工程设计-炼钢工艺.doc

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1、5炼钢5.1炼钢概述5.1.1炼钢生产的基本工序(1)合格钢水的熔炼；(2)将钢水浇注成合格钢坯。5.1.2炼钢的主要生产设备通常设有炼钢炉、炉外精炼装置和连铸机。(1)炼钢炉：主要有氧气转炉和电炉两类。过去还有平炉，由于需外加热源，热效率低，生产效率也低，现已淘汰。1)氧气转炉炼钢是以铁水和少量废钢等为原料，以石灰、白云石、萤石、铁矿石（氧化铁皮）、铁合金等为辅料，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，转炉又分为顶吹转炉、底吹转炉和顶底复吹转炉三种。顶吹是从炉顶吹氧，底吹是从炉底吹氧，顶底复吹是从炉顶吹氧、炉底吹惰性气体

2、（如氩气/氮气）。2)电炉炼钢：通常指电弧炉炼钢，其他类型电炉如感应电炉、电渣炉，电子束炉等，炼钢数量很少。电炉炼钢是以废钢和其它炉料（如直接还原铁）为原料，靠电极通电后与炉料间产生电弧热，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，然后用铝、铁合金等使钢水脱氧和合金化。为减少钢水中有色金属元素的含量和节省能源、降低生产成本，现在有些电炉炼钢厂加30~50%的铁水，不加直接还原铁。为强化冶炼，现在有些厂，除靠电弧加热，熔化废钢和其它炉料而外，还在三支电极两两之间加了三支氧油烧咀和在上炉壳下部四周加了若干碳、氧喷吹装置。(2)

3、炉外精炼装置：为冶炼优质钢种，提高生产效率和连铸机顺利工作，转炉/电炉炼钢车间一般设有钢包炉，脱气装置、喂丝机等精炼设备，对转炉/电炉初炼钢水进行升温、化学成分调整、脱气和去陈杂质等操作。炉外精炼是近些年来发展起来的一项炼钢新技术，是优化冶金生产工艺流程、提高产品质量、扩大品种、提高效率、节能降耗的重要手段，是实现连铸多炉连浇和铸坯热送、热装的必要工艺措施。(1)连铸机：将合格钢水铸成适合于轧钢和锻造加工所需要的一定形状的合格铸坯。按铸坯形状，有板坯、方坯、圆坯、方/圆坯、矩形坯、异形坯等连铸机。采用连铸法生产钢坯比过去采用模铸法生产钢锭，省去了初轧开坯的工序和钢锭

4、在均热炉中加热用的燃料，同时可提高钢坯质量、金属收得率和成材率。2005年我国连铸比已达到97.51%。5.1.3炼钢的基本任务(1)合格钢水熔炼的基本任务合格钢水熔炼的基本任务在于去除生铁中的碳、锰、硫、磷、硅等杂质，同时根据钢种的要求加入适量的合金元素，使之成为以铁为基体的合金——钢。具体的任务：1)脱碳：在高温熔融状态下进行氧化熔炼，将生铁中的碳氧化，使之降低到所炼钢号的规格范围内。它是炼钢过程中的一项最主要任务（铁中含碳＞2.11%，钢中含碳＜2.11%）。2)去磷和去硫：把生铁中的有害杂质磷、硫等降低到所炼钢号的规格范围内。3)去气和去非金属杂质物：把熔炼

5、过程中进入钢水中的有害气体和非金属夹杂物排除掉。4)脱氧与合金化：把氧化熔炼过程中生成的对钢质有害的过量氧从钢水中排除掉；同时加入合金元素，将钢水中各种合金元素的含量调整到所炼钢号的规格范围内。1)调温：按照熔炼工艺的需要，适时地提高和调整钢水温度到出钢温度。(1)连铸的基本任务把熔炼好的成分、温度合格钢水，连续浇注成一定尺寸和形状的合格铸坯，供下一步轧制或锻造成钢材产品。5.2炼钢生产工艺流程现代大中型企业炼钢生产，一般采用铁水预处理——转炉（或电炉）初炼——炉外精炼装置精炼——连铸机连续铸坯的基本工艺路线，其生产工艺流程见下图所示。转炉炼钢生产工艺流程图注：在本

6、流程图中，精炼是按LF+RH（或VD）+FW画的，连铸是按方坯、圆坯画的，烟气一次除尘是按湿法画的，熔渣处理是按焖渣法画的，一次、二次除尘以外的除尘末在流程图中表示。5.2.1转炉初炼工艺流程及相关情况简述5.2.1.1转炉初炼工艺流程转炉初炼以顶底复吹转炉为例，主要设有主辅原料加料设施、冶炼工艺设施、钢水熔渣处理设施、烟气冷却净化回收设施等，各设施的工艺流程和相关情况分别简述如下：(1)铁水、废钢、散状料、铁合金上料设施1)铁水：一般由炼铁车间用鱼雷罐车运来，先至倒罐站，将铁水倒入炼钢用的兑铁水罐，经脱磷、脱硫、脱硅预处理后（具体脱什么根据来的铁水成分决定，如仅脱

7、硅在炼铁车间进行）运至转炉加料跨，由兑铁水铸造起重机将铁水倒入转炉内。铁水装入转炉前先进行预处理的目的，是为了提高钢的质量，并可减少转炉造渣料的加入量和吹氧时间。注：由于高炉出铁周期与炼钢周期不一致，为贮存铁水、混匀铁水成分和保持铁水温度（1250℃~1400℃），过去在炼钢车间入口设混铁炉。鉴于混铁炉需消耗大量热能，并且在装入和倒出铁水过程中产生大量氧化铁和片状烟尘，严重污染环境，现已很少采用，而以200t~400t的鱼雷罐车代替。2)废钢：一般在废钢加工间或废钢堆场分类堆存并进行切割和打包，然后用汽车运至配料间，用电磁盘起重机按规定配比装入废钢运输车上的料槽