提钒与炼钢工艺.ppt

主 页上一页下一页后 退退 出 提钒与炼钢工艺提钒与炼钢工艺主 页上一页下一页后 退退 出p课程性质课程性质p课程目标课程目标p课程体系课程体系p教学内容教学内容p考核评价考核评价p学习方法学习方法主 页上一页下一页后 退退 出•这是什么？这是什么？•它有什么用？它有什么用？•它是用什么材料制成它是用什么材料制成的？的？关键点：关键点：钢铁钢铁制成制成的！的！主 页上一页下一页后 退退 出钢与铁的区别铁合金合金生生铁钢成分成分含碳量含碳量2%～～4.3%0.03%～～2%其它元素其它元素硅、硅、锰、硫、磷（少量）、硫、磷（少量）硅、硅、锰（少量）（少量）机械性能机械性能硬而脆无硬而脆无韧性性坚硬硬韧性大，塑性性大，塑性好好可可铸、不可、不可锻可可铸、可、可锻、可、可压延延钢系由生铁再炼而行，有较高的机械强度和韧性，还具有耐钢系由生铁再炼而行，有较高的机械强度和韧性，还具有耐热、耐腐蚀、耐磨等特殊性能热、耐腐蚀、耐磨等特殊性能主 页上一页下一页后 退退 出炼钢过程炼钢过程•脱碳脱碳•脱硫脱硫•脱硅脱硅炼钢过程炼钢过程•脱磷脱磷•合金合金化化铁水铁水钢钢炼钢的任务炼钢的任务主 页上一页下一页后 退退 出为什么要提钒为什么要提钒•资源：铁矿、钒钛磁铁矿资源：铁矿、钒钛磁铁矿•钒钛磁铁矿的冶炼：主要是用回转窑－电钒钛磁铁矿的冶炼：主要是用回转窑－电炉或高炉，冶炼出含钒铁水（含钒为炉或高炉，冶炼出含钒铁水（含钒为0.25～～0.35％）。

含钒铁水进行转炉提钒，得到钒％）含钒铁水进行转炉提钒，得到钒渣和半钢钒渣进一步加工成钒制品，半渣和半钢钒渣进一步加工成钒制品，半钢再去炼钢钢再去炼钢 主 页上一页下一页后 退退 出p 课程性质Ø是钢铁冶金专业的是钢铁冶金专业的一门一门””工具工具””课课Ø是钢铁冶金专业的是钢铁冶金专业的一门一门””核心核心””课课Ø是学生就业择业的是学生就业择业的直通车直通车Ø具有炼钢的共性与具有炼钢的共性与提钒的个性提钒的个性 专业必修课专业必修课学这有啥用啊?主 页上一页下一页后 退退 出p 课程体系理论知识理论知识 动手能力动手能力岗位实践岗位实践提钒炼钢提钒炼钢主 页上一页下一页后 退退 出p考核评价Ø理论知识考核理论知识考核理论知识考核理论知识考核平时考核（平时考核（30%））期末考核（期末考核（70%））出勤率、作业、出勤率、作业、课堂表现课堂表现理论考核试题库理论考核试题库主 页上一页下一页后 退退 出p考核评价 学生按照工作任务要求学生按照工作任务要求（评价标准），完成任务，每个任务（评价标准），完成任务，每个任务项目均有详尽的考核标准，实行操作项目均有详尽的考核标准，实行操作技能细化要求技能细化要求Ø实践环节考核实践环节考核————标准参照标准参照考试考试主 页上一页下一页后 退退 出p 学习方法Ø端正的学习态度端正的学习态度Ø保证课堂学习效率保证课堂学习效率Ø不断充实所需理论知识不断充实所需理论知识, ,服务服务于实践于实践Ø充分利用课外时间充分利用课外时间, ,进行实践进行实践训练训练主 页上一页下一页后 退退 出教学内容教学内容提钒与转提钒与转炉炼钢工艺炉炼钢工艺绪论绪论项目一：项目一：含钒铁水提钒含钒铁水提钒项目二：项目二：合格钢水的冶炼合格钢水的冶炼主 页上一页下一页后 退退 出提钒与炼钢工艺氧气转炉炼钢法氧气转炉炼钢法中国钢铁工业发展状况及发展趋势中国钢铁工业发展状况及发展趋势现代钢铁生产工艺流程现代钢铁生产工艺流程炼钢技术的发展简史炼钢技术的发展简史钢铁工业在国民经济中的地位与作用钢铁工业在国民经济中的地位与作用绪论主 页上一页下一页后 退退 出钢铁工业在国民经济中的地位与作用钢铁工业在国民经济中的地位与作用金属材料金属材料复合材料复合材料材料材料陶瓷材料陶瓷材料高分子材料高分子材料主 页上一页下一页后 退退 出金属材料发展情况介绍 •据据国际钢协经济委员会国际钢协经济委员会预测，截止到预测，截止到2010年，全世界钢的需求量预计每年将增长年，全世界钢的需求量预计每年将增长4.9%，其中，中国对钢的需求量预计每年，其中，中国对钢的需求量预计每年将增长将增长8.4%；；2010年至年至2015年期间，全世年期间，全世界钢需求量的年增长速度为界钢需求量的年增长速度为4.2%。

国内市国内市场对钢铁产品的需求将继续呈现适度、稳场对钢铁产品的需求将继续呈现适度、稳定增长态势，到定增长态势，到2010年我国钢消费将达到年我国钢消费将达到4.7亿吨，其中钢材将达到亿吨，其中钢材将达到4.4亿吨主 页上一页下一页后 退退 出钒钛资源及生产介绍 •攀西（攀枝花攀西（攀枝花—西昌）地区西昌）地区 ：：•钒钛磁铁矿资源储量钒钛磁铁矿资源储量98亿吨，占全国铁矿资源储量近亿吨，占全国铁矿资源储量近20% •钒资源储量占全国储量的钒资源储量占全国储量的61%，占世界储量的，占世界储量的11.6%，居，居中国第一中国第一、、世界第三世界第三 •钛资源储量在国内具有绝对优势，占全国储量的钛资源储量在国内具有绝对优势，占全国储量的90%，世，世界的界的35%，居世界，居世界第一位第一位 •攀钢攀钢 ：：我国最主要的钒原料、钒产品和钛我国最主要的钒原料、钒产品和钛原料基地原料基地 主 页上一页下一页后 退退 出提钒与转炉炼钢工艺是冶金生产中的重要工艺提钒与转炉炼钢工艺是冶金生产中的重要工艺钒钛磁铁矿冶炼出的含钒铁水的后步处理工序环节钒钛磁铁矿冶炼出的含钒铁水的后步处理工序环节主要为：主要为：含钒铁水含钒铁水→脱硫脱硫→氧气转炉吹炼提取钒氧气转炉吹炼提取钒→扒钒渣扒钒渣→半钢预处理脱磷半钢预处理脱磷→扒渣扒渣→半钢入转炉炼钢。

半钢入转炉炼钢主 页上一页下一页后 退退 出 2006年攀钢钒钛产品产量及占全国比重 产品品项目目钒渣渣钒制品制品（（V V2 2O O5 5））钛精精矿钛白粉白粉国内消国内消费量（万吨）量（万吨）————2.52.523023091.391.3国内国内产量（万吨）量（万吨）28.728.73.13.115015086攀攀钢产量（万吨）量（万吨）18181.441.4426.426.46.756.75攀攀钢产量占全国比重量占全国比重62%62%46.5%46.5%17.6%17.6%7.9%7.9%主 页上一页下一页后 退退 出钢铁冶炼技术的发展简史1远古至远古至13世纪末世纪末 .冶炼方冶炼方法十分简单，利用自然法十分简单，利用自然地形将铁矿石与木炭一地形将铁矿石与木炭一起放入称为地窖炉的炉起放入称为地窖炉的炉膛内，加热冶炼因不膛内，加热冶炼因不能获得熔化矿的高温，能获得熔化矿的高温，仅能制成半熔融状态的仅能制成半熔融状态的铁块，其中混杂有相当铁块，其中混杂有相当多的氧化铁渣，称作海多的氧化铁渣，称作海绵铁 213世纪末至世纪末至19世纪中叶，世纪中叶，铁的需求量增加及鼓风铁的需求量增加及鼓风技术的发展，炉子越来技术的发展，炉子越来越高，逐渐形成现代高越高，逐渐形成现代高炉的雏炉的雏(chu)形，形， 高炉炉高炉炉内温度增加，能得到熔内温度增加，能得到熔融状态的生铁，冷却后融状态的生铁，冷却后很脆，不能锻造成器具，很脆，不能锻造成器具，而被当作废物扔掉。

而被当作废物扔掉 319世纪中期至今天，以世纪中期至今天，以生铁为原料，在高温下生铁为原料，在高温下精炼成钢，一直是钢铁精炼成钢，一直是钢铁生产的主要方法高炉生产的主要方法高炉鼓风由热风代替冷风，鼓风由热风代替冷风，并建立了蓄热式热风炉，并建立了蓄热式热风炉，鼓风动力采用电力，确鼓风动力采用电力，确定了作为生铁精炼炉的定了作为生铁精炼炉的平炉、转炉、电炉的炼平炉、转炉、电炉的炼钢法 海绵铁海绵铁液态生铁液态生铁钢铁分为二步冶炼法钢铁分为二步冶炼法 主 页上一页下一页后 退退 出现代钢铁生产工艺流程 •钢铁联合企业的生产工艺流程钢铁联合企业的生产工艺流程 主 页上一页下一页后 退退 出从炼铁原燃料准备开始，原料入高炉冶炼得从炼铁原燃料准备开始，原料入高炉冶炼得到液态铁水，高炉铁水经过铁水预处理（或到液态铁水，高炉铁水经过铁水预处理（或不经过）入氧气转炉吹炼，再经二次精炼不经过）入氧气转炉吹炼，再经二次精炼（或不经过）获得合格钢水，钢水经过凝固（或不经过）获得合格钢水，钢水经过凝固成型工序（连铸或模铸）成坯或锭，再经轧成型工序（连铸或模铸）成坯或锭，再经轧制工序最后成为合格钢材。

由于这种工艺流制工序最后成为合格钢材由于这种工艺流程生产单元多，规模庞大，生产周期长，因程生产单元多，规模庞大，生产周期长，因此称此工艺流程为钢铁生产的长流程工艺此称此工艺流程为钢铁生产的长流程工艺 现代钢铁生产工艺现代钢铁生产工艺--长流程长流程主 页上一页下一页后 退退 出主 页上一页下一页后 退退 出现代钢铁生产工艺--短流程 •将回收再利用的废钢（或其他代用料），经破碎、将回收再利用的废钢（或其他代用料），经破碎、分选加工后，经预热直接加入电炉中，电炉利用分选加工后，经预热直接加入电炉中，电炉利用电能作热源来进行冶炼，再经二次精炼，获得合电能作热源来进行冶炼，再经二次精炼，获得合格钢水，后续工序同长流程工序由于这种工艺格钢水，后续工序同长流程工序由于这种工艺流程简捷，高效节能，生产环节少，生产周期短，流程简捷，高效节能，生产环节少，生产周期短，因此称此工艺流程为钢铁生产的短流程工艺又因此称此工艺流程为钢铁生产的短流程工艺又称称“三位一体三位一体”流程（即电炉－炉外精炼－连铸流程（即电炉－炉外精炼－连铸组成），或者组成），或者“四个一四个一”流程（即电炉－炉外精流程（即电炉－炉外精炼－连铸－连轧组成）。

炼－连铸－连轧组成）主 页上一页下一页后 退退 出主 页上一页下一页后 退退 出近几年中国年产钢量钢产量达到钢产量达到3.5亿亿t 20022003钢产量首次突破钢产量首次突破2亿亿t，达到，达到2.234亿亿t 2004钢产量达到钢产量达到2.74亿亿t 2005年产钢量为年产钢量为1.82亿亿t20032006粗钢产量达到粗钢产量达到4.188亿亿t 主 页上一页下一页后 退退 出中国钢铁工业的发展战略 重在增加高附加值的产品，提高质量重在增加高附加值的产品，提高质量 重在提高产业集中度重在提高产业集中度 重在降低消耗重在降低消耗 三三个个重重在在钢铁大国向钢铁强钢铁大国向钢铁强国的的根本转变国的的根本转变三个重在，一个根本转变三个重在，一个根本转变主 页上一页下一页后 退退 出钢铁工业发展趋势钢铁工业发展趋势 •钢铁工业发展的高效化、连续化、自动化钢铁工业发展的高效化、连续化、自动化•节约资源、能源、降低制造成本，以增加节约资源、能源、降低制造成本，以增加钢铁生产在市场经济中的竟争力钢铁生产在市场经济中的竟争力•发展高新技术所需的新材料发展高新技术所需的新材料。

•连铸技术特别是高效连铸及终形连铸连铸技术特别是高效连铸及终形连铸•发展近终成形金属毛坯制备新技术发展近终成形金属毛坯制备新技术•21世纪是智能和信息的时代，钢铁企业将世纪是智能和信息的时代，钢铁企业将实现计算机集成系统管理及流程的人工实现计算机集成系统管理及流程的人工智智能控制能控制 主 页上一页下一页后 退退 出氧气顶吹转炉炼钢方法简介氧气顶吹转炉炼钢方法简介•1、诞生的背景及简称、诞生的背景及简称• •18561856年，英国人贝塞麦发明了底吹酸性空气转转炉炼钢法年，英国人贝塞麦发明了底吹酸性空气转转炉炼钢法年，英国人贝塞麦发明了底吹酸性空气转转炉炼钢法年，英国人贝塞麦发明了底吹酸性空气转转炉炼钢法主 页上一页下一页后 退退 出• 将空气吹入铁水，使铁水中硅、锰、碳高速氧化，依靠这将空气吹入铁水，使铁水中硅、锰、碳高速氧化，依靠这些元素氧化放出的热量将液体金属加热到能顺利地进行浇些元素氧化放出的热量将液体金属加热到能顺利地进行浇注所需的温度，从此开创了大规模炼钢的新时代注所需的温度，从此开创了大规模炼钢的新时代•早在早在1856年贝塞麦就提出利用纯氧炼钢的设想，由于当时年贝塞麦就提出利用纯氧炼钢的设想，由于当时工业制氧技术水平较低，成本太高，氧气炼钢未能实现。

工业制氧技术水平较低，成本太高，氧气炼钢未能实现 主 页上一页下一页后 退退 出•1864年德国人西门氏和法国人马丁同时发明平炉（又称马年德国人西门氏和法国人马丁同时发明平炉（又称马丁炉），平炉炼钢法成为二十世纪前期的主要炼钢方法丁炉），平炉炼钢法成为二十世纪前期的主要炼钢方法主 页上一页下一页后 退退 出• 二十世纪二十世纪40年代年代初，制氧技术得到初，制氧技术得到了迅速发展，给氧了迅速发展，给氧气炼钢提供了物质气炼钢提供了物质条件1952年在年在林茨（林茨（Linz）城，）城，1953年在多纳维年在多纳维茨（茨（Donawltz））城先后建成了城先后建成了30t氧气顶吹转炉车间氧气顶吹转炉车间并投入生产，称为并投入生产，称为LD法 主 页上一页下一页后 退退 出• 由于氧气顶吹转炉由于氧气顶吹转炉反应速度快，生产反应速度快，生产率及热效率很高，率及热效率很高，可使用约可使用约20～～30％％的废钢以及便于自的废钢以及便于自动化控制，又克服动化控制，又克服了空气吹炼时钢质了空气吹炼时钢质量差、品种少的缺量差、品种少的缺点，使它成为冶金点，使它成为冶金史上发展最迅速的史上发展最迅速的新技术。

新技术主 页上一页下一页后 退退 出各种精炼炉的炼钢效率各种精炼炉的炼钢效率1- 碱性转炉炼钢法，碱性转炉炼钢法，2- 纯氧顶吹纯氧顶吹转炉炼钢法；转炉炼钢法；3- 氧气侧吹转炉炼氧气侧吹转炉炼钢法，钢法，4- 平炉（氧气使用量平炉（氧气使用量10～～40Nm3／／t），）， 5- 电炉，电炉，6- 平炉平炉与平炉、电炉炼钢与平炉、电炉炼钢法相比，氧气转炉法相比，氧气转炉炼钢法具有生产率炼钢法具有生产率高、钢中气体含量高、钢中气体含量低、钢的质量好等低、钢的质量好等特点 顶吹氧气转炉炼钢顶吹氧气转炉炼钢法的小时产钢量为法的小时产钢量为平炉炼钢法的平炉炼钢法的6～～8倍，是效率极高的倍，是效率极高的炼钢方法炼钢方法 主 页上一页下一页后 退退 出各种炼钢法和气体含量各种炼钢法和气体含量 项目目炼钢炉炉[H]，，ppm[N]，，ppmpH2＋＋pH2O大气大气压PCO大气大气压PN2大气大气压[O%]碱性平炉碱性平炉3.0～～7.0 (c)30～～60≈ 0.20 ，吹蒸，吹蒸汽汽≈ 0.650.04～～0.07碱性碱性电炉炉（氧化期）（氧化期）3.0～～7.0 (c)30～～80≈ 0.20 ，吹蒸，吹蒸汽汽≈ 0.800.04～～0.07酸性平炉酸性平炉3.0～～6.025～～60≈ 0.15 ，吹空，吹空气气≈ 0.700.03～～0.05碱性碱性电炉炉（（还原期）原期）c3.～～10.0 3～～6(b) 6～～1060～～150≈ 0.04≈ 0.60PCO2≈ 0.02PN2；平衡；平衡0.004～～0.01氧气氧气顶吹吹转炉炉1.0～～3.010～～20≈ 0.0≈ 1000.04～～0.06注：注： （（a）吹氩法，）吹氩法， （（b）普通法；）普通法； （（c）矿石法。

矿石法 氧气转炉钢具有钢中气体氧气转炉钢具有钢中气体含量少含量少 的特点主 页上一页下一页后 退退 出氧气转炉炼钢法的特点 •吹炼速度快，生产率高；吹炼速度快，生产率高；•品种多，质量好品种多，质量好•原材料消耗少，热效率高，成本低原材料消耗少，热效率高，成本低•基建投资少，建设速度快基建投资少，建设速度快•容易与连续铸钢相匹配容易与连续铸钢相匹配 主 页上一页下一页后 退退 出•转炉分类 转炉转炉按炉衬耐火材料性质按炉衬耐火材料性质按按供供入入氧氧化化性性气气体体种类种类按按供供气气部部位位酸性转炉酸性转炉碱性转炉碱性转炉空气转炉空气转炉氧气转炉氧气转炉顶吹转炉顶吹转炉底吹转炉底吹转炉侧吹转炉侧吹转炉顶底复合转炉顶底复合转炉顶底侧复合转炉顶底侧复合转炉主 页上一页下一页后 退退 出中国钢铁工业发展状况 •第一个阶段是第一个阶段是1949连～连～1978年，钢产量由年，钢产量由1949年的年的16万万t增加到增加到3178万万t，年均增加，年均增加105万万t•第二阶段是第二阶段是1978年年90年代中期，这个时期的我国年代中期，这个时期的我国钢铁材料工业进入了持续、快速的发展阶段，取钢铁材料工业进入了持续、快速的发展阶段，取得了举世瞩目的辉煌成就，其主要标志是得了举世瞩目的辉煌成就，其主要标志是1995年年我国生铁产量超过我国生铁产量超过1亿亿t。

1996年我国钢产量首次年我国钢产量首次突破突破1亿亿t以来，连续一直位居世界产钢国的第一以来，连续一直位居世界产钢国的第一位尽管如此，中国位尽管如此，中国1996年的人均产钢量仅为年的人均产钢量仅为82.7kg人均产钢材量仅为人均产钢材量仅为73.6kg，仍大大低于世，仍大大低于世界平均水平（界平均水平（1996年世界人均产钢为年世界人均产钢为130kg）主 页上一页下一页后 退退 出•二十世纪二十世纪80年代宝钢从日本引进建成具有年代宝钢从日本引进建成具有70年代年代末技术水平的末技术水平的300t大型转炉大型转炉3座、首钢购入二手设座、首钢购入二手设备建成备建成210t转炉车间转炉车间•二十世纪二十世纪90年代宝钢又建成年代宝钢又建成250t转炉车间，武钢转炉车间，武钢引进引进250t转炉，唐钢建成转炉，唐钢建成150t转炉车间，重钢和转炉车间，重钢和首钢又建成首钢又建成80t转炉炼钢车间转炉炼钢车间•到到1998年我国氧气顶吹转炉共有年我国氧气顶吹转炉共有221座，其中座，其中100t以下的转炉有以下的转炉有188座（座（50～～90t的转炉有的转炉有25座）座），，100～～200t的转炉有的转炉有23座，座，200t以上的转炉有以上的转炉有10座，最大公称吨位为座，最大公称吨位为300t。

顶吹转炉钢占年总顶吹转炉钢占年总钢产量的钢产量的82.67％％ 主 页上一页下一页后 退退 出我国氧气转炉的发展概况•1951年碱性空气侧吹转炉炼钢法实验成功年碱性空气侧吹转炉炼钢法实验成功•1954年开始了小型氧气顶吹转炉炼钢的试验研究年开始了小型氧气顶吹转炉炼钢的试验研究工作工作•1962年将首钢试验厂空气侧吹转炉改建成年将首钢试验厂空气侧吹转炉改建成3t氧气氧气顶吹转炉，开始了工业性试验顶吹转炉，开始了工业性试验•1964年年12月月26日投入生产日投入生产•以后，又在唐山、上海、杭州等地改建了一批以后，又在唐山、上海、杭州等地改建了一批3.5～～5t的小型氧气顶吹转炉的小型氧气顶吹转炉•1966年上钢一厂将原有的一个空气侧吹转炉炼钢年上钢一厂将原有的一个空气侧吹转炉炼钢车间，改建成车间，改建成3座座30t的氧气顶吹转炉炼钢车间，的氧气顶吹转炉炼钢车间，•我国原有的一些空气侧吹转炉车间逐渐改建成中我国原有的一些空气侧吹转炉车间逐渐改建成中小型氧气顶吹转炉炼钢车间小型氧气顶吹转炉炼钢车间主 页上一页下一页后 退退 出 转炉炼钢技术的发展趋势 •合理优化工艺流程，形成紧凑式连续化的合理优化工艺流程，形成紧凑式连续化的专业生产线专业生产线•转炉高速吹炼工艺技术转炉高速吹炼工艺技术•建立大规模、廉价生产洁净钢的生产体系建立大规模、廉价生产洁净钢的生产体系•节能与环境保护节能与环境保护主 页上一页下一页后 退退 出转炉炼钢技术的发展目标•转炉炼钢工序实现转炉炼钢工序实现“负能负能”炼钢；炼钢；•减少炼钢渣量减少炼钢渣量50%；；•全部粉尘回收利用。

全部粉尘回收利用炼钢过程中回炼钢过程中回收的能量大于收的能量大于消耗的能量消耗的能量。