術?，F(xiàn)在是24頁\一共有79頁\編輯于星期四253)轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)工藝裝料制度造渣制度供氣制度溫度制度出鋼脫氧及合金化現(xiàn)在是25頁\一共有79頁\編輯于星期四26裝料制度

裝入量是指每爐裝入的鐵水和廢鋼的總量,一般廢鋼占15~30%,裝入量分為三種形式:1.定量裝入:整個爐役期保持每爐的金屬裝入量不變;2.定深裝入:隨容積的擴大而增加裝入量,保持熔池的深度不變;3.分階段定量裝入:將整個爐役分為若干階段,每階段定量裝入.現(xiàn)在是26頁\一共有79頁\編輯于星期四27造渣制度

造渣制度包括以下內(nèi)容:1.爐渣堿度和石灰加入量:堿度指渣中堿性氧化物/酸性氧化物，一般為2.5~4.0，高[S]、[P]鐵水控制在3.5~4.0,噸鋼石灰消耗70~80kg2:爐渣氧化性:用∑(%FeO)表示,高利于成渣,脫P,但降低金屬回收率.一般初期高,終點15%左右,[C]、[P]要求高時，控制在20~25%。3.渣中(MgO):為防止爐渣侵蝕爐襯,造渣時加入含鎂材料,一般終渣(MgO)為6~8%,采用濺渣護爐則8~10%.4.造渣方法:單渣法、雙渣法、雙渣留渣法.渣料分批加入,開吹時加入1/2~1/3,其余分批加入.現(xiàn)在是27頁\一共有79頁\編輯于星期四28供氣制度頂部供氣底部供氣現(xiàn)在是28頁\一共有79頁\編輯于星期四29供氣制度(頂部供氣)供氧操作控制以下參數(shù):氧氣流量:單位時間向熔池吹入氧氣體積;供氧強度:單位時間向熔池噸鋼提供氧氣的體積;氧氣工作壓力:設定壓力測定點的氧氣壓力(0.8~1.2MPa);槍位:噴頭至靜止金屬熔池液面的距離(化渣槍位、基本吹煉槍位、拉碳槍位)現(xiàn)在是29頁\一共有79頁\編輯于星期四30供氣制度(底部供氣)底吹類型非氧化性氣體:Ar、N2氧化性氣體:O2、CO2、空氣底吹過程吹煉前期N2攪拌,后期N2、Ar切換;底部供氣強度≯0.3Nm3/t.min現(xiàn)在是30頁\一共有79頁\編輯于星期四31溫度制度

隨鐵水中元素氧化,金屬液相線溫度升高,澆注也要求過熱度,升溫是煉鋼重要任務之一.出鋼溫度T的確定:T=澆注鋼種液相線溫度+澆注過熱度+鋼水鎮(zhèn)靜及爐外精煉溫度降+出鋼溫度降現(xiàn)在是31頁\一共有79頁\編輯于星期四32出鋼出鋼過程

先測定[C]、[P]、[S]及T,判斷是否滿足出鋼要求,否則補吹;采用擋渣技術與紅包出鋼.現(xiàn)在是32頁\一共有79頁\編輯于星期四33脫氧及合金化脫氧吹煉終點鋼水[O]=0.02~0.08%,向鋼中加入一種(或幾種)與氧親和力比Fe大的元素,常用脫氧劑Fe-Si、Fe-Mn、Al、Si-Al-Ca、Si-Al-Ba等；合金化向鋼水中加入合金元素使其達到成品鋼成分要求現(xiàn)在是33頁\一共有79頁\編輯于星期四344)轉(zhuǎn)爐冶煉的物料平衡及熱平衡物料平衡熱平衡現(xiàn)在是34頁\一共有79頁\編輯于星期四35

5)轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要設備供料系統(tǒng)轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)供氣系統(tǒng)凈化系統(tǒng)輔助設備現(xiàn)在是35頁\一共有79頁\編輯于星期四36供料系統(tǒng)

包括鐵水供應、廢鋼供應、散狀料和鐵合金供應.高爐鐵水直接裝入魚雷罐車運至煉鋼車間.廢鋼用廢鋼槽運到爐前.散狀料供應系統(tǒng)包括散狀料場、地下料倉、運料設施、轉(zhuǎn)爐上方高位料倉、稱量和加料設備.鐵合金料倉及稱量和輸送設備、向鋼包加料設備組成?，F(xiàn)在是36頁\一共有79頁\編輯于星期四37轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)轉(zhuǎn)爐本體爐底:分截錐型和球冠型;爐帽:為截椎型,減少噴濺及熱損失;爐身:采用圓柱形;轉(zhuǎn)爐爐型

指轉(zhuǎn)爐內(nèi)部自由空間的幾何形狀,分為筒球型、錐球型、截錐型?，F(xiàn)在是37頁\一共有79頁\編輯于星期四38轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)托圈用以支撐轉(zhuǎn)爐和傳遞傾動力矩的金屬構件。耳軸轉(zhuǎn)爐左右耳軸是階梯形圓柱體，由長側(cè)耳軸低速轉(zhuǎn)動將大扭矩從傾動機構傳遞給托圈。耳軸與托圈的連接為法蘭盤螺栓連接?，F(xiàn)在是38頁\一共有79頁\編輯于星期四39供氣系統(tǒng)（1）氧槍槍身由三層無縫鋼管套裝而成；內(nèi)層與中層管之間的環(huán)縫是冷卻水進水通道，中層與外層間的環(huán)縫為出水通道。氧氣流速為45~50m/s(氧氣從氧槍出口處，經(jīng)過拉瓦爾噴頭，速度提升為2M)。水速為6~7m/s。槍頭噴孔為拉瓦爾管，可獲得Ma=2.0左右的超音速氣流。現(xiàn)在是39頁\一共有79頁\編輯于星期四40供氣系統(tǒng)（2）升降機構吹煉中用于調(diào)整槍位時,由卷揚機、平衡錘、滑輪、鋼繩卷筒組成，當卷揚機提升平衡錘時，氧槍及升降小車因自重下降；當卷揚機防下平衡錘時，因氧槍和升降小車的質(zhì)量小于平衡錘而被提升?，F(xiàn)在是40頁\一共有79頁\編輯于星期四41供氣系統(tǒng)（3）底部供氣元件影響攪拌、爐子壽命、鋼種質(zhì)量及經(jīng)濟效益；分三大類：鋼管型、磚型、細鋼管多孔型（如圖），不銹鋼管內(nèi)徑為0.4~4mm，每塊磚埋設10~150根。耐火磚為高純度鎂砂+石墨并配加一定量的防氧化劑制成。現(xiàn)在是41頁\一共有79頁\編輯于星期四42凈化系統(tǒng)活動煙罩彎頭脫水器汽化冷卻煙道定徑溢流文氏管可調(diào)喉口文氏管凈化系統(tǒng)由以下部分組成：現(xiàn)在是42頁\一共有79頁\編輯于星期四43凈化系統(tǒng)-活動煙罩爐口上方的煙罩用于煙氣收集，需通水冷卻。由固定段與活動段組成，吹煉時活動段下降，縫隙用N2幕密封或采用微壓差法以防止煙氣外溢。轉(zhuǎn)爐傾動時活動煙罩升起?，F(xiàn)在是43頁\一共有79頁\編輯于星期四44凈化系統(tǒng)-彎頭脫水器利用煙氣做旋轉(zhuǎn)90°的運動時，含塵水滴在離心力的作用下被甩至脫水器葉片及器壁，通過排水槽排走。達到煙氣凈化的目的。現(xiàn)在是44頁\一共有79頁\編輯于星期四45凈化系統(tǒng)-汽化冷卻煙道其作用是將1400~1500℃的煙氣冷卻至800~1000℃.結構為密排式無縫鋼管排列圍成筒狀,冷卻水從煙道下部通入,流經(jīng)無縫鋼管時,由于吸收高溫煙氣的熱量而汽化,從而將高溫煙氣冷卻.現(xiàn)在是45頁\一共有79頁\編輯于星期四46凈化系統(tǒng)-定徑溢流文氏管（一文）屬于兩級全濕法除塵的第一級,起降溫和粗除塵的作用,由收縮段、喉口、擴張段組成，煙氣被收縮段加速并沖擊水幕，迅速吸收熱量汽化，使煙氣溫度由1000℃下降至70~80℃，細小水滴捕集煙塵并去除，一文的效率為90~95%?，F(xiàn)在是46頁\一共有79頁\編輯于星期四47凈化系統(tǒng)-可調(diào)喉口文氏管（二文）工作原理與一文相似，不同在于喉口可調(diào)，可以隨爐氣量變化而變化，以維持喉口流速，主要用于精除塵，效率可達98%?，F(xiàn)在是47頁\一共有79頁\編輯于星期四48輔助設備—副槍副槍用于了解吹煉過程某一時刻成分與溫度，實現(xiàn)動態(tài)控制。由槍身及探頭組成，鋼液由探頭側(cè)面小孔流入樣杯。可測溫、取樣、定碳、測定熔池高度?，F(xiàn)在是48頁\一共有79頁\編輯于星期四49輔助設備—擋渣機構由于合金化過程將降低鋼液的氧化性，因此，要防止爐內(nèi)含有（P2O5）的高氧化性渣進入鋼包造成回P，必須進行擋渣操作，采用擋渣機構在即將完成出鋼前將擋渣球送入爐內(nèi)，防止爐渣進入鋼包?，F(xiàn)在是49頁\一共有79頁\編輯于星期四4.電弧爐煉鋼的設備及工藝1）電弧爐的設備50現(xiàn)在是50頁\一共有79頁\編輯于星期四三維電弧爐爐體圖51現(xiàn)在是51頁\一共有79頁\編輯于星期四放入“狗屋”里面的電弧爐52現(xiàn)在是52頁\一共有79頁\編輯于星期四53現(xiàn)在是53頁\一共有79頁\編輯于星期四541—高壓電纜2—隔離開關3—高壓斷路器4—電抗器5—電抗器開關6—電壓轉(zhuǎn)換開關7—變壓器8—短網(wǎng)9—電弧10—鋼水圖主電路示意圖現(xiàn)在是54頁\一共有79頁\編輯于星期四2023/4/2155電爐等值電路現(xiàn)在是55頁\一共有79頁\編輯于星期四2023/4/2156

電爐理論電氣特性曲線現(xiàn)在是56頁\一共有79頁\編輯于星期四2）電弧爐冶煉工藝——補爐、裝料——通電熔化、吹氧助熔、噴燃料——加渣料、氧化脫磷，吹氧脫碳、升溫——測溫、取樣，終點控制——出鋼、合金化57現(xiàn)在是57頁\一共有79頁\編輯于星期四58現(xiàn)在是58頁\一共有79頁\編輯于星期四2023/4/2159

爐料熔化過程模型，基本可分為四個階段（期），即點弧、穿井、主熔化及熔末升溫?，F(xiàn)在是59頁\一共有79頁\編輯于星期四UHP相關強化冶煉技術——廢鋼預熱技術及裝備——氧-燃助熔技術——二次燃燒及余熱全量回收技術——短網(wǎng)優(yōu)化及智能冶煉技術60現(xiàn)在是60頁\一共有79頁\編輯于星期四2023/4/2161圖6-24雙殼爐運行現(xiàn)在是61頁\一共有79頁\編輯于星期四2023/4/2162雙殼爐工作原理圖現(xiàn)在是62頁\一共有79頁\編輯于星期四2023/4/2163圖6-27康斯迪系統(tǒng)（得興）布置圖圖6-27康斯迪電爐工藝布置現(xiàn)在是63頁\一共有79頁\編輯于星期四2023/4/2164圖

電爐的功能分化與現(xiàn)代電爐流程熔化期氧化期扒渣還原期出鋼廢鋼預熱熔氧期出鋼

精煉現(xiàn)在是64頁\一共有79頁\編輯于星期四2023/4/2165圖6-6氧-燃燒咀在電爐上的布置現(xiàn)在是65頁\一共有79頁\編輯于星期四2023/4/21663)短網(wǎng)改造技術降低電阻，減少損失功率，提高輸入功率，如增加導體截面，減少長度，改善接觸等；降低電抗，增加功率因數(shù)，提高功率輸入，如增加導體截面，減少長度，合理布線（圖6-3）等；改進短網(wǎng)布線，平衡三相電弧功率，如三相導體采取空間三角形布置（圖6-4）或修正平面法等?，F(xiàn)在是66頁\一共有79頁\編輯于星期四2023/4/2167圖6-3短網(wǎng)的幾種布線方式現(xiàn)在是67頁\一共有79頁\編輯于星期四68現(xiàn)在是68頁\一共有79頁\編輯于星期四2023/4/2169圖7-5LF爐運行現(xiàn)在是69頁\一共有79頁\編輯于星期四2023/4/2170現(xiàn)在是70頁\一共有79頁\編輯于星期四2023/4/2171圖7-8VD設備布置示意圖現(xiàn)在是71頁\一共有79頁\編輯于星期四2023/4/2172EAF+AOD冶煉304L不銹鋼工藝O2/Ar或N2電爐熔化出鋼T=1600-1650脫碳期1Ar：O2=1：3C=0.3%還原期加FeSi、SiCr石灰、螢石造渣連鑄脫碳期2Ar：O2=1：2C=0.13%～0.15%脫碳期3Ar：O2=2：1C<0.03%還原期C<0.02%現(xiàn)在是72頁\一共有79頁\編輯于星期四

鋼的生產(chǎn)過程主要分為煉鋼和澆注兩大環(huán)節(jié)。澆注作業(yè)就是將成分合格的鋼水鑄成適合于軋制和鍛壓加工所需要的一定形狀的固體（鋼錠或者鋼坯）。

澆注作業(yè)的特殊性：把鋼水轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w的凝固過程，當鋼水一旦凝固成固體后，在以后的熱加工過程中就不能對鋼質(zhì)量有本質(zhì)上的改進了。

把鋼水凝固鑄成固體有兩種常用的工藝方法：一種是鋼錠模澆鑄法，簡稱模鑄；一種是連續(xù)鑄鋼法，簡稱連鑄。先有模鑄（簡單），后有連鑄（復雜）。鋼水的澆注————模鑄預連鑄現(xiàn)在是73頁\一共有79頁\編輯于星期四模鑄

模鑄生產(chǎn)中，在鑄鐵底盤上放置著一方形、矩形、多邊形或圓形截面的空腔鑄鐵模。精煉后的鋼液以兩種不同的方式由鋼包注入鋼錠模中。一種稱為上注法，即鋼液由鋼錠模的頂部注入；另一種稱為下注或底注法，即通過流槽和湯道磚將鋼液注到單個或多個鋼錠模中。現(xiàn)在是74頁\一共有79頁\編輯于星期四◆

在上注法中，鋼液注流對空氣有過分的暴露，因而二次氧化就比較嚴重。當注流沖擊到鋼錠模內(nèi)的熔體表面時，二次氧化產(chǎn)物和浮渣將被帶入熔體本體中而成為宏觀夾雜。模鑄過程中