鋼鐵生產(chǎn)基本知識(shí)

鋼鐵生產(chǎn)基本知識(shí)一概述鋼鐵自人類歷史進(jìn)入鐵器時(shí)代后是人類社會(huì)所使用的最重要的材料， 與人們的生產(chǎn)生活密切相關(guān)，從人們的俗語(yǔ)中可見(jiàn)一斑，如百煉成鋼、恨鐵不成鋼、鋼筋鐵骨、好鋼用在刀刃上等等，很難想象如果不使用鋼鐵材料現(xiàn)代生活會(huì)變成怎樣？因?yàn)殇撹F材料在性能、價(jià)格上與其他材料相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)，它在21世紀(jì)乃至相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)仍將是人類所使用的最重要的材料之一。鋼鐵工業(yè)是指黑色金屬（鐵、鉻、錳三種金屬元素）作為主要開(kāi)采、冶煉及壓延加工對(duì)象的工業(yè)產(chǎn)業(yè)?，F(xiàn)代鋼鐵工業(yè)是個(gè)龐大的工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)，主要包括有采礦、選礦、燒結(jié)、球團(tuán)、焦化、煉鐵、煉鋼連鑄、軋鋼等，另外還有機(jī)修、動(dòng)力、運(yùn)輸、制氧等。目前，鋼鐵工業(yè)已是相當(dāng)成熟的傳統(tǒng)制造業(yè)。近百年來(lái)，鋼鐵工業(yè)得到了蓬勃發(fā)展，全球鋼產(chǎn)量從 1900年的3000萬(wàn)噸增加到2005年的10億噸，建國(guó)以來(lái)，我國(guó)鋼鐵工業(yè)得到了快速發(fā)展，鋼產(chǎn)量從 1949年的15.8萬(wàn)噸增長(zhǎng)到2005年的3.49億噸。這是經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)鋼材需求旺盛的結(jié)果，也是鋼鐵工業(yè)加速結(jié)構(gòu)調(diào)整，特別是工藝、產(chǎn)品、技術(shù)、裝備調(diào)整的結(jié)果。為適應(yīng)市場(chǎng)、環(huán)境的需要，高質(zhì)量、多品種、低成本、資源節(jié)約、環(huán)境友好是鋼鐵生產(chǎn)追求的目標(biāo)。圖1 鋼鐵生產(chǎn)主要工藝流程示意圖二采礦煤氣日常生活中鋼鐵總是一起并稱，那鋼與鐵有什么區(qū)別呢？它們是怎么生產(chǎn)出燃料煉鋼來(lái)的呢？焦化煉鐵連鑄原料1廢鋼燒結(jié)鐵（Fe）在自然界中大多是以鐵的氧化物形態(tài)存在于鐵礦石中。鋼鐵工業(yè)的主要原料—鐵礦石及輔助料如白云石、石灰石、蛇紋石等，要通過(guò)開(kāi)采礦山和選礦來(lái)獲得。礦山開(kāi)采是指用人工或機(jī)械對(duì)有利用價(jià)值的天然礦物資源的開(kāi)采。 根據(jù)礦床埋藏深度的不同和技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性的要求， 礦山開(kāi)采分為露天開(kāi)采和地下開(kāi)采兩種方式。圖2 鐵礦開(kāi)采示意圖露天開(kāi)采地表井架巖石豎井平巷礦體地下開(kāi)采露天開(kāi)采是采用采掘設(shè)備在敞露的條件下，以山坡露天或凹陷露天的方式，一個(gè)階段一個(gè)階段地向下剝離巖石和采出有用礦物的一種采礦方法。掘溝、剝離和采礦是露天礦生產(chǎn)的三個(gè)重要環(huán)節(jié)。工藝流程一般經(jīng)過(guò)穿孔、爆破、裝載和運(yùn)輸。當(dāng)?shù)V床埋藏地表很深，采用露天開(kāi)采會(huì)剝離系數(shù)過(guò)高，經(jīng)比較，地下開(kāi)采合理時(shí)，則采用地下開(kāi)采。由于礦藏較深，必須開(kāi)鑿由地表通往礦體的巷道，如豎井、斜井、斜坡道、平巷等。地下開(kāi)采主要包括開(kāi)拓、采切（采準(zhǔn)和切割工作）和回采三個(gè)步驟。工藝流程一般是：鑿巖、爆破、通風(fēng)、裝載、支護(hù)和運(yùn)輸提升等工序。2三選礦從礦山開(kāi)采出來(lái)未經(jīng)選礦或其他技術(shù)加工的礦石稱為原礦。鐵礦石品位即含鐵量，用百分?jǐn)?shù)表示，是衡量鐵礦石質(zhì)量的主要指標(biāo)。一般地說(shuō)，品位較高，適合直接入爐冶煉的叫做富礦；由于含鐵量較低，不應(yīng)直接入爐冶煉的叫貧礦。貧礦直接入爐冶煉在經(jīng)濟(jì)上、技術(shù)上都是不合理的，需經(jīng)選礦處理，提高品位后，再經(jīng)燒結(jié)或球團(tuán)工藝制成人造富礦后入爐冶煉。這樣不但能合理利用資源，又能改善高爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)并取得較好經(jīng)濟(jì)效益。優(yōu)質(zhì)鐵礦石具備條件是：含鐵量高，脈石少，有害雜質(zhì)少，化學(xué)成分穩(wěn)定，粒度合適、均勻，一定的機(jī)械強(qiáng)度和良好的高溫冶金性能。我國(guó)鐵礦石平均品位33%左右，低于世界鐵礦石平均品位11%，已探明鐵礦石儲(chǔ)量的97.5%是需要選礦加工的貧鐵礦。通過(guò)選礦可將各種有用成分分別選出來(lái)，得到成分單一的精礦，選礦也可使大量的貧礦資源達(dá)到冶煉要求。圖3 選礦流程示意圖四燒結(jié)球團(tuán)鐵礦石的脈石成分絕大多數(shù)以酸性為主， 含量最高、最應(yīng)重視的是SiO2，因?yàn)殍F礦石中 SiO2含量的增加，必然需要加入等量以上的 CaO，引起高爐渣量成雙倍以上的增加，所以，要求鐵礦石中含 SiO2少些。反之，脈石含 CaO較多的礦石，由于相應(yīng)減少了外加 CaO較多的礦石，由于相應(yīng)減少了外加 CaO量，具有較高的冶煉價(jià)值。我國(guó)鐵礦石中 SiO2含量普遍較高，與主要進(jìn)口鐵礦石差距較大。對(duì)煉鐵而言，礦石中的有害雜質(zhì)通常是硫、磷、堿金屬，考慮有害雜質(zhì)有兩點(diǎn)注意：一是根據(jù)冶煉規(guī)定的允許值，在配料中做到高低搭配；二是經(jīng)高爐冶煉3過(guò)程之后，有害元素各自的殘存率不一樣。如磷，在選礦和燒結(jié)過(guò)程中不易除去，入爐又100%進(jìn)入鐵水。而硫在燒結(jié)過(guò)程中可除去80%以上，高爐冶煉過(guò)程可以除原料和燃料中帶入硫量的90%以上。鐵礦石粒度對(duì)高爐冶煉過(guò)程影響很大。粒度不均勻或過(guò)小時(shí)，高爐內(nèi)料柱透氣性差，煤氣上升阻力增大。粒度過(guò)大會(huì)減小煤氣和鐵礦石的接觸面積，使礦石中心部分不易還原。因此，粒度小于5mm礦粉應(yīng)在入爐前篩除，目前高爐礦石粒度常小于25—35mm，這對(duì)于煉鐵指標(biāo)改善很有成效。鐵礦石的質(zhì)量性能指標(biāo)有冷態(tài)力學(xué)性能、熱態(tài)及還原條件下的力學(xué)性能、冶金性能等等。由于對(duì)貧礦和多種元素共生復(fù)合礦分選，選出的精粉品位越高，粒度磨得越細(xì)，同時(shí)，富礦開(kāi)采、破碎過(guò)程中也產(chǎn)生大量的粉料。粒度過(guò)細(xì)的礦粉必須經(jīng)過(guò)人工造礦，達(dá)到一定粒度后才能進(jìn)行高爐冶煉。經(jīng)過(guò)人工造礦并可用于冶煉的礦料稱為人造礦塊，也稱人造富礦或熟料。人造塊礦在造塊過(guò)程中，除了改變礦料的粒度組成、機(jī)械強(qiáng)度之外，還可以除去一部分對(duì)冶煉有害的元素，提高礦料質(zhì)量，改變礦相結(jié)構(gòu)和冶金性能，因而使用人造塊礦有利于強(qiáng)化高爐冶煉，獲得良好的指標(biāo)。宣鋼精粉性質(zhì)判定按三元堿度結(jié)算： R<0.50，屬酸性精粉，0.50≤R<1.00，屬半自熔精粉，R≥1.00，屬自熔精粉。半自熔精粉R<0.40倍，視為以酸性精粉冒充半自熔精粉屬弄虛作假。半自熔精粉以折酸品位考核，折酸公式為：折酸品位=原始品位/(100+1.2-Cao-Mg0)×100。以R3=1.00倍為基數(shù)，每超 0.01倍，礦價(jià)加0.50元/噸；三元堿度大于 2.40倍，不再加價(jià)。三元堿度小于 1.00倍，按地方半自熔精粉折酸品位結(jié)算人造塊礦生產(chǎn)方法較多，目前世界上應(yīng)用最廣泛的是燒結(jié)法和球團(tuán)法。4燒結(jié)球團(tuán)是將礦粉、熔劑（石灰石、白云石、生石灰等粉料） 、燃料（焦粉、煤粉）按指定配料比精心配料，混勻造球，再進(jìn)行布料，布到燒結(jié)臺(tái)車上，經(jīng)點(diǎn)火，在抽風(fēng)機(jī)的作用下，借助混合料中固定炭燃燒產(chǎn)生的高溫；在高溫作用下，燒結(jié)料水分蒸發(fā)并發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，使物料軟化、熔化，生成一定量液相，產(chǎn)生部分液相黏結(jié)。隨著燒結(jié)過(guò)程進(jìn)行，高溫帶下移，液相冷卻固結(jié)，粘結(jié)成塊而形成燒結(jié)礦。燒結(jié)法按生產(chǎn)工藝不同可分為抽風(fēng)法和鼓風(fēng)法，目前普遍使用的是抽風(fēng)法。燒結(jié)礦按其成品是否經(jīng)過(guò)冷卻，又有冷礦與熱礦之分。圖4 燒結(jié)流程示意圖五煉焦焦炭在高爐冶煉中起著發(fā)熱劑、還原劑和柱骨架的三大作用。煉焦生產(chǎn)的基本原料是煉焦煤。煉焦煤是具有在工業(yè)焦?fàn)t或模擬工業(yè)焦?fàn)t的煉焦條件下，結(jié)成一定塊度和足夠強(qiáng)度焦炭的能力的煤，它們分為氣煤、肥煤、焦煤和瘦煤。1、中國(guó)煤炭分類20世紀(jì)50年代以來(lái)，中國(guó)煤產(chǎn)量和消耗量迅速增加，為了合理利用煤炭資源，1952～1953年提出東北區(qū)和華北區(qū)兩個(gè)煉焦煤分類方案。 1956年又制訂了統(tǒng)一的中國(guó)煤（以煉焦煤為主）分類方案，以大致代表煤的變質(zhì)程度的揮發(fā)分（％）和表征煤的結(jié)焦性的膠質(zhì)層最大厚度Y(mm)兩個(gè)指標(biāo)為參數(shù),將中國(guó)煤分為10大類24小類。該方案于1958年經(jīng)國(guó)家技術(shù)委員會(huì)向全國(guó)推薦試行，起了統(tǒng)一中國(guó)煤分類的作用。但這一分類方案在試行中，也發(fā)現(xiàn)存在一定缺陷。1989年10月國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局發(fā)布了《中國(guó)煤炭分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》(GB5751-86)，將中國(guó)煤分為14類如表[中國(guó)煤炭分類簡(jiǎn)表]）。表中[390-1] 為干燥無(wú)灰基揮發(fā)分， G為粘結(jié)指數(shù),Y為膠質(zhì)層最大厚度5(mm)，b為奧亞膨脹度(％)，PM為煤樣的透光率(％)，[390-2] 為煤的恒濕無(wú)灰基高位發(fā)熱量(MJ/kg)。褐煤泥炭經(jīng)成巖作用形成的腐殖煤，煤化程度最低，呈褐色、黑褐色或黑色,一般暗淡或呈瀝青光澤,不具粘結(jié)性。其物理、化學(xué)性質(zhì)介于泥炭和煙煤之間。水分大、揮發(fā)分高、密度小,含有腐殖酸,氧含量常達(dá)15～30％，在空氣中易風(fēng)化碎裂,發(fā)熱量低。按透光率PM大小將褐煤分為兩小類,PM為30～50％的年老褐煤，PM≤30％的為年輕褐煤。褐煤可作燃料或氣化原料，也能作提取褐煤蠟和制造腐殖酸鹽類的原料。含油率達(dá)到工業(yè)要求時(shí)可用于低溫干餾，制取焦油及其他化工產(chǎn)品。長(zhǎng)焰煤高揮發(fā)分的微粘結(jié)或弱粘結(jié)性煤。在煙煤中變質(zhì)程度最低，單獨(dú)煉焦時(shí)生成焦炭呈長(zhǎng)條狀，強(qiáng)度甚差，粉焦率高，主要作為動(dòng)力燃料和氣化原料。不粘煤成煤初期的原始物質(zhì)受強(qiáng)烈氧化作用，為低到中等變質(zhì)程度煤。其特征是煤中含氧較高，揮發(fā)分中等，加熱時(shí)沒(méi)有粘結(jié)性?？勺鰟?dòng)力和民用燃料或氣化原料。弱粘煤還原程度較弱的低到中等變質(zhì)程度的煤。揮發(fā)分中等，單獨(dú)煉焦時(shí)能產(chǎn)生少量膠質(zhì)體，焦炭為強(qiáng)度較小的小塊焦。適用做動(dòng)力燃料和氣化原料。1/2中粘煤 中等變質(zhì)程度的弱粘結(jié)性煤 揮發(fā)分中等，粘結(jié)性比弱粘煤稍好，其中有一部分煤在單獨(dú)煉焦時(shí)能煉出一定強(qiáng)度的焦炭 ,可適量作為煉焦配煤原料 ,粘結(jié)性較差的一部分煤適宜做動(dòng)力燃料和氣化原料。氣煤 變質(zhì)程度介于 1／2中粘煤與氣肥煤之間。主要特征是揮發(fā)分高，加熱時(shí)具有中等粘結(jié)性，單獨(dú)煉焦時(shí)焦炭細(xì)長(zhǎng)易碎，焦炭強(qiáng)度優(yōu)于長(zhǎng)焰煤，低于焦煤、肥煤。主要作為煉焦配煤，也是制造干餾煤氣的原料。6氣肥煤高揮發(fā)分的特強(qiáng)粘結(jié)性煤。性質(zhì)介于氣煤和肥煤之間，單獨(dú)煉焦時(shí)能產(chǎn)生大量液體和氣體產(chǎn)品。氣肥煤適合于制造干餾煤氣，也可作為煉焦配煤以增加化學(xué)產(chǎn)品。1／3焦煤中高揮發(fā)分的強(qiáng)粘結(jié)性煤。特性介于焦煤、肥煤和氣煤間的過(guò)渡煤，單獨(dú)煉焦時(shí)能得到強(qiáng)度較好的焦炭。煉焦時(shí)其配入量可在較大范圍內(nèi)變化而獲得強(qiáng)度高的焦炭，它是煉焦配煤中的基礎(chǔ)煤。肥煤中等及中高揮發(fā)分的特強(qiáng)粘結(jié)性煤。變質(zhì)程度中等，加熱時(shí)能產(chǎn)生較多膠質(zhì)體，單獨(dú)煉焦時(shí)能產(chǎn)生熔融性良好、強(qiáng)度較高的焦炭，但出焦困難，且焦炭有較多橫裂紋和蜂焦，故不適宜單獨(dú)煉焦，是煉焦配煤中的重要煤種。焦煤中等變質(zhì)程度煙煤。揮發(fā)分中等或較低，結(jié)焦性好，是煉焦生產(chǎn)中的主要煤種，單獨(dú)煉焦時(shí)可煉成塊度大、熔融性好、裂紋少、強(qiáng)度高的焦炭，是優(yōu)質(zhì)煉焦原料。瘦煤煙煤中變質(zhì)程度較高的煤種揮發(fā)分較低,在煉焦時(shí)具有中等粘結(jié)性，單獨(dú)煉焦時(shí)能得到塊度大、裂塊少、強(qiáng)度較好的焦炭，但其耐磨性較差。一般作為煉焦配煤使用。貧瘦煤弱粘結(jié)性低揮發(fā)分煤。單獨(dú)煉焦時(shí)，粘結(jié)性比瘦煤差，因而焦炭粉焦甚多，但作為煉焦配煤，能起到瘦化作用。也可作為動(dòng)力和民用燃料。貧煤煙煤中變質(zhì)程度最高的煤種。在美國(guó)煤炭分類中劃分為半無(wú)煙煤。貧煤揮發(fā)分低,一般無(wú)粘結(jié)性,因此不能結(jié)焦，其燃燒時(shí)火焰短，耐燒。主要做民用或動(dòng)力燃料。無(wú)煙煤 變質(zhì)程度最高的煤種。揮發(fā)分低于 10%,固定碳高于90％，燃燒時(shí)無(wú)煙，密度大，硬度高。按其揮發(fā)分和用途可分為 3個(gè)小類。無(wú)煙煤是較好的民7用燃料，也可以做動(dòng)力燃料，又是合成氨和碳化學(xué)產(chǎn)品的重要原料。低灰、低硫無(wú)煙煤是制造碳素材料和活性炭的原料， 變質(zhì)程度較低的無(wú)煙煤還可以做高爐噴吹燃料，以代替部分焦炭。2、煉焦原理及工藝流程將煉焦配合煤在密閉的焦?fàn)t內(nèi)隔絕空氣高溫加熱到950~1050℃，經(jīng)過(guò)干燥、熱解、熔融、黏結(jié)、固化、收縮等過(guò)程最終制得焦碳，這一過(guò)程叫高溫?zé)捊梗ǜ邷馗绅s）。煉焦過(guò)程產(chǎn)生的干餾煤氣經(jīng)冷卻、回收、精制，可得到煤氣、焦油、粗笨、硫銨等多種化工原料。冶金企業(yè)煉焦生產(chǎn)的主要任務(wù)是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)冶金焦，供高爐冶煉使用，同時(shí)回收焦?fàn)t煤氣及焦煤氣中的化工產(chǎn)品。(一)煉焦原理1,煉焦原理煉焦生產(chǎn),基本原料是煉焦煤.將煉焦煤在密閉的焦?fàn)t內(nèi)隔絕空氣高溫加熱放出水分和吸附氣體,隨后分解產(chǎn)生煤氣和焦油等,剩下以碳為主體的焦炭.這種煤熱解過(guò)程通常稱為煤的干餾.煤的干餾分為低溫干餾,中溫干餾和高溫干餾三種.它們的主要區(qū)別在于干餾的最終溫度不同,低溫干餾在500℃-600℃,中溫干餾在700℃-800℃,高溫干餾在900℃-1000℃.目前的煉焦?fàn)t絕大多數(shù)屬于高溫?zé)捊範(fàn)t,主要生產(chǎn)冶金焦,煉焦煤氣和煉焦化學(xué)產(chǎn)品.這種高溫?zé)捊惯^(guò)程,就是高溫干餾.2,煉焦煤的熱解過(guò)程煉焦煤在隔絕空氣高溫加熱過(guò)程中生成焦炭,它具有下列特性:當(dāng)被加熱到400℃左右,就開(kāi)始形成熔融的膠質(zhì)體,并不斷地自身裂解產(chǎn)生出油氣,這類油氣經(jīng)8過(guò)冷凝,冷卻及回收工藝,得到各種化工產(chǎn)品和凈化的焦?fàn)t煤氣 .當(dāng)溫度不斷升高,油氣不斷放出,膠質(zhì)體進(jìn)一步分解,部分氣體析出,而膠質(zhì)體逐漸固化成半焦,同時(shí)產(chǎn)生出一些小氣泡,成為固定的疏孔.溫度再升高,半焦繼續(xù)收縮,放出一些油氣,最后生成焦炭.3、煉焦設(shè)備（1）,焦?fàn)t爐體焦?fàn)t爐體主要是用硅磚砌筑而成的 ,分成一至四個(gè)相連接的部分 :爐頂,炭化室(兩側(cè)是燃燒室),斜道,蓄熱室.爐頂區(qū)設(shè)有炭化室裝煤孔,燃燒室火道看火孔以及荒煤氣導(dǎo)入集氣系統(tǒng)的上升管孔等.炭化室是窄長(zhǎng)的方型室,用以容納煤料.煤料可由裝煤孔或機(jī)側(cè)(搗固煉焦)裝入.燃燒室在炭化室兩側(cè),煤氣在其內(nèi)燃燒,燃燒產(chǎn)生的熱量,經(jīng)炭化室——燃燒室墻傳入炭化室,將煤料加熱至高溫?zé)挸山固?斜道是蓄熱室, 燃燒室火道間的氣流通道 .蓄熱室在炭化室及燃燒室下部,內(nèi)填充有帶孔的格子磚.當(dāng)下降氣流時(shí),燃燒產(chǎn)生的高溫廢氣流將格子磚加熱,交換成上升氣流時(shí),使通過(guò)蓄熱室的貧煤氣或空氣預(yù)熱后進(jìn)入燃燒室.一座焦?fàn)t由數(shù)十孔炭化室組成 .（2）煤塔設(shè)在焦?fàn)t兩爐組之間,貯存已粉碎好的煉焦配煤 .（3）操作機(jī)械1）裝煤車:頂裝焦?fàn)t的裝煤車設(shè)在爐頂 ,其作用是從煤塔取出一定重量的煤料 ,通過(guò)炭9化室頂部裝煤孔卸入炭化室內(nèi) .推焦機(jī):頂裝焦?fàn)t的推焦機(jī)有幾種作用 :炭化室裝煤完畢后,煤落在室內(nèi)成錐形,由推焦機(jī)上的平煤桿將煤推平 ;打開(kāi),清掃與關(guān)閉機(jī)側(cè)的爐門 ;將成熟的焦炭從炭化室的機(jī)側(cè)推到焦側(cè)的熄焦車上 .裝煤推焦車:裝煤推焦車為搗固焦?fàn)t專用機(jī)械 ,其作用是將由搗固機(jī)搗成的煤餅推入炭化室,打開(kāi)與關(guān)閉機(jī)側(cè)爐門,將成熟的焦炭推到熄焦車上.4)攔焦車:攔著從炭化室推出來(lái)的焦炭落到熄焦車上,并打開(kāi),清掃與關(guān)閉焦側(cè)的爐門.5)熄焦車(或干法熄焦裝置):接受推出的赤熱焦炭,運(yùn)到熄焦塔內(nèi)噴水(或運(yùn)到干法熄焦裝置用惰性氣體將余熱導(dǎo)走發(fā)電或補(bǔ)充管網(wǎng)的蒸汽),將赤熱焦炭熄滅,然后卸在涼焦臺(tái)上冷卻.(二)煉焦用煤的選擇焦炭的物理性能和它的化學(xué)成分,主要取決于所用的煤種和煉焦方法.煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性是煉焦用煤最重要的工藝性質(zhì)。煉焦煤（或配煤）必須具有較好的粘結(jié)性和結(jié)焦性，才能煉出優(yōu)質(zhì)焦炭。煤的粘結(jié)性是指粉煤在隔絕空氣條件下加熱，經(jīng)過(guò)膠質(zhì)狀態(tài)生成塊狀半焦的能力。煤的結(jié)焦性是在工業(yè)煉焦條件下（或模擬工業(yè)煉焦條件下）單種煤（或配煤）生成優(yōu)質(zhì)冶金焦的性能。煤的粘結(jié)性與結(jié)焦性密切相關(guān)，粘結(jié)性是結(jié)焦性的前提和條件。結(jié)焦性好的煤，粘結(jié)性一定好；而反過(guò)來(lái)，粘結(jié)性好的煤，不一定結(jié)焦性好。有的煤粘結(jié)性好，但煉出的焦炭強(qiáng)度低，塊度小，其結(jié)焦性并不很好。煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性是評(píng)價(jià)煉焦用煤的10重要指標(biāo)，其他熱加工（氣化、低溫干餾）和動(dòng)力用煤也需用這一指標(biāo)。 煤能否粘結(jié)以及粘結(jié)性好壞取決于煤熱解時(shí)形成膠質(zhì)體的數(shù)量和質(zhì)量。 一般來(lái)講，在相同的加熱條件下，煤所產(chǎn)生的液體量愈多，形成的膠質(zhì)體的量也愈多，粘結(jié)性也就愈好。為什么有的煤熱解時(shí)產(chǎn)生的液體量多，有的少甚至沒(méi)有呢？根本原因在于煤的組成和結(jié)構(gòu)不同：煤化程度低的煤（褐煤、長(zhǎng)焰煤），分子結(jié)構(gòu)中側(cè)鏈多，含氧量高，而氧和碳之間結(jié)合力最差，熱解時(shí)多數(shù)呈氣態(tài)產(chǎn)物揮發(fā)，液體產(chǎn)物數(shù)量少，并且熱穩(wěn)定性差，所以沒(méi)有粘結(jié)性或粘結(jié)性很差；煤化程度高的煤（貧煤、無(wú)煙煤）雖然含氧量少，但側(cè)鏈數(shù)目少，側(cè)鏈短，熱解時(shí)大部分生成氣體（氫氣），幾乎沒(méi)有液體生成，所以沒(méi)有粘結(jié)性或很差，只有中等煤化程度的煤，側(cè)鏈的數(shù)目中等，并且含氧量較少，煤熱分解產(chǎn)物中液體量較多，熱穩(wěn)定性高，形成膠質(zhì)體的數(shù)量多，因而粘結(jié)性好。1,洗煤(或精煤).從原料煤帶到焦炭中的灰分,硫和磷等雜質(zhì),對(duì)于煉鐵是極為有害的.為了除去這些雜質(zhì),就需要對(duì)原煤進(jìn)行洗選,洗選后所得凈煤稱為洗煤或精煤.2, 配合煤.焦煤能夠單獨(dú)煉成很好的焦炭 ,有的煤種本身雖不能單獨(dú)煉成焦炭,但能與其它煤種配合煉成焦炭,這樣,將不同煤種按適當(dāng)比例配合,混勻后的煤料稱為配合煤.3, 目前世界各國(guó)焦化廠幾乎都用配合煤方法煉焦 ,即以焦煤配合其它煤種(一至五,六種)進(jìn)行煉焦.其原因是:焦煤資源缺乏,用配合煤方法可以大量節(jié)約主焦煤.焦煤的結(jié)焦性雖好,但有的主焦煤在煉焦時(shí)膨脹壓力較大,損害爐體,有的含雜質(zhì)較多,用配合煤的方法可以解決上述問(wèn)題.11焦煤的價(jià)格較高,用配合煤煉焦可以降低焦炭成本.究竟哪些煤種能單獨(dú)煉焦,什么樣的配合煤比例能煉成優(yōu)質(zhì)焦炭,都要通過(guò)試驗(yàn)確定.（三）化學(xué)產(chǎn)品的回收煉焦煤在焦?fàn)t炭化室內(nèi)進(jìn)行干餾時(shí),在高溫作用下,煤質(zhì)發(fā)生了一系列的物理化學(xué)變化,同時(shí)也析出了水蒸氣和煤氣(即荒煤氣).煤氣由炭化室出來(lái)經(jīng)上升管到集氣管,以循環(huán)氨水噴淋使煤氣降溫,冷卻,而分離出焦油和氨水;經(jīng)吸氣管到回收車間的初冷器到鼓風(fēng)機(jī),煤氣經(jīng)過(guò)冷卻和用各種吸收劑處理,可提取出焦油,氨,粗苯等化工產(chǎn)品,并得到凈化的焦?fàn)t煤氣,通常被送回焦?fàn)t加熱或其它冶金爐作燃料.另外還可以作合成氨的原料氣和民用城市煤氣.煉焦化學(xué)產(chǎn)品具有極為廣泛的用途,是塑料工業(yè),合成纖維,合成橡膠,耐輻射材料,耐高溫材料,染料,醫(yī)藥,農(nóng)藥,冶金,化工,輕紡及國(guó)防工業(yè)的極為寶貴的原料.如:1,輕工方面的塑料,合成洗滌劑,油墨,電池,皮革加工;2,化工方面的橡膠,尼龍,染料,油漆,電木粉等;3,農(nóng)藥方面的殺螟松,速滅威,1605等;4,醫(yī)藥方面的合霉素,麻黃素,咖啡因,巴必痛,阿司匹林,消炎片,來(lái)蘇兒,食品防腐劑等;因此,發(fā)展煉焦化學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有重要的作用,煤化工綜合利用有其廣闊的前景,開(kāi)發(fā)煉焦化學(xué)產(chǎn)品是焦化廠提高經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑.（四）煉焦化學(xué)產(chǎn)品的組成煉焦化學(xué)產(chǎn)品的數(shù)量和組成隨煉焦過(guò)程 (主要是煉焦方法和溫度 )和原料的12質(zhì)量不同而變化 ,在工業(yè)生產(chǎn)條件下各種產(chǎn)品的產(chǎn)率 (%)為(對(duì)干煤的重量百分比):焦炭73～78回收煤氣15～19焦油2.5～4.5化合水2～4粗苯0.8～1.2氨0.25～0.35其它0.9～1.1（六）焦炭的化學(xué)組成焦炭的化學(xué)性質(zhì)由固定碳 ,揮發(fā)分,水分,灰分,硫和磷分來(lái)體現(xiàn).1,固定碳和揮發(fā)份:固定碳是焦炭的主要成分.將焦炭再次隔絕空氣加熱到850℃以上,從中析出揮發(fā)物,剩余部分系固定碳和灰分.揮發(fā)物含量是焦炭成熟度的重要標(biāo)志,揮發(fā)物含量過(guò)高表示焦炭不成熟(生焦),揮發(fā)物含量過(guò)低表示焦炭過(guò)燒(過(guò)火焦).生焦耐磨性差,使高爐透氣性不好,并能引起掛料,增加吹損,破壞高爐操作制度.過(guò)火焦易碎,容易落入熔渣中,造成排渣困難,風(fēng)口燒壞等現(xiàn)象.2,灰分:焦炭燃燒后的殘余物是灰分,它是焦炭中的有害雜質(zhì),其中主要是二氧化硅和三氧化二鋁,還有氧化鈣,氧化鎂等氧化物.灰分含量增高,固定碳減少.高爐冶煉過(guò)程中,為造渣所消耗的石灰石和熱量將增加,高爐利用系數(shù)降低,焦比增加.因煤在煉焦過(guò)程中灰分全部轉(zhuǎn)入焦炭,故焦炭灰分高低決定于煤的灰分,焦炭灰分越低越好,對(duì)高爐操作越有利.3, 水分:焦炭在102-105℃的烘箱內(nèi)干燥到恒重后的損失量為水分 .冶金焦水13分一般為3%-5%焦.炭水分力求穩(wěn)定,因高爐生產(chǎn)一般以濕焦計(jì)量 ,焦炭水分波動(dòng),對(duì)高爐操作不利,造成爐況波動(dòng).4, 硫分:焦炭含硫占高爐配料中硫來(lái)源的 80%以上,硫進(jìn)入生鐵造成生鐵含硫高,為除去這部分硫,需增加熔劑脫硫,影響高爐正常生產(chǎn).在煉焦過(guò)程中,煤中含硫的70%-90%轉(zhuǎn)入焦炭,故焦炭硫分高低,決定于煤的硫分,一般冶金焦硫分不大于0.9%.5,磷分:焦炭中的磷分在煉鐵時(shí)大部分轉(zhuǎn)入鐵中,生鐵含磷使其冷脆性變大,用于轉(zhuǎn)爐煉鋼時(shí),磷難以除掉,因此生鐵中磷分越低越好.煤煉焦時(shí)磷分全部轉(zhuǎn)入焦炭.故焦炭磷分高低決定于煤的磷分.（七）,焦炭的質(zhì)量要求高爐對(duì)焦炭的要求,應(yīng)該是塊度均勻,耐磨性好和抗碎性強(qiáng).焦炭的物理機(jī)械性質(zhì)指標(biāo)是篩分組成,耐磨性和抗碎性. 目前對(duì)焦炭常規(guī)質(zhì)量要求是：灰分、硫分、冷強(qiáng)度（M40、M10）、熱反應(yīng)性及熱強(qiáng)度，一般灰分增加1%，焦比升向2%，產(chǎn)量降低3%；硫增加0.1%,焦比增加1.5%,產(chǎn)量下降2%.1,篩分組成:為使高爐透氣性好,焦炭塊度要均勻,因此焦?fàn)t生產(chǎn)的焦炭通常分為>40毫米,25-40毫米的冶金焦,10-25毫米的小塊焦和60毫米的焦炭50千克2, 冶金焦抗碎強(qiáng)度(M40轉(zhuǎn)鼓指數(shù))冶金焦抗碎強(qiáng)度是反映焦炭的抗碎性能的指標(biāo),以百分比表示.3,冶金焦耐磨強(qiáng)度(M10轉(zhuǎn)鼓指數(shù))冶金焦耐磨強(qiáng)度是反映焦炭的耐磨性能的指標(biāo),以百分比表示.15,焦炭水分14Fe2O3），焦炭水分,是指焦炭中含水分的數(shù)量占焦炭總量的百分比 .圖5煉焦工藝流程示意圖圖6煤化工流程示意圖六高爐煉鐵煉鐵過(guò)程實(shí)質(zhì)上是將鐵從其自然形態(tài)---礦石等含鐵化合物中還原出來(lái)的過(guò)程。高爐煉鐵是目前獲得大量生鐵的主要手段。它的原料是富礦或人造塊礦。燃料主要是焦炭，其次是煤粉、重油等，熔劑是石灰、白云石、蛇紋石等。高爐冶煉是還原過(guò)程。把氧化鐵還原成含有碳、硅、錳、硫、磷等雜質(zhì)的生鐵。副產(chǎn)品有煤氣和爐渣。自然界中沒(méi)有純鐵存在，多數(shù)是與氧結(jié)合成的氧化物，如赤鐵礦（理論含鐵70%，含氧量30%，是世界上貯量最大的礦種，且含氧量也最大；磁鐵礦（Fe3O4），含水的Fe2O3稱為褐鐵礦（2Fe2O3·3H2O），還有菱鐵礦（FeCO3）、黃鐵礦（FeS2）等。高爐煉鐵是一個(gè)比較經(jīng)濟(jì)合理的辦法，利用 C、CO、H2做還原劑，將鐵還原出來(lái)。它們的還原反應(yīng)過(guò)程如下：（1）用CO還原，屬間接還原。大于570℃時(shí)： Fe2O3+CO→Fe3O4+CO2+↑（熱）Fe3O4+CO→FeO+CO2—↓FeO+CO→Fe+CO2+↑小于570℃時(shí)：（FeO不能穩(wěn)定存在）Fe2O3+CO→Fe3O4+CO2+↑Fe3O4+CO→FeO+CO2+↑15（2）固體碳還原，屬直接還原。大于570℃時(shí)： Fe2O3+C→Fe3O4+CO—↓Fe3O4+C→FeO+CO—↓FeO+C→Fe+CO—↓小于570℃時(shí)：Fe2O3+C→Fe3O4+CO—↓Fe3O4+C→FeO+CO—↓（3）一部分氫在低溫代替CO還原，另一部分氫在高溫代替碳直接還原。大于570℃時(shí)：Fe2O3+H2→Fe3O4+H2O+↑Fe3O4+H2→FeO+H2O—↓FeO+H2→Fe+H2O—↓小于570℃時(shí)：（FeO不能穩(wěn)定存在）Fe2O3+H2→Fe3O4+H2O+↑Fe3O4+H2→FeO+H2O—↓由上可知：鐵礦石的還原過(guò)程是逐級(jí)進(jìn)行的，是由含氧量多的高級(jí)氧化物逐步失去氧最后成為金屬鐵。 FeO是中間產(chǎn)物，在自然界中不單獨(dú)存在，只有在爐內(nèi)還原氣氛條件下，或與其他成分組成復(fù)雜礦物才能存在。每個(gè)還原反應(yīng)都伴有熱量的吸入或放出，用 CO作還原劑總的效果是放熱，用 H2作還原劑總的效果為吸熱，用碳用還原劑則為強(qiáng)烈的還原反應(yīng)，即必須額外供給大量的熱，否則反應(yīng)不能完成。高爐生產(chǎn)包括如下環(huán)節(jié)：1、備料：天然富礦和熔劑經(jīng)分級(jí)、混勻、堆積運(yùn)到高爐車間裝入料倉(cāng)。人造富礦（燒結(jié)礦或球團(tuán)礦）和焦炭分別運(yùn)至高爐料倉(cāng)。2、上料：通過(guò)料車或帶式運(yùn)輸機(jī)上料系統(tǒng)，按一定比例將原料、燃料16和熔劑一批批有程序地經(jīng)爐頂裝料設(shè)備按一定的工作制度裝入爐喉。 3、冶煉：高爐冶煉是連續(xù)進(jìn)行的。鼓風(fēng)機(jī)將冷風(fēng)送至熱風(fēng)爐加熱到1200~1300℃（也有達(dá)到1400℃），通過(guò)爐缸周圍的風(fēng)口送入高爐。同時(shí)在風(fēng)口區(qū)加入各種噴吹燃料和富氧。焦炭和鼓入的熱空氣燃燒后產(chǎn)生大量的煤氣和熱量，使礦石源源不斷地熔化、還原。產(chǎn)生的鐵水和熔渣貯存在高爐爐缸內(nèi)，定期出渣和出鐵。4、產(chǎn)品處理：對(duì)于設(shè)有渣口的高爐，出鐵前，先從渣口放出熔渣，爐渣的處理有干渣和水渣，用于筑路或生產(chǎn)水泥。出鐵時(shí)，用開(kāi)口機(jī)打開(kāi)出鐵口，讓鐵水流入鐵水罐車，運(yùn)到煉鋼廠煉鋼或運(yùn)到鑄鐵車間用鑄鐵機(jī)澆鑄成鐵塊。和鐵水一起出來(lái)的熔渣經(jīng)撇渣器和渣溝流入渣罐車。每次出鐵完畢后用泥炮把出鐵口堵上。經(jīng)高爐導(dǎo)出的煤氣通過(guò)除塵器、洗滌塔、文氏管清洗除塵后，沿煤氣管道輸往各用戶使用。從除塵器排出的爐塵經(jīng)車輛運(yùn)送燒結(jié)工序作為燒結(jié)原料，從洗滌塔和文氏管系統(tǒng)排出的污水導(dǎo)入沉淀池，回收起來(lái)的污泥塊也作燒結(jié)原料。高爐利用系數(shù)是衡量高爐生產(chǎn)率的一項(xiàng)重要指標(biāo)。在中國(guó)以每立方米高爐有效容積一個(gè)晝夜的合格生鐵產(chǎn)量表示。生鐵產(chǎn)量是以合格煉鋼生鐵為標(biāo)準(zhǔn)，其他鐵種乘以相應(yīng)的系數(shù)。 高爐有效容積是高爐有效高度內(nèi)的內(nèi)型容積，對(duì)有效高度各國(guó)的規(guī)定不同，我國(guó)是以鐵口中心線至料線的垂直距離。高爐生產(chǎn)的主要指標(biāo)有焦比，它是高爐煉鐵過(guò)程中冶煉單位生鐵所消耗的焦炭量（kg/t），常講的有綜合焦比，是在高爐噴吹燃料后將噴吹燃料計(jì)入焦比的指標(biāo)。冶煉強(qiáng)度是高爐過(guò)程強(qiáng)化程度指標(biāo)，是以每立方米高爐有效容積每晝夜燃燒的干焦量衡量。高爐從點(diǎn)火投產(chǎn)至停爐大修期間的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間稱高爐爐齡，它與每立方米高爐有效容積在以上時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)鐵量構(gòu)成衡量17高爐生產(chǎn)一代爐役的一對(duì)重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。圖7高爐生產(chǎn)工藝流程示意圖鑄造用生鐵標(biāo)準(zhǔn)鐵種鑄造用生鐵牌號(hào)鑄34鑄30鑄26鑄22鑄18鑄14鐵號(hào)Z34Z30Z26Z22Z18Z14代號(hào)C＞3.3Si＞＞＞＞＞＞3.20-3.602.80-3.202.40-2.802.00-2.401.60-2.001.25-1.601≤0.50組化2Mn＞0.50-0.90學(xué)組成3＞0.90-1.30組份1≤0.06%級(jí)2P＞0.06-0.10級(jí)3＞0.10-0.20級(jí)184＞0.20-0.40級(jí)5＞0.40-0.90級(jí)1≤0.03≤0.04類2S≤0.04≤0.05類3≤0.05≤0.06類煉鋼用生鐵標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)L04L08L10C≥3.50Si≤0.45＞0.45-0.85＞0.85-1.25化一≤0.40組學(xué)二成Mn＞0.40-1.00組份三＞1.00-2.00組%特P≤0.100級(jí)19一＞0.100-0.150級(jí)二＞0.150-0.250級(jí)三＞0.250-0.400級(jí)特≤0.020類一＞0.020-0.030類S二＞0.030-0.050類三＞0.050-0.070類注:各牌號(hào)生鐵含碳量,均不作報(bào)廢數(shù)據(jù)球墨鑄鐵用生鐵標(biāo)準(zhǔn)鐵種球墨鑄鐵用生鐵牌號(hào)Q10Q12Q16化Si≤1.00＞1.00-1.40＞1.40-1.80Mn一≤0.20學(xué)組20成二組份三%組特級(jí)一級(jí)P二級(jí)三級(jí)特類一類S二類三類CCr

0.20-0.500.50-0.800.050.05-0.060.06-0.080.08-0.100.020.02-0.030.03-0.040.045≥3.40≤0.03021注：生鐵中Ti、As及其他妨礙石墨球化的成分，可以商定其含量。七轉(zhuǎn)爐煉鋼連鑄氧氣轉(zhuǎn)爐的幾種方法中頂吹轉(zhuǎn)爐是目前的主要方法，國(guó)外稱LD轉(zhuǎn)爐。下面主要敘述頂吹轉(zhuǎn)爐工藝技術(shù)。將煉鋼的原料（主要是鐵水、廢鋼、造渣劑）按量、按時(shí)加入爐中，用水冷氧槍將一定壓力、一定純度的氧氣從爐頂部吹到爐內(nèi)，氧氣將鐵水中的硅、錳、碳、磷等元素迅速氧化到一定含量范圍，并產(chǎn)生大量化學(xué)反應(yīng)熱，使加入的廢鋼熔化并使鋼水溫度提高到規(guī)定值。這些元素氧化后，有的在高溫下與造渣劑（石灰石、石灰等）反應(yīng)生成爐渣，有的變成氣體逸出，去除爐渣就得到了鋼水。由于此時(shí)鋼水在煉鋼過(guò)程中吸收了過(guò)量的氧，因此要用錳鐵、硅鐵和鋁等進(jìn)行脫氧，這樣就得到了所需的鋼水，再通過(guò)連鑄機(jī)鑄成鋼坯，也有的直接鑄成鋼件。由于吹送氧氣方式的不同，還有氧氣底吹轉(zhuǎn)爐，及綜合頂吹與底吹優(yōu)點(diǎn)、克服兩者缺點(diǎn)的頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法。頂?shù)讖?fù)吹工藝是從轉(zhuǎn)爐頂部氧氣噴槍保持一定距離向金屬熔池噴吹氧氣外，為了加強(qiáng)對(duì)金屬熔池的攪拌能力，還通過(guò)爐底向金屬熔池噴吹一定量的惰性氣體，以加快冶金反應(yīng)，并使之趨近于平衡狀態(tài)，頂?shù)讖?fù)吹改善了轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程的冶金條件，減少吹損，提高金屬收得率，降低原材料消耗，提高了生產(chǎn)效率。爐外精煉是把轉(zhuǎn)爐中初煉的鋼水移到另一個(gè)容器中進(jìn)行精煉的過(guò)程，也叫二次精煉。爐外精煉把傳統(tǒng)的煉鋼方法分為兩步，即初煉加精煉。初煉——在氧化性氣氛下進(jìn)行爐料熔化、脫磷、脫碳和主合金化。精煉——在真空、惰性氣體或可控氣氛下進(jìn)行深脫碳、除氣、脫氧、脫硫，去夾雜物和夾雜物變性處理，調(diào)整成分，控制鋼水溫度等。22爐外精煉的方法很多，按手段分類有 1、常壓下處理法：渣洗法（合成渣洗法、同爐渣洗法），合金元素等特殊添加法和噴粉法（彈丸發(fā)射法、喂絲法、噴粉法），氬氣精煉法（鋼包吹氬法 Gazal、帶蓋鋼包吹氬法 CAB、氬氧脫碳精煉法AOD、氣氬脫碳精煉法CLU）。2、用真空手段精煉法：以脫氣為主的精煉法（鋼包除氣法、DH、RH法等），以脫碳、脫氧、脫氣為主的精煉法（VOD、RH-OB、RH-PI等）。3、采用真空和加熱手段精煉法： ASEA-SKF法，VAD（VHD）法，LF法。盡管爐外精煉方法各異，但共同特點(diǎn)是：1、有一個(gè)理想的精煉氣氛條件，通常是應(yīng)用真空、惰性氣氛或還原氣氛；2、攪動(dòng)鋼水，可采用電磁力，惰性氣體或機(jī)械攪拌的方法；3、為補(bǔ)償精煉過(guò)程的鋼水溫度損失，采用加熱設(shè)施有電弧加熱，等離子加熱或增加鋼水中的化學(xué)熱等。鋼水連續(xù)澆鑄是20世紀(jì)60年代開(kāi)始大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的一項(xiàng)新技術(shù)。澆鑄時(shí)把盛鋼桶內(nèi)的鋼水通過(guò)中間包連續(xù)地注入結(jié)晶器中，鋼液的熱量被流經(jīng)結(jié)晶器器壁的冷卻介質(zhì)迅速帶走，形成具有一定厚度的坯殼，接著通過(guò)拉坯機(jī)拉出結(jié)晶器，進(jìn)入二次冷卻區(qū)直接噴水快速冷卻，使坯殼內(nèi)的鋼液全部凝固而成鋼坯，經(jīng)矯直后由切割機(jī)切成一定的長(zhǎng)度，最后由輸送輥道將其輸送到下道工序或鑄坯場(chǎng)地。這種工藝方法有成材率和機(jī)械化程度高、鑄坯質(zhì)量好、操作方便、勞動(dòng)強(qiáng)度低、生產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)。同模鑄相比，連鑄鎮(zhèn)靜鋼的鋼材綜合成材率可以提高10個(gè)百分點(diǎn)。連鑄機(jī)機(jī)型主要有立式、立彎式、弧形、直弧形、超低頭弧形（橢圓形）和水平式等。弧形連鑄機(jī)具有弧形結(jié)晶器和弧形二冷段，它具有高度低、拉速快的優(yōu)點(diǎn)，這種機(jī)型目前發(fā)展很快，并保持了領(lǐng)先的地位。從鑄坯形狀分，有板坯連鑄機(jī)、薄板坯連鑄機(jī)、方坯一板坯連鑄機(jī)、大方坯連鑄機(jī)、小方坯連鑄機(jī)、圓坯連鑄機(jī)和異形坯連鑄機(jī)等。23近年來(lái)，以薄板坯連鑄為代表的近終形連鑄發(fā)展很快，最典型的是德國(guó)施羅曼·西馬克公司的CSP工藝和曼內(nèi)斯曼·德馬克公司的ISP工藝，世界上已有多條生產(chǎn)線投入工業(yè)生產(chǎn)。它同電爐或轉(zhuǎn)爐冶煉工藝相結(jié)合，使小鋼廠進(jìn)人鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的傳統(tǒng)領(lǐng)域——扁平材市場(chǎng)，給世界鋼鐵工業(yè)帶來(lái)深刻變化。斷面厚度l～5毫米的帶鋼連鑄，各國(guó)也在積極開(kāi)發(fā)中。它能直接為冷軋機(jī)供料，可省去熱軋機(jī)，大大節(jié)省投資和提高生產(chǎn)效率。轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo):1、轉(zhuǎn)爐鋼坯合格率鋼坯合格率（％）=鋼坯合格量（噸）×100%鋼坯檢驗(yàn)量（噸）（ 轉(zhuǎn)爐鋼坯檢驗(yàn)量=轉(zhuǎn)爐鋼坯合格量十轉(zhuǎn)爐鋼（水、坯）廢品量鋼坯合格量=報(bào)告期內(nèi)轉(zhuǎn)爐鋼坯實(shí)際檢驗(yàn)合格量一下工序和用戶退廢量）2、按計(jì)劃鋼種出鋼率按計(jì)劃鋼種出鋼率（％） =按計(jì)劃鋼種出鋼爐數(shù) ×100%出鋼總爐數(shù)3、轉(zhuǎn)爐煉鋼金屬料消耗轉(zhuǎn)爐煉鋼金屬料消耗量（干克／噸） =入爐金屬料量（千克）合格鋼生產(chǎn)量（噸）（金屬料量=鋼鐵料量十其它原料含鐵量十合金料量）4、轉(zhuǎn)爐煉鋼其它物料消耗轉(zhuǎn)爐煉鋼其它物料消耗包括焦炭、燃料油、氧氣、電力、鎂砂、耐火磚、鋼坯模等。它是指每煉 1噸轉(zhuǎn)爐鋼所消耗某種物料的數(shù)量。其計(jì)算公式為：轉(zhuǎn)爐煉鋼某種物料消耗量（計(jì)算單位／噸） =某種物料耗用量（計(jì)算單位）24合格鋼生產(chǎn)量（噸）5、轉(zhuǎn)爐爐襯壽命轉(zhuǎn)爐爐襯壽命是指自轉(zhuǎn)爐爐村投入使用起到更換新?tīng)t襯止一 個(gè)爐役期間煉鋼的爐數(shù)。其計(jì)算公式為：轉(zhuǎn)爐爐襯壽命（爐）=出鋼爐數(shù)(爐)更換爐襯次數(shù)6、煉鋼工序單位能耗煉鋼工序能耗包括從鐵水（原料）進(jìn)廠到鋼錠（坯）出廠全部工藝過(guò)程所消耗的一次和二次能源。鐵水預(yù)處理、連鑄工藝、爐外精煉、電除塵設(shè)施等的燃料（含煤氣、燃油）能耗及服務(wù)于煉鋼的各種蒸汽、壓縮空氣、電力、水等動(dòng)力能耗，都要計(jì)入煉鋼工序能耗中，除以實(shí)物量形式分別計(jì)算其噸鋼消耗外，還要按其平均低位發(fā)熱量折算成標(biāo)煤。其計(jì)算公式為：（煉鋼燃料消耗量十動(dòng)力消耗量煉鋼工序單位能耗折標(biāo)煤量（千克／噸） =－轉(zhuǎn)爐煤氣等余熱回收外供量）（合格鋼產(chǎn)量（噸）、煉鋼金屬收得率煉鋼工序金屬收得率是從投入產(chǎn)出角度來(lái)評(píng)價(jià)整個(gè)煉鋼生產(chǎn)過(guò)程中生產(chǎn)工作質(zhì)量水平高低的重要指標(biāo)。它是指報(bào)告期產(chǎn)出的金屬總量與投入金屬總量的比率。其計(jì)算公式為：煉鋼金屬收得率（％） = 合格鋼產(chǎn)量（噸） ×100％入爐金屬料量（噸）25圖8煉鋼生產(chǎn)工藝流程示意圖圖9連鑄生產(chǎn)工藝流程示意圖鋼鐵的定義鋼是含碳量在 0.04%-2.3%之間的鐵碳合金。我們通常將其與鐵合稱為鋼鐵。為了保證其韌性和塑性，含碳量一般不超過(guò) 1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外，還有硅、錳、硫、磷等。含碳量小于2％的鐵碳合金。根據(jù)成分不同，又可分為碳素鋼和合金鋼。根據(jù)性能和用途不同，又可分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊性能鋼。鋼的分類方法多種多樣，其主要方法有如下幾種：1、按品質(zhì)分類普通鋼（P≤0.045%，S≤0.050%）優(yōu)質(zhì)鋼（P、S均≤0.035%）(3)高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（P≤0.035%，S≤0.030%）、按化學(xué)成份分類碳素鋼：a.低碳鋼（C≤0.25%）；b.中碳鋼（C≤0.25~0.60%）；c.高碳鋼（C≤0.60%）。合金鋼：a.低合金鋼（合金元素總含量≤5%）b.中合金鋼（合金元素總含量26＞5~10%）c.高合金鋼（合金元素總含量＞ 10%）。3、按成形方法分類：(1) 鍛鋼；(2) 鑄鋼；(3) 熱軋鋼；(4) 冷拉鋼。4、按金相組織分類退火狀態(tài)的a.亞共析鋼（鐵素體+珠光體）b.共析鋼（珠光體）c.過(guò)共析鋼（珠光體+滲碳體）d.萊氏體鋼（珠光體+滲體）。正火狀態(tài)的：a.珠光體鋼；b.貝氏體鋼；c.馬氏體鋼；d.奧氏體鋼。無(wú)相變或部分發(fā)生相變的5、按用途分類建筑及工程用鋼：a.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼；b.低合金結(jié)構(gòu)鋼；c.鋼筋鋼。結(jié)構(gòu)鋼a.機(jī)械制造用鋼：(a)調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼；(b)表面硬化結(jié)構(gòu)鋼：包括滲碳鋼、氨鋼、表面淬火用鋼；(c)易切結(jié)構(gòu)鋼；(d)冷塑性成形用鋼：包括冷沖壓用鋼、冷鐓用鋼。b.彈簧鋼c.軸承鋼工具鋼：a.碳素工具鋼；b.合金工具鋼；c.高速工具鋼。(4) 特殊性能鋼：a.不銹耐酸鋼b.耐熱鋼包括抗氧化鋼、熱強(qiáng)鋼、氣閥鋼 c.電熱合金鋼；d.耐磨鋼；e.低溫用鋼；f.電工用鋼專業(yè)用鋼——如橋梁用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農(nóng)機(jī)用鋼等。6、綜合分類(1)普通鋼 a.碳素結(jié)構(gòu)鋼：(a)Q195；(b)Q215(A、B)；(c)Q235(A、B、C)；(d)Q255(A、B)；(e)Q275。b.低合金結(jié)構(gòu)鋼c.特定用途的普通結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)鋼（包括高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼）a.結(jié)構(gòu)鋼：(a)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼；(b)合金結(jié)構(gòu)鋼；(c)彈簧鋼；(d)易切鋼；(e)27軸承鋼；特定用途優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。b.工具鋼：(a)碳素工具鋼；(b)合金工具鋼；(c)高速工具鋼。c.特殊性能鋼：不銹耐酸鋼；(b)耐熱鋼；電熱合金鋼；(d)電工用鋼；(e)高錳耐磨鋼。7、按冶煉方法分類按爐種分a.平爐鋼:(a)酸性平爐鋼；(b)堿性平爐鋼。b.轉(zhuǎn)爐鋼:(a)酸性轉(zhuǎn)爐鋼;(b)堿性轉(zhuǎn)爐鋼?；?(a)底吹轉(zhuǎn)爐鋼;(b)側(cè)吹轉(zhuǎn)爐鋼；頂吹轉(zhuǎn)爐鋼。c.電爐鋼:(a)電弧爐鋼；(b)電渣爐鋼；(c)感應(yīng)爐鋼；(d)真空自耗爐鋼；(e)電子束爐鋼。按脫氧程度和澆注制度分a.沸騰鋼；b.半鎮(zhèn)靜鋼；鎮(zhèn)靜鋼；d.特殊鎮(zhèn)靜鋼。軋鋼煉鋼系統(tǒng)生產(chǎn)的鋼坯或連鑄坯不能直接作為其他工業(yè)生產(chǎn)的原材料或直接用于社會(huì)消費(fèi)，必須對(duì)其作進(jìn)一步的塑性加工，制成各種形狀并能滿足各種用途的鋼材。塑性加工，即用不同的工具對(duì)金屬施加壓力，使之產(chǎn)生塑性變形，制成具有一定尺寸、形狀產(chǎn)品的加工方法。塑性加工的主要方法有：1、熱軋法。將鋼料加熱到1000~1250℃左右用軋鋼機(jī)制成鋼材的方法；2、冷加工法。將熱軋后的鋼材在再結(jié)晶溫度以下繼續(xù)加工，使之成為冷加工鋼材，冷加工法包括冷軋、冷拔和冷彎、冷拉、冷擠壓等方法；3、鍛壓法。用鍛錘,精鍛機(jī)，快鍛機(jī)或液壓機(jī)將鋼坯鍛壓成鋼材，鋼坯或鍛件；4、擠壓法。將坯料裝入擠壓機(jī)的擠壓筒中加壓，使之從擠壓筒的孔中擠出，形成比坯料斷面小，并有一定斷面形狀的型材、28管材或空心材等。此外還有涂鍍層鋼材，也是鋼材生產(chǎn)方法的重要組成內(nèi)容。上述四種方法中，熱軋法是最主要的生產(chǎn)方法，約有90%的鋼是采用熱軋法直接成材或經(jīng)熱軋，然后再采用其他加工方法成材的。軋鋼機(jī)的定義：1、狹義的定義。使軋件在轉(zhuǎn)動(dòng)的軋輥間產(chǎn)生塑性變形，軋出所需斷面形狀和尺寸的鋼材，這個(gè)機(jī)器叫軋鋼機(jī)。2、廣義的定義。用于軋制鋼材生產(chǎn)的工藝全部所需的主要和輔助工序成套機(jī)組稱為軋鋼機(jī)，它包括軋制、運(yùn)輸、翻鋼、剪切、矯直等設(shè)備。軋鋼機(jī)的標(biāo)稱：鋼坯和型鋼車間軋機(jī)用軋輥名義直徑標(biāo)稱。如果在一個(gè)軋鋼車間中裝有若干架軋機(jī)時(shí)，則以最后一架精軋機(jī)的軋輥名義直徑作為軋鋼機(jī)的標(biāo)稱。鋼板軋機(jī)則由輥身長(zhǎng)度標(biāo)稱。鋼管軋機(jī)用其所軋鋼管最大外徑來(lái)標(biāo)稱。主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：成材率：是指用1噸原料能夠軋制出的合格成品重量的百分?jǐn)?shù)， 反映了生產(chǎn)過(guò)程中金屬的收得情況。成材率= 合格鋼材重量 ×100%耗用的合格連鑄坯重量合格率：合格的軋制產(chǎn)品數(shù)量占產(chǎn)品總檢驗(yàn)量與中間廢品量總和的百分比。合格率=合格產(chǎn)品數(shù)量×100%產(chǎn)品總檢驗(yàn)量+中間廢品量軋機(jī)有效作業(yè)率：實(shí)際工作時(shí)間占計(jì)劃作業(yè)時(shí)間的百分比。軋機(jī)有效作業(yè)率= 實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)時(shí)間 ×100%計(jì)劃工作時(shí)間定尺率= 產(chǎn)品定尺重量 ×100%29產(chǎn)品定尺重量+產(chǎn)品齊尺重量負(fù)差收得率= 試樣實(shí)際總重量-試樣總長(zhǎng)度×單位理論重量× 100%試樣總長(zhǎng)度×單位理論重量負(fù)差穩(wěn)定率= 抽查負(fù)差產(chǎn)品合格次數(shù)×100%抽查負(fù)差產(chǎn)品總次數(shù)圖10 軋鋼生產(chǎn)工藝流程示意圖九制氧在轉(zhuǎn)爐煉鋼法中，氧氣的正常供給是極其關(guān)鍵的。1952年奧地利發(fā)明氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法后，世界鋼鐵工業(yè)進(jìn)入了一個(gè)大飛躍，氧與鋼緊密地聯(lián)系在一起。隨著鋼鐵質(zhì)量的提高和新技術(shù)的發(fā)展，爐外精煉，頂?shù)讖?fù)合吹煉，以及濺渣護(hù)爐等技術(shù)的采用，不但氧氣用量增長(zhǎng)較快，而且氮?dú)?、氬氣用量也增長(zhǎng)較快。高爐富氧鼓風(fēng)、高爐爐頂密封、噴煤用氮也是用氧、用氮的大戶?？辗衷O(shè)備的工作原理是利用空氣中各組分沸點(diǎn)的不同，經(jīng)加壓、預(yù)冷、純化、精餾后，獲得所需要的 O2、N2、Ar產(chǎn)品。原料空氣經(jīng)自潔式空氣過(guò)濾器除去灰塵及其它機(jī)械雜質(zhì)，在離心式空壓機(jī)中被壓縮至0.51MPa左右。經(jīng)空氣冷卻塔洗滌冷卻后進(jìn)入切換使用的分子篩吸附器，以清除空氣中的二氧化碳、H2O、C2H2及其它碳?xì)浠衔?。空氣?jīng)分子篩吸附器凈化后，分為兩路：一路經(jīng)過(guò)主換熱器被冷卻到接近空氣液化溫度進(jìn)入分餾塔。另一路空氣進(jìn)入透平增壓機(jī)增壓后分成兩路:一路經(jīng)過(guò)主換熱器被返流氣體冷卻至 -105℃，后進(jìn)入增壓透平膨脹機(jī)的膨脹端進(jìn)行絕熱膨脹，以制取空分裝置所需要的大部分冷量。膨脹后的空氣進(jìn)入下塔參加精餾；另一路空氣進(jìn)入增壓透平膨脹機(jī)的增壓端進(jìn)行增壓，增加后的空氣進(jìn)入主換熱器被返流氣體冷卻，然后節(jié)流進(jìn)入分餾塔參加精餾。在30分餾塔中，空氣被逐步分離成氧、氮、氬，加壓后送往用戶。產(chǎn)品液氧、液氮、液氬分別送入各自的貯存系統(tǒng)貯存?zhèn)溆谩ｄ撹F企業(yè)的生產(chǎn)具有連續(xù)性特點(diǎn)，平時(shí)不允許制氧機(jī)停產(chǎn)，要求制氧機(jī)必須能長(zhǎng)期安全、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行；為了確保制氧機(jī)可靠、穩(wěn)定地運(yùn)行，有時(shí)間處理小事故及小維修，要求氧氣站有一定的液體貯備量，一般要求儲(chǔ)備容量為最大制氧機(jī) 24h或36h產(chǎn)量；）要求氧、氮、氬有較高的純度對(duì)于轉(zhuǎn)爐煉鋼，一般要求氧的純度不低于99.2％(O2)，高爐用氧純度可低一些，一般在90％以上，氮的純度用于轉(zhuǎn)爐及高爐的氮?dú)鉃?9.99％以上，氬的純度一般要求99.999％以上（O2<2×10-6,N2<3×10-6）；關(guān)于氧、氮壓力，國(guó)內(nèi)大多數(shù)鋼鐵企業(yè)均已建2.5—3.0MPa管網(wǎng)系統(tǒng)。圖11 制氧流程示意圖空氣換熱器膨脹機(jī)膨脹端空氣過(guò)濾器離心式壓縮分餾塔機(jī)用戶氧增壓設(shè)備氮水預(yù)冷氮增壓設(shè)備氬增壓設(shè)備十、宣鋼主要產(chǎn)品和生產(chǎn)工序的工藝裝備情況：氧、氮、氬主導(dǎo)產(chǎn)品有：高速線材、棒分材子、篩熱凈軋化窄帶鋼、小型材、液焊體管儲(chǔ)等罐，鋼材產(chǎn)品均通過(guò)氧球罐 氮球罐 氬球罐了ISO9001：2000質(zhì)量管理體系認(rèn)證。熱軋帶肋鋼筋、熱軋窄帶鋼、熱軋圓盤(pán)條等換熱器 增壓機(jī)榮獲“河北省名牌產(chǎn)品”稱號(hào)，熱軋帶肋鋼筋榮獲國(guó)家“冶金產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量金杯獎(jiǎng)”，膨脹機(jī)增壓端 換熱器并榮獲國(guó)家“產(chǎn)品質(zhì)量免檢”證書(shū)。1、1．礦山及供礦宣鋼有近北莊鐵礦及龐家堡鐵礦兩個(gè)礦山。截至 2005年底，近北莊鐵礦工業(yè)儲(chǔ)量1700萬(wàn)噸，平均地質(zhì)品位 TFe34.54%，2005年處理原礦125萬(wàn)噸，31年生產(chǎn)鐵精礦35萬(wàn)噸。龐家堡鐵礦工業(yè)儲(chǔ)量4500萬(wàn)噸，其中磁鐵礦約1000萬(wàn)噸，平均地質(zhì)品位TFe43.75%，2005年處理原礦30萬(wàn)噸，年生產(chǎn)鐵精礦8萬(wàn)噸。全年自產(chǎn)鐵精礦粉43萬(wàn)噸。冶金輔料礦山有石灰石礦生產(chǎn)采區(qū)兩座： 平安寨和蔡家峪；白云石生產(chǎn)礦區(qū)采區(qū)兩座：常寨子和陶家窯。目前宣鋼本部所用輔料礦石主要由自有礦山生產(chǎn)供應(yīng)。2005年企業(yè)生產(chǎn)石灰石 86萬(wàn)噸，平均采出品位 CaO：52.45%。2005年企業(yè)生產(chǎn)白云石 54萬(wàn)噸。．焦化焦?fàn)t4座，其中：42孔4.3m焦?fàn)t2座，43孔6m焦?fàn)t2座，已形成年焦炭生產(chǎn)能力150萬(wàn)噸。．燒結(jié)宣鋼現(xiàn)有燒結(jié)機(jī) 7臺(tái)：4臺(tái)36m2步進(jìn)式燒結(jié)機(jī)，設(shè)計(jì)能力為 126萬(wàn)噸/年；臺(tái)86m2燒結(jié)機(jī)(帶冷式)和2臺(tái)64m2燒結(jié)機(jī)(環(huán)冷式)，設(shè)計(jì)能力為220萬(wàn)噸/年。2005年實(shí)際產(chǎn)量436萬(wàn)噸。．球團(tuán)球團(tuán)車間有2座8m2和2座10m2豎爐，設(shè)計(jì)年產(chǎn)酸性球團(tuán) 135萬(wàn)噸。2005年球團(tuán)產(chǎn)量為128萬(wàn)噸。．煉鐵宣鋼現(xiàn)有7座高爐，總?cè)莘e4800m3：1座1800m3、1座1350m3、1座450m3、4座300m3。2005年實(shí)際產(chǎn)量325萬(wàn)噸。．煉鋼煉鋼系統(tǒng)分30噸和110噸兩個(gè)爐區(qū)，主要生產(chǎn)普碳鋼和低合金鋼。30t爐區(qū)有30t轉(zhuǎn)爐3座，連鑄機(jī)3臺(tái)(其中一機(jī)二流矩形坯連鑄機(jī)2臺(tái)、三機(jī)三流小方坯連鑄機(jī)1臺(tái))。110t爐區(qū)有110t轉(zhuǎn)爐2座，120t轉(zhuǎn)爐1座，32LF精煉爐1座，連鑄機(jī)3臺(tái)。．軋鋼宣鋼軋鋼系統(tǒng)現(xiàn)有高速線材軋機(jī) 2套，連續(xù)棒材軋機(jī) 1套，半連續(xù)棒材軋機(jī)2套，450mm及400mm熱軋窄帶鋼軋機(jī)各1套，一次材軋機(jī)共6套，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力250萬(wàn)噸，2005年產(chǎn)量為354萬(wàn)噸。宣鋼軋鋼系統(tǒng)主要設(shè)備現(xiàn)狀表序設(shè)計(jì)年2005年軋機(jī)組成生產(chǎn)能力（萬(wàn)產(chǎn)量（萬(wàn)軋機(jī)名稱號(hào)t）t）1連續(xù)棒材軋機(jī)580×4/600×2/520×37580/440×3/365×6560×3/450×6/350×52高速線材軋機(jī)/285×4/228×5/170×356453一小型軋機(jī)(半連續(xù))520×1/450×2/430×625/320×61094二小型軋機(jī)(半連續(xù))520×2/400×6/300×445粗軋500×1500×2/中軋450mm熱軋窄帶鋼(一立450×220×1,二平440×450×2)/精軋(二立455軋機(jī)450×220×2,六平300×450×6)101粗軋500×1500×1/中軋?zhí)?00mm熱軋窄(一立300×200×1,一平××精軋二立256300(帶鋼軋機(jī)4501)/300×200×2,六平300×400×4)33合計(jì)250354中高碳鋼工藝方案產(chǎn)品技術(shù)條件及生產(chǎn)工藝執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) GB/T699—1999和GB/T4354—1994。采用 80t復(fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉—90tLF爐精煉—連鑄150×150mm2方坯—送高線軋制 。煉鋼生產(chǎn)工藝采用：鐵水脫 S--雙渣法冶煉—LF精煉—連鑄電磁攪拌技術(shù)要求要求均勻的化學(xué)成分，良好的內(nèi)部及表面質(zhì)量。牌化學(xué)成分%號(hào)CSiMnPSNiCuCr不大于400.37-0.440.17-0.370.50-0.800.0350.0350.300.250.25內(nèi)0.37-0.410.17-0.270.50-0.750.0300.030控2.1原料條件成分：S≤0.040%，P≤0.12%。溫度 ：≥1250℃。廢鋼要求為重型廢鋼，潔凈、塊度合適。生鐵塊要求成分與鐵水同。硅鐵牌號(hào)FeSi75