钢铁流程

图1-1 钢铁生产基本流程

1.钢铁生产基本流程

1.1生产流程概述

钢铁生产是一项系统工程，生产的基本流程如图1-1所示，首先在矿山要对铁矿石和煤炭进行采选，将精选炼焦煤和品位达到要求的铁矿石，运送到钢铁企业的原料场进行配煤或配矿、混匀，再将炼焦煤送到在焦化厂炼焦，生产符合高炉炼铁质量要求的焦炭，铁矿石送到烧结厂烧结，获得符合高炉炼铁质量要求的烧结矿。球团厂可直接建在矿山，也可建在钢铁厂，它的任务是将细粒精矿粉造球、干燥、经高温焙烧后得到直径9~16mm球团矿。

高炉是炼铁的主要设备，使用的原料有铁矿石（包括烧结矿、球团矿和块矿）、焦炭和少量熔剂（石灰石），产品为铁水、高炉煤气和高炉渣。铁水送至炼钢厂炼钢，高炉煤气主要用来烧热风炉，同时供炼钢厂和轧钢厂使用，高炉渣经水淬后送水泥厂生产水泥。

炼钢，目前主要有两条工艺路线，即转炉炼钢流程和电弧炉炼钢流程，通常将“高炉-铁水预处理-转炉-精炼-连铸”称为长流程，而将“废钢-电弧炉-精炼-连铸”称为短流程，短流程无需庞杂的铁前系统和高炉炼铁，因而，工艺简单、投资低、建设周期短。但短流程生产规模相对较小，生产品种范围相对较窄，生产成本相对较高。同时受废钢和直接还原铁供应的限制，目前，大多数短流程钢铁生产企业也开始建高炉和相应的铁前系统，电弧炉采用废钢+铁水热装技术吹氧熔炼钢水，可降低电耗，缩短冶炼周期，提高钢水品质。

炼钢厂的最终产品是连铸坯，按照形状，连铸坯分为方坯、板坯和圆坯，在轧钢厂，方坯分别被棒材、线材和型材轧机轧制成棒材、线材和型材；板坯被轧制成中厚板和薄板，圆坯被穿孔、轧制成无缝钢管。

钢铁联合企业的正常运转，除了上述主体工序外，还需要其他辅助行业为它服务，这些辅助行业包括耐火材料和石灰生产，机修、动力、制氧、供水供电等。

1.2生产系统概述

钢铁生产主要包括铁前系统、高炉炼铁、炼钢厂和轧钢厂。

（1）铁前系统

对钢铁联合企业来说，铁前系统主要包括烧结厂和焦化厂。

①烧结厂

烧结厂的主要任务是将粉状铁矿石（包括富粉矿、精矿粉等）和钢铁厂二次含铁粉尘，通过烧结机的烧结过程，加工成粒度符合高炉要求的人造富块矿——烧结矿。

在烧结混合料中，通过调整加入的熔剂（如消石灰、石灰石、白云石等）和燃料（焦粉、无烟煤粉）的数量，通过烧结可以控制烧结矿的化学成分（如碱度、MgO、FeO等）和冶金性能，通过烧结还能去除烧结原料中80%以上的硫。

目前，大中型钢铁企业烧结厂使用的烧结机主要为带式抽风烧结机，烧结机的大小一般用烧结台车的有效烧结面积（m2）表示。

②焦化厂

焦炭是高炉炼铁不可缺少的燃料和还原剂。生产焦炉的设备是焦炉。用于炼焦的煤主要有气煤、肥煤、瘦煤等，焦炭生产过程分为洗煤、配煤、炼焦、熄焦及煤气和化工产品回收处理等工序。炼焦工程是将配好的煤料装入焦炭的炭化室，在隔绝空气的条件下，由两侧燃烧室供热，随温度升高经干燥、预热、热分解、软化、半焦、结焦成具有一定强度的焦炭。炼焦的副产品是高热值的焦炉煤气及作为化工原料的焦油、粗笨等。

焦炉的大小用炭化室孔数和炭化室高度表示，如武钢焦化厂10号焦炉为55孔6m大容积焦炉，年产焦炭55万t。

（2）高炉炼铁

高炉的主要任务是用铁矿石和焦炭冶炼出合格的铁水供转炉炼钢，同时产生大量高炉煤气供炼铁厂热风炉、烧结厂、炼钢厂、轧钢厂使用。在整个钢铁联合企业中，可以说炼铁厂是最核心的环节。

高炉的大小用有效容积表示，高炉炼铁系统是个庞大的系统集成，围绕高炉本体，有原料供料系统、炉顶装料系统、鼓风送风系统、煤气除尘系统、喷煤系统和渣铁处理系统同时协同工作。生产出的铁水通过铁路运输送往炼钢厂炼钢。

（3）炼钢厂

炼钢厂的主要任务是将铁水脱硫、脱磷、脱碳和脱氧合金化，然后将钢水浇

注成钢坯。

整个炼钢生产通常包括铁水预处理、转炉吹炼（脱磷和脱碳）、精炼（脱硫、脱氧和合金化）和连铸几个工序。铁水预处理主要是脱硫；转炉吹炼主要是脱磷脱碳；精炼的任务是进一步脱硫、脱氧和去除杂质；连铸的任务是将钢水浇铸成一定断面的连铸坯。

（4）轧钢厂

轧钢厂是钢铁联合企业生产最终产品——钢材的加工厂，轧钢是利用旋转的轧辊与钢坯之间的接触摩擦将金属咬入轧辊缝隙间，同时在轧辊的压力作用下使金属发生塑性变形的过程。产品一般有棒线材、型材、板材、钢管等。

钢铁联合企业全流程演示如下：

2.铁矿粉造块（烧结及球团）

2.1烧结厂工艺流程及排污分析

2.1.1烧结厂工艺流程

为了保证供给高炉的铁矿石中铁含量均匀，并且保证高炉的透气性，需要把选矿工艺产出的铁精矿制成10-25mm的块状原料。铁矿粉造块目前主要有两种方法：烧结法和球团法。两种方法所获得的块矿分别为烧结矿和球团矿。本专题将详细介绍烧结生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。

（1）烧结矿生产使用的原料

烧结生产使用的原材料包括含铁物料、熔剂和燃料。烧结生产使用的含铁物料包括：精矿粉匀矿、粉矿和破碎粉匀矿、钢铁厂二次含铁原料（高炉除尘灰、轧钢皮、转炉渣等）。烧结生产的熔剂有消石灰、石灰石粉、白云石粉等，主要用来调节烧结矿碱度的MgO含量。

烧结生产使用的燃料是焦粉和无烟煤粉，其作用是通过焦粉或煤粉的燃烧，在烧结料层中产生一定量的液相，将粉状烧结混合料粘结成块。

（2）烧结机结构

烧结矿生产有鼓风烧结和抽风烧结两种方法，但目前采用的是带式抽风烧结法，烧结机的大小（或生产能力）可用烧结机的有效烧结面积表示，如90m2、130m2、450m2等。烧结机结构示意图见上图，下图为带式抽风烧结机。

带式抽风烧结机由铺底料机、布料器、点火器、行走台车、传动装置、风箱、破碎机、振动筛、降尘管、除尘器、抽风机等组成。

（3）烧结厂的工艺流程

烧结生产的工艺流程如图下所示。主要包括配料与混料、布料、点火和烧结、整粒等工序。

①配料与混料

将铁矿粉匀矿，以及颗粒尺寸符合要求的其他含铁原料、熔剂、燃料等输送到各自的配料槽，通过皮带电子秤将各种原料按预定比例配料，并送入配料主皮