現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)流程是將鐵礦石在高爐中冶煉成生鐵,將鐵水注入轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉成鋼,再將鋼水鑄成連鑄坯或鋼錠,經(jīng)軋制等塑性變形方法加工成各種用途的鋼材。
一個(gè)鋼鐵聯(lián)合企業(yè)一般包括原料處理、煉鐵、煉鋼、軋鋼、能源供應(yīng)、交通運(yùn)輸?shù)壬a(chǎn)環(huán)節(jié),是一個(gè)復(fù)雜而龐大的生產(chǎn)體系。我國的鋼鐵企業(yè)一般都是這樣的全流程聯(lián)合企業(yè)。
鋼鐵生產(chǎn)工藝流程圖
(一)冶煉原料
原料是高爐冶煉的物質(zhì)基礎(chǔ),精料是高爐操作穩(wěn)定順行,獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗及長壽的基本保證。
高爐冶煉用的原料主要有鐵礦石(天然富礦和人造富礦)、燃料(焦炭與噴吹燃料)、熔劑(石灰石和白云石等)。冶煉一噸生鐵大概需要品位為63%的鐵礦石1.60~1.65噸,0.3~0.6噸焦炭,0.2~0.4噸熔劑。
(二)煉鐵工藝
高爐煉鐵是以焦炭為能源基礎(chǔ)的傳統(tǒng)煉鐵方法。它與轉(zhuǎn)爐煉鋼相配合,是目前生產(chǎn)鋼鐵的主要方法。高爐煉鐵的這種主導(dǎo)地位預(yù)計(jì)在相當(dāng)長時(shí)期之內(nèi)不會改變。高爐煉鐵的本質(zhì)是鐵的還原過程,即焦炭做燃料和還原劑,在高溫下將鐵礦石或含鐵原料的鐵,從氧化物或礦物狀態(tài)(如Fe2O3 、Fe3O4 、Fe2SiO4 、Fe3O4.TiO2等)還原為液態(tài)生鐵。
冶煉過程中,爐料(礦石、熔劑、焦炭)按照確定的比例通過裝料設(shè)備分批地從爐頂裝入爐內(nèi)。從下部風(fēng)口鼓入的高溫?zé)犸L(fēng)與焦炭發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生的高溫還原性煤氣上升,并使?fàn)t料加熱、還原、熔化、造渣,產(chǎn)生一系列的物理化學(xué)變化,最后生成液態(tài)渣、鐵聚集于爐缸,周期地從高爐排出。上升過程中,煤氣流溫度不斷降低,成分逐漸變化,最后形成高爐煤氣從爐頂排出。
(三)煉鋼
鋼與生鐵都是以鐵元素為主,并含有少量碳、硅、錳、磷、硫等元素的鐵碳合金,二者差別就是C元素的含量。
煉鋼的主要任務(wù)包括以下幾項(xiàng):1)脫碳;2)脫磷;3)脫硫;4)脫氧;5)脫氮、氫等;6)去除非金屬夾雜物;7)合金化;8)升溫;9)凝固成型。
煉鋼工藝主要包括
1)鐵水預(yù)處理;2)轉(zhuǎn)爐或電弧爐煉鋼;3)爐外精煉(二次精煉);4)連鑄。
煉鋼過程是個(gè)氧化過程,其去除雜質(zhì)的主要手段是向熔池吹入氧氣并加入造渣劑形成熔渣出來。脫碳反應(yīng)是煉鋼過程的主要手段,硅、錳、磷、硫等元素也通過氧化反應(yīng)去除。煉鋼的原料有生鐵、廢鋼、熔劑(石灰石等)、脫氧劑(硅鐵、錳鐵、鋁等)、合金料等。
(四)、連鑄
連續(xù)鑄鋼是通過連鑄機(jī)將鋼液連續(xù)地鑄成鋼坯的工序。與模鑄相比,連鑄具有以下優(yōu)越性:
1)簡化工序、節(jié)能;2)鑄坯切頭率降低、金屬收得率比模鑄高7~12% ;3)高效凝固;4)優(yōu)化成型。
連鑄工藝的流程為:鋼液通過中間包注入結(jié)晶器內(nèi),迅速冷卻成具有一定厚度的凝固殼而內(nèi)部仍為液態(tài)的鑄坯。鑄坯下部與伸入結(jié)晶器底部的引錠桿銜接,澆注開始后,拉坯機(jī)通過引錠桿把結(jié)晶器內(nèi)的鑄坯以一定速度拉出。鑄坯通過連鑄二次冷卻區(qū)時(shí),進(jìn)一步是受到噴水冷卻直到完全凝固。完全凝固后的鑄坯通過拉矯機(jī)矯直后,切割成規(guī)定長度,由輸送輥道運(yùn)出。
(五)、軋鋼
軋制過程是軋件與軋輥之間的摩擦力將軋件拉進(jìn)不同旋轉(zhuǎn)方向的軋輥之間使之產(chǎn)生塑性變形的過程。