炼钢技术课件
现代转炉炼钢连铸技术简介 1.概论 2.转炉炼钢车间的组成及工艺布置 3.主要设计内容 4.转炉炼钢技术的发展趋势现代转炉炼钢连铸技术简介 1、概论钢铁冶炼 炼 铁铁水是炼钢的主要原料 炼 钢为轧钢厂提供合格的铸坯 轧 钢提供合格的产品现代转炉炼钢连铸技术简介 钢: 含碳2%以下的铁碳合金。钢具有较好的物理化学性能、延展 性、强度、可焊性、耐蚀、耐热、 耐磨、优良的电磁性能、价格便宜。现代转炉炼钢连铸技术简介 钢是经济建设中极为重要的金属材料。 钢按化学成分分为碳素钢与合金钢两大类。 碳钢是除铁、碳为其主要成分外，还含有少量的 锰、硅、硫、磷等杂质。碳钢具有一定的机械性 能，又有良好的工艺性能，且价格低廉。 合金钢是在碳钢基础上，有目的地加入某些元素 （称为合金元素）而得到的多元合金。与碳钢比 ，合金钢的性能有显著的提高，故应用日益广泛 。 现代转炉炼钢连铸技术简介 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。现代转炉炼钢连铸技术简介 现代转炉炼钢连铸技术简介 炼钢技术 转炉炼钢：当今的主要炼钢技术铁水的物理热、铁水各组分与氧进行 化学反应热造渣料：石灰、白云石等冷却剂：废钢、生铁块、矿石 电炉炼钢：以电为主要热源，以废钢为原 料，冶炼合金钢和特殊钢平炉炼钢：工艺技术落后，已经淘汰。现代转炉炼钢连铸技术简介 转炉炼钢法的优点: 生产效率高,相当于同等容量平炉的10倍; 建设投资少; 钢水质量好,适合多品种和高品种钢的生产; 大幅度节省能耗，并可回收煤气;可实现负能 炼钢。 物料消耗低,生产成本低,经济效益好。现代转炉炼钢连铸技术简介 现代转炉炼钢连铸技术简介 20世纪转炉炼钢技术的发展转炉大型化时期(19501970年) 以转炉大型化为技术核心，开发出大型转炉设计制造技术 除尘与煤气回收技术、计算机静态与副枪动态控制技术转炉技术完善化时期(19701990年) 由于连铸技术的迅速发展出现了全连铸的炼钢车间。 顶底复合吹炼工艺，在全世界迅速推广。转炉综合优化时期(19902010年) 建立起一种全新的、能大规模廉价生产纯净钢的生产体系。 研究开发出铁水“三脱”预处理、高效转炉生产、全自动吹炼 控制 现代转炉炼钢连铸技术简介 炼钢的工艺组成：铁水预处理：脱硫、脱硅、脱磷扩大原料来源、简化炼钢工艺、增加品种、高洁净钢、降低消耗、优化指标 炼钢炉：熔化、氧化脱碳、去磷、初调化学成分及温度，提高生产率 炉外精炼装置：脱硫、脱气、去除夹杂、精调成分及温度 连 铸：将钢水浇铸成合格的连铸坯 现代转炉炼钢连铸技术简介 现代转炉炼钢的重大技术包括： 转护大型化 转炉顶底复合吹炼工艺 煤气回收与负能炼钢 全自动转炉吹炼技术现代转炉炼钢连铸技术简介 现代转炉炼钢连铸技术简介 现代转炉炼钢连铸技术简介 转炉炼钢的工艺流程装入铁水和废钢吹氧、造渣测温取样出 钢过程中脱氧、合金化 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。可以添加脱氧剂和铁 合金，除去钢中过剩的氧及调整化学成份现代转炉炼钢连铸技术简介 现代转炉炼钢连铸技术简介 2.转炉炼钢车间的组成及工艺布置铁水运入铁水预处理转 炉钢包炉真空连 铸辅助 设施炉 渣现代转炉炼钢连铸技术简介 主体设施：铁水供应及预处理设施 废钢供应设施 转炉系统 钢水二次精炼设施 连铸机现代转炉炼钢连铸技术简介 公用、辅助系统原料运输系统 水处理系统 除尘设施 供配电设施 铁路及道路运输设施 化验分析中心 介质管线 生活福利设施现代转炉炼钢连铸技术简介 工艺布置主要生产跨间炼钢车间主厂房包括炉渣间、废钢间、修罐间、脱硫 间/倒罐站（混铁炉）、加料跨、转炉跨、钢水精炼跨 、钢水接受跨、连铸跨等。 辅助设施包括熔剂、铁合金地下料仓及输送系统、除尘系统、 仓库等。公用设施供配电设施、水处理设施、各种介质管道。 生活福利设施办公楼、浴室、食堂、更衣倒班室。现代转炉炼钢连铸技术简介 3.主要设计内容铁水供应方式 高炉铁水罐 混铁炉/混铁车 转炉铁水罐现代转炉炼钢连铸技术简介 现代转炉炼钢连铸技术简介 转炉要依靠高炉供应铁水,虽然炼铁和炼钢车间年 产量匹配,但两个车间生产节奏不同,为了协调炼钢 生产、保证铁水的供应和稳定铁水成分、温度，故 工艺一般考虑设置混铁炉， 混铁炉系列：一般按容量可分为：300 t、600t, 900t, 1300t. 另外，在工艺布置上也可考虑采用高炉铁水罐直 接折罐或混铁车供应铁水。现代转炉炼钢连铸技术简介 现代转炉炼钢连铸技术简介 铁水预处理硫对钢和铁的危害：在铁和钢的生产工程中，因为硫对钢的性能 有多方面不利影响，所以硫成为主要的脱除 或控制元素之一。 a.热脆。 b.疲劳断裂。 c.机械性能。现代转炉炼钢连铸技术简介 铁水具有很好的脱硫热力学和动力学条件， 铁水脱硫预处理技术即可减轻高炉脱硫负担 ，又可使转炉减少脱硫环节，进行少渣吹炼 ，提高钢水质量，实现高炉、转炉得高产低 耗，所以铁水脱硫预处理技术是最经济脱硫 方法 。现代转炉炼钢连铸技术简介 脱硫剂的选用脱硫剂的选用 目前，广泛使用的脱硫剂有三类：镁、碳化钙、石灰。 碳化钙的主要优点是脱硫速度快，脱硫能力强，脱硫效率高且 比较稳定，对铁水罐耐火材料侵蚀较小。但碳化钙价格较贵， 加工、运输和储存要求严格，需充氮气保护，设乙炔浓度检测 、报警、防爆等措施，还容易污染环境。 氧化钙的主要优点是：价格低廉、脱硫成本低，且不易回硫， 加工、运输、储存及使用方便安全。由于脱硫能力较低、脱硫 剂消耗大，脱硫渣较多，铁水温降大，铁水损耗较多。 镁的主要优点是：反应速度快，脱硫能力强，脱硫效率高且不 易回硫，镁耗量少，处理时间短，脱硫后渣量少，铁损少，热 损少，环境污染少，对处理前铁水温度要求不严格。在较低温 度时，也有很好的脱硫能力，而石灰和碳化钙只有在高温下才 有较好的脱硫能力。很明显，镁优于其它种类的脱硫剂，只是 价格较贵。现代转炉炼钢连铸技术简介 机械搅拌法（KR）将搅拌器浸入铁水中旋转，使脱硫剂和铁水充分混 和，发生反应 脱硫剂：初期：电石粉现在：石灰粉+萤石粉 良好的动力学条件 、效果好、运行成本低 设备较复杂、温降较大。铁水预处理方式现代转炉炼钢连铸技术简介 B 喷吹法以惰性气体为载流体，将脱硫剂与气体混和吹入铁 水中，同时也搅拌铁水 脱硫剂：钝化镁钝化镁+石灰粉 动力学条件稍差、成本高 效率高、操作灵活 、投资少 铁水罐喷吹脱硫法：混合喷吹、顺序喷吹、双通道 喷吹和联合喷吹。铁水预处理方式现代转炉炼钢连铸技术简介 从装铁水容器来分类1）铁水罐脱硫。（高炉、转炉铁水罐）2）混铁车脱硫。铁水预处理方法现代转炉炼钢连铸技术简介 现代转炉炼钢连铸技术简介 机械搅拌式脱硫设备的特点机械搅拌方式添加剂分布均匀 在铁水内长期滞留添加剂 CaO+CaF2搅拌器未反应的添加剂再渗透喷吹方式未反应的漂浮区铁水飞溅现代转炉炼钢连铸技术简介 现代转炉炼钢连铸技术简介 现代转炉炼钢连铸技术简介 废钢供应设施汽车或火车运输 电磁吊或抓斗吊车进行配料现代转炉炼钢连铸技术简介 转炉系统转炉本体设备 挡渣设备 氧枪系统 副枪系统 加料系统（熔剂和铁合金） 一次除尘系统现代转炉炼钢连铸技术简介 现代转炉炼钢连铸技术简介 转炉新型悬挂系统现代转炉炼钢连铸技术简介 转炉炉体由炉 壳、托圈、炉壳 支承装置、耳轴 轴承、旋转接头、 倾动装置、炉前 指示标尺、水冷 系统、底吹系统 等部分组成。 传动装置采用四 点啮合全悬挂柔 性传动型式， 力 矩平衡机构为扭 力杆装置。现代转炉炼钢连铸技术简介 转炉防烟室防烟室为全封闭式、无水冷却 结构。由炉前大门、炉后门、周 围挡板、炉下挡板组成。现代转炉炼钢连铸技术简介 炉前炉后无水冷节能型防护设备u水冷挡火门具有无水冷防护、全 封闭隔烟、开闭灵活等特点。此 种设备具有安全、节能、方便、 可靠、降耗等优点, 生产使用效 果良好。炉前无水冷节能型挡火 门采用双车双开结构。 u炉后无水冷节能型挡火门采用单 车单开结构。现代转炉炼钢连铸技术简介 转炉氧枪采用双小车、双卷扬能实现自动换枪，氧 枪升降传动采用变频调速；双卷扬 自动换 枪型氧 枪传动 装置结 构简图现代转炉炼钢连铸技术简介 转炉顶底复合吹炼技术转炉顶底复合吹炼技术转炉复合吹炼工艺与顶吹相 比：钢铁料消耗下降13.24kg/t坯 合金料消耗降低0.83kg/t坯 综合成本降低5.21元/t坯产品质量显著提高采用N2 /Ar切换，可降低Ar耗0.45Nm3/t钢降低成本0.86元/t钢现代转炉炼钢连铸技术简介 u副枪装置是转炉炼钢上采用的一项 现代化检测技术，以配合计算机实现 对转炉冶炼的动态控制，达到提高碳 、温度命中率的目的，实现自动化炼 钢, 转炉副枪装置现代转炉炼钢连铸技术简介 测液面 测温 取样 定碳 定氧转炉付枪动态控制转炉付枪动态控制转炉设置付枪装置 ，能在吹炼中测温 、取样、定碳、定 氧和测定钢水液面 ，其数据送转炉二 级计算机对转炉冶 炼过程进行动态控 制。现代转炉炼钢连铸技术简介 付 枪 本 体原理图探头现代转炉炼钢连铸技术简介 出钢口挡渣技术是八十年代以来开发的一 项新技术，主要有挡渣球、挡渣棒、气动 挡渣等三种类型。因挡渣棒挡渣率高，不 少厂家采用。虽然气动挡渣效果相当不错 ，但需要引进。挡渣球国内使用厂家很多 ，但效果较差。转炉出钢挡渣技术现代转炉炼钢连铸技术简介 转炉出钢采用气动档渣出钢现代转炉炼钢连铸技术简介 我公司研制的挡渣棒设 备与目前国内普遍采用 的挡渣球设备相比，其 挡渣率得到大幅提高。效效 果果 对对 比比 采用悬挂式结构，不占地面空间。 设备结构紧凑，重量轻。 浮动托辊提高了挡渣棒的命中率。 夹持机构采用等强度理论设计。 冷却系统延长了易损件的寿命。 安全锁和防热屏改善了操作环境。现代转炉炼钢连铸技术简介 挡渣棒夹持机构卷扬机悬挂主梁安全锁冷却系统移动小车浮动托辊挡热屏悬挂式挡渣棒插入装置悬挂式挡渣棒插入装置现代转炉炼钢连铸技术简介 熔 剂 加 料 系 统 原 理 图现代转炉炼钢连铸技术简介 炉前无水冷双开门结构现代转炉炼钢连铸技术简介 炉后无水冷炉门现代转炉炼钢连铸技术简介 现在修炉方式主要有下修法，上修法，简易上修法等。(1) 下修法：下修法的转炉炉底为可卸式。(2)上修法(3) 简易上修法无论是上修法，下修法，还是简易上修法，都各有优缺 点。目前溅渣护炉技术非常普及和成功，一般炉龄在一 万炉以上，也就是说，一座炉子一年以上才修一次炉， 对于这种非常不频繁的维修，近年来,简易上修法也得到 了国内很多钢厂的采用 。转炉修炉方式现代转炉炼钢连铸技术简介 采用简易上修方式修炉、拆炉、补炉采用机械化采用激光测厚仪检测炉衬侵蚀程度，进行有 效合理的补炉；利用拆炉机出钢口整体、快 速更换；现代转炉炼钢连铸技术简介 简易上修法现代转炉炼钢连铸技术简介 溅渣护炉技术原理：在转炉出钢后，调整终渣成分，并通过氧枪（此时 先阀站将送入氧枪氧气切换成氮气）将高压氮气吹入转炉，使炉渣溅起并附着在转炉衬 上，形成对炉衬的保护层，减轻下一炉炼钢过程中 对炉衬的机械冲刷和化学侵蚀，从而达到保护炉衬 ，提高炉龄的目的。一般经过溅渣护炉后，转炉的炉龄均能达到1万炉以 上。溅渣护炉技术现代转炉炼钢连铸技术简介 溅渣护炉技术示意图现代转炉炼钢连铸技术简介 转炉一次烟气冷却、净化系统转炉一次烟气冷却采用全汽化冷却方式， 裙罩、活动烟罩采用强制循环，固定烟道 采用自然循环，蒸汽回收利用。烟气净化采用未燃法湿法除尘系统，煤气 回收利用。现代转炉炼钢连铸技术简介 钢水精炼系统钢包吹氩站在
