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鋼鐵行業(yè)的生產(chǎn)有三個(gè)流程,即高爐轉(zhuǎn)爐流程、電爐流程、特種熔煉。高爐、轉(zhuǎn)爐流程稱為長(zhǎng)流程,生產(chǎn)的鋼稱為轉(zhuǎn)爐鋼,它是以鐵礦(590, -14.50, -2.40%)石和焦炭(1872, -37.50, -1.96%)為主要原料冶煉成鐵水,再由轉(zhuǎn)爐冶煉成鋼;電爐流程稱為短流程,生產(chǎn)的鋼稱為電爐鋼,它以廢鋼為主要原料冶煉成鋼。1工藝技術(shù)的比較分析轉(zhuǎn)爐流程和電爐流程是鋼鐵冶金行業(yè)兩個(gè)主要流程,其在煉鋼方面的主要差別在于:1) 所用主要鋼鐵料不同。轉(zhuǎn)爐煉鋼主要以鐵水為主要原料,還有一般15%左右的廢鋼,近一年多時(shí)間,由于廢鋼價(jià)格低,噸鋼利潤(rùn)較高為轉(zhuǎn)爐煉鋼用高比例的廢鋼消耗提供了條件,廢鋼消耗比例大幅提高,有的甚至高達(dá)40%,但存在轉(zhuǎn)爐內(nèi)熱量不足的問(wèn)題,解決轉(zhuǎn)爐內(nèi)熱量問(wèn)題是提高廢鋼比的關(guān)鍵;電爐煉鋼主要以廢鋼為主要原料,還有鐵水(生鐵)、直接還原鐵,脫碳粒鐵、碳化鐵及復(fù)合金屬料等廢鋼替代品。2) 主要能源不同。轉(zhuǎn)爐煉鋼主要是鐵水的物理熱和化學(xué)熱;電弧爐煉主要是電弧的物理熱,廢鋼預(yù)熱的物理熱、加鐵水帶來(lái)的部分物理熱和化學(xué)熱。3) 主要操作目標(biāo)不同。轉(zhuǎn)爐煉鋼是在給定的時(shí)間內(nèi)完成脫碳、脫磷及溫度控制的冶金操作,實(shí)現(xiàn)成份(碳、磷)及溫度的命中;電爐煉鋼是在全廢鋼的條件下,在給定的時(shí)間內(nèi)完成廢鋼的升溫、熔化和過(guò)熱等,加鐵水等廢鋼替代品的情況下,也有部分脫碳的要求。另外電弧爐煉鋼可分別控制成分和溫度。4) 工藝技術(shù)進(jìn)步的方向不同。轉(zhuǎn)爐煉鋼主要是通過(guò)包括提高供氧強(qiáng)度的高效吹煉技術(shù)、碳及溫度中率的全自動(dòng)化吹煉技術(shù)、不倒?fàn)t出鋼的快速出鋼技術(shù)、采用爐外處理和鐵水預(yù)處理減輕轉(zhuǎn)爐冶金負(fù)荷等措施,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)高效化;通過(guò)接近平衡的冶煉工藝、高效脫磷工藝、出鋼擋渣技術(shù),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的潔凈化,通過(guò)少渣冶煉與爐渣返回、使用合金元素熔融還原(Cr、Mn)礦、干法除塵用水減量化,煤氣余熱回收等技術(shù),實(shí)現(xiàn)低成本及負(fù)能煉鋼。電爐煉鋼主要是通過(guò)強(qiáng)化供能(包括強(qiáng)化供電和輔助能源),采用“環(huán)境友好型” 廢鋼預(yù)熱系統(tǒng)預(yù)熱廢鋼和加鐵水工藝,增加物理熱和化學(xué)熱;采用不開(kāi)爐蓋及出鋼時(shí)仍能通電的連續(xù)冶煉技術(shù),有效地減少非通電時(shí)間;50%左右或更高的大留鋼量平熔池冶煉技術(shù),減少冶煉過(guò)程電弧輻射對(duì)耐火材料的損害;降低電極消耗。以上技術(shù)的應(yīng)用,縮短冶煉周期,實(shí)現(xiàn)高效化生產(chǎn),降低噸鋼能耗。5) 冶金質(zhì)量方面的差異。鋼中的殘余元素(Cu、Ni、Mo、As、Sb、Bi、Sn)不同,電弧爐煉鋼由于廢鋼多次循環(huán)使用,造成鋼中殘余元素含量高;鋼中氮含量不同,電弧爐煉鋼由于電弧區(qū)空氣電離增氮及原料中氮含量高,造成鋼中氮含量高。
鋼鐵是工業(yè)上最常用才材料。俗話說(shuō),百煉成鋼,也有一本書(shū)名為《鋼鐵是怎樣煉成的》描述其主人公經(jīng)歷的坎坷歷程,也間接反應(yīng)了鋼鐵煉制過(guò)程的困難。那么,鋼鐵究竟是怎樣煉成的呢?鋼鐵煉制用的原料是廢鐵或鐵礦石,廢鐵是回收得到的,而鐵礦石來(lái)自大自然,不同原料煉制方法也不一樣,但大體需要經(jīng)過(guò)的歷程都基本相似。電爐(或高爐)煉鋼,這過(guò)程是把廢鐵或鐵礦石化成鋼水,以便后續(xù)加工。轉(zhuǎn)爐煉鋼,這過(guò)程是把電爐(或高爐)煉鋼得到的鋼水提純,去除雜質(zhì),得到較為純凈的鋼水。精煉爐煉鋼,這過(guò)程是調(diào)節(jié)鋼水成分,加入其它金屬或非金屬元素,保證鋼材質(zhì)量。連鑄機(jī)澆鑄鋼坯,通過(guò)上述過(guò)程煉制出來(lái)的鋼水,澆入鑄模冷卻凝固后即得到鋼坯,現(xiàn)代工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)鋼鐵一般使用連鑄機(jī),可連續(xù)澆注鋼水,不斷輸出鋼坯,此時(shí)就已經(jīng)完成了煉鋼過(guò)程了。得到的鋼坯根據(jù)其用途經(jīng)過(guò)軋制、拉拔或機(jī)加工,得到各種形狀的鋼材,這時(shí)的鋼材就是市場(chǎng)上常用的鋼鐵原材料了
基本概況:在高溫下,用還原劑將鐵礦石還原得到生鐵的生產(chǎn)過(guò)程。煉鐵的主要原料是鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣。鐵礦石有赤鐵礦(Fe2O3)和磁鐵礦(Fe3O4)等。鐵礦石的含鐵量叫做品位,在冶煉前要經(jīng)過(guò)選礦,除去其它雜質(zhì),提高鐵礦石的品位,然后經(jīng)破碎、磨粉、燒結(jié),才可以送入高爐冶煉。焦炭的作用是提供熱量并產(chǎn)生還原劑一氧化碳。石灰石是用于造渣除脈石,使冶煉生成的鐵與雜質(zhì)分開(kāi)。煉鐵的主要設(shè)備是高爐。冶煉時(shí),鐵礦石、焦炭、和石灰石從爐頂進(jìn)料口由上而下加入,同時(shí)將熱空氣從進(jìn)風(fēng)口由下而上鼓入爐內(nèi),在高溫下,反應(yīng)物充分接觸反應(yīng)得到鐵。高爐煉鐵是指把鐵礦石和焦炭,一氧化碳,氫氣等燃料及熔劑(從理論上說(shuō)把金屬活動(dòng)性比鐵強(qiáng) 的金屬和礦石混合后高溫也可煉出鐵來(lái))裝入高爐中冶煉,去掉雜質(zhì)而得到金屬鐵(生鐵)。基本流程:高爐冶煉是把鐵礦石還原成生鐵的連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程。鐵礦石、焦炭和熔劑等固體原料按規(guī)定配料比由爐頂裝料裝置分批送入高爐,并使?fàn)t喉料面保持一定的高度。焦炭和礦石在爐內(nèi)形成交替分層結(jié)構(gòu)。爐前操作一、爐前操作的任務(wù)1、利用開(kāi)口機(jī)、泥炮、堵渣機(jī)等專用設(shè)備和各種工具,按規(guī)定的時(shí)間分別打開(kāi)渣、鐵口(現(xiàn)今渣鐵口合二為一),放出渣、鐵,并經(jīng)渣鐵溝分別流入渣、鐵罐內(nèi),渣鐵出完后封堵渣、鐵口,以保證高爐生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行。2.完成渣、鐵口和各種爐前專用設(shè)備的維護(hù)工作。3、制作和修補(bǔ)撇渣器、出鐵主溝及渣、鐵溝。4、更換風(fēng)、渣口等冷卻設(shè)備及清理渣鐵運(yùn)輸線等一系列與出渣出鐵相關(guān)的工作。高爐基本操作制度:高爐爐況穩(wěn)定順行:一般是指爐內(nèi)的爐料下降與煤氣流上升均勻,爐溫穩(wěn)定充沛,生鐵合格,高產(chǎn)低耗。操作制度:根據(jù)高爐具體條件(如高爐爐型、設(shè)備水平、原料條件、生產(chǎn)計(jì)劃及品種指標(biāo)要求)制定的高爐操作準(zhǔn)則。高爐基本操作制度:裝料制度、送風(fēng)制度、爐缸熱制度和造渣制度。高爐橫斷面為圓形的煉鐵豎爐。用鋼板作爐殼,殼內(nèi)砌耐火磚內(nèi)襯。高爐本體自上而下分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹 、爐缸5部分。由于高爐煉鐵技 術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)良好,工藝 簡(jiǎn)單 ,生產(chǎn)量大,勞動(dòng)生產(chǎn)效率高,能耗低等優(yōu)點(diǎn),故這種方法生產(chǎn)的鐵占世界鐵總產(chǎn)量的絕大部分。高爐生產(chǎn)時(shí)從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑(石灰石),從位于爐子下部沿爐周的風(fēng)口吹入經(jīng)預(yù)熱的空氣。在高溫下焦炭(有的高爐也噴吹煤粉、重油、天然氣等輔助燃料)中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣,在爐內(nèi)上升過(guò)程中除去鐵礦石中的氧,從而還原得到鐵。煉出的鐵水從鐵口放出。鐵礦石中未還原的雜質(zhì)和石灰石等熔劑結(jié)合生成爐渣,從渣口排出。產(chǎn)生的煤氣從爐頂排出,經(jīng)除塵后,作為熱風(fēng)爐、加熱爐、焦?fàn)t、鍋爐等的燃料。高爐冶煉的主要產(chǎn)品是生鐵 ,還有副產(chǎn)品高爐渣和高爐煤氣。高爐熱風(fēng)爐熱風(fēng)爐是為高爐加熱鼓風(fēng)的設(shè)備,是現(xiàn)代高爐不可缺少的重要組成部分。提高風(fēng)溫可以通過(guò)提高煤氣熱值、優(yōu)化熱風(fēng)爐及送風(fēng)管道結(jié)構(gòu)、預(yù)熱煤氣和助燃空氣、改善熱風(fēng)爐操作等技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)。理論研究和生實(shí)踐表明,采用優(yōu)化的熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)、提高熱風(fēng)爐熱效率、延長(zhǎng)熱風(fēng)爐壽命是提高風(fēng)溫的有效途徑。鐵水罐車鐵水罐車用于運(yùn)送鐵水,實(shí)現(xiàn)鐵水在脫硫跨與加料跨之間的轉(zhuǎn)移或放置在混鐵爐下,用于高爐或混鐵爐等出鐵。
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(kāi)裂,導(dǎo)致煙道冷卻水外溢。1、高溫沖蝕腐蝕:熱水冷卻煙道隨著環(huán)境溫度增加,金屬表而產(chǎn)生的氧化皮膜會(huì)逐漸變厚,氧化皮膜與基材間的結(jié)合強(qiáng)度會(huì)更高,足以抵抗隨后的磨粒沖擊,當(dāng)達(dá)到臨界溫度(570攝氏度)后,這時(shí)材料進(jìn)人沖蝕氧化破壞區(qū)。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(guān)的常數(shù)可從0.8 變化到7,這與高溫下氧化或腐蝕產(chǎn)物的皮層塑性增加有較大關(guān)系,致使管壁不斷減薄,導(dǎo)致爆管漏水。2、交變溫差:煙氣對(duì)管束產(chǎn)生橫向沖刷,一方面因溫差急劇變化導(dǎo)致管束出現(xiàn)高溫膨脹與降溫收縮,產(chǎn)生外部機(jī)械應(yīng)力,由于受余熱鍋爐與下部固定支座的制約。另一方面當(dāng)管束出現(xiàn)漏水時(shí),為迅速恢復(fù)生產(chǎn),則立即將管束內(nèi)高達(dá)近300攝氏度的熱冷卻水排出降到室溫,補(bǔ)焊后再補(bǔ)水。因此管束應(yīng)力無(wú)法消除,極易產(chǎn)生疲勞脆化,最終出現(xiàn)橫向裂紋。3、焊縫開(kāi)裂漏水形成粘結(jié)性爐膛:為確保煙氣收集質(zhì)量,減少煙氣外溢,管間采用鋼板滿焊作筋板隔離,焊接過(guò)程中由于焊條操作角度、電流選擇不當(dāng)?shù)龋瑢?dǎo)致管壁局部變薄,同時(shí)滿焊過(guò)程中管束將產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力,在應(yīng)力釋放時(shí)會(huì)對(duì)管壁產(chǎn)生變形出現(xiàn)裂紋,導(dǎo)致漏水。黃岡優(yōu)質(zhì)三川施工因此,當(dāng)煙道(此外還包括吹氧管、下料孔煙道、水冷爐口等)出現(xiàn)漏水時(shí),外溢的水在高溫下迅速形成霧氣與冷卻高溫?zé)焿m,形成粘結(jié)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(zhuǎn)爐冶煉任務(wù)繁重,操作中為多產(chǎn)鋼而采取增大裝人量而減少爐容比,提高供氧強(qiáng)度,縮短供氧時(shí)間,導(dǎo)致?tīng)t渣外溢,處理方式上,操作人員通過(guò)吹氧管用高壓氧氣強(qiáng)制吹掃熾熱的紅渣,一方面高溫下管束表面開(kāi)始氧化,出現(xiàn)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(xiàn)縱向裂紋。2、其他:冶煉中熱平衡對(duì)煙道堵塞有較大影響,又加增大裝入量,往往出現(xiàn)冶煉時(shí)產(chǎn)生的煙氣量大于系統(tǒng)抽出量,致使煙氣外溢嚴(yán)重,部分粘附性較強(qiáng)的渣就粘附在管束上,非正常的轉(zhuǎn)爐爐形也會(huì)造成影響,控制得好對(duì)影響不明顯,一且爐形出現(xiàn)扁形或爐膛過(guò)小等將會(huì)出現(xiàn)爐渣外溢嚴(yán)重時(shí)還夾帶金屬,粘附在水冷爐口上,導(dǎo)致?tīng)t口直徑變小,在風(fēng)機(jī)的強(qiáng)制抽力作用下,高溫?zé)煹缼Ы饘俚脑M(jìn)入各區(qū),堵塞煙道。