钢铁企业的工艺流程PPT幻灯片课件

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1、钢铁企业的工艺流程及排污费稽查要点 1 一 钢铁简述二 各工段生产原理 工艺流程 主要排污节点及主要污染物三 排污费稽查要点 主要排污节点的主要污染物排污量核算 2 1 主要原料 铁矿石 终端产品 钢材 炼钢炼铁就是怎样由铁矿石变成钢材的过程 2 炼铁过程实质上是将铁 单质 从其自然形态 矿石等含铁化合物 磁铁矿Fe3O4和赤铁矿Fe2O3 中还原出来的过程 3 炼钢过程是通过氧化的方式 吹氧 去除铁水中的杂质元素 然后再用脱氧剂进行还原脱氧 最后进行合金化处理 完成炼钢的工艺操作过程 4 主要设备 炼铁高炉 炼钢有转炉和电炉 一 钢铁简述 3 5 其它辅助工艺原理设备 烧结 球团 制氧 白灰

2、窑 高炉配备TRT和BPRT煤气发电设施 转炉配备余热发电设施 电厂 轧钢 污水处理厂等 企业建设内容及规模检查表 4 6 工艺流程图 5 7 设备照片 1 烧结厂烧结机主要设备 上料 配料一次混合机二次混合机 6 配料室圆盘给料机 烧结机 烧结机点火器 破碎系统 7 烧结筛分系统烧结成品仓 整粒系统 环冷机 8 竖炉上料系统竖炉烘干系统 竖炉造球筛分焙烧室 9 冷却机竖炉成品仓 精粉上料系统烘干滚筒 10 造球盘 燃烧室 成品料仓电除尘 11 脱硫塔机尾布袋除尘器 脱硫塔 12 2 炼铁厂 高炉本体 上料系统 高炉 热风炉 13 煤气净化系统 BPRT 喷煤系统 冲渣系统 14 TRT 出铁

3、场除尘 15 出铁场除尘罩 上料除尘 矿槽除尘 矿槽除尘收尘罩 16 3 炼钢厂 上料系统转炉 上料 配料120t转炉 17 900t混铁炉6机6流连铸机 一次除尘系统二次除尘系统 18 连铸机白灰窑 白灰窑 19 转炉二次除尘 包括混铁炉除尘 20 一次除尘放散塔 石灰窑布袋除尘器 21 成品钢坯 22 一 烧结和球团1 烧结 设备是烧结机 1 原理 概念 烧结 粉矿造块 是钢铁生产工艺中的一个重要环节 它是将铁矿粉 燃料 无烟煤 焦粉 和石灰按一定配比混匀 经烧结而成的有足够强度和粒度的烧结矿作为炼铁的熟料 所谓 烧结 就是指粉状物料加热到熔点以下而粘结成固体的现象 简单来说 就是把品位满

4、足要求 但粒度却不满足的精矿与其他辅助原料混合后在烧结机上点火燃烧 重新造块 以满足高炉的要求 意义 利用烧结熟料炼铁是为了提高高炉利用系数 降低焦比 提高高炉透气性保证高炉运行 二 各工段反应原理及工艺流程 23 原因 我国的铁矿石大部分都是贫矿 贫矿直接入炉炼铁是很不合算 因此必须将贫矿进行破碎 选出高品位的精矿后 再将精矿粉造块成为人造富矿才能入高炉冶炼 所以 粉矿造块是充分合理利用贫矿的不可缺少的关控环节 方法 烧结方法主要有吹风烧结法和抽风烧结法两大类 吹风烧结有平地堆烧 烧结机 烧结盘 抽风烧结有路式烧结 步进式烧结机 带式烧结机 环形烧结机 国内外普遍采用的是带式抽风烧结机 在我

5、国地方小铁广还有相当一部分用平地吹风堆烧和箱式抽风烧结 比外 还有回转窑烧结法 悬浮烧结法 烧结的主要体系是配料 混料 看火等 看火的经验 看火主要控制的三点温度是 点火温度 1050 左右 终点温度 和总管废气温度 一般来说把终点温度控制在倒数第2号风箱的温度 其中 点火器就是使混合料在烧结机上燃烧的关键设备 控制好点火器的温度 负压等 混合料才能成为合格的烧结成品矿 24 2 烧结过程中的基本化学反应 固体碳的燃烧反应 2C O2 2CO和C O2 CO2反应后生成C0和C02 还有部分剩余氧气 为其他反应提供了氧化还原气体和热量 碳酸盐的分解和矿化作用 烧结料中的碳酸盐有CaC03 Mg

6、C03 FeC03 MnC03等 其中以CaC03为主 在烧结条件下 CaC03在720 左右开始分解 880 时开始化学沸腾 其他碳酸盐相应的分解温度较低些 碳酸钙分解产物Ca0能与烧结料中的其他矿物发生反应 生成新的化合物 这就是矿化作用 反应式为 CaCO3 SiO2 CaSiO3 CO2CaCO3 Fe2O3 CaO Fe2O3 CO2如果矿化作用不完全 将有残留的自由Ca0存在 在存放过程中 它将同大气中的水分进行消化作用 CaO H2O Ca OH 2使烧结矿的体积膨胀而粉化 25 铁和锰氧化物的分解 还原和氧化 铁的氧化物在烧结条件下 温度高于1300 时 Fe203可以分解 F

7、e304在烧结条件下分解压很小 但在有Si02存在 温度大于1300 时 也可能分解 3 烧结生产的工艺流程 排污节点及主要污染物目前生产上广泛采用带式抽风烧结机生产烧结矿 主要包括烧结料的准备 配料与混合 烧结和产品处理等工序 下图是烧结机生产工艺流程及排污节点示意图 26 27 4 现场图片 上料系统烧结机热破系统 环冷机整理系统成品仓 28 治理设施 粗破布袋除尘器烧结配料电除尘器细破布袋除尘器 机头电除尘器烧结机尾电除尘器氧化钙湿法脱硫设备 29 烧结整粒电除尘器 30 5 烧结厂废气的来源 排污节点及特点烧结厂的生产工艺中 将产生废气 1 烧结原料在装卸 破碎 筛分和储运的过程中将产

8、生含尘废气 2 在混合料系统中将产生水汽 粉尘的共生废气 3 混合料在烧结时 将产生含有粉尘 烟气 SO2和NOX CO的高温废气 燃烧产生的废气成分取决于烧结的原料条件 燃料用量 还原和氧化反应的发展程度 以及抽过燃烧层的气体成分等因素 4 烧结矿在破碎 筛分 冷却 贮存和转运的过程中也将产生含尘废气 烧结厂产生废气的气量很大 含尘和含SO2的浓度较高 所以对大气的污染较严重 31 2 球团原理 造球 球团矿的焙烧 把物料如矿石加热而不使熔化 以改变其化学组成或物理性质 方法设备主要有竖炉 带式焙烧 链蓖机 回转窑 工艺一般包括原料准备 配料 混合 造球 干燥和焙烧 冷却 成品和返矿处理等工

9、序 球团矿生产的工艺流程 排污节点及主要污染物如下图所示 32 33 10m2竖炉 竖炉混料系统竖炉盘式造球机 现场图片 34 球团冷却系统竖炉焙烧系统 皂土上料布袋除尘器竖炉电除尘器 35 球团厂废气的来源 排污节点及特点 球团厂的生产工艺中 将产生废气 1 原料在装卸 储运 上料的过程中将产生含尘废气 2 混合料在700 焙烧时 将产生含有粉尘 烟气 SO2和NOX的废气 36 二 高炉炼铁1 高炉炼铁原理炼铁过程实质上是将铁从其自然形态 矿石等含铁化合物中还原出来的过程 炼铁方法主要有高炉法 直接还原法 熔融还原法等 其原理是矿石在特定的气氛中 还原物质CO H2 C 适宜温度等 通过物

10、化反应获取还原后的生铁 生铁除了少部分用于铸造外 绝大部分是作为炼钢原料 37 炼铁工艺是是将含铁原料 烧结矿 球团矿或铁矿 燃料 焦炭 煤粉等 及其它辅助原料 石灰石 白云石 锰矿等 按一定比例自高炉炉顶装入高炉 并由热风炉在高炉下部沿炉周的风口向高炉内鼓入热风助焦炭燃烧 有的高炉也喷吹煤粉等辅助燃料 在高温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳 原料 燃料随着炉内熔炼等过程的进行而下降 在炉料下降和上升的煤气相遇 先后发生传热 还原 熔化 脱炭作用而生成生铁 铁矿石原料中的杂质与加入炉内的熔剂相结合而成渣 炉底铁水间断地放出装入铁水罐 送往炼钢厂 同时产生高炉煤气 炉渣两种副产品

11、高炉渣铁主要矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成 自渣口排出后 经水淬处理后全部作为水泥生产原料 产生的煤气从炉顶导出 经除尘后 作为热风炉 加热炉 焦炉 锅炉等的燃料 C O2点燃CO2提供热量CO2 C高温CO提供还原剂CaCO3高温CaO CO2 热量来自燃烧CaO SiO2高温CaSiO3炉渣3CO Fe2O3高温2Fe 3CO2 38 2 高炉冶炼主要工艺设备简介 高护炼铁设备组成有 高炉本体 供料设备 送风设备 喷吹设备 煤气处理设备 渣铁处理设备 3 高炉炼铁工艺流程 高炉生产简单工艺过程如下 39 40 41 4 炼铁过程中的污染在高炉炼铁过程中污染物一是原料在装卸 破碎

12、筛分和储运 上料及出铁 出渣的过程中产生含尘废气 二是主要来自热风炉煤气燃烧的废气有烟尘 二氧化硫 氮氧化物和粉尘等 铁水产量 烧结产量 球团产量与铁矿石 焦炭 煤粉及焦粉消耗量之间的逻辑关系 42 三 炼钢1 炼钢目的 任务 现代炼钢生产的主要方法有氧气转炉炼钢法和电弧炉炼钢法 虽然它们生产所用的原料加热方式不同 但冶炼过程中的基本反应是相同的 即先通过氧化的方式去除杂质元素 然后再进行还原脱氧 最后进行合金化处理 完成炼钢的工艺操作过程 1 脱碳并去气 去夹杂生铁的碳含量高达3 5 4 0 而所有钢的碳含量均低于2 0 碳含量高是造成生铁硬而脆的根本原因 因此炼钢的首要任务是脱除铁水中多余

13、的碳 其工艺手段是向熔池吹氧或加矿石进行氧化 另外 生铁中含有较多的氮 氢和非金属夹杂物 这些气体元素和夹杂物对钢的性能也有许多不利的影响 所以在炼钢时也必须把它们去除 一般情况下 脱气和去除夹杂是通过脱碳过程来完成的 即在脱碳时钢液内生成的CO气泡逸出时会将氮 氢及夹杂物带出 所以脱碳过程也是个脱气和去除夹杂物的过程 43 2 脱除硫和磷生铁的硫 磷含量都比较高 而且较高的含硫量和含磷量分别会使钢产生 热脆 和 冷脆 它们都是钢中的有害元素 少数钢种例外 因此炼钢过程中必须完成去除硫 磷的任务 脱磷所采取的工艺手段是造好碱性氧化渣 而脱硫则应造好碱性还原渣 3 脱氧通过吹氧 加矿石和其它脱氧

14、剂完成钢液的氧化脱碳 脱磷和硫后 钢中的氧含量将增多 由于氧也是钢中的有害元素 所以冶炼后期要进行终脱氧操作 采取的方法是向钢液中加入脱氧剂 即向钢中加入与氧亲和力大于铁的金属或者它们的铁合金 碳化硅 44 4 合金化在冶炼前期生铁中的硅 锰基本都已经氧化了 出钢时为了保证成品钢中的硅 锰含量就必须向钢中加入硅铁和锰铁来调整其含量达到要求的量 在冶炼合金钢时 还要向钢中加入各种铁合金 如铬铁 镍铁 钼铁 钛铁 钒铁等 这些操作统称之为合金化 5 升温铁水或废钢熔化的钢水温度一般仅有1300 左右 而出钢温度则应达到1600 左右 所以炼钢过程也是一个升温过程 其热量可来自炼钢过程中的化学反应热

15、或外加的电能等 另外 在完成上述任务的同时还应该注意维护好炼钢炉的炉体 以延长炼钢炉的使用寿命 同时也应注意降低各种原材料 炉料和能源的消耗 以完成各项技术经济指标要求 45 2 炼钢过程中的化学反应 1 铁的氧化2Fe O2 2FeO4FeO O2 2Fe2O3 2 硅的氧化与还原Si 2Fe0 4O2 SiO2 2Fe 3 锰的氧化与还原 炼钢过程中 锰的氧化方式也是以间接氧化为主 与硅一样 冶炼时炉料中的锰也会被氧气直接氧化一部分 且都是放热反应 因此 锰的氧化反应也是在冶炼初期熔池温度不高的条件下进行的 但是 在碱性操作中由于 CaO 的高浓度而使一大部分 MnO 处于游离状态 故锰的

16、氧化不像硅那样彻底 而且冶炼后期熔池温度升高后还可能发生MnO的还原反应 温度越高 还原出来的锰量越大 氧化结束时钢液中的锰含量即 余锰 越高 3 主要设备及现场图片 设备有上料系统 破碎系统 混铁炉 转炉 LF精炼炉 连铸等 46 现场图片 炼钢辅料上料系统炼钢转炉LF精炼炉 钢水包中间罐连铸机 47 过钢辊道火焰切割机 翻钢机移钢机 48 3 转炉炼钢生产工艺过程 排污节点及主要污染物 49 连铸机生产工艺过程及排污节点 50 4 炼钢过程中的污染 转炉炼钢主要污染物是粉尘 烟尘和NOX 其中NOX来自于氧气和氮气反应 炼钢烟尘具有排放量大 污染面广 类型复杂 颗粒细小等特点 治理炼钢烟尘的任务重 难度大 但从资源综合利用角度来看 炼钢烟尘成分丰富 很多细微粉尘往往能作原材料 并且含有各种金属元素 可以回收或直接循环利用 51 四 轧钢 轧钢分热轧和冷轧1 热轧 1 热轧原理和设备 原理 热轧是把从炼钢厂出来的半成品钢坯进行轧制 使之成为合格的产品 设备是轧机 热轧的工艺流程板坯由炼钢连铸车间的连铸机出坯辊道直接送到热轧车间板坯库 直接热装的钢坯送至加热炉的装炉辊道装炉加热 然后经