⑴ 親們,請教一下煉鐵和煉鋼的主要技術指標,並作簡要解釋
煉鐵是將金屬鐵從含鐵礦物(主要為鐵的氧化物)中提煉出來的工藝過程,主要有高爐法,直接還原法,熔融還原法,等離子法。從冶金學角度而言,煉鐵即是鐵生銹、逐步礦化的逆行為,簡單的說,從含鐵的化合物里把純鐵還原出來。實際生產中,純粹的鐵不常見。更多的是得到鐵碳合金。其反應式為:
Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2(高溫)
Fe3O4+2CO==3Fe+2CO2(高溫)
C+O2==CO2(高溫)
C+CO2==2CO(高溫)
煉鐵是將鐵礦石或燒結球團礦、錳礦石、石灰石和焦炭按一定比例予以混勻送至料倉,然後再送至高爐,從高爐下部吹入1000℃左右的熱風,使焦炭燃燒產生大量的高溫還原氣體煤氣,從而加熱爐料並使其發生化學反應。在1100℃左右鐵礦石開始軟化,1400℃熔化形成鐵水與液體渣,分層存於爐缸。之後,進行出鐵、出渣作業。
煉鐵生產所需的原料、燃料,生產的產品與副產品的性質,以及生產的環境條件,給煉鐵人員帶來了一系列潛在的職業危害。例如,在礦石與焦炭運輸、裝卸,破碎與篩分,燒結礦整粒與篩分過程中,都會產生大量的粉塵;在高爐爐前出鐵場,設備、設施、管道布置密集,作業種類多,人員較集中,危險有害因素最為集中,如爐前作業的高溫輻射,出鐵、出渣會產生大量的煙塵,鐵水、熔渣遇水會發生爆炸;開鐵口機、起重機造成的傷害等;煉鐵廠煤氣泄漏可致人中毒,高爐煤氣與空氣混合可發生爆炸,其爆炸威力很大;噴吹煙煤粉可發生粉塵爆炸;另外,還有煉鐵區的雜訊,以及機具、車輛的傷害等。如此眾多的危險因素,威脅著生產人員的生命安全和身體健康。
煉鋼是以生鐵、廢鋼、造渣材料等為原料,通過加熱熔化、造渣、脫磷、氧化脫碳與除氣、還原脫氧脫硫、去除雜質生產鋼的冶煉過程。
煉鋼過程:
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、鹼度和粘度及其反應能力的操作。目的是通過渣——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鹼度的熔渣,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,並使吹氧時噴濺和溢渣的量減至最小。出渣
煉鋼時根據不同冶煉條件和目的在冶煉過程中所採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。
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。
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。採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
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。
氧化期和脫炭期
:普通功率電弧爐煉鋼的氧化期,通常指爐料溶清、取樣分析到扒完氧化渣這一工藝階段。也有認為是從吹氧或加礦脫碳開始的。氧化期的主要任務是氧化鋼液中的碳、磷;去除氣體及夾雜物;使鋼液均勻加熱升溫。脫碳是氧化期的一項重要操作工藝。為了保證鋼的純凈度,要求脫碳量大於0.2%左右。
精煉期
:煉鋼過程通過造渣和其他方法把對鋼的質量有害的一些元素和化合物,經化學反應選入氣相或排、浮入渣中,使之從鋼液中排除的工藝操作期。
還原期
:普通功率電弧爐煉鋼操作中,通常把氧化末期扒渣完畢到出鋼這段時間稱為還原期。其主要任務是造還原渣進行擴散、脫氧、脫硫、控制化學成分和調整溫度。目前高功率和超功率電弧爐煉鋼操作已取消還原期。
爐外精煉
:將煉鋼爐(轉爐、電爐等)中初煉過的鋼液移到另一個容器中進行精煉的煉鋼過程,也叫二次冶金。煉鋼過程因此分為初煉和精煉兩步進行。初煉:爐料在氧化性氣氛的爐內進行熔化、脫磷、脫碳和主合金化。精煉:將初煉的鋼液在真空、惰性氣體或還原性氣氛的容器中進行脫氣、脫氧、脫硫,去除夾雜物和進行成分微調等。將煉鋼分兩步進行的好處是:可提高鋼的質量,縮短冶煉時間,簡化工藝過程並降低生產成本。爐外精煉的種類很多,大致可分為常壓下爐外精煉和真空下爐外精煉兩類。按處理方式的不同,又可分為鋼包處理型爐外精煉及鋼包精煉型爐外精煉等。
鋼液攪拌
:爐外精煉過程中對鋼液進行的攪拌。它使鋼液成分和溫度均勻化,並能促進冶金反應。多數冶金反應過程是相界面反應,反應物和生成物的擴散速度是這些反應的限制性環節。鋼液在靜止狀態下,其冶金反應速度很慢,如電爐中靜止的鋼液脫硫需30~60分鍾;而在爐精煉中採取攪拌鋼液的辦法脫硫只需3~5分鍾。鋼液在靜止狀態下,夾雜物*上浮除去,排除速度較慢;攪拌鋼液時,夾雜物的除去速度按指數規律遞增,並與攪拌強度、類型和夾雜物的特性、濃度有關。
鋼包喂絲
:通過喂絲機向鋼包內喂入用鐵皮包裹的脫氧、脫硫及微調成分的粉劑,如Ca-Si粉、或直接喂入鋁線、碳線等對鋼水進行深脫硫、鈣處理以及微調鋼中碳和鋁等成分的方法。
鋼包處理
:鋼包處理型爐外精煉的簡稱。其特點是精煉時間短(約10~30分鍾),精煉任務單一,沒有補償鋼水溫度降低的加熱裝置,工藝操作簡單,設備投資少。它有鋼水脫氣、脫硫、成分控制和改變夾雜物形態等裝置。如真空循環脫氣法(RH、DH),鋼包真空吹氬法(Gazid),鋼包噴粉處理法(IJ、TN、SL)等均屬此類。
鋼包精煉
:鋼包精煉型爐外精煉的簡稱。其特點是比鋼包處理的精煉時間長(約60~180分鍾),具有多種精煉功能,有補償鋼水溫度降低的加熱裝置,適於各類高合金鋼和特殊性能鋼種(如超純鋼種)的精煉。真空吹氧脫碳法(VOD)、真空電弧加熱脫氣法(VAD)、鋼包精煉法(ASEA-SKF)、封閉式吹氬成分微調法(CAS)等,均屬此類;與此類似的還有氬氧脫碳法(AOD)。
惰性氣體處理
:向鋼液中吹入惰性氣體Ar,這種氣體本身不參與冶金反應,但從鋼水中上升的每個小氣泡都相當於一個「小真空室」(氣泡中H2、N2、CO的分壓接近於零),具有「氣洗」作用。爐外精煉法生產不銹鋼的原理,就是應用不同的CO分壓下碳鉻和溫度之間的平衡關系。用惰性氣體加氧進行精煉脫碳,可以降低碳氧反應中CO分壓,在較低溫度的條件下,碳含量降低而鉻不被氧化。
預合金化
:向鋼液加入一種或幾種合金元素,使其達到成品鋼成分規格要求的操作過程稱為合金化。多數情況下脫氧和合金化是同時進行的,加入鋼中的脫氧劑一部分消耗於鋼的脫氧,轉化為脫氧產物排出;另一部則為鋼水所吸收,起合金化作用。在脫氧操作未全部完成前,與脫氧劑同時加入的合金被鋼水吸收所起到的合金化作用稱為預合金化。
成分控制
:保證成品鋼成分全部符合標准要求的操作。成分控制貫穿於從配料到出鋼的各個環節,但重點是合金化時對合金元素成分的控制。對優質鋼往往要求把成分精確地控制在一個狹窄的范圍內;一般在不影響鋼性能的前提下,按中、下限控制。
增硅
:吹煉終點時,鋼液中含硅量極低。為達到各鋼號對硅含量的要求,必須以合金料形式加入一定量的硅。它除了用作脫氧劑消耗部分外,還使鋼液中的硅增加。增硅量要經過准確計算,不可超過吹煉鋼種所允許的范圍。
終點控制
:氧氣轉爐煉鋼吹煉終點(吹氧結束)時使金屬的化學成分和溫度同時達到計劃鋼種出鋼要求而進行的控制。終點控制有增碳法和拉碳法兩種方法。
出鋼
:鋼液的溫度和成分達到所煉鋼種的規定要求時將鋼水放出的操作。出鋼時要注意防止熔渣流入鋼包。用於調整鋼水溫度、成分和脫氧用的添加劑在出鋼過程中加入鋼包或出鋼流中也叫脫氧合金化。
⑵ 煉鋼成本分析,應從那幾方面下手
1、設備折舊(這塊是經常被非業內人士忽略的成本,實際上在煉鋼成本中占很回大比重,因為國家答對到達年限的設備採取強制報廢,所以這塊成本不可忽略);2、鋼鐵料消耗(在煉鋼成本中占最大比重);3、燃動費消耗(包括各類介質及電消耗);4、人力成本;5、環保投入;6、蒸汽煤氣回收(這塊是實現負能煉鋼的重點);7、設備維護費用(包括備件消耗,油品消耗等)
以上僅針對煉鋼廠,實際上對鋼鐵企業來說一般煉鐵、焦化、動力、煉鋼、連鑄、軋鋼是一條龍生產,需要統一核算成本。
⑶ 連鑄鋼鐵料消耗怎麼樣計算
連鑄主要是從鋼水形成鑄坯的過程,計算鋼鐵料主要是計算成坯率,即投入鋼水量/鋼坯產量。
其影響主要有坯頭、坯尾量、中包殘余鋼水量和事故鋼水量
⑷ 好的電爐指標鋼鐵料消耗是多少
根據GB50439《煉鋼工藝設計規范》第4.1.7條,「新建轉爐煉鋼車間主要技術經濟指標」中「鋼鐵料」值為「1060~1080」kg/t鋼。
⑸ 鋼鐵料消耗國家標準是多少鋼鐵料消耗國家標準是多少
根據GB50439《煉鋼工藝設計規范》第4.1.7條,「新建轉爐煉鋼車間主要技術經濟指標」中「鋼鐵料」推薦值為「1060~1080」kg/t鋼。
⑹ 怎麼降低鋼鐵料消耗
煉鋼過程降低鋼鐵料消耗的途徑是:減少噴濺,使得帶入爐外的金屬減少;注意出渣時的時回機,不讓答鋼水從渣口溢出;上序降低原料的含硫含磷量,從而降低造渣量,減少金屬帶出量;適當降低吹氧強度;連鑄機提高連澆爐數;合理設計中間灌,降低澆注溫度,進而降低出鋼溫度;鋼渣深度處理,回收金屬。
⑺ 全世界每年被腐蝕損耗的鋼鐵材料約佔全年鋼鐵產量的十分之一
問題二:(1)2.24 防止空氣中的二氧化碳和水進入裝置C中(2)洗氣瓶 濃硫酸(3)17.8 1.16 5.6% (4)無計算過程:解:設鐵釘與硫酸反應生成硫酸鐵的質量為X,與硫酸鐵反應的金屬鐵的質量為Y,Fe2O3的質量=17.8×160/178=16gFe的質量=20.08-17.8-1.16=1.12gFe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O160 40016g X
160
16g
=
400
X
x=40gFe+Fe2(SO4)3═3FeSO456 400y 40g
56
y
=
400
40g
y=5.6g5.6g>1.12g 故鐵的量少,不能和酸反應放出氫氣.故答案為:問題一(1)C導管口有氣泡.(2)產生大量是氣泡,催化劑.(3)水和 氧氣,氧氣的濃度.問題二:(1)2.24 防止空氣中的二氧化碳和水進入裝置C中.(2)洗氣瓶、濃硫酸.(3)①17.8g.②1.16g.③5.6%.(4)無問題一:(1)根據檢查氣密性的現象回答;(2)根據實驗室用過氧化氫製取氧氣的現象回答;(3)根據鐵生銹的條件分析;問題二:(1)根據質量守恆定律分析;(2)要測出水的質量,用濃硫酸吸收;(3)根據質量守恆定律計算;(4)根據化學方程式進行計算.
⑻ 如何減少鋼鐵料消耗
從原料開始,配料合理,再到操作上,電爐控制氧用量,轉爐控制吹煉終點,到精煉要還原充分,到連鑄澆注時,切頭切尾的長度控制,中間包、鋼包內的余鋼量控制最低
⑼ 煉鋼造渣料消耗高的原因是什麼煉鋼鋼鐵料消耗高的原因是什麼
鐵水中硅、磷、硫成分偏高,需要較多的渣去脫除;造渣劑含的二氧化硅偏高,中和了一部分氧化鈣;爐齡偏低,爐襯消耗多,進入渣子,消耗造渣劑;操作不當,噴濺太多,消耗造渣材料。