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梧州專業轉爐爐底製作

2020-10-05
梧州專業轉爐爐底製作

鋼、鐵一般都采用高溫冶金方法冶煉。鋼鐵冶煉機械包括煉鐵的高爐及其配套機械、煉鋼的平爐和轉爐、電弧爐、爐外精煉設備、鑄錠設備以及冶金車輛等。高爐及其配套機械 將鐵礦石或人造富礦連續煉成生鐵的鼓風豎爐稱為高爐。它的外形像一個堅式的圓筒,由耐火材料及金屬殼體組成,為高爐及其配套機械的布置。原料從貯礦槽經稱量後由高爐機械的料鬥或帶式輸送機送到爐頂,分批均勻地置入爐內。經熱風爐預熱的空氣由風口鼓入爐內,使燃料燃燒加熱爐料並使之分解和還原,從而得到生鐵。鐵水從出鐵口放出,經鐵水溝和流嘴進入鐵水罐中,運往鋼廠或由鑄鐵機鑄成鐵塊。從爐頂導出的煤氣,經煤氣淨化係統處理後可作為燃料。為強化冶煉,除采用外燃式熱風爐提高風溫、加大風量或采用綜合鼓風(包括噴吹燃料、富氧鼓風和脫濕鼓風)外,提高爐頂壓力也能增加產量和降低焦碳消耗。新建的高爐廣泛采用鍾閥密封式或無料鍾式高壓爐頂。采用無料鍾式高壓爐頂後,爐頂高度和重量均可相應降低一半左右。高爐容積也達5500米3左右(日產生鐵1萬餘噸)。高爐生產的大型化、連續化,要求有較高的機械化和自動化程度,須采用開、堵出鐵口機和換風口機等配套高爐機械。煉鋼平爐按結構形式可分為傾動式和固定式兩種。傾動式平爐因熔煉室可前後傾動,具有操作靈活和分罐出鋼的特點,但結構較複雜,故一般均采用固定式平爐。固定式平爐的特點與傾動式平爐相反。平爐熔煉範圍一般為100~650噸。20世紀70年代開始采用埋入式氧槍,加大供氧強度,縮短了冶煉時間.煉鋼轉爐鼓入空氣或工業純氧,使氧氣與液態鐵水中的碳、矽、錳等元素氧化,以調整鋼水的化學成分,並利用氧化時產生的熱量來煉鋼的設備。鼓入空氣的轉爐,因煉出的鋼質量差,已較少應用。圖2為轉爐的外形及其配套機械。煉鋼所需的造渣劑可從爐頂料倉卸下,經稱量後通過密封料倉和流槽加入轉爐內。整個轉爐爐體由圓環形托圈支承,托圈兩端的軸由軸承支承。托圈軸與傳動機構聯接後能使爐體繞軸線作360°回轉,以適應轉爐加料、出鋼、出渣等工藝要求。轉爐傳動機構的結構形式有落地式、半懸掛式或全懸掛的多點齧合式等,以全懸掛的多點齧合式較為普遍。為了提高轉爐爐座利用率,轉爐爐體也可做成更換式的。 為了防止環境汙染和節約能源,在冶煉時從轉爐爐口逸出的、含有較多煙塵和大量CO高溫爐氣,經餘熱利用煙道生產蒸汽,又經過能回收CO和降低煙氣含塵量的除塵係統,使煙氣符合排放標準。轉爐依氧氣噴口在爐體的位置不同可分為頂吹、底吹和側吹幾種,但側吹轉爐應用較少。氧氣頂吹轉爐在爐口插入水冷氧槍(噴口)供工業純氧,並以超音速氣流噴入熔池進行攪拌和反應。吹轉爐的容量已達400噸,並有更大型的轉爐正在籌建中。底吹轉爐的噴口設置在爐底,噴口數目可根據工藝要求而定。噴口型式有透氣(或毛細管式)耐火磚和同心套管式兩種。為延長同心套管式噴口壽命,套管之間的環縫可噴入碳氫化合物作為冷卻介質,噴口也可在噴入氧氣流時帶入粉狀造渣劑提前化渣去除硫、磷。底吹轉爐較適用於高磷鐵水的冶煉。頂吹轉爐上結合底吹轉爐的優點,將部分氧氣或惰性氣體從爐底噴入,便成為頂底複合吹煉的轉爐,效果較好。為了適應氧化轉爐快速操作和環境保護的要求,現代轉爐還配有相應的裝料、出鋼、出渣、渣處理、煙氣淨化、汙水處理和綜合利用等配套設備,同時也采用計算機控製,以提高生產的經濟效益。電弧爐利用電能通過石墨製的電極與金屬爐料之間產生電弧所生成的熱量進行熔化爐料。電弧爐由爐體、傳動裝置、供電係統和控製設備等組成。爐體結構依裝料形式不同,可分為爐身開出式、爐蓋旋轉式和爐蓋開出式幾種。為了出鋼方便,整個爐體可作前後傾動。電極的夾持和升降機構安裝在爐體的側麵,為了調整電弧長度,升降機構能自動調節。為了提高鋼的質量,常在爐底下部裝設電磁攪拌器,使鋼流按需要方向流動。電弧爐容量一般為10~360噸。為了提高生產能力和縮短熔煉時間,電弧爐正向超高功率方向發展。爐外精煉為提高鋼液質量,可將煉鋼爐初煉的鋼液在煉鋼爐外精煉。爐外精煉有真空脫氣、鋼包精煉、噴射冶金等方法。① 真空脫氣:利用氣相壓力降低而使鋼中溶解的氣體析出。真空脫氣有座包脫氣法、滴流脫氣法、提升除氣(D-H)法、循環除氣(R-H)法等。提升除氣法和循環除氣法應用較為普遍。提升除氣法 是靠真空室和鋼水罐的垂直往複相對運動,使鋼液分批進入負壓 66.6~133帕的真空室處理,小批量的鋼液吞吐過程即為除氣攪拌過程,處理容量約為鋼水罐容量的1/12~1/6。提升除氣法的真空室頂部裝有電熱裝置,可減少鋼液的溫度降。在處理後期,可通過特殊的合金料罐加入鐵合金。循環除氣法 是將真空室下端的二根管子插入鋼液中進行,先在左側的上升管內導入少量氬氣或其他惰性氣體。氣體經鋼液高溫加熱而產生熱膨脹,不斷膨脹的向上流動的氣體使鋼液上升進入真空室而濺成微粒,從而獲得充分除氣,除氣後的鋼液沿右側下降管流回鋼水罐,使鋼液在罐內充分攪拌。經循環除氣後的鋼液純度高,溫度和成分也較均勻。真空室可容鋼量約為1~2噸。整個設備支承在平行的四聯杆機構上,能在不同容量的鋼水罐上工作。② 鋼包精煉:將鋼液電弧加熱、真空脫氣、吹氬或電磁攪拌、合金化、脫硫等多種工藝均移入鋼包內進行的精煉方法。③ 噴射冶金:將粉狀精煉劑,合金劑以流態化狀態吹入鋼液內部的精煉方法。主要設備有噴粉罐和可升降的噴槍架等。鑄錠設備將鋼液鑄成坯錠的設備。鑄錠分為鋼錠模鑄錠和連續鑄錠兩種工藝。連續鑄錠能提高鋼材成材率,降低能耗,簡化傳統的鋼錠模鑄錠的準備和脫模等工序,為鋼鐵工業的生產連續化創造條件。圖7為連續鑄錠的工藝流程和設備。設備的主要結構型式有立式、立彎式、弧式和水平式等,以弧式應用較為廣泛。熱狀態下設備變形和防止漏鋼是設備製造和操作中的關鍵環節。為了加快處理漏鋼事故,關鍵設備應能迅速整體吊裝更換。連續鑄錠的發展趨向是:提高澆鑄速度和設備利用率,快速變換結晶器的斷麵尺寸,用計算機控製提高連續澆鑄能力等。有色金屬的火法冶煉機械在高溫條件下利用燃燒或電產生的熱能,將礦石或精礦中的金屬分離並提煉出來的機械。表列出主要的有色金屬冶煉設備及其特點。此外尚有感應電爐、電弧爐、真空自耗電爐、電子束熔煉爐、等離子熔煉爐等,以及類似於電化學設備的電解熔煉槽和熔鹽電解槽等。

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2)轉爐煉鋼原料質量有待提高。我國轉爐煉鋼用石灰的含硫量比較高,許多鋼廠達0.06%甚至更高,這不僅影響轉爐鋼的性能,而且冶煉過程中產生的二氧化硫對環境也會造成嚴重汙染。3)我國轉爐煉鋼自動化控製水平,特別是動態控製水平需要進一步提升。目前,歐洲大部分鋼鐵企業轉爐煉鋼生產都實現了快速出鋼,即大部分爐次終點不倒爐、不取樣而直接出鋼。國內企業的控製水平與先進指標還有一定差距。4)我國轉爐煉鋼技術發展不平衡。無論是自動煉鋼水平、同樣爐齡複吹條件下的碳氧積水平、煤氣蒸汽回收量、對精煉工藝掌握的深度還是供氧強度與冶煉周期等主要技術經濟指標,先進與落後的鋼廠差距較大。5)我國轉爐煉鋼終點鋼水氧含量普遍偏高,這大大增加了高品質鋼冶煉的難度。高效率低成本的轉爐脫[Si]和[P]工藝還未能全麵推廣。我國先進企業全新流程在原料消耗與生產效率上與國外先進企業還有一定差距。今後,我國鋼鐵企業還要進一步增強環保意識,進一步做好煉鋼節水、節能和生態環境保護等工作。

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應用焦炭、含鐵礦石(天然富塊礦及燒結礦和球團礦)和熔劑(石灰石、白雲石)在豎式反應器——高爐內連續生產液態生鐵的方法。它是現代鋼鐵生產的重要環節。現代高爐煉鐵是由古代豎爐煉鐵法改造、發展起來的。盡管世界各國研究開發了很多煉鐵方法,但由於此方法工藝相對簡單,產量大,勞動生產率高,能耗低,故高爐煉鐵仍是現代煉鐵的主要方法,其產量占世界生鐵總產量的95%以上。鐵焦技術編輯鐵焦技術通過使用價格低廉的非黏結煤或微黏結煤用作生產原燃料進行煤礦的生產,將其與鐵礦粉混合,製成塊狀,用連續式爐進行加熱幹餾得到含三成鐵、七成焦的鐵焦 。再經過專業設備加工,最後經過冶煉就能得到與原始技術一樣的煉鐵成果。這一技術使用較高含量的鐵焦代替原始含量,經過實驗表明會節省大量的焦與主焦煤,也通過這一試驗說明鐵焦具有提高反應速率的作用,證明了在高爐煉鐵中鐵焦含量至少可以達到 30%。這項技術正在日本的各個工廠進行實際生產,而且取得了一定的成果。但是現階段技術還未完全成型,還需要大量實驗進行完善。生物質編輯生物質指的是,動物、植物、微生物通過新陳代謝產生的有機物,這種有機物很適合進行熱解行為,並且可以碳化溫度來實現二氧化碳排放量的減少,算是這一領域的新型能源之一。梧州專業轉爐爐底製作部分學者通過研究表明,生物質和廢塑料很適合應用在高爐煉鐵的某些工藝中,而且不需要額外的人、物力、財力的消耗。生物質可以代替煤粉等還原劑進行高爐噴吹。其相較於煤粉還有著一定的優勢,例如可以控製二氧化碳的含量,還能提高原料的還原能力,並且使高爐恒溫帶的溫度降低,使氣體得到更好的利用。噴吹焦爐煤氣編輯因為焦爐煤氣的主要成分是氫氣,含有一些其他的碳氫化合物。這樣一來就使得高爐煉鐵的能源更加清潔。而且它可以充當良好的還原劑,不僅如此,還提高了碳氫元素的利用率,降低了化石燃料的使用量,極大的促進了節能減排的步伐。我國已經建設了利用相關技術的工廠,並且進行了試生產,通過生產過程的數據顯示,對於燃料的需求量明顯降低,這就證明了焦爐煤氣在爐中起到了明顯的作用,調節了爐內的工作環境,使高爐的生產得到了保證。噴吹廢塑料編輯這種技術在德國與日本早就投入到日常的生產之中,早在 1994年德國企業就在研究這一技術,在 1995 年了研製出第一台運用這一技術的設備,並進行了技術的完善,為這一技術投入使用打下了堅實的基礎。而日本則在利用廢舊塑料代替焦炭上麵取得了一定成就,根據數據表明,利用廢舊塑料產生的能源有 80% 得到利用,這就表明其可以很好的代替原有材料進行高爐煉鐵 綜合噴吹編輯高爐除塵灰指的是爐前出鐵時產生的粉塵和爐頂主皮帶料頭部放料的過程中產生的粉塵經過一定比例的混合製成的,但由於這兩種粉塵的顆粒極為細小,很不利於收集,但通過設想就可得知如果將其收回並完美利用,就是最好的節能方式之一。這樣不僅可以使煤粉的燃燒效果得到提高,還能回收一部分浪費的鐵元素,通過合理控製其添加量就能有效的提升產量,並且對本來的廢料進行回收,充分的進行了材料的利用,不僅有助於提高產量,還節省了一部分資金。技術優化編輯粒煤噴吹技術高爐粒煤噴吹技術在國外已經有很多年的曆史,例如在英、法、美都有大量應用這一技術的廠區存在。在我國卻還沒有大量應用,但通過事實證明這一技術也是可以進行推廣的。與傳統的技術相比該技術擁有幾項優點,對比粉煤技術,粒煤技術更加安全,不容易造成爆炸,而且在製造過程中也會更加節省能源。粒煤在理論上可以適用於各種技術,這樣企業就可根據自身需要進行選擇,而且在相同的效率前提下,粒煤的設備投資隻有粉煤的三成。而且在使用中的成本也比較低,所以這一技術更值得推廣。合理配煤通過合理配煤,不僅可以減少資金消耗,還可以根據煤種的特點進行調整配比,使其性能達到最佳。要想降低能源方麵的資金消耗的話就要將眼光放到一些產量高、價格低但性能並不是特別好的煤種上,例如褐煤,這種煤因為煤化較低,導致含有水分較高,燃燒產生的熱量也較少,但其含有的硫元素較少,可磨性也很好,可以滿足高爐噴吹所需煤的要求,在生產中就可以適當的應用,通過科學的調整配比,就可以既降低資金的投入又可以減少含水量高帶來的不利影響。提高燃燒效率當前情況下,高爐噴煤技術已經比較熟練,這時考慮如何提高煤粉的燃燒效率就成為優化技術的又一重要突破口。就噴入煤粉之後而言,煤粉在爐內發生燃燒,那麽如何提升燃燒速度是要重點考慮的,加入助燃劑和降低煤粉燃點都是比較好的辦法。其中加入助燃劑已經處於研究之中的狀態,根據實驗結果表明,加入適當的助燃劑可以有效的縮短煤粉的點燃時間,使煤粉的燃燒速率得到顯著提高。

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有觀點認為,由於標準比較高,不排除一些企業知難而退,如果企業的規模效益不足以覆蓋改造的投入,可能退出市場,這在一定程度上意味著鋼鐵行業的重新洗牌。我國煉鋼技術的巨大變革離不開技術創新。幾十年來,我國鋼鐵工業始終遵循引進、消化、再創新的科技發展方針大力開展煉鋼工藝技術創新,通過引進國外先進生產設備,消化吸收國外先進生產經驗,逐步建立起新的技術理念,並結合國內實際情況和各鋼廠的具體實踐進行再創新。一是濺渣護爐與長壽複吹工藝。濺渣護爐是美國發明的一項重大工藝技術,將轉爐爐齡從2000爐提高到10000爐以上。我國是全世界最早引進該項先進技術的國家,並在全國範圍內大量推廣。國內學者首先研究證明不同煉鋼產品和生產工藝所形成的濺渣層及與爐襯相結合的機理完全不同,由此提出低碳高FeO高MgO爐渣(美國發明)和高碳低FeO高堿度爐渣兩種濺渣工藝,分別適合於低碳鋼和中高碳鋼冶煉,完善並發展了濺渣護爐工藝;進一步優化大中小各類轉爐的濺渣操作,解決了爐膛變形和爐口大量粘渣的技術難題。我國自主研發了利用濺渣護爐形成透氣性蘑菇頭保護複吹轉爐底部噴嘴的工藝技術,解決了複吹轉爐底部噴嘴壽命無法與濺渣後轉爐壽命同步的世界性難題。通過這些技術創新,我國轉爐爐齡普遍超過10000爐,最高達到30000爐,底吹噴嘴壽命基本與濺渣後轉爐壽命同步,整個爐役期內終點鋼水[C]·[O]在0.0023%~0.0027%波動。

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