冶金钢铁企业生产环节及特点与土木工程

《冶金工程概论》小论文
题目：冶金钢铁企业生产环节及特点与建筑工程
姓名：成天张
专业班级：土木工程2011-01
学号：2011442639
日期：2011.11.30
冶金钢铁企业生产环节及特点与建筑工程
作者：成天张
摘要:冶金工业是指对金属矿物的勘探、开采、精选、冶炼、以及轧制成材的工业部门，包括黑色冶金工业和有色冶金工业两大类，是重要的原材料工业部门，为国民经济各部门提供金属材料，也是经济发展的物质基础。

现代化钢铁厂，无论是以高炉-转炉为代表的联合企业还是以废钢为原料的电炉短流程钢厂，都具有一个明显的特征：即以产品为目标，以生产物流、能量流和信息流为纽带，将几个相对独立的生产单元有机地结合起来，形成高效化生产线。

冶金生产过程的自动控制包括对采矿、选矿、冶炼、浇铸、轧材等主体生产过程和供水、电、热、氧、气等辅助生产过程的控制。

现代冶金企业采用计算机把生产过程控制和生产管理结合成统一的整体，大大提高了自动化程度。

近几十年来，随着我国钢铁行业的迅速发展，大大促进了建筑行业的发展。

而建筑行业的迅速发张大大刺激了钢铁等原材料的需求量。

据统计建筑行业所需的钢材占总量的 50%。

关键字：炼铁炼钢铸铁轧钢土木工程
引言：冶金就是从矿石中提取金属或金属化合物，用各种加工方法将金属制成具有一定性能的金属材料的过程和工艺。

这是我通过一个学期的选修课的学习，对冶金行业的一定认识了解。

在课程结束时，通过这一篇论文，一方面来检测自己的学习情况，另一方面来对所学知识进行概括复习。

本篇文章主要是对钢铁与冶金联合企业的生产环节，每一环节的主要过程，主要设备，生产方法己特点进行叙述。

并对本专业和自己所学专业即建筑环境与设备工程专业的的关系进行探讨说明。

近年来，我国经济的快速增长，特别是工业和基本建设的加速，促进了钢铁工业的发展。

我国已成为世界上钢铁消费和钢铁生产大国，粗钢产量和消费量占世界总量的比例分别由1992年的11.2%和11.9%跃升到2002年的20.1%和25.8%，2002年钢产量达到1.82亿t。

由于连铸技术具有显著的高生产效率、高成材率、高质量和低成本的优点，近二三十年已得到了迅速发展，目前世界上大多数产钢国家的连铸比超过90%.其中钢铁冶金的生产环节也是发生了重要变化。

这里讲述的便是现代冶金生产技术的特点以及关于建筑与冶金的联系。

钢铁生产工艺主要包括：炼铁、炼钢、铸钢、轧钢等流程。

1.炼铁
高炉炼铁设备：高炉本体设备，送风设备，煤气净化设备，渣铁处理设备
铁矿石的品种分为磁铁矿Fe3O4、赤铁矿Fe2O3、褐铁矿2Fe2O3．3H2O、菱铁矿FeCO3。

铁矿石中除铁的化合物外，还含有硅、锰、磷、硫等的化合物(统称为脉石)。

铁矿石刚开采出来时无法直接用于冶炼，必须经过粉碎、选矿、洗矿等工序处理，变成铁精矿、粉矿，才能作为冶炼生铁的主要原料。

将铁精矿、粉矿，配加焦炭、熔剂，烧结后，放在100米高的高炉中，吹入1200摄氏度的热风。

焦炭燃烧释放热量，6个小时后温度达到1500度，将铁矿融化成铁水，不完全燃烧产生的CO将氧从铁水(氧化铁)中分离出来，换句话说CO 作为还原剂将铁从铁水(氧化铁)中还原出来。

熔剂，包括石灰石CaCO3、荧石CaF2，其作用是与铁矿石中的脉石结合形成低熔点、密度小、流动性好的熔渣，使之与铁液分离，以便获得较纯净的铁水。

铁水即生铁液，然后被送往炼钢厂作为炼钢的原料。

2. 炼钢
炼钢设备：氧气转炉炼钢设备（转炉及倾动设备，吹氧装置，供料设备，烟气处理设备等）
炼钢就是把原料(铁水)里过多的碳及硫、磷等杂质去掉并加入适量的合金成分。

最早的炼钢方法出现在1740 年，将生铁装入坩锅中，用火焰加热溶化炉料，之后将溶化的炉料浇铸成钢锭。

1856 年，英国人亨利-贝塞麦发明了酸性空气底吹转炉炼钢法，第一次解决了铁水直接冶炼钢水的难题，从而使钢的质量得到提高，但此法不能脱硫，目前己被淘汰。

1880 年，出现了第一座碱性平炉，由于其成本低，炉容大，钢水质量优于转炉，一时成为世界上主要的炼钢法。

1878 年，英国人托马斯发明了碱性炉的底吹转炉法，该方法是在吹炼过程中加石灰造碱性渣，从而解决了高磷铁水的脱磷问题。

但此法的缺点是炉子寿命短，钢水中氮含量低。

1899 年，出现了依靠废钢为
原料的电弧炉炼钢法，解决了利用废钢炼钢问题。

1940 年代大型空气分离机的出现，使氧气制造成本大大降低，氧气顶吹转炉得到广泛运用。

由于生铁冶炼过程中要使用大量的碳来还原出金属铁，生铁中碳含量较高。

钢与生铁化学成分上的主要区别在于含碳量，含碳量超过2.11%的就是生铁，而常用钢的含碳量一般在1%以下。

炼钢就是将生铁在高温中进行熔化、净化(或称精炼)和合金化的一个过程。

精炼过程主要包括用燃烧的方法去除掉生铁中过量的碳和硅以及锰和磷等杂质。

这些杂质要么变成气体冒出去，要么变成残渣被清除掉。

精炼时还可以根据需要加入某些其他元素。

炼钢炉有三种：转炉、平炉和电弧炉。

转炉和平炉用来炼从高炉出来的铁水加废钢，电弧炉用来将废钢熔化再炼。

平炉由于能耗高、生产周期长，己经遭淘汰。

转炉炼钢：转炉的炉体可以转动，用钢板做外壳，里面用耐火材料做内衬。

转炉炼钢时不需要再额外加热，因为铁水本来就是高温的，它内部还在继续着发热的氧化反应(来自铁水中硅、碳及吹入氧气)。

因为不需要再用燃料加热，故而降低了能源消耗。

吹入炉内的氧气与铁水中的碳发生反应后，铁水中的碳含量就会减少而变成钢了。

这种反应本身就会发出热量来，因而铁水不但会继续保持着熔化状态，而且可能会越来越热。

因此，为调整铁水的适合温度，人们还会再加入一些废钢及少量的冷生铁块和矿石等。

同时也要加入一些石灰、石英、萤石等，这些物质可以与铁水在变成钢水时产生的废物形成渣子。

因此，它们被称为造渣料。

电炉炼钢：电弧炉炼钢的热源是电能。

电弧炉内有石墨做成的电极，电极的端头与炉料之间可以发出强烈的电弧，具有极高的热能。

在炼钢时主要是对铁水中的碳进行氧化以减少碳的含量，但有些钢的品种中需要含有一些容易氧化的其他元素时，如果吹入过多的氧，就会把那些元素也一起氧化了。

在这时，用电弧炉炼钢就显得优越多啦。

因此，电弧炉往往用来冶炼合金钢和碳素钢。

电弧炉主要以废钢材为原料。

装好炉料后，炉盖会盖上，随后电极就下降接近炉料表面。

这时接通电源，电极就会发出电弧将电极附近的炉料熔化。

然后加大电压，加快熔化速度。

随着炉料的熔化程度，炉料(钢水)的位置会有变化，这时电极也会自动调整高度而不会淹没在钢水中。

在炉料将全部熔化时，钢水表面会漂浮着一层炉渣，这时工人们会取出一些钢水和炉渣来分析它们的成分，看看这炉钢炼得怎么样。

如果里面有对钢质量有害的元素，还要继续精炼加以除掉。

目前，氧气顶吹转炉炼钢是冶炼普通钢的主要手段，世界钢产量的70%以上是通过这种方法生产的。

电弧炉炼钢发展很快，主要用于冶炼高质量合金钢种，已超过了世界钢产量的20%。

宝钢炼钢车间系由三座300吨纯氧顶吹转炉、一套大型双室真空循环脱气装置(RH)、四跨八线钢锭纵向车铸系统及铁水预脱硫设施等辅助装备组成的现代化大型转炉车间。

并和拥有二台RIO.5一2500大型板坯连铸机的连铸车间配套,组成一个完整的炼钢生产系统
3.铸钢
设备：铸钢机
铸钢的方法分为钢锭铸造和连续铸造两种。

目前多数公司已实现转炉炼钢全连铸，连续铸造时将钢水经中间罐连续注入用水冷却的结晶器里，凝成坯壳后，从结晶器以稳定的速度拉出，再经喷水冷却，待全部凝固后，切成指定长度的连铸坯。

连续铸钢(连铸)是将钢水通过连铸机直接铸成钢坯，从而取代模铸和初轧开坯的一种钢铁生产先进工艺。

世界各国都以连铸比(连铸坯产量占钢总产量比例)的高低来衡量钢铁工业生产结构优化的程度和技术水平的高低。

连铸的好处在于节能和提高金属收得率。

4. 轧钢
设备：轧机（铝铸轧机铝箔轧机热轧机冷轧机短应力轧机螺纹钢轧机等）。

铸钢出来的钢锭和连铸坯，放入旋转的轧辊中间，从轧辊中间通过，连续碾轧，使它伸展变薄，轧制成各类钢材。

轧制方式包括热轧和冷轧。

建筑行业与冶金的联系
建筑行业与冶金的联系主要表现在建筑环境与材料方面。

建筑环境与设备工程专业主要培养从事室内环境设备系统和建筑公共设施设计、安装调试、运行管理及国民经济各部门所需的特殊环境开发的高级工程技术人才。

本科毕业生具有暖通、空调、燃气供应、建筑给排水等公共系统，建筑热能供应系统的设计、安装、调试运行能力。

毕业生去向主要有设计研究院、房地产公司、物业管理公司、产品制造及营销公司、工程技术与管理、高新技术产品和科研部门、高等院校等。

随着电子、医药对洁净技术要求较高的有关行业的发展，对本专业毕业生的需求正在日益增加。

冶金工程概论主要学习黑色和有色金属(包括重、轻、稀有和贵金属)冶金的基本理论、生产工艺和设备、实验研究、设计方法、环境保护及资源
综合利用的基本理论和基本知识受到冶炼工艺制定、工程设计、测试技能和科学研究的基本训练。

具有开发新技术，新工艺和新材料及工业设计和生产组织、管理的能力。

建筑与冶金的联系愈来愈紧密。

可以说冶金是建筑的基础，建筑是促进冶金行业发展的中坚力量。

冶金行业源源不断的给建筑行业提供材料，是建筑发展的坚强后盾。

两者是相辅相成的，近几十年来，随着我国钢铁行业的迅速发展，大大促进了建筑行业的发展。

而建筑行业的迅速发张大大刺激了钢铁等原材料的需求量。

据统计建筑行业所需的钢材占总量的50%。

可以说两者是互补的。

建筑材料中的钢筋全是冶金的佳作，好的钢筋材料是一座稳固建筑的基础。

而冶金工业建筑则是建筑的表现。

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