冶金企业生产工艺流程(新版).doc
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1、烧结工艺流程图: 炼铁生产工艺流程图 描述:专业炼铁高炉.jpg炼铁 炼铁过程实质上是将铁从其自然形态矿石等含铁化合物中还原出来的过程。 炼铁方法主要有高炉法、直接还原法、熔融还原法等,其原理是矿石在特定的气氛中(还原物质CO、H2、C;适宜温度等)通过物化反应获取还原后的生铁。生铁除了少部分用于铸造外,绝大部分是作为炼钢原料。1、 高炉炼铁的冶炼原理(应用最多的) 高炉冶炼用的原料 高炉冶炼用的原料主要由铁矿石、燃料(焦炭)和熔剂(石灰石)三部分组成。通常,冶炼1吨生铁需要1.5-2.0吨铁矿石,0.4-0.6吨焦炭,0.2-0.4吨熔剂,总计需要2-3吨原料。为了保证高炉生产的连续性,要求
2、有足够数量的原料供应。因此,无论是生铁厂家还是钢厂采购原料的工作是尤其重要。 生铁的冶炼虽原理相同,但由于方法不同、冶炼设备不同,所以工艺流程也不同。下面分别简单予以介绍。 高炉生产是连续进行的。一代高炉(从开炉到大修停炉为一代)能连续生产几年到十几年。生产时,从炉顶(一般炉顶是由料种与料斗组成,现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶)不断地装入铁矿石、焦炭、熔剂,从高炉下部的风口吹进热风(10001300摄氏度),喷入油、煤或天然气等燃料。装入高炉中的铁矿石,主要是铁和氧的化合物。在高温下,焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来,得到铁,这个过程叫做还原。铁矿石通过还原反
3、应炼出生铁,铁水从出铁口放出。铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生成炉渣,从出铁口和出渣口分别排出。煤气从炉顶导出,经除尘后,作为工业用煤气。现代化高炉还可以利用炉顶的高压,用导出的部分煤气发电。 生铁是高炉产品(指高炉冶炼生铁),而高炉的产品不只是生铁,还有锰铁等,属于铁合金产品。锰铁高炉不参加炼铁高炉各种指标的计算。高炉炼铁过程中还产生副产品水渣、矿渣棉和高炉煤气等。 高炉炼铁的特点:规模大,不论是世界其它国家还是中国,高炉的容积在不断扩大,如我国宝钢高炉是4063立方米,日产生铁超过10000吨,炉渣4000多吨,日耗焦4000多吨。 目前国内单一性生铁厂家
4、,高炉容积也以达到500左右立方米,但多数仍维持在100-300立方米之间,甚至仍存在100立方米以下的高耗能高污染的小高炉,其产品质量参差不齐,公布分散,不具有期规模性,更不能与国际上的钢铁厂相比。采矿工艺流程图如下: 钢铁生产工艺流程图 钢铁生产工艺流程图钢铁知识基础 1、 碳素钢的定义及钢中五元素含碳2%以下的铁碳合金称为钢。 碳素钢中的五元素是指化学-成份中的主要组成物,即 C、Si、Mn、S、P(碳、硅、锰、硫、磷)。其次是在炼钢过程中不可避免地 会混入气体,含O、H、N(氧、氢、氮)。此外,用铝硅脱氧镇静工艺中,必然在钢水中含有 Al,当Als(酸溶铝)0。020%时,还有细化晶粒
5、的作用。 2、 钢铁是怎样炼成的?炼钢的主要任务是按所炼钢种的质量要求,调整钢中碳和合金元素含量到规定范围之内,并使P、S、H、O、N等杂质的含量降至允 许限量之下。炼钢过程实质上是一个氧化过程,炉料中过剩的碳被氧化,燃烧成CO气体逸出,其它Si、P、Mn 等氧化后进入炉渣中。S部份进入 炼渣中,部份则生成SO2排出。当钢水成份和温度达到工艺要求后,即可出钢。为了除去钢中过剩的氧及调整化学成份,可以添加脱氧剂和铁合金或合金元素。3、 转炉炼钢简介从鱼雷车运来的铁水经过脱硫、挡渣等处理后即可倒入转炉中作为主要炉料,另加10% 以下的废钢。然后,向转炉内吹氧燃烧,铁水中的过量碳被氧化并放出大量热量
6、,当探头测得达到预定的低碳含量时,即停止吹氧 并出钢。 一般在钢包中需进行脱氧及调整成份操作;然后在钢液表面抛上碳化稻壳防止钢水被氧化,即可送往连铸或模铸工区。对要求高的钢种可增加底吹氩、RH真空处理、喷粉处理(喷SICA粉及变性石灰)可以有效降低钢中的气体与夹杂,并有进一步降碳及降硫的作用。在这些炉外精炼措施后还可以最终微调成份,满足优质钢材的需求。4、 初轧模铸钢锭采取热装、热送新工艺,进入均热炉加热,然后通过初轧机及钢坯连轧机轧成板坯、管坯、小方坯等初轧产品,经过切头、 切尾、表面清理,(火焰清理、打磨)高品质产品则还需对初轧坯进行扒皮和探伤,检验合格后入库。目前初轧厂的产品有初轧板坯、
7、轧制方坯、氧气瓶用钢坯、齿轮用圆管坯、铁路车辆用车轴坯及塑模用钢等。初轧板坯主要供应热轧厂作为原料;轧制方坯除部份外供,主要送往高速线材轧机作原料。由于连铸板坯的先进性,初轧板坯的需求量大为削减,因此转向上述其它产品了。5、 热连轧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。其卷重较重、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
8、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。该产品有局部替代冷轧板的趋向,价格适中,深受广大用户喜爱。宝钢新投资的一条热轧酸洗线正在紧张建设中。6、 冷连轧用热轧钢卷为原料,经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧,其成品为轧硬卷,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,因此冲压性能将恶化,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
9、式炉退火消除冷作硬化及轧制应力,达到相应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,且其产品厚度右轧薄至0.18mm左右,因此深受广大用户青睐。以冷轧钢卷为基板进行产品的深加工,成为高附加值产品。如电镀锌、热镀锌、耐指纹电镀锌、彩涂钢板卷及减振复合钢板、PVC 复膜钢板等,使这些产品具有美观、高抗腐蚀等优良品质,得到了广泛应用。冷轧钢卷经退火后必须进行精整,包括切头、尾、切边、矫平、平整、重卷、或纵剪切板等。冷轧产品广泛应用于汽车制造、家电产品、仪表开关、建筑、办公家具等行业。钢板捆包后的每包重量为35吨。平整分卷重一般为310吨/卷。钢卷内径610mm。烧结作业流
10、程图 高炉炼铁作业流程图 炼铁过程实质上是将铁从其自然形态矿石等含铁化合物中还原出来的过程。 炼铁方法主要有高炉法、直接还原法、熔融还原法等,其原理是矿石在特定的气氛中(还原物质CO、H2、C;适宜温度等)通过物化反应获取还原后的生铁。生铁除了少部分用于铸造外,绝大部分是作为炼钢原料。1、 高炉炼铁的冶炼原理(应用最多的) 高炉冶炼用的原料 高炉冶炼用的原料主要由铁矿石、燃料(焦炭)和熔剂(石灰石)三部分组成。通常,冶炼1吨生铁需要1.5-2.0吨铁矿石,0.4-0.6吨焦炭,0.2-0.4吨熔剂,总计需要2-3吨原料。为了保证高炉生产的连续性,要求有足够数量的原料供应。因此,无论是生铁厂家还
11、是钢厂采购原料的工作是尤其重要。 生铁的冶炼虽原理相同,但由于方法不同、冶炼设备不同,所以工艺流程也不同。下面分别简单予以介绍。 高炉生产是连续进行的。一代高炉(从开炉到大修停炉为一代)能连续生产几年到十几年。生产时,从炉顶(一般炉顶是由料种与料斗组成,现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶)不断地装入铁矿石、焦炭、熔剂,从高炉下部的风口吹进热风(10001300摄氏度),喷入油、煤或天然气等燃料。装入高炉中的铁矿石,主要是铁和氧的化合物。在高温下,焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来,得到铁,这个过程叫做还原。铁矿石通过还原反应炼出生铁,铁水从出铁口放出。铁矿石中的脉石
12、、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生成炉渣,从出铁口和出渣口分别排出。煤气从炉顶导出,经除尘后,作为工业用煤气。现代化高炉还可以利用炉顶的高压,用导出的部分煤气发电。 生铁是高炉产品(指高炉冶炼生铁),而高炉的产品不只是生铁,还有锰铁等,属于铁合金产品。锰铁高炉不参加炼铁高炉各种指标的计算。高炉炼铁过程中还产生副产品水渣、矿渣棉和高炉煤气等。 高炉炼铁的特点:规模大,不论是世界其它国家还是中国,高炉的容积在不断扩大,如我国宝钢高炉是4063立方米,日产生铁超过10000吨,炉渣4000多吨,日耗焦4000多吨。 目前国内单一性生铁厂家,高炉容积也以达到500左右立方米,但多数仍
13、维持在100-300立方米之间,甚至仍存在100立方米以下的高耗能高污染的小高炉,其产品质量参差不齐,公布分散,不具有期规模性,更不能与国际上的钢铁厂相比。二流板坯连铸机 烧结-炼铁-炼钢-连铸(模铸)-轧钢 烧结:就是把铁矿粉造块,为高炉提供精料的一种方法。是利用铁矿粉、熔剂、燃料及返矿按一定比例制成块状冶炼原料的一个过程。 炼铁高炉的冶炼过程主要目的是用铁矿石经济高效的得到温度和成分合乎要求的液态生铁。 高炉冶炼的全过程可以概括为:在尽量低能量消耗的条件下,通过受控炉料及煤气流的逆向运动,高效率的完成还原、造渣、传热及渣铁反应等过程,得到化学成分与温度较为理想的液态金属产品。 高炉炉料经各
14、种化学还原反应生产出合格铁水然后通过鱼雷罐送入炼钢,然后作为炼钢原料入转炉冶炼成钢。炉渣经水冲渣排入渣池,通过渣水分离,炉渣排走,水循环利用。 高炉冶炼过程中产生的付产品高炉煤气做为低热值气体燃料供热风炉,烧结,锅炉,预热炉和加热炉等使用。 炼钢广义上说就是铁水通过氧化反应脱碳、升温、合金化的过程。它的主要任务是脱碳、脱氧、升温、去除气体和非金属夹杂、合金化。 连铸就是合格钢水在铸机中冷却成坯的过程。 轧钢:在旋转的轧辊间改变钢坯形状的压力加工过程。棒材生产工艺流程钢坯验收 吊装 计量 编组 入炉加热5501粗轧 160T热剪机切头 4002+4003+3502中轧 1#飞剪切头 平立交替精轧
15、机3006 2#倍尺飞剪 夹送辊 冷床? 300T冷剪定尺 检验称重打包收集 入库二、高线生产工艺流程钢坯验收 编组 排钢? 加热 出钢 粗轧 1#飞剪? 中轧 2#飞剪? 预精轧 预水冷3#飞剪 精轧穿水冷却 吐丝 风冷 集卷 检验 切头尾 打包 称重 卸卷 入库三、高棒生产工艺流程钢坯验收 编组 入炉加热 钢坯出炉 粗轧(6006) 1#飞剪 中轧(5204+4252) 2#飞剪精轧(4254+3652) 穿水冷却 3#飞剪 挑短尺 检验 计数 打捆 称重 挂牌 入库纵剪生产线纵剪生产线示意宝钢工艺流程简图非高炉炼铁工艺Hlsmelt熔融还原炼铁工艺2008年02月17日 星期日 21:2
16、7 由澳大利亚的力拓矿业集团开发的HIsmelt熔融还原炼铁工艺,采用了铁矿粉及钢厂废料和非炼焦煤直接熔融的还原技术生产高质量的铁产品,可直接用于炼钢或铸成生铁。还可以循环使用热能,以达到降低成本和减少污染的目的。从不断优化高炉炼铁和开发新型非高炉炼铁工艺考虑,可对炼铁生产实现节能减排和保护环境起到积极的作用。HIsmelt熔融还原炼铁工艺作为适应钢铁工业发展的需要而开发的熔融还原炼铁的生产工艺,可为炼铁生产提供了一种新的选择。 钢铁生产工艺包括传统的高炉氧气顶吹转炉的长流程和基于电弧炉的短流程。近年来,受环保等方面因素的影响,短流程工艺受到越来越多的关注。1996年以来,世界范围内有大量短流
17、程优质扁平材生产厂投产。这些短流程钢厂仅承担较低的折旧费用,还能利用废钢来削减生产成本。因此,短流程钢厂的热轧生产成本要比钢铁联合企业的低。推动这种趋势发展的主要原因有以下几个方面:高炉生产对原料的规格要求较严格,原料预加工(焦化、球团和烧结厂)使高炉生产成为环境污染的主要排放源,新建或改造高炉的投资额巨大,世界范围内的焦炉普遍呈老化状态,也需要大量投资。 正常情况下,为了获得规模经济效益,钢铁联合企业的建造规模都很大,因此,温室气体排放和环境污染的问题比较严重。电炉炼钢厂的情况则有所不同,与钢铁联合企业相比,其竞争力相对较强。对于电炉炼钢厂来说,优质、稳定的铁供应可明显提高电炉炼钢的生产率,
18、降低生产成本。因此,在炉料中搭配铁水就具有较高的利用价值。在此条件下,开发具有能源利用率高、原料及炉料适应性强、投资成本低、操作灵活等特点的炼铁工艺,已成为钢铁联合企业关注的课题之一。 1 Hlsmelt工艺流程简介 图1为HIsmelt熔融还原炼铁的工艺流程图。图1 HIsmelt熔融还原炼铁的工艺流程图 首先,HIsmelt工艺将金属熔池作为基本的反应媒介,炉料直接注入到金属中,熔炼过程主要通过熔解碳进行。而其他熔融还原炼铁的生产工艺一般都采用顶装矿石和煤炭工艺,通过渣层中的碳化物(及少量金属)进行熔炼。与渣中的碳相比,金属中的熔解碳作为还原剂的反应效率更高,其原因主要是由于渣中的碳需要转
19、换为气相还原介质一氧化碳。也就是说,HIsmelt工艺是通过使用更具活性的碳(溶解碳)获得了更快的熔炼速率。 其次,HIsmelt工艺中熔体的混合度与其他工艺不同。在HIsmelt工艺中,将炉料直接注人到金属中,产生大量的“深层”气体,这会形成一个强劲的上浮气流,导致熔液快速翻转。计算表明,翻转的流量达到每秒数吨的级别。在这种条件下,在液相中形成实质性温度梯度(大于2030)的可能性很小,系统实质上以等温熔体的形式运转。此外,熔体的快速翻转促进了从炉顶空间到熔池的热传递,同时杜绝了单一液滴明显过热的现象。这对于渣区的炉膛耐火材料的保护意义重大,因为熔体的良好混合可使耐火砖仅暴露于低FeO含量及
20、温度较低的介质中。 2 Hlsmelt工艺特点简介图2 HIsmelt熔融还原炉模型 图3 为HIsmelt熔融还原炉的模型,作为目前全球熔融还原炼铁技术之一的Hismelt技术具有以下特点。 在熔炼中,通过使用大范围的煤种、矿石和典型的钢厂废料(回炉料),HIsmelt工艺的适用性得到了充分证明。试用煤种的范围广泛,使其对工艺性能的影响能够被量化。由于汽化和挥发分裂解作用导致的热能损失,高挥发分(最高达38%)煤对HIsmelt炼铁工艺具有负面影响。煤中氧、水分和灰分的含量对生产也有潜在影响。试验表明,该工艺中间试验用的所有煤种均可用于实际生产,在煤种的选择上,仅需从经济方面的考虑。 对采用
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