炼钢工艺设计讲座

《炼钢工艺设计讲座》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、顾家声2007年3月炼钢工艺设计讲座内容摘要钢铁生产工艺流程简介炼钢、连铸工艺及设备炼钢连铸工程设计对辅助专业的一般要求钢铁生产工艺流程分类长、短流程优、缺点第一部分钢铁生产工艺流程简介1钢铁生产工艺流程分类1.1长流程以矿石和煤为主要原料，通过烧结(或球团)、焦化、高炉、炼钢连铸和轧钢等工序生产钢材的流程。在我国主要钢铁联合企业中，长流程的产量占主导地位。有的联合企业长短流程兼有。有的钢铁联合企业还包括矿山、选矿、耐火材料、热电站和某些副产品加工及其它钢铁产品的深加工等。钢铁生产的工艺流程可分为两大类：长流程短流程钢铁生产长流程示意框图钢铁生产长流程优点长流程的优势在于其工艺成熟可靠

2、；效率高、生产规模大；产品质量好；能源消耗少，成本低廉。至今乃至今后相当长的一段时间内仍是钢铁生产的主导工艺。钢铁产品的主要部分和一些重要品种都要依靠它生产，大型联合企业(200～1000万t/a)都采用这种流程。钢铁生产长流程缺点长流程的生产链长，建设投资大，周期长，生产灵活性差、建厂条件(水电、运输及原材料供应等)要求高而且复杂；焦化、烧结及高炉等，环境污染比较严重；高炉冶炼必须使用日趋紧缺的冶金焦。因此，长流程正面临着环境保护要求不断提高以及焦煤资源短缺的挑战。为此，近20年来研发了熔融还原流程，以迎接上述挑战。熔融还原流程只采用的能源介质为煤和氧气，基本上不使用冶金焦。它的主要

3、产品是铁水和热值较高的煤气。熔融还原取代高炉的前景还在经受考验中。1.2钢铁生产短流程以废钢或海绵铁(直接还原铁)为原料通过电炉炼钢和轧钢等工序生产钢材的流程。国外称这种电炉——连铸——轧钢这样的短流程生产工艺为小钢厂的短流程，其生产工艺流程如下：钢铁生产短流程示意框图钢铁生产短流程优点①生产规模适中。一般为50～100万t/a，现在薄板坯连铸连轧生产带钢技术成熟后，其规模已扩大至150～200万t/a；②建设投资省。根据生产规模及钢材品种，吨钢建设投资约为常规长流程的35%～50%；③生产成本低。在工业发达国家，废钢资源充裕，其价格低于生铁，电费也不高，而且流程短，工序少，吨钢所耗劳

4、动工时也少；④热能消耗少；⑤环境污染小。因不建严重污染环境的烧结、焦化、高炉工序，烟尘和污水排放量少；⑥生产灵活性大。规模可大可小，可靠近钢材用户地区建设，减少运输费用，也能随市场变化调整生产，容易适应地区对钢材的需求。采用电炉——连铸——轧钢短流程的条件是必须有充足的废钢来源和相对低廉的电价。电炉冶炼中以海绵铁作为废钢代用品，主要目的在于补充废钢数量的不足和提高入炉原料的质量。因为海绵铁中微量元素的含量极低，对于冶炼微量元素含量要求严格的特殊用途钢种，配加一定比例的海绵铁是完全必要的。我公司在上世纪90年代设计建设投产的短流程有天津无缝钢管厂、张家港润忠及沙景、淮阴、江阴兴澄、苏钢、

5、抚钢、韶关等厂。第二部分炼钢、连铸工艺及设备炼钢的基本任务主要炼钢方法炼钢原料铁水预处理转炉炼钢生产工艺及主要设施钢水炉外精炼连铸①脱C；②去磷和去硫；③去除冶炼过程中进入钢液的有害气体及非金属夹杂物；④脱氧及合金化。把冶炼过程中生成的对钢质量有害的过量氧(以FeO形式有存在)从钢液中排出。加入合金元素，把钢液中的各种合金元素含量调整到所炼钢号的范围内；⑤调温。按冶炼工艺要求，调整钢液温度到出钢温度；⑥浇铸。把冶炼好的合格钢水浇铸成一定形状的铸坯，供下步工序轧钢轧材。2.1炼钢的基本任务2.2主要炼钢方法氧气转炉炼钢氧气转炉炼钢是以铁水及少量废钢等为原料，加入熔剂(活性石灰石、萤石、白

6、云石等)及铁合金。在转炉内用氧气进行吹炼的炼钢方法。根据冶炼期间向炉内喷吹氧气、惰性气体的部位不同，转炉炼钢又可分为顶吹、底吹和顶底复合吹转炉。电炉炼钢通常所说的电炉炼钢主要指电弧炉炼钢。电炉炼钢是以电能为热源，以废钢为主要原料，辅助料铁矿石、铁合金、石灰、萤石等。电弧炉炼钢是靠电极和炉料产生的电弧热，加热、熔化废钢和其它炉料，加入铁矿石(氧化铁皮)、石灰、萤石和吹氧，去除金属中的杂质，然后用铁合金、铝等使钢水脱氧和合金化的炼钢方法。2.3炼钢原料炼钢原料金属料铁水生铁废钢铁合金辅助原料造渣材料氧气、铁矿石氧化铁皮氧化剂增碳剂铁水铁水是转炉炼钢的主要原料，一般占装入量的80%以上。在废

7、钢供应不足时，电炉炼钢中如有条件可用铁水代替部分废钢，此时铁水配入量可达30%左右。转炉炼钢对铁水的要求：①铁水温度：铁水的物理热和化学热是转炉炼钢的基本热源。铁水温度是铁水带入转炉物理热多少的标志，铁水物理热约占转炉热量收入的50%，一般要求铁水物理温度大于1250℃。②化学成分：国家标准对炼钢生铁的成份有具体规定(GB/T17-1998),但在实际生产中，各钢厂都根据本厂具体情况对炼钢生铁的成分提出比国家更严格的规定。国内部分钢厂用铁水成分