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遼陽專業轉爐煙道製作

2020-10-21
遼陽專業轉爐煙道製作

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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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。遼陽專業轉爐煙道製作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。遼陽專業轉爐煙道製作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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根據圖紙尺寸將 C 型鋼(或方通)用砂輪切割機截成合適要求的長度,然後焊接骨架。焊接工序使用交流弧焊機、E43 係列,為防止咬肉和焊頭等缺陷,采用小電流及較小直徑焊條(2.5-3.0mm)施焊。並使用輔助夾具和卡具,保證結構的幾何尺寸的準確。鋼骨架用水準儀配合鋼絲線進行檢測矯正。製作過程中應隨時測量及矯正,變形要控製在允許範圍之內。骨架和支托盤麵焊接在一起,骨架製作可將骨架拚裝焊接一部分,然後抬到支托盤上焊接牢固,也可直接在支托盤上拚裝焊接,同一坡度方向的骨架應在一個麵上。骨架製作安裝好後,應清除骨架表麵上塵土、鐵屑、油汙等。根據圖紙要求,再補刷防鏽漆,待防鏽漆徹底幹透後,然後再刷麵漆及保護漆等。對於屋麵的金屬骨架,塗裝一般采用手工刷塗和空氣噴塗法兩種。

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氧氣頂吹轉爐煉鋼設備工藝,按照配料要求,先把廢鋼等裝入爐內,然後倒入鐵水,並加入適量的造渣材料(如生石灰等)。加料後,把氧氣噴槍從爐頂插入爐內,吹入氧氣(純度大於99%的高壓氧氣流),使它直接跟高溫的鐵水發生氧化反應,除去雜質。用純氧代替空氣可以克服由於空氣裏的氮氣的影響而使鋼質變脆,以及氮氣排出時帶走熱量的缺點。在除去大部分硫、磷後,當鋼水的成分和溫度都達到要求時,即停止吹煉,提升噴槍,準備出鋼。出鋼時使爐體傾斜,鋼水從出鋼口注入鋼水包裏,同時加入脫氧劑進行脫氧和調節成分。鋼水合格後,可以澆成鋼的鑄件或鋼錠,鋼錠可以再軋製成各種鋼材。  氧氣頂吹轉爐在煉鋼過程中會產生大量棕色煙氣,它的主要成分是氧化鐵塵粒和高濃度的一氧化碳氣體等。因此,必須加以淨化回收,綜合利用,以防止汙染環境。從回收設備得到的氧化鐵塵粒可以用來煉鋼;一氧化碳可以作化工原料或燃料;煙氣帶出的熱量可以副產水蒸氣。此外,煉鋼時,生成的爐渣也可以用來做鋼渣水泥,含磷量較高的爐渣,可加工成磷肥,等等。氧氣頂吹轉爐煉鋼法具有冶煉速度快、煉出的鋼種較多、質量較好,以及建廠速度快、投資少等許多優點。但在冶煉過程中都是氧化性氣氛,去硫效率差,昂貴的合金元素也易被氧化而損耗,因而所煉鋼種和質量就受到一定的限製。

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煉鋼是指控製碳含量(一般小於2%),消除P、S、O、N等有害元素,保留或增加Si、Mn、Ni、Cr等有益元素並調整元素之間的比例,獲得最佳性能。把煉鋼用生鐵放到煉鋼爐內按一定工藝熔煉,即得到鋼。鋼的產品有鋼錠、連鑄坯和直接鑄成各種鋼鑄件等。通常所講的鋼,一般是指軋製成各種鋼材的鋼。鋼屬於黑色金屬但鋼不完全等於黑色金屬。煉鋼過程編輯加料加料:向電爐或轉爐內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:調整鋼、鐵生產中熔渣成分、堿度和粘度及其反應能力的操作。目的是通過鋼鐵高爐出渣:電弧爐煉鋼時根據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:向金屬熔池供應能量,使金屬液和熔渣產生運動,以改善冶金反應的動力學條件。熔池攪拌可藉助於氣體、機械、電磁感應等方法來實現。渣——金屬反應煉出具有所要求成分和溫度的金屬。例如氧氣頂吹轉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,能夠向金屬液麵中傳遞足夠的氧,以便把硫、磷降到計劃鋼種的上限以下,並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反應。磷是鋼中有害雜質之一。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,磷引起的脆性越嚴重。一般普通鋼中規定含磷量不超過 0.045%,優質鋼要求含磷更少。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穩定性相近。在高爐的還原條件下,爐料中的磷幾乎全部被還原並溶入鐵水。如選礦不能除去磷的化合物,脫磷就隻能在(高)爐外或堿性煉鋼爐中進行。鐵中脫磷問題的認識和解決,在鋼鐵生產發展史上具有特殊的重要意義。鋼的大規模工業生產開始於1856年貝塞麥(H.Bessemer)發明的酸性轉爐煉鋼法。但酸性轉爐煉鋼不能脫磷;而含磷低的鐵礦石又很少,嚴重地阻礙了鋼生產的發展。1879年托馬斯(S.Thomas)發明了能處理高磷鐵水的堿性轉爐煉鋼法,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於生產鋼鐵,對現代鋼鐵工業的發展作出了重大的貢獻。堿性渣的脫磷作用 脫磷反應是在爐渣與含磷鐵水的界麵上進行的。鋼液中的磷 和氧結合成氣態P2O5的反應 。電爐底吹:通過置於爐底的噴嘴將N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等氣體根據工藝要求吹入爐內熔池以達到加速熔化,促進冶金反應過程的目的。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。並能使鋼水成分、溫度更均勻,從而改善鋼質量,降低成本,提高生產率。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。熔化期的任務是盡快將爐料熔化及升溫,並造好熔化期的爐渣。

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鋼鐵行業的生產有三個流程,即高爐轉爐流程、電爐流程、特種熔煉。高爐、轉爐流程稱為長流程,生產的鋼稱為轉爐鋼,它是以鐵礦(590, -14.50, -2.40%)石和焦炭(1872, -37.50, -1.96%)為主要原料冶煉成鐵水,再由轉爐冶煉成鋼;電爐流程稱為短流程,生產的鋼稱為電爐鋼,它以廢鋼為主要原料冶煉成鋼。1工藝技術的比較分析轉爐流程和電爐流程是鋼鐵冶金行業兩個主要流程,其在煉鋼方麵的主要差別在於:1) 所用主要鋼鐵料不同。轉爐煉鋼主要以鐵水為主要原料,還有一般15%左右的廢鋼,近一年多時間,由於廢鋼價格低,噸鋼利潤較高為轉爐煉鋼用高比例的廢鋼消耗提供了條件,廢鋼消耗比例大幅提高,有的甚至高達40%,但存在轉爐內熱量不足的問題,解決轉爐內熱量問題是提高廢鋼比的關鍵;電爐煉鋼主要以廢鋼為主要原料,還有鐵水(生鐵)、直接還原鐵,脫碳粒鐵、碳化鐵及複合金屬料等廢鋼替代品。2) 主要能源不同。轉爐煉鋼主要是鐵水的物理熱和化學熱;電弧爐煉主要是電弧的物理熱,廢鋼預熱的物理熱、加鐵水帶來的部分物理熱和化學熱。3) 主要操作目標不同。轉爐煉鋼是在給定的時間內完成脫碳、脫磷及溫度控製的冶金操作,實現成份(碳、磷)及溫度的命中;電爐煉鋼是在全廢鋼的條件下,在給定的時間內完成廢鋼的升溫、熔化和過熱等,加鐵水等廢鋼替代品的情況下,也有部分脫碳的要求。另外電弧爐煉鋼可分別控製成分和溫度。4) 工藝技術進步的方向不同。轉爐煉鋼主要是通過包括提高供氧強度的高效吹煉技術、碳及溫度中率的全自動化吹煉技術、不倒爐出鋼的快速出鋼技術、采用爐外處理和鐵水預處理減輕轉爐冶金負荷等措施,實現轉爐生產高效化;通過接近平衡的冶煉工藝、高效脫磷工藝、出鋼擋渣技術,實現產品的潔淨化,通過少渣冶煉與爐渣返回、使用合金元素熔融還原(Cr、Mn)礦、幹法除塵用水減量化,煤氣餘熱回收等技術,實現低成本及負能煉鋼。電爐煉鋼主要是通過強化供能(包括強化供電和輔助能源),采用“環境友好型” 廢鋼預熱係統預熱廢鋼和加鐵水工藝,增加物理熱和化學熱;采用不開爐蓋及出鋼時仍能通電的連續冶煉技術,有效地減少非通電時間;50%左右或更高的大留鋼量平熔池冶煉技術,減少冶煉過程電弧輻射對耐火材料的損害;降低電極消耗。以上技術的應用,縮短冶煉周期,實現高效化生產,降低噸鋼能耗。5) 冶金質量方麵的差異。鋼中的殘餘元素(Cu、Ni、Mo、As、Sb、Bi、Sn)不同,電弧爐煉鋼由於廢鋼多次循環使用,造成鋼中殘餘元素含量高;鋼中氮含量不同,電弧爐煉鋼由於電弧區空氣電離增氮及原料中氮含量高,造成鋼中氮含量高。

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