《炼钢精炼连铸工艺简介课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《炼钢精炼连铸工艺简介课件（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、炼钢-精炼-连铸 工艺简介,生产工艺流程,转 炉 炼 钢 BOF Steel Making,2座铁水脱硫扒渣工位、三座100吨顶吹转炉,1）机械搅拌法：将搅拌器沉入铁水内部旋转，在铁水中形成锥形旋涡，使铁水与脱硫剂充分混合作用。2）喷吹法：用干燥的空气或惰性气体为载体将脱硫剂与气体混合吹入铁水中，同时也搅动了铁水，达到脱硫目的，我厂采用以氮气为载流的喷吹法进行铁水脱硫。喷吹的粉剂主要有电石粉（CaC2）、石灰粉（CaO）、石灰石粉（CaCO3）、金属镁和镁基材料，我厂所用的粉剂为石灰粉和镁基材料（主要是钝化镁）。,铁水预处理的基本工艺铁水预处理是指铁水在兑入炼钢炉之前，为去除或提取某种成分而进
2、行的处理过程，例如对铁水的炉外脱硫、脱磷和脱硅，脱硫方法最广泛的是搅拌法和喷吹法。,倾翻系统（包括转炉炉体、倾动电机等）、氧枪系统（采用多孔拉瓦尔喷头氧枪、氧枪升降机构、横移机构等）、散状原料及铁合金下料系统、底吹系统（介质采用N2和Ar）、锅炉系统（烟气冷却功能）、除尘系统（一次除尘、二次除尘及煤气回收等）及副枪、质谱仪、活动升降烟罩、挡渣机等。,转炉的基本设备组成,炼钢用原材料,原材料是炼钢的基础，原材料质量的好坏对炼钢工艺和钢的质量有直接影响。 炼钢用原料一般分为主原料、辅原料和各种铁合金等。其中：主原料：铁水和废钢。辅原料：造渣剂（石灰、铁皮球、轻烧白云石、菱镁石等） 冷却剂（废钢、生
3、铁块、铁矿石等） 升温剂（硅铁、碳化硅等） 各种合金：常用的合金有Fe-Mn、Si-Fe、SiMn、AL、ALMnTi、 SiBaSrAl等其它材料：增碳剂、焦炭、氧气等。,氧气顶吹转炉炼钢工艺1、炼钢的基本任务脱碳、脱硫、脱磷、脱氧法除有害气体和夹杂；提高温度；调整成分。简言之：三脱、二去、调成份。 炼钢过程通过供氧、造渣、加合金、升温、搅拌等手段完成炼钢基本任务。2、吹炼过程吹炼前期，也称硅锰氧化期；吹炼中期，也称碳的氧化期； 终点控制，确保温度、成份、终渣。,3、转炉冶炼的五大制度 炼钢过程冶炼工艺分为五大制度： 装入制度 供氧制度 造渣制度 温度制度 终点控制及脱氧合金化制度。,装入制
4、度1、装入制度内容及依据 要有合适的炉容比 合适的炉池深度 与连铸工艺相配合 2、装入制度类型 定量装入制度 定深装入制度 分阶段定量装入制度 我厂主要采用定量装入制度和分阶段定量装入制度。,供氧制度1、喷嘴的类型及特点 根据喷嘴的孔数可以分为单孔喷嘴和多孔喷嘴。大型转炉一般不用单孔氧枪，多孔氧枪有三、四、五、六孔等类型。2、供氧制度中的几个工艺参数 氧气流量与供氧强度、氧压、枪位等 3、供氧操作 恒压变枪操作 恒枪变压操作,造渣制度 造渣就是要确定合适的造渣方法、渣料的加入数量和时间以及如何快速成渣。 转炉炼钢造渣的目的是：去除磷、硫，减少喷溅，保护炉衬，减少终点氧含量。1、造渣方法 有单渣
5、法、双渣法、留渣操作等。2、渣料加入量的确定 石灰加入量（t）= 铁矾土的加入量： 冶炼低碳钢时铁矾土加入量不大于1.0吨； 冶炼中高碳钢时铁矾土加入量不大于1.5吨。,石灰有效CaO%,2.14铁水含Si%碱度（R）铁水量（t）,温度制度 温度制度主要是指过程温度控制和终点温度控制，过程温度是确保终点温度合格的关键。1、热量的来源 氧气顶吹转炉热量的主要来源是铁水的物理热和化学热。2、出钢温度的确定 终点钢水温度主要根据以下原则确定： 1）钢种的凝固温度；2）浇注温度；3）钢水温降数值； 4）浇注方式 5）二次精炼方式及时间。,出钢温度可由下式计算： T出=T凝+t1+t2+t3+t4+t5
6、+ 式中：t1出钢过程温降， t2出钢完毕至精炼开始的温降， t3钢水精炼过程温降， t4钢水精炼完毕至开浇前的温降， t5钢水从钢包至中间包的温降， 连铸要求的钢水过热度，,终点控制钢水达到钢种成分和温度要求的时刻，称之为“终点”。 1）钢中碳含量达到所炼钢种控制要求； 2）钢中P、S含量低于规格以下的一定范围； 3）出钢温度能保证进行精炼和浇铸； 4）对于沸腾钢，钢水应具有一定的氧化性。另外，终渣粘度、(FeO)含量、碱度等也应控制在合理范围内。,1、终点控制方法 终点控制方法有三种：一次拉碳法、增碳法及高拉补吹法。2、人工判断方法 碳的判断看火焰、看火花、取钢样 温度的判断火焰判断、取样
7、判断、氧枪冷却水判断、 根据炉膛情况判断3、自动化炼钢 将铁水、原材料的温度和成份，副枪和质谱仪取得的数据输入转炉炼钢模型后，由计算机自动控制冶炼终点。,脱氧及合金化制度 钢水中氧含量超标，影响钢坯质量，降低钢的性能，加剧钢的热脆，因此钢水必须脱氧，并调整钢水成分同时进行脱氧合金化。1、脱氧方法 沉淀脱氧、扩散脱氧和真空脱氧 目前普遍采用沉淀脱氧，可用单独脱氧法和复合脱氧法。2、脱氧合金加入原则 脱氧剂条件 脱氧剂加入原则：先弱后强3、脱氧操作 钢包内脱氧合金化 真空精炼炉内脱氧合金化,炼钢的基本反应1.成渣过程 Si+O(SiO2) Fe+O(FeO) Mn+O(MnO) (FeO)+(Si
8、O2)+CaO(CaOFeOSiO2) 2.脱磷反应 2P+5(FeO)+n(CaO)(nCaOP2O5)+5Fe3.脱硫反应 FeS+(CaO)(CaS)+(FeO)4.脱碳反应 C+O=CO C+2O=CO25.脱氧反应 2Al+3O=(Al2O3),II. 炉 外 精 炼 Secondary Refining,主要炉外精炼方式： 1座100吨RH-TB真空循环脱气精炼 3座100吨LF钢包精炼炉 1座100吨VD炉,RH-TB的基本设备 钢包旋转系统:正常情况下为电机驱动，大罐转台可以旋转270度，回转直径8m，事故状态下为气动马达驱动 钢包顶升系统:大罐的顶升距离最大为2450mm，为
9、液压顶升 真空室:总高度10.5m,循环管内径690mm,真空室壳体外径3200mm。 真空泵:为四级蒸气喷射泵，所使用的蒸气为饱合蒸气由转炉余热锅炉供应，为确保RH真空处理装置生产用汽要求，由一发电中压管网供应一路备用汽源。 合金下料系统等,真空室,真空泵,RH(Ruhrstahl和Heraeus于1957年开发)的基本工艺原理： 将真空室的插入管插入钢水内，向 上升管内通入Ar气，使上升管和下 降管内的钢液产生密度差，在抽真 空的过程中，由于钢液的密度差， 使钢液在真空室和钢水罐之间产生 循环，钢液在流经真空室的过程中， 钢液中的气体排出钢液，从而达到 净化钢液的目的。,RH-TB的基本功
10、能 1、脱碳：在深真空状态下促使了碳氧反应的进一步发生 2、脱气：可以有效地去除钢水中的H、N、O等气体 3、加热：利用Al和O2的化学反应热来加热钢水 4、合金化：成份微调 5、均匀钢液：钢液的循环，起到强化搅拌的作用 6、生产组织中的缓冲：平衡转炉和铸机之间的生产组织节奏,LF炉（Ladle Furnace) 是70年代未期日本发 展起来的钢包精炼型 炉外精炼设备，它具 有许多有效的炉外精 炼手段，如合成渣处 理、加热、搅拌和合 金成份微调等。,LF炉的基本设备 2座LF工位，变压器容量为40MVA。 电极升降装置，最大行程 3.5m。速度为：自动升4.8/降3.6m/min；手动升降6.
11、4m/min。 加热桥架及炉盖提升机构和水冷炉盖，水冷炉盖行程600mm。 钢车走行系统、下料系统、氩气系统、氮气系统、冷却水系统等,LF钢包精炼炉的基本原理 LF与电弧炉的原理相同，是 通过石墨电极与钢液之间的 电弧作为热源来加热钢水的。 同时采用底吹氩搅拌钢液， 在钢液表面造还原渣脱硫， 等对钢液进行加热的炉外精炼 处理方式。,LF的基本功能 1、脱硫：利用造碱性还原渣和电弧的高温区进行脱硫 2、加热：采用电极放电加热钢水 3、合金化：成份微调 4、均匀钢液和去除夹杂：采用底吹Ar气搅拌钢液 5、生产组织中的缓冲：平衡转炉和铸机之间的供钢节奏。,喂线工艺 在RH-KTB工位和LF工位都设有
12、喂线装置，线的种类为Ca-Si线和Ca-Al线。 喂线的基本作用： 1、夹杂物变性（Al2O3、MnS等） 2、脱氧和脱硫,III. 连 续 铸 钢 Continuous Casting,连铸基本工艺原理 钢水由大罐经中间包稳流、分配后进入结晶器，受到结晶器水冷铜壁的冷却形成坯壳，为了避免坯壳与结晶器粘结，结晶器做上下往复振动，并加入保护渣或其他起到润滑效果的材质。铸坯经弯曲进入弧形段，再经矫直成水平状态，由切割机切割成一定长度的铸坯，输送至轧钢厂。,连铸工艺示意图,连铸工艺的优点 简化工艺流程，提高生产效率 连铸省掉了脱模、整模、钢锭均热和开坯等工序。 提高金属收得率 连铸的切头、切尾损失为
13、1-2，可提高金属收得率10-14。 降低能耗 由于提高了成坯率，省掉均热、开坯等能耗。 劳动条件好，易于实现自动化 操作安全、污染小、自动化程度高、操作人员数量少。 铸坯质量好，连铸钢种不断扩大 成分偏析小，纯净度高，组织致密等。几乎所有钢种都可以用连铸生产。,连铸机的主要设备简介 结晶器、振动装置等关键设备由国外引进，其它设备国内制造 蝶式回转台（回转半径6m）、容量为65吨的中间罐、半龙门型中间罐车、中间罐塞棒机构（液压自动或手动杠杆操作）、 钢包水口机械手（液压提升）、浸入式水口快速更换装置（液压缸控制）、中间罐渣罐及溢流槽、结晶器专家系统、液面自动检测装置、下装式引锭杆、及火焰切割机
14、等。,结晶器： 冷却水缝设在背板上的可铸中自动调宽的平直结晶器。铜板高度为1000mm，铜板材质：Cu-Cr-Zr合金，表面镀铬，有Ni-Fe或Ni-Co镀层。夹紧方式：弹簧夹紧，液压放松。在铜板下有足辊，其数量为宽边一对，窄边两对，直径为100mm。 窄边液压缸（4个/每台结晶器）调整传动； 结晶器振动装置（伺服液压振动，板簧垂直导向）； 振动曲线为正弦及最大系数0.7的非正弦曲线；,浇注过程中钢水凝固过程示意图,扇形段：包括弯曲段、弧形段、矫直段和水平段 弯曲段为0段，其设计型式为连续弯曲型，辊数17对，辊径150mm，辊型为三分节辊；弧形段为1-3段，弧形半径5m，辊数7对，辊径和矫直段
15、、水平段相同，均为200mm，辊型为三分节辊；矫直段为4-5段，弧形半径为5m，7对自由辊，1对驱动辊；水平段为6-10段，其中6段和10段为6个自由辊，2个驱动辊，其它为7个自由辊，1个驱动辊。,1、有事业的峰峦上，有汗水的溪流飞淌；在智慧的珍珠里，有勤奋的心血闪光。 2、人们走过的每一个足迹，都是自己生命的留言；留给今天翻过的日历，留给未来永久的历史。 3、人生是一座可以采掘开拓的金矿，但总是因为人们的勤奋程度不同，给予人们的回报也不相同。 4、理想之风扯满人生的帆；奋斗之杆举起理想之旗。 5、人应该学会走自己的路，但更应该掌握手中的罗盘。 6、不能因为人生的道路坎坷，就使自己的身躯变得弯
16、曲；不能因为生活的历程漫长，就使求索的脚步迟缓。 7、人生的意义在理想的光辉中闪烁；生命的价值在创造的生活中闪现。 8、只有走完平凡的路程，才能达到伟大的目标。 9、奋斗目标是人生的精神支柱。 10、共同的事业，共同的斗争，可以使人们产生忍受一切的力量。奥斯特洛夫斯基 11、属于每个人的道路，都在每个人的足下；属于每个人的历史，都在每个人的身后。 12、终于有一天，海水和泪都是甜的。 13、有志者自有千方百计，无志者只有千难万难。 14、贫不足羞，可羞是贫而无志。吕坤 15、人，只要有一种信念，有所追求，什么艰苦都能忍受，什么环境也都能适应。丁玲 16、人生的途程是遥远的，只要双脚不息地前行，道路就会向远方延伸。 17、理想是人生的坚实支柱，如果失去了生活的理想，精神也就会随之而瘫痪。 18、目标不是都能达到的，但它可以作为瞄准点。 28、我学习了一生，现在我还在学习，而将来，只要我还有精力，我还要学习下去。别林斯基 29、任何时候我也不会满足，越
