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1、高溫熔融物爆炸(1)鋼水、鐵水、鋼渣以及煉鋼爐爐底的熔渣都是高溫熔融物,與水接觸就會發生爆炸。當1 kg水完全變成蒸汽后,其體積要增大約1500倍,破壞力極大。(2)煉鋼爐、鋼水罐、鐵水罐、中間罐、渣罐漏鋼、漏渣及傾翻時發生爆炸;往潮濕的鋼水罐、鐵水罐、中間罐、渣罐中盛裝鋼水、鐵水、液渣時發生爆炸;向有潮濕廢物及積水的罐坑、渣坑中放熱罐、放渣、翻渣時引起的爆炸;向煉鋼爐內加入潮濕料時引起的爆炸;鑄鋼系統漏鋼與潮濕地面接觸發生爆炸。2、水冷系統漏水爆炸煉鋼工藝設備多屬高溫作業,故水冷系統較多,如轉爐煙罩、爐口水冷系統、RH水冷系統、連鑄機結晶器的水冷系統等,易發的故障是水冷系統泄漏、與高溫液體易發生爆炸的危險煉鋼廠因為熔融物遇水爆炸的情況主要有:轉爐氧槍,轉爐的煙罩,連鑄機的結晶器的高、中壓冷卻水大漏,穿透熔融物而爆炸;煉鋼爐、精煉爐、連鑄結晶器的水冷件因為回水堵塞,造成繼續受熱而引起爆炸。
摘要相比較電爐而言,近十年來,我國轉爐煉鋼生產流程工藝與裝備技術的進步幅度是明顯的。而未來,這種生產流程結構不盡合理的現象亦會逐步改變。近年來,我國轉爐鋼產量占粗鋼總產量的比例日益增強,2003年我國轉爐鋼比為82.4%,到2013年這一比例已增至93%,而近十年來,世界轉爐鋼與電爐鋼比例基本保持在7:3的平均水平,我國與之相比轉爐鋼比過高。未來我國這種鋼鐵生產流程結構不盡合理的現象會隨著我國資源條件、市場需求變化和綠色低碳環境的需求而逐步改變。相比較而言,近十年來,我國轉爐生產流程工藝與裝備技術的進步幅度更加明顯。1、轉爐煉鋼技術發展現狀目前,轉爐煉鋼仍是世界上最主要的煉鋼方法,其鋼產量占世界鋼總產量的65%以上。由于我國廢鋼資源短缺,電力缺乏,電價偏高,因此電爐鋼的產量增長受到一定程度的制約,而隨著生鐵資源的充裕也給轉爐鋼產量的增長提供了良好條件。因此,轉爐鋼產量近年來獲得了快速增長。2905年我國轉爐鋼產量為3.14億噸,到2013年提高到7.65億噸。隨著轉爐鋼產量的增加,轉爐煉鋼生產工藝技術也得到迅速發展。轉爐煉鋼技術進步主要體現在以下幾個方面。1.1、轉爐裝備日趨大型化2001年我國100噸以上大型轉爐只有30座,產能為3602萬噸。至2013年增長到345座,產能超過5.08億噸,13年間大型轉爐的生產能力增長了14倍。其中300噸轉爐從3座增加到11座,產能從678萬噸增長到2759萬噸以上。從數量上來看,我國現有轉爐中以100-199噸的轉爐數量最多,而200噸及以上的轉爐數量最少,我國仍然保有一定數量的30噸以下的轉爐。因此,淘汰落后產能任務艱巨。目前,我國100噸及以上轉爐的產能約占全部轉爐產能的67.5%。隨著淘汰落后產能力度的加大,我國轉爐將進一步朝著大型化方向發展。1.2、轉爐生產工藝進一步優化提高鋼材潔凈度是21世紀鋼材質量發展的重大技術方向。為提高鋼材質量且擴大冶煉鋼種,我國大、中型轉爐煉鋼廠都相繼增建了鐵水脫硫裝置和二次精煉裝置。近年來新建的轉爐煉鋼廠大多配置了鐵水脫硫裝置,并根據冶煉鋼種的要求配置了相應的爐外精煉裝置,一般多采用LF精煉,有些轉爐煉鋼廠還配置了Ⅵ)精煉裝置,從而為高附加值鋼種的生產提供了有利條件。我國自主設計建設的京唐公司300噸轉爐采用了國際上最先進的脫磷爐與脫碳爐分工、聯合生產的工藝,京唐公司是國際上最早采用這一先進工藝的300噸轉爐大型煉鋼廠。經過近兩年的技術攻關,脫磷爐生產周期28min,脫碳爐32min;單爐班產爐數從7-8爐次提高至16爐次,轉爐生產效率提高1倍,出鋼溫度平均降低20℃。鐵水“三脫”預處理比例達到90%;月平均轉爐終點[P]為0.006%,P+S]為150×10-6;和爐外精煉相匹配可穩定生產[P+S50×10-6的高潔凈鋼。石灰總消耗量從傳統流程的50kg/t,下降到24.3kg/t,煉鋼總渣量由110kg/t下降到的47kg/t,鋼鐵料消耗降低9.lkg/t,比傳統轉爐煉鋼成本降低37.39元/t鋼,標志著我國大型轉爐煉鋼技術已接近國際領先水平。
一、漏水造成煙道漏水的原因最主要有沖蝕腐蝕(尤其是高溫沖蝕)、交變溫差、焊縫開裂,導致煙道冷卻水外溢。1、高溫沖蝕腐蝕:熱水冷卻煙道隨著環境溫度增加,金屬表而產生的氧化皮膜會逐漸變厚,氧化皮膜與基材間的結合強度會更高,足以抵抗隨后的磨粒沖擊,當達到臨界溫度(570攝氏度)后,這時材料進人沖蝕氧化破壞區。金屬材料具有延展性,高溫下更是如此,而氧化物則展示脆性,溫下沖蝕腐蝕破壞中,與沖蝕有關的常數可從0.8 變化到7,這與高溫下氧化或腐蝕產物的皮層塑性增加有較大關系,致使管壁不斷減薄,導致爆管漏水。2、交變溫差:煙氣對管束產生橫向沖刷,一方面因溫差急劇變化導致管束出現高溫膨脹與降溫收縮,產生外部機械應力,由于受余熱鍋爐與下部固定支座的制約。另一方面當管束出現漏水時,為迅速恢復生產,則立即將管束內高達近300攝氏度的熱冷卻水排出降到室溫,補焊后再補水。因此管束應力無法消除,極易產生疲勞脆化,最終出現橫向裂紋。3、焊縫開裂漏水形成粘結性爐膛:為確保煙氣收集質量,減少煙氣外溢,管間采用鋼板滿焊作筋板隔離,焊接過程中由于焊條操作角度、電流選擇不當等,導致管壁局部變薄,同時滿焊過程中管束將產生較大的熱應力,在應力釋放時會對管壁產生變形出現裂紋,導致漏水。平頂山優質煉鋼煉鐵設備施工因此,當煙道(此外還包括吹氧管、下料孔煙道、水冷爐口等)出現漏水時,外溢的水在高溫下迅速形成霧氣與冷卻高溫煙塵,形成粘結性與粘附性的爐渣粘附在管束上。二、非正常的冶煉工藝1、由于轉爐冶煉任務繁重,操作中為多產鋼而采取增大裝人量而減少爐容比,提高供氧強度,縮短供氧時間,導致爐渣外溢,處理方式上,操作人員通過吹氧管用高壓氧氣強制吹掃熾熱的紅渣,一方面高溫下管束表面開始氧化,出現高溫沖蝕,另一方面爐渣在氣流的作用下急劇磨蝕管束工作表面,造成管壁減薄變形,出現縱向裂紋。2、其他:冶煉中熱平衡對煙道堵塞有較大影響,又加增大裝入量,往往出現冶煉時產生的煙氣量大于系統抽出量,致使煙氣外溢嚴重,部分粘附性較強的渣就粘附在管束上,非正常的轉爐爐形也會造成影響,控制得好對影響不明顯,一且爐形出現扁形或爐膛過小等將會出現爐渣外溢嚴重時還夾帶金屬,粘附在水冷爐口上,導致爐口直徑變小,在風機的強制抽力作用下,高溫煙道帶金屬的渣進入各區,堵塞煙道。
應用焦炭、含鐵礦石(天然富塊礦及燒結礦和球團礦)和熔劑(石灰石、白云石)在豎式反應器——高爐內連續生產液態生鐵的方法。它是現代鋼鐵生產的重要環節。現代高爐煉鐵是由古代豎爐煉鐵法改造、發展起來的。盡管世界各國研究開發了很多煉鐵方法,但由于此方法工藝相對簡單,產量大,勞動生產率高,能耗低,故高爐煉鐵仍是現代煉鐵的主要方法,其產量占世界生鐵總產量的95%以上。鐵焦技術編輯鐵焦技術通過使用價格低廉的非黏結煤或微黏結煤用作生產原燃料進行煤礦的生產,將其與鐵礦粉混合,制成塊狀,用連續式爐進行加熱干餾得到含三成鐵、七成焦的鐵焦 。再經過專業設備加工,最后經過冶煉就能得到與原始技術一樣的煉鐵成果。這一技術使用較高含量的鐵焦代替原始含量,經過實驗表明會節省大量的焦與主焦煤,也通過這一試驗說明鐵焦具有提高反應速率的作用,證明了在高爐煉鐵中鐵焦含量至少可以達到 30%。這項技術正在日本的各個工廠進行實際生產,而且取得了一定的成果。但是現階段技術還未完全成型,還需要大量實驗進行完善。生物質編輯生物質指的是,動物、植物、微生物通過新陳代謝產生的有機物,這種有機物很適合進行熱解行為,并且可以碳化溫度來實現二氧化碳排放量的減少,算是這一領域的新型能源之一。部分學者通過研究表明,生物質和廢塑料很適合應用在高爐煉鐵的某些工藝中,而且不需要額外的人、物力、財力的消耗。生物質可以代替煤粉等還原劑進行高爐噴吹。其相較于煤粉還有著一定的優勢,例如可以控制二氧化碳的含量,還能提高原料的還原能力,并且使高爐恒溫帶的溫度降低,使氣體得到更好的利用。噴吹焦爐煤氣編輯因為焦爐煤氣的主要成分是氫氣,含有一些其他的碳氫化合物。這樣一來就使得高爐煉鐵的能源更加清潔。而且它可以充當良好的還原劑,不僅如此,還提高了碳氫元素的利用率,降低了化石燃料的使用量,極大的促進了節能減排的步伐。我國已經建設了利用相關技術的工廠,并且進行了試生產,通過生產過程的數據顯示,對于燃料的需求量明顯降低,這就證明了焦爐煤氣在爐中起到了明顯的作用,調節了爐內的工作環境,使高爐的生產得到了保證。噴吹廢塑料編輯這種技術在德國與日本早就投入到日常的生產之中,早在 1994年德國企業就在研究這一技術,在 1995 年了研制出第一臺運用這一技術的設備,并進行了技術的完善,為這一技術投入使用打下了堅實的基礎。而日本則在利用廢舊塑料代替焦炭上面取得了一定成就,根據數據表明,利用廢舊塑料產生的能源有 80% 得到利用,這就表明其可以很好的代替原有材料進行高爐煉鐵 綜合噴吹編輯高爐除塵灰指的是爐前出鐵時產生的粉塵和爐頂主皮帶料頭部放料的過程中產生的粉塵經過一定比例的混合制成的,但由于這兩種粉塵的顆粒極為細小,很不利于收集,但通過設想就可得知如果將其收回并完美利用,就是最好的節能方式之一。這樣不僅可以使煤粉的燃燒效果得到提高,還能回收一部分浪費的鐵元素,通過合理控制其添加量就能有效的提升產量,并且對本來的廢料進行回收,充分的進行了材料的利用,不僅有助于提高產量,還節省了一部分資金。技術優化編輯粒煤噴吹技術高爐粒煤噴吹技術在國外已經有很多年的歷史,例如在英、法、美都有大量應用這一技術的廠區存在。在我國卻還沒有大量應用,但通過事實證明這一技術也是可以進行推廣的。與傳統的技術相比該技術擁有幾項優點,對比粉煤技術,粒煤技術更加安全,不容易造成爆炸,而且在制造過程中也會更加節省能源。粒煤在理論上可以適用于各種技術,這樣企業就可根據自身需要進行選擇,而且在相同的效率前提下,粒煤的設備投資只有粉煤的三成。而且在使用中的成本也比較低,所以這一技術更值得推廣。合理配煤通過合理配煤,不僅可以減少資金消耗,還可以根據煤種的特點進行調整配比,使其性能達到最佳。要想降低能源方面的資金消耗的話就要將眼光放到一些產量高、價格低但性能并不是特別好的煤種上,例如褐煤,這種煤因為煤化較低,導致含有水分較高,燃燒產生的熱量也較少,但其含有的硫元素較少,可磨性也很好,可以滿足高爐噴吹所需煤的要求,在生產中就可以適當的應用,通過科學的調整配比,就可以既降低資金的投入又可以減少含水量高帶來的不利影響。提高燃燒效率當前情況下,高爐噴煤技術已經比較熟練,這時考慮如何提高煤粉的燃燒效率就成為優化技術的又一重要突破口。就噴入煤粉之后而言,煤粉在爐內發生燃燒,那么如何提升燃燒速度是要重點考慮的,加入助燃劑和降低煤粉燃點都是比較好的辦法。其中加入助燃劑已經處于研究之中的狀態,根據實驗結果表明,加入適當的助燃劑可以有效的縮短煤粉的點燃時間,使煤粉的燃燒速率得到顯著提高。
轉爐自動化,工業自動化生產工藝。典型的氧氣轉爐自動化系統由過程控制計算機、微型計算機和各種自動檢測儀表、電子稱量裝置等部分組成。按設備配置和工藝流程分為供氧系統,主、副原料系統,副槍系統,煤氣回收系統,成分分析系統和計算機測控系統。有些大型的轉爐自動化系統除了有轉爐本身的控制系統外,還包括有鐵水預處理系統、鋼水脫氣處理系統和鑄錠控制系統等。氧氣轉爐冶煉周期短、產量高、反應復雜,但用人工控制鋼水終點溫度和含碳量的命中率不高,精度也較差。為了充分發揮氧氣轉爐快速冶煉的優越性,提高產量和質量,降低能耗和原料消耗,需要完善的自動化系統對它進行控制。供氧系統編輯在轉爐吹煉中,供氧系統主要用于控制吹氧量和氧槍位置(即氧槍與鋼水液面的距離),完成以下功能: ①測量氧氣壓力、流量、氧耗量、氧純度等參數,并對氧流量進行閉環控制。②測量氧槍冷卻水溫度、壓力和流量。③采用電子邏輯或微型機控制裝置在吹煉不同階段改變氧槍位置,其定位精度為±10毫米。主、副原料系統編輯轉爐主原料(鐵水和廢鋼)和副原料(石灰、白云石、礦石、螢石、鐵皮等)的稱重誤差和成分誤差,直接影響煉鋼終點命中率和鋼的質量。這個統用以保證主、副原料的準確稱量。它包括 3個部分。①電子秤:用以對鐵水、廢鋼、鐵合金和鋼水進行稱重,并能自動去皮;②副原料稱重和上料控制:當高位料倉中的副原料用光時,可自動地將地下料倉的副原料送入高位料倉,它采用料位檢測器檢出料倉料位信號,用皮帶秤稱重,用電子邏輯或微型機控制上料;③副原料自動配料控制:根據人工設定和計算機設定的副原料的配比,入爐副原料由料斗秤稱量后自動按量裝入。副槍系統編輯吹煉過程中用于測量鋼水溫度和含碳量的檢測裝置,主要包括兩個部分。①測溫定碳裝置:它由測溫定碳和測液面復合探頭、溫度和碳變送器、微型機和陰極射線管顯示器等組成。測試時,副槍將探頭插入鋼水內測溫、取樣,測出的溫度和含碳量信號經微型機處理后,在顯示器上顯示并傳送到過程計算機。②副槍順序控制裝置:它由探頭、電子邏輯線路或微型機構成。副槍系統自動給出所需的探頭,自動裝探頭,檢查探頭是否接通,然后自動快速下槍,移動到變速點時則由快速改成慢速,當移動到測試點時便準確停車,定位精度為±10毫米。待取樣完成后,快速提升,到變速點時改為慢速提升,到達最高點時則自動停車。待定碳信號出現后,則自動拔掉舊探頭。煤氣回收系統編輯用以保證煤氣回收正常運行,它由各種變送器、分析儀和微型機組成。首先進行爐口微壓差(±50帕)測量和自動控制,爐中微壓差經變送器變成標準電信號后,由調節器控制煤氣管道的閘板閥,使爐口保持正壓,防止吸入空氣。其次進行煤氣中CO、O2含量的分析和CO回收的自動控制,采用紅外線CO分析儀、磁氧分析儀(精度為±1%)或質譜儀分析CO、O2含量,用可編程序控制器來控制煤氣回收的操作。最后進行煤氣流量測量。所用方法是先在廢氣管道中取出差壓信號,然后再用差壓變送器將此信號變為電信號進行測量。成分分析系統編輯用直讀光譜儀或 X熒光分析儀來分析鐵水和鋼水的成分。 X熒光還能分析礦石、爐渣的成分。專用計算機對分析值進行處理后將結果打印出來,并將它們傳送到過程控制計算機,為控制作準備。鋼水中的溶氧量則用氧化鋯定氧探頭測出。
2)轉爐煉鋼原料質量有待提高。我國轉爐煉鋼用石灰的含硫量比較高,許多鋼廠達0.06%甚至更高,這不僅影響轉爐鋼的性能,而且冶煉過程中產生的二氧化硫對環境也會造成嚴重污染。3)我國轉爐煉鋼自動化控制水平,特別是動態控制水平需要進一步提升。目前,歐洲大部分鋼鐵企業轉爐煉鋼生產都實現了快速出鋼,即大部分爐次終點不倒爐、不取樣而直接出鋼。國內企業的控制水平與先進指標還有一定差距。4)我國轉爐煉鋼技術發展不平衡。無論是自動煉鋼水平、同樣爐齡復吹條件下的碳氧積水平、煤氣蒸汽回收量、對精煉工藝掌握的深度還是供氧強度與冶煉周期等主要技術經濟指標,先進與落后的鋼廠差距較大。5)我國轉爐煉鋼終點鋼水氧含量普遍偏高,這大大增加了高品質鋼冶煉的難度。高效率低成本的轉爐脫[Si]和[P]工藝還未能全面推廣。我國先進企業全新流程在原料消耗與生產效率上與國外先進企業還有一定差距。今后,我國鋼鐵企業還要進一步增強環保意識,進一步做好煉鋼節水、節能和生態環境保護等工作。