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摘要相比較電爐而言,近十年來,我國轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)流程工藝與裝備技術(shù)的進步幅度是明顯的。而未來,這種生產(chǎn)流程結(jié)構(gòu)不盡合理的現(xiàn)象亦會逐步改變。近年來,我國轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量占粗鋼總產(chǎn)量的比例日益增強,2003年我國轉(zhuǎn)爐鋼比為82.4%,到2013年這一比例已增至93%,而近十年來,世界轉(zhuǎn)爐鋼與電爐鋼比例基本保持在7:3的平均水平,我國與之相比轉(zhuǎn)爐鋼比過高。未來我國這種鋼鐵生產(chǎn)流程結(jié)構(gòu)不盡合理的現(xiàn)象會隨著我國資源條件、市場需求變化和綠色低碳環(huán)境的需求而逐步改變。相比較而言,近十年來,我國轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)流程工藝與裝備技術(shù)的進步幅度更加明顯。1、轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀目前,轉(zhuǎn)爐煉鋼仍是世界上最主要的煉鋼方法,其鋼產(chǎn)量占世界鋼總產(chǎn)量的65%以上。由于我國廢鋼資源短缺,電力缺乏,電價偏高,因此電爐鋼的產(chǎn)量增長受到一定程度的制約,而隨著生鐵資源的充裕也給轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量的增長提供了良好條件。因此,轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量近年來獲得了快速增長。2905年我國轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量為3.14億噸,到2013年提高到7.65億噸。隨著轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量的增加,轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)工藝技術(shù)也得到迅速發(fā)展。轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)進步主要體現(xiàn)在以下幾個方面。1.1、轉(zhuǎn)爐裝備日趨大型化2001年我國100噸以上大型轉(zhuǎn)爐只有30座,產(chǎn)能為3602萬噸。至2013年增長到345座,產(chǎn)能超過5.08億噸,13年間大型轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)能力增長了14倍。其中300噸轉(zhuǎn)爐從3座增加到11座,產(chǎn)能從678萬噸增長到2759萬噸以上。從數(shù)量上來看,我國現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐中以100-199噸的轉(zhuǎn)爐數(shù)量最多,而200噸及以上的轉(zhuǎn)爐數(shù)量最少,我國仍然保有一定數(shù)量的30噸以下的轉(zhuǎn)爐。因此,淘汰落后產(chǎn)能任務(wù)艱巨。目前,我國100噸及以上轉(zhuǎn)爐的產(chǎn)能約占全部轉(zhuǎn)爐產(chǎn)能的67.5%。隨著淘汰落后產(chǎn)能力度的加大,我國轉(zhuǎn)爐將進一步朝著大型化方向發(fā)展。1.2、轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)工藝進一步優(yōu)化提高鋼材潔凈度是21世紀(jì)鋼材質(zhì)量發(fā)展的重大技術(shù)方向。為提高鋼材質(zhì)量且擴大冶煉鋼種,我國大、中型轉(zhuǎn)爐煉鋼廠都相繼增建了鐵水脫硫裝置和二次精煉裝置。近年來新建的轉(zhuǎn)爐煉鋼廠大多配置了鐵水脫硫裝置,并根據(jù)冶煉鋼種的要求配置了相應(yīng)的爐外精煉裝置,一般多采用LF精煉,有些轉(zhuǎn)爐煉鋼廠還配置了Ⅵ)精煉裝置,從而為高附加值鋼種的生產(chǎn)提供了有利條件。我國自主設(shè)計建設(shè)的京唐公司300噸轉(zhuǎn)爐采用了國際上最先進的脫磷爐與脫碳爐分工、聯(lián)合生產(chǎn)的工藝,京唐公司是國際上最早采用這一先進工藝的300噸轉(zhuǎn)爐大型煉鋼廠。經(jīng)過近兩年的技術(shù)攻關(guān),脫磷爐生產(chǎn)周期28min,脫碳爐32min;單爐班產(chǎn)爐數(shù)從7-8爐次提高至16爐次,轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率提高1倍,出鋼溫度平均降低20℃。鐵水“三脫”預(yù)處理比例達(dá)到90%;月平均轉(zhuǎn)爐終點[P]為0.006%,P+S]為150×10-6;和爐外精煉相匹配可穩(wěn)定生產(chǎn)[P+S50×10-6的高潔凈鋼。石灰總消耗量從傳統(tǒng)流程的50kg/t,下降到24.3kg/t,煉鋼總渣量由110kg/t下降到的47kg/t,鋼鐵料消耗降低9.lkg/t,比傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐煉鋼成本降低37.39元/t鋼,標(biāo)志著我國大型轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)已接近國際領(lǐng)先水平。
煉鋼是指控制碳含量(一般小于2%),消除P、S、O、N等有害元素,保留或增加Si、Mn、Ni、Cr等有益元素并調(diào)整元素之間的比例,獲得最佳性能。把煉鋼用生鐵放到煉鋼爐內(nèi)按一定工藝熔煉,即得到鋼。鋼的產(chǎn)品有鋼錠、連鑄坯和直接鑄成各種鋼鑄件等。通常所講的鋼,一般是指軋制成各種鋼材的鋼。鋼屬于黑色金屬但鋼不完全等于黑色金屬。煉鋼過程編輯加料加料:向電爐或轉(zhuǎn)爐內(nèi)加入鐵水或廢鋼等原材料的操作,是煉鋼操作的第一步。造渣:調(diào)整鋼、鐵生產(chǎn)中熔渣成分、堿度和粘度及其反應(yīng)能力的操作。目的是通過鋼鐵高爐出渣:電弧爐煉鋼時根據(jù)不同冶煉條件和目的在冶煉過程中所采取的放渣或扒渣操作。如用單渣法冶煉時,氧化末期須扒氧化渣;用雙渣法造還原渣時,原來的氧化渣必須徹底放出,以防回磷等。熔池攪拌:向金屬熔池供應(yīng)能量,使金屬液和熔渣產(chǎn)生運動,以改善冶金反應(yīng)的動力學(xué)條件。熔池攪拌可藉助于氣體、機械、電磁感應(yīng)等方法來實現(xiàn)。渣——金屬反應(yīng)煉出具有所要求成分和溫度的金屬。例如氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐造渣和吹氧操作是為了生成有足夠流動性和堿度的熔渣,能夠向金屬液面中傳遞足夠的氧,以便把硫、磷降到計劃鋼種的上限以下,并使吹氧時噴濺和溢渣的量減至最小脫磷減少鋼液中含磷量的化學(xué)反應(yīng)。磷是鋼中有害雜質(zhì)之一。含磷較多的鋼,在室溫或更低的溫度下使用時,容易脆裂,稱為“冷脆”。鋼中含碳越高,磷引起的脆性越嚴(yán)重。一般普通鋼中規(guī)定含磷量不超過 0.045%,優(yōu)質(zhì)鋼要求含磷更少。生鐵中的磷,主要來自鐵礦石中的磷酸鹽。氧化磷和氧化鐵的熱力學(xué)穩(wěn)定性相近。在高爐的還原條件下,爐料中的磷幾乎全部被還原并溶入鐵水。如選礦不能除去磷的化合物,脫磷就只能在(高)爐外或堿性煉鋼爐中進行。鐵中脫磷問題的認(rèn)識和解決,在鋼鐵生產(chǎn)發(fā)展史上具有特殊的重要意義。鋼的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)開始于1856年貝塞麥(H.Bessemer)發(fā)明的酸性轉(zhuǎn)爐煉鋼法。但酸性轉(zhuǎn)爐煉鋼不能脫磷;而含磷低的鐵礦石又很少,嚴(yán)重地阻礙了鋼生產(chǎn)的發(fā)展。1879年托馬斯(S.Thomas)發(fā)明了能處理高磷鐵水的堿性轉(zhuǎn)爐煉鋼法,堿性爐渣的脫磷原理接著被推廣到平爐煉鋼中去,使大量含磷鐵礦石得以用于生產(chǎn)鋼鐵,對現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)的發(fā)展作出了重大的貢獻。堿性渣的脫磷作用 脫磷反應(yīng)是在爐渣與含磷鐵水的界面上進行的。鋼液中的磷 和氧結(jié)合成氣態(tài)P2O5的反應(yīng) 。電爐底吹:通過置于爐底的噴嘴將N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等氣體根據(jù)工藝要求吹入爐內(nèi)熔池以達(dá)到加速熔化,促進冶金反應(yīng)過程的目的。采用底吹工藝可縮短冶煉時間,降低電耗,改善脫磷、脫硫操作,提高鋼中殘錳量,提高金屬和合金收得率。并能使鋼水成分、溫度更均勻,從而改善鋼質(zhì)量,降低成本,提高生產(chǎn)率。熔化期:煉鋼的熔化期主要是對平爐和電爐煉鋼而言。電弧爐煉鋼從通電開始到爐鋼花伴我煉鋼忙料全部熔清為止、平爐煉鋼從兌完鐵水到爐料全部化完為止都稱熔化期。熔化期的任務(wù)是盡快將爐料熔化及升溫,并造好熔化期的爐渣。
汽化冷卻是采用軟化水以汽化的方式(充分利用了水汽化潛熱大的優(yōu)點)冷卻鋼鐵冶金設(shè)備并吸收大量的熱量從而產(chǎn)生蒸汽的裝置。其工作過程是,高溫?zé)煔馔ㄟ^汽化器(汽化煙道壁面),煙氣與汽化器存在著較大的溫差,發(fā)生熱傳遞, 高溫?zé)煔鈱⒆陨淼臒崃總鬟f給受熱面,同時自身溫度降低。受熱面另一側(cè)蒸發(fā)管中的水吸收煙氣熱量部分被蒸發(fā),并在蒸發(fā)管內(nèi)形成了汽水混合物。由于水蒸氣的密度相對與水較小,在壓強的作用下蒸氣在蒸發(fā)管內(nèi)上升,通過上升管最終進入汽包,經(jīng)過汽水分離,水蒸氣從汽包引出進入蓄熱器存儲,最后送入蒸汽管網(wǎng)供生產(chǎn)生活使用。同時水下降到蒸發(fā)管底部重新進入到汽化器的下聯(lián)箱內(nèi),補充的水供給蒸發(fā)管內(nèi)繼續(xù)蒸發(fā)使用。如此反復(fù)循環(huán),不斷冷卻高溫?zé)煔猓a(chǎn)生蒸氣。株洲優(yōu)質(zhì)煉鐵設(shè)備制作優(yōu)點(1)采用水冷卻時,一般用工業(yè)水,由于其硬度較高,所以管道易結(jié)垢, 結(jié)垢后傳熱系數(shù)變小,影響傳熱效果,同時使部分管道發(fā)生過熱燒壞。當(dāng)采用汽化冷卻時,一般用軟水可以避免結(jié)垢,從而可延長水冷管的使用壽命,減小檢修的工作量。(2)用工業(yè)水冷卻時,冷卻水全部排放掉,其帶走的熱量全部流失,未得到回收利用,采用汽冷方式,不但達(dá)到冷卻了煙氣的目的,而且可以產(chǎn)生蒸氣回收大量熱能供生產(chǎn)、生活方面使用,如果蒸氣質(zhì)量較好甚至可以用來發(fā)電, 極大的降低了煉鋼成本,有效的降低了能耗。同時也是貫徹治理三廢,綜合利用這一政策的部分措施。(3)從經(jīng)濟的角度來看,汽化冷卻省水省電,綜合投資費用較少,而且返本較水冷快。
【5月唐山鋼企高爐、轉(zhuǎn)爐限產(chǎn)達(dá)50%】4月29日,唐山市政府發(fā)布《5月份全市大氣污染防治強化管控方案》。對工業(yè)企業(yè)采取限產(chǎn)減排措施,其中,曹妃甸區(qū)首鋼京唐公司、文豐鋼鐵,樂亭縣唐鋼中厚板、德龍鋼鐵,豐南區(qū)縱橫鋼鐵停20%以上的燒結(jié)機豎爐、石灰窯、高爐、轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)裝備。禁止將已經(jīng)拆除、淘汰、長期停產(chǎn)的生產(chǎn)裝備作為減排停產(chǎn)基數(shù)。各縣(市)區(qū)政府要于4月30日12時前將5月份鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)裝備生產(chǎn)計劃報市生態(tài)辦審核備案,備案后嚴(yán)禁擅自調(diào)整。(我的鋼鐵網(wǎng))