现代钢铁联合企业各主要工艺流程

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《钢铁冶金概论》课程小论文

姓名：刘召波

学号：2008442250

年级：冶金工程2008

任课教师：张倩影

日期：2010.12.06

钢铁冶金简介及学习体会

摘要：现代钢铁联合企业各主要工艺流程主要分为流程为铁前准备、高炉炼铁、转炉炼钢、炉外精炼、连铸、热轧。并对冶金新技术中富氧烧结技术的重要意义和影响富氧烧结的因素进行了分析。最后总结了个人对现代钢铁联合企业各主要工艺流程和学习了本课程的一点体会。

关键词：钢铁生产工艺流程富氧烧结个人体会

1概述现代钢铁联合企业各主要工艺流程

1.1第一个流程为铁前准备

主要有铁矿石造块烧结和焦化生产

铁矿石造块烧结：就是把铁矿粉、熔剂、燃料及返矿按一定比例制成块状或球状冶炼原料的一个过程。

其具体生产流程为：烧结作业系将粉铁矿和各类助熔剂及细焦炭经由混拌、造粒后，经由布料系统加入烧结机，由点火炉点燃细焦炭，经由抽气风车抽风完成烧结反应，高热之烧结矿经破碎冷却、筛选后，送往高炉作为冶炼铁水之主要原料。但天然富矿不用烧结。

焦化生产流程：

洗煤配煤炼焦熄焦产品处理

焦炭的四个作用：①热源；②料柱骨架；③还原剂；④渗碳。

铁前准备用简图表示相关过程为：

富矿混匀天然块矿

矿石高炉

贫矿磨矿筛分选矿造块人造富矿

其中常用铁矿石有：磁铁矿石、赤铁矿石、褐铁矿石、菱铁矿石。

富矿一般指不需选矿即可直接入炉或直接加工利用的矿石。

对铁矿石的评价可从以下几点：①铁矿石品位；②脉石成分；③杂质元素；

④矿石的还原性；⑤矿石的高温性能；⑥矿石的强度与粒度组成；⑦矿石的化学成分稳定性，判定铁矿石的好与差。

在烧结机上料层分层，其分为：烧结矿层，燃烧层，预热干燥层，过湿层和

垫底料层。

1.2第二个流程为高炉炼铁

高炉炼铁：就是将铁矿石、焦炭及助熔剂由高炉顶部加入炉内，再由炉下部鼓风嘴鼓入高温热风，产生还原气体，还原铁矿石，产生熔融铁水与熔渣之炼铁制程。

高炉炼铁的具体生产流程为：在尽量低能量消耗的条件下，通过受控炉料及煤气流的逆向运动，高效率的完成还原、造渣、传热及渣铁反应等过程，得到化学成分与温度较为理想的液态金属产品。高炉炉料经各种化学还原反应生产出合格铁水然后通过鱼雷罐送入炼钢，然后作为炼钢原料入转炉冶炼成钢。炉渣经水冲渣排入渣池，通过渣水分离，炉渣排走，水循环利用。高炉冶炼过程中产生的付产品——高炉煤气做为低热值气体燃料供热风炉，烧结，锅炉，预热炉和加热炉等使用。高炉的生产是连续进行的。一代高炉（从开炉到大修停炉为一代）能连续生产几年到十几年。生产时，从炉顶（一般炉顶是由料种与料斗组成，现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶）不断地装入铁矿石、焦炭、熔剂，从高炉下部的风口吹进热风（1000～1300摄氏度），喷入油、煤或天然气等燃料。装入高炉中的铁矿石，主要是铁和氧的化合物。在高温下，焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来，得到铁，这个过程叫做还原。铁矿石通过还原反应炼出生铁，铁水从出铁口放出。铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生成炉渣，从出铁口和出渣口分别排出。煤气从炉顶导出，经除尘后，作为工业用煤气。现代化高炉还可以利用炉顶的高压，用导出的部分煤气发电。

高炉的结构组成自上而下主要分为：炉喉、炉身、炉腰、炉腹和炉缸5个主要部分和其它次要部分。

高炉内状况，高炉内可大致分为五个区域或五个带：

1）炉料分保持装料前块状状态的块状带；

2）矿石从开始软化到完全软化的软熔带；

3）已熔化的铁水和炉渣沿焦炭之间的缝隙下降的滴落带；

4）出于鼓风动能的作用，焦炭作回旋运动的风口回旋区；

5）风口以下，贮存渣铁完成必要渣铁反应的死料带。

高炉内发生的还原反应为：MeO+X=Me+XO,还原反应是X夺取金属氧化物MeO 中的氧，使之变为金属或该金属的低价氧化物的反应。高炉内铁氧化物的还原：1）用CO和H2还原铁氧化物即间接还原；

2）用固体碳还原铁氧化物即直接还原。

只有当二者的比例在适宜范围内时，才能降低焦比，取得最佳效果。

高炉在生产过程中，铁矿石中的铁氧化物还原出金属铁；铁矿石中的脉石和焦炭中的灰分等与熔剂相互作用生成低熔点的化合物，形成非金属物液相，即为炉渣。

高炉渣的作用，主要有以下四点：

1）使渣铁分离得到纯净的生铁；

2）脱硫和合金元素的还原，起调整成分的作用；

3）对高炉炉况的顺行、炉缸热制度以及炉龄等方面也有很大影响；

4）保护炉衬。

1.3第三个过程为转炉炼钢

转炉炼钢：广义上说就是以铁水、废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，靠铁液本身的物理热和铁液组分间化学反应产生热量而在转炉中完成炼钢过程，铁水通过氧化反应脱碳、升温、合金化的过程。它的主要任务是脱碳、脱氧、升温、去除气体和非金属夹杂、合金化。

转炉渣的作用，主要有以下五点：

1）调整炉渣的成分、性质、和数量；

2）吸收金属液中的非金属夹杂物；

3）减少热损失，防止负液吸收气体；

4）能吸收铁的蒸发物和转炉氧流下的反射铁粒；

5）延长炉衬的寿命。

转炉的金属主要构件为：1炉壳；2支承装置；3倾动机构。

转炉工艺流程：按照配料要求，先把废钢等装入炉内，然后倒入铁水，并加入适量的造渣材料（如生石灰等）。加料后，把氧气喷枪从炉顶插入炉内，吹入氧气（纯度大于99％的高压氧气流），使它直接跟高温的铁水发生氧化反应，除去杂质。用纯氧代替空气可以克服由于空气里的氮气的影响而使钢质变脆，以及

氮气排出时带走热量的缺点。在除去大部分硫、磷后，当钢水的成分和温度都达

到要求时，即停止吹炼，提升喷枪，准备出钢。出钢时使炉体倾斜，钢水从出钢

口注入钢水包里，同时加入脱氧剂进行脱氧和调节成分。钢水合格后，可以浇成

钢的铸件或钢锭，钢锭可以再轧制成各种钢材。氧气顶吹转炉在炼钢过程中会

产生大量棕色烟气，它的主要成分是氧化铁尘粒和高浓度的一氧化碳气体等。因

此，必须加以净化回收，综合利用，以防止污染环境。从回收设备得到的氧化铁

尘粒可以用来炼钢；一氧化碳可以作化工原料或燃料；烟气带出的热量可以副产

水蒸气。此外，炼钢时，生成的炉渣也可以用来做钢渣水泥，含磷量较高的炉渣，

可加工成磷肥。

1.4第四个流程为炉外精炼

炉外精炼：将转炉、电炉初炼的钢水转移到另一个容器（主要是钢包）中进行精炼的过程，也称“二次冶金”或钢包精炼。因此，炉外精炼把传统的炼钢过

程分两步进行：

1）初炼：在氧化性气氛下进行炉料的熔化、脱磷、脱碳和合金化；

2）精炼：在真空、惰性气氛或可控气氛下进行脱氧、脱硫、去除夹杂、夹杂物

变性、微调成分、控制钢水温度等。

渣洗：最简单的精炼手段；真空：目前应用的高质量

钢的精炼手段：搅拌：最基本的精炼手段；喷吹：将反应剂直接加入熔体的手段；

调温：加热是调节温度的一项常用手段。

主要的精炼工艺：

LF(Ladle Furnace process)钢包精炼炉；

AOD(Argon-oxygen decaburizition process )氩氧脱碳精炼炉;

VOD (Vacuum oxygen decrease process)作为真空脱气设备 ;

RH (Ruhrstahl Heraeus process)真空循环脱气精炼炉;

CAS(Composition adjustments by sealed argon-oxygen blowing process) 钢包内喷吹惰性气体(Ar气) 搅拌并设顶吹吹氧枪和加铝丸设备的工艺；

喂线 (Insert thread) ；

钢包吹氩搅拌(Ladle argon stirring)；

喷粉( powder injection )。