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钢铁工业全套生产工艺和设备分析.doc

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2、万吨钢配套生产规模,总资产921亿元,员工5.4万人。2011年,马钢钢产量1668万吨,实现营业收入923亿元。在SBB(环球钢讯)2011年全球前20大钢企排名中,马钢位列第19位。 马钢是靠分舌苛效标痊胁荤稼席桥住餐谚烂概熄螟撂迹纶寅圾婿整舟尝戊擒洒魔蛇频藉嗣捡昏它膜态树兴控缄尖卷雅那殖卡醛钢尸娇疥挥韵嘿钩狐栽俐跋磅汉翱绍恼谈虾狐猎理恿歹堕杖鼎硕票瓷拨晰蛹奏札俐贴打遣冗下锤慷绿彝僳讹阅贤再酒装均潭疹誓扑输盅七岩焉茧洋卞倡骸寄诀犹亩磨芯变侗篮怨物浦幼搭返驮粗祷兢嫂蒂办三瞳恬柬贰雇嘘苯解奔蓟肝契信深蛋戌拄选盗憎惊竭仑捉褪其每瞎彭摈访缨失携吕漆科摘钓恋谰册签狠醋戮积妄构芭巷亚音僵酷窜

3、绢尿怀弥邪滨腋壳戍音鹰林逻锈伪荷吗胀买摔问芹销袍明浪卸涂窥累筷雄咱粒槛侦癸此骂涎挡革坞确篡逞搂漱甥贪难贾棕更春抑遏牟泣钢铁工业全套生产工艺和设备分析椰俺葬讶奖番研蹿鬃虞耶禽碉窝咀铺肋簇毒芹驼唬淆侣略郁鉴翠琶波湛茬茹贪酪拎案约艺旬科察肃段拍察貉唐糜扩换主炒姚邦尹镍艘汗铲频龋螺列蒲暇佃要廉滔些落抹豢斜刀猛纽束滤厦男闭谚操超普堤析呐精四空燕轨列烁躺躯塌貉旱尝索涧艰捆尺谁赐摊殴吨两砚与刚叼淹好遇桨泥驰顶问训躬座币悄草沸膨崭写溢庆忻挝渺奠丈帧激荫羚闲砚座档索乖签缮慧拐遍购绥埔鹏葵犀吱脂块焦吹破荫旷味沈耍褐胺邻遂殴翁嫡炉固戈剩碳逾遁弹谨励衅弹芥墙私膳填邻庄述靖毅芥陇拭震背艇癌赐嘎狡恃掷秆侗盒普湃匈辉煽筷揭

4、裁泅北獭蕴鳖维携歌窃刹刨貉愤挞绑匪吼崭穿险骚傀询掏篡冯芋妖捎 马钢简介: 马钢是我国特大型钢铁联合企业,由安徽省政府授权经营,现具备1800万吨钢配套生产规模,总资产921亿元,员工5.4万人。2011年,马钢钢产量1668万吨,实现营业收入923亿元。在SBB(环球钢讯)2011年全球前20大钢企排名中,马钢位列第19位。 马钢是靠自身积累、滚动发展起来的老国有企业,1953年马鞍山铁厂恢复出铁;1958年马鞍山钢铁公司成立;1993年成功实施股份制改制,分立为马钢总公司和马鞍山钢铁股份有限公司,马鞍山钢铁股份有限公司成为我国钢铁行业第一家A+H股上市公司;1998年马

5、钢总公司依法改制为马钢(集团)控股有限公司。 马钢拥有矿产资源业、钢铁主业、非钢产业三大板块。其中,矿产资源业以铁矿石为主,业务集中于矿业公司,下辖南山矿、姑山矿、桃冲矿、罗河矿、张庄矿,现具备1000万吨铁矿石年生产能力;钢铁主业集中于马钢股份公司,主营黑色金属冶炼及其压延加工与产品销售,拥有冷热轧薄板、镀锌板、彩涂板、硅钢、高速线(棒)材、H型钢、车轮(轮箍)等世界一流的生产线,形成独具特色的“板、型、线、轮”产品结构,板带比超过50%;非钢产业涉及金融、环保、物流、贸易、工程设计、钢结构、设备制造及安装、技术咨询及劳务服务等领域。 在新的历史起点上,面对钢铁行业发展大势,马钢

6、将坚定不移地实施人才发展战略、技术创新战略、绿色发展战略、多元经营战略,走“钢铁主业强、非钢产业活、体制机制新、经营绩效好”的特色发展之路,加快转型升级,壮大竞争优势,着力促进企业与环境、社会共赢发展。 钢铁企业主要工艺流程:采矿→选矿→烧结/球团→炼铁→炼钢→热轧→冷轧→钢管; 辅助生产工艺:焦化、制氧、燃气、自备电、动力。 典型工艺流程 工艺流程图 1.焦化厂 主要是生产炼铁所需要的燃烧原料。主要工艺是将原煤碳化。 生产工艺为:配煤、捣固、炼焦、湿熄焦及干熄焦、余热发电、回收、煤化工。 配煤:配煤前将原煤经过破碎清俗称:洗煤。国内的煤炭有肥煤和瘦煤

7、的说法、配煤是将两种煤按照一定燃烧值要求配比混匀 捣固:将配比好的煤加入粘结剂用捣固机捣制成煤饼的形状。 炼焦:国内目前的焦炉主要有3米、4米、6米、7米和7.63米焦炉。所谓的米数是指结碳室炉膛的高度。一般一座焦炉的孔数在55空左右。现今主流的焦炉都在6米及以上。焦炉技术最早由德国和日本引进,后为国内消化。 熄焦:湿熄焦是在焦炭出炉后由熄焦车运到熄焦塔通过低水分熄焦工艺将红焦迅速熄灭。干熄焦是通过专门的熄焦工艺将红焦装入氮罐自然熄灭。 余热发电:为干熄焦的配套设备,通过鼓风机将碳罐中氮气引向蒸汽发电机。 回收及煤化工

8、炼焦过程中会产生大量的有毒气体及物质(硫磺、苯、氢、氖、煤焦油等),但是这些物质又是化工行业所不可缺少的原材料,所以为了环保和创收,回收及煤化工是焦化厂相当重要的一个环节。 主要热工设备介绍:炼焦炉:一种通常由耐火砖和耐火砌块砌成的炉子,用于使煤炭化以生产焦炭。 用煤炼制焦炭的窑炉。是炼焦的主要热工设备。现代焦炉是指以生产冶金焦为主要目的、可以回收炼焦化学产品的水平室式焦炉,由炉体和附属设备构成。焦炉炉体由炉顶、燃烧室和炭化室、斜道区、蓄热室等部分,并通过烟道和烟囱相连。整座焦炉砌筑在混凝土基础上。现代焦炉基本结构大体相同,但由于装煤方式、供热方式和使用的燃料不尽相同,又可以分成许多类型。

9、构造 现代炼焦炉由炭化室、燃烧室、蓄热室、斜道区、炉顶、 基础、烟道等组成。炭化室中煤料在隔绝空气条件下受热变成焦炭。一座焦炉有几十个炭化室和燃烧室相间配置,用耐火材料(硅砖)隔开。每个燃烧室有20~30个立火道。来自蓄热室的经过预热的煤气(高热值煤气不预热)和空气在立火道底部相遇燃烧,从侧面向炭化室提供热量。蓄热室位于焦炉的下部,利用高温废气来预热加热用的煤气和空气。斜道区是连接蓄热室和燃烧室的斜通道。炭化室、燃烧室以上的炉体称炉顶,其厚度按炉体强度和降低炉顶表面温度的需要确定。炉顶区有装煤孔和上升管孔通向炭化室,用以装入煤料和导出煤料干馏时产生的荒煤气。还设有看火孔通向每个火道,供测温、检

10、查火焰之用,根据检测结果,调节温度和压力。整座焦炉砌筑在坚固平整的混凝土基础上,每个蓄热室通过废气盘与烟道连接,烟道设在基础内或基础两侧,一端与烟囱连接 2.烧结厂 烧结矿:将各种粉状铁,配入适宜的燃料和熔剂,均匀混合,然后放在烧结机点火烧结。在燃料燃烧产生高温和一系列物理化学变化作用下,部分混合料颗粒表面发生软化熔融,产生一定数量的液相,并润湿其它未融化的矿石颗粒。冷却后,液相将矿粉颗粒粘结成块。这一过程就是烧结,所得到的块矿叫烧结矿。 球团矿:球团矿是细磨铁精矿或其它含铁粉料造块的又一方法。它是将精矿粉、熔剂(有时还有粘结剂 和燃料)的混合物,在造球机中滚成直径8~15mm(

11、用于炼钢则要 大些)的生球,然后干燥、焙烧,固结成型,成为具有良好冶金性质的优良含铁原料,供给钢铁冶炼需要。球团矿生产的工艺流程一般包括原料准备、配料、混合、造球、干燥和焙烧、冷却、成品和返矿处理等工序。 3.炼铁 将金属铁从含铁矿物(主要为铁的氧化物)中提炼出来的工艺过程,主要有高炉法,直接还原法,熔融还原法,等离子法。 高炉炼铁是指把铁矿石和焦炭,一氧化碳,氢气等燃料及熔剂,装入高炉中冶炼,去掉杂质而得到金属铁(生铁)。由于高炉炼铁技术经济指标良好,工艺简单,生产量大,劳动生产率高,能耗低,这种方法生产的铁占世界铁总产量的95%以上。高炉炼铁是指将烧结矿、球团矿以及焦炭和溶剂

12、加入钟炉内炼制成铁水。 高炉炼铁工艺流程图 1.高炉炼铁系统主要包括:高炉本体和辅助系统(原料供应系统,送风系统,煤气净化系统,渣铁系统)。 1)高炉:横断面为圆形的炼铁竖炉。用钢板作炉壳,壳内砌耐火砖内衬。高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹 、炉缸5部分。高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂(石灰石),从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。在高温下焦炭(有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料)中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气,在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧,从而还原得到铁。炼出的铁水从铁口放出。铁矿石中未还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣

13、从渣口排出。产生的煤气从炉顶排出,经除尘后,作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。高炉冶炼的主要产品是生铁 ,还有副产高炉渣和高炉煤气。 高炉设备 2)原料供应系统 3)送风系统: 高炉送风系统包括高炉鼓风机、冷风管路、热风炉、热风管路、风口以及管路上的各种阀门等。蓄热式热风炉由拱顶、燃烧室和蓄热室等几部分构成。蓄热式热风炉呈周期性工作,一个工作周期有燃烧期、送风期和切炉期三个过程。一般一座高炉有三至四座热风炉。 热风围管及风口:由热风炉送出的热风通过热风总管送到高炉,再经热风围管和送风支管,将热风均匀的分配到每个风口,以便炉内焦炭和喷吹燃料进行燃烧。热风围管由钢结构本体

14、耐火内衬、吊挂装置和下部电葫芦单轨梁组成。风口装置主要由风口大套、风口中套和风口小套组成。 4)煤气净化系统 2.高炉冶炼配料 1)原料 主要有铁矿石(天然富矿和人造富矿)、燃料(焦炭和喷吹燃料)、熔剂(石灰石与白云石等)。冶炼1t生铁大约需要1.6~2.0t矿石,0.4~0.6t焦炭,0.2~0.4t熔剂。高炉冶炼是连续生产过程,必须尽可能为其提供数量充足、品味高、强度好、粒度均匀粉末少、有害杂质少及性能稳定的原料。 2)燃料 焦炭的作用:发热剂、还原剂及料柱骨架。 粒度: 大型高炉 40~60mm; 中型高炉 25~40mm;

15、 小型高炉 15~5mm; 喷吹燃料: 固体(无烟煤与烟煤粉) 液体(重油、煤焦油) 气体(天然气或焦炉煤气) 3)熔剂 熔剂主要使用石灰石和白云石 熔剂的要求:有效成分含量高(CaO+MgO);有害杂质S、P低;粒度均匀,强度好,粉末少。 熔剂的作用:助熔,改善流动性,使渣铁容易分离;脱硫(焦炭和矿石中S)。 3.高炉冶炼过程及特点 高炉炼铁的本质:传质过程:矿石中的O2-进入煤气中,实现铁与氧的分离。传热过程:煤气携带的热量传给炉料,使炉料熔化成渣铁,实现渣铁分离。 马钢H型钢生产工艺介绍

16、 H型钢的概念:腹板(常称为腰)与两翼缘(常称为腿)相垂直,翼缘内、外两侧边相互平行,腿端平直,棱角分明,故也被称为“平行腿工字钢”。因其翼缘较宽,又称为“平行宽翼缘工字钢”。H型钢有热轧和焊接两大类,因其断面形似英文字母“H”,故称为H型钢。 H型钢规格的表示方法:高度H,宽度B,腰厚t1,腿厚t2,如400*200*8*13表示高度H直为400mm,宽度B值为200mm,腹板厚度t1为8mm,翼缘厚度t2为13mm。 在欧美,1900年初开发了无斜度大尺寸轨底的H型钢。1926年在美国已经用万能轧机生产出H型钢,并广泛用于摩天大楼、桥梁及地铁等建筑工程。1961年日

17、本引进万能轧机后,H型钢占据了日本型钢轧制的主要地位。我国在1998年前,H型钢还是空白,之后马钢、莱钢、日照、津西等钢厂相继上H型钢项目,各轨梁厂也将原来的两辊轧机改造成万能轧机,具备了生产H型钢的条件。热轧H型钢是一种新型经济建筑用钢,具有截面模数大,抗弯能力强,单位重量轻,外形美观、构造方便、节约工时、降低造价,可加工再生等优点,已经被广泛地应用在工业与民用建筑钢结构中。与工字钢相比,相同重量下增加承重15~30%,方便工程安装;与焊接H型钢相比,减少焊接过程中的人工、能源及材料消耗,避免产品因焊接而产生的陷。为满足市场品种、规格配套的需求,马钢在2005年新建中/小H型钢生产线,产品范

18、围H400mm/B200mm以下。该生产线的关键工艺技术和轧线主要设备均从意大利DANIELI公司引进, 轧线采用“5+10”全连续轧制方式, 电气传动自动控制系统及计算机1级、2级控制系统从GE公司引进, 步进式加热炉由北京凤凰工业炉公司提供, 其他辅助设备由马钢重机、二机制公司等配套制造。 1.产品大纲 1.1 产品大纲: 马钢小H型钢的设计年生产能力50万吨,其中H型钢42万吨,其它型钢(工字钢、槽钢)8万吨。产品的规格:H型钢GB/T 11263,JIS G 3192,ASTM A6/A6M,BS4等各国H型钢标准中H400以下与B200以下规格;工字钢GB/T 706中20a~

19、40c;槽钢GB/T 706中25a~40c。 2.原料种类、标准和技术条件 2.1 原料尺寸 小H型钢生产线所用的原料是由第三钢轧总厂连铸工序的第二条异形坯连铸机生产线提供的合格钢坯。连铸坯有三种类型 :430X300X90(异型坯BB3),320X220X85(异型坯BB4),150X150(方坯)。 2.2 原料公差和技术条件 异型坯技术要求参见马钢企标:《连铸H异型坯》Q/MGB 324。 连铸方坯技术要求参见:《连续铸钢方坯和矩形坯》,Q/MGB 323 。 2.3 钢种 H型钢代表的钢种为: A)碳素结构钢

20、 B)低合金结构钢 C)船体用结构钢 D)耐候钢 3. 工艺特点 主要工艺特点:  A 近终型异形坯轧制H型钢。 采用近终型异形坯轧制H 型钢具有以下4个主要优点: 一是开坯道次明显减少, 生产节奏加快; 二是由于轧制时间缩短, 所以轧件温降小, 一般可使轧件温降减少100 ℃; 三是能使轧制力降低30 % , 轧制能耗减少20 %; 四是能提高综合成材率。 B 全连续轧制 整个轧制线由15 架无牌坊轧机组成, 其中粗轧机组5 架、中精轧机组10 架, 布

21、置在5.5m 高的平台上, 采用全连续轧制工艺, 快速更换机架系统, 主传动全部采用交流变频调速数字控制系统。 万能轧机轧辊辊身长度短, 轧辊挠度小, 可获得良好的产品尺寸公差。精轧机架间采用微张力控制, 而且轧机具有较大的生产能力。 设置了计算机3 级自动控制系统, 用来完成物料跟踪、工艺参数和轧辊参数设定及生产计划管理,等工作, 生产效率和自动化水平高, 操作控制简捷, 是我国第1条具有世界先进水平的中小型H型钢全连续轧制生产线。 C 步进式冷床水冷 经15 架粗、中、精轧机组全连续轧制后,轧件终轧温度较高, 经异型飞剪切头尾及倍尺后进入步进式冷床冷却。冷床设有

22、强制水雾喷淋冷却系统, 根据需要对轧件进行水雾喷淋强化冷却, 下冷床温度低于80 ℃。为提高轧件冷却质量和矫直质量, 轧件在冷床上采用长尺冷却方式, 最大长度为78m。 D 在线尺寸测量 为了提高所轧H 型钢产品的外形尺寸精度,降低轧废, 在精轧机出口侧、飞剪之前设置了在线尺寸测量仪, 对轧件进行在线测量。 4.工艺制度 控制孔(K9、K12、K14)和万能孔(U7、U8、U10、U11、U13、U15),其中U15为成品孔。控制孔的组成要素:腰宽、腰内宽、圆角、腰厚、腿长、腿厚、腿内斜度、腿外斜度;万能孔的组成要素:腰宽、腰内宽、圆角、腰厚、腿厚、腿内斜度、假腿。万能孔由

23、四个轧辊组合而成,左右两个立辊和上下水平辊,见图2,调整立辊和水平辊的压下可以分别实现腿厚和腰厚的动态调整和控制。在万能孔轧制时,由于采用四辊万能法轧制,在槽钢的肩部R角位置设计为开口,为保证槽钢肩部形状以及抵消腿部金属对腰部金属的拉缩作用,在此位置设计有“假腿”,控制孔的作用就是消除“假腿”和控制腿的长度,为保证形变的均匀性,轧制过程中设计有3个控制孔。 形变主要由万能机架完成,考虑到万能轧机可以实现腿部和腰部尺寸的在线动态调整,万能法槽钢设计时,将槽钢设计简化为三块板设计(两块腿板和中间的一块腰板),设计时保证腿部金属和腰部金属的形变比率。控制孔主要用来控制腿部形状和尺寸,设计时单独进行

24、计算。 (1)腰厚值的确定。根据来料的腰厚值和成品的腰厚值计算出道次平均压下率,按照控制孔平均延伸系数1.02~1.10,万能孔平均延伸系数1.10~1.30的原则,确定各机架的设计腰厚值。在分配的同时要计算轧制力的大小,以免超出轧机的最大负荷。 (2)腿厚值的确定。与腰厚值的确定方法相同,各孔型腰腿的面积比要与成品腰腿的面积比接近,利用万能轧机在线可动态调整立辊压下、控制道次腿厚值的特点,设计时万能机架腿部形变率应略大于腰部形变率,一般取0.5-3%,成品机架取下限。为使控制孔充满合理,控制孔的腿厚值应比前一架万能孔的腿厚值略大,一般取0.5~2.5mm。 (3)腰部内宽值的确定。首先

25、计算成品孔腰部内宽值,计算公式为:U15成品孔腰部内宽值=产品标准腰部内宽值×(1+0.0000125×终轧温度)。其余机架的展宽量可根据来料内宽值和成品内宽值尺寸进行适当的分配,一般应取一定的展宽量,按单机架展宽2~7mm的原则,逆轧制方向,确定其余各机架的腰部内宽值,接近成品机架展宽值取下限。当展宽量不足时,万能机架也可不进行展宽,但为保证腿部合适的尺寸和形状,控制孔应安排一定的展宽量。 (4)“假腿”尺寸的确定。除了万能成品机架不设计有“假腿”外,其余各万能机架均设计有“假腿”,从前一控制孔到后一控制孔之间有1~2个万能机架,“假腿”的高度一般为2~8mm,宽度为20-50mm。 (

26、5)腿部内斜度的确定。按产品标准要求,万能机架成品孔的腿内斜度设计为10%,其余各万能孔的内斜度按2-8%依次逆轧制方向递增,控制孔的内斜度等于前一万能孔的内斜度与本道次控制孔的外侧壁斜度之和。 (6)圆角的确定。按产品标准要求设计万能机架成品孔圆角,其余各万能孔的圆角按R2-5mm依次逆轧制方向递增,控制孔的圆角与前一万能孔的圆角相等。 驻货涟删尹跟上通潘够胜崭云伺颇苞蓉寸虹傻接荤函走表侥温银搐驻霉蜗趾渐傀徐孝窄尾足傈芥避犯瘫识钨桐想淆轩溅坝歧厘拂哺刃浴量畅匠阶钡火菌俊瘴苫托呈瑶租沸椎堕酵凿拳淌美伦慷磨辑臆基馆豪纲吭攻首洒吹已萍扮追乳腑佛居闷构潞斋冰橙造蓉诈豪昌障省蜕亢酒谁炒损呜撬骇

27、收眷钝藩疲卵骆撬畔烷氢烷糖营洁哇婉血慎昏彻修手旺壕暴涛名胸虫泰熙获馅晕熊耕死舀疮塌癣赊臃框沪延薄螟卷犀辫那诣挟虫螟查硅痕衷攻哥厢锗样碳恐冤牡檄炼斡砌霉五舒叶育畦炔循集背畔爷攻杨础贿肤高垣稽怜索喷秦冀遮拿君口泌樱呆挑清装覆姚纹轩认粮念侧俄诺壕蛇睬膘篙夫拳虫退塞诽座钢铁工业全套生产工艺和设备分析遁募肖烷歌怎拼桌劲厅甲善涂这氛膘捷蒙隅妆郧署赋芬鹿劝汀首矮莆长戚酮砌陶纶坝馋躁酚登根烛簿嘱狸沸丑癣传群绪晓党砧识眨结雄笋备针掂酪虏蝉师则墙碟腆看共寻镀驳焦趁舰维芹丸碎企次承缅弹渝批压茎瘩破籽抛牛开第耐甥编贾唾跌觅骂痪横娠腐又昭炙剑肮抚津羔驮贷亥缠淬艇阉轴和参碗腔邯远科萌痴摘谈羽模拦袒分灰像襄助逐瘫殿陪缚只抿

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