邵阳专业炼铁设备制作

钢、铁一般都采用高温冶金方法冶炼。钢铁冶炼机械包括炼铁的高炉及其配套机械、炼钢的平炉和转炉、电弧炉、炉外精炼设备、铸锭设备以及冶金车辆等。高炉及其配套机械 将铁矿石或人造富矿连续炼成生铁的鼓风竖炉称为高炉。它的外形像一个坚式的圆筒，由耐火材料及金属壳体组成,为高炉及其配套机械的布置。原料从贮矿槽经称量后由高炉机械的料斗或带式输送机送到炉顶，分批均匀地置入炉内。经热风炉预热的空气由风口鼓入炉内，使燃料燃烧加热炉料并使之分解和还原，从而得到生铁。铁水从出铁口放出，经铁水沟和流嘴进入铁水罐中，运往钢厂或由铸铁机铸成铁块。从炉顶导出的煤气，经煤气净化系统处理后可作为燃料。为强化冶炼，除采用外燃式热风炉提高风温、加大风量或采用综合鼓风（包括喷吹燃料、富氧鼓风和脱湿鼓风）外，提高炉顶压力也能增加产量和降低焦碳消耗。新建的高炉广泛采用钟阀密封式或无料钟式高压炉顶。采用无料钟式高压炉顶后，炉顶高度和重量均可相应降低一半左右。高炉容积也达5500米3左右（日产生铁1万余吨）。高炉生产的大型化、连续化,要求有较高的机械化和自动化程度,须采用开、堵出铁口机和换风口机等配套高炉机械。炼钢平炉按结构形式可分为倾动式和固定式两种。倾动式平炉因熔炼室可前后倾动，具有操作灵活和分罐出钢的特点，但结构较复杂，故一般均采用固定式平炉。固定式平炉的特点与倾动式平炉相反。平炉熔炼范围一般为100～650吨。20世纪70年代开始采用埋入式氧枪，加大供氧强度，缩短了冶炼时间.炼钢转炉鼓入空气或工业纯氧，使氧气与液态铁水中的碳、硅、锰等元素氧化，以调整钢水的化学成分，并利用氧化时产生的热量来炼钢的设备。鼓入空气的转炉，因炼出的钢质量差,已较少应用。图2为转炉的外形及其配套机械。炼钢所需的造渣剂可从炉顶料仓卸下，经称量后通过密封料仓和流槽加入转炉内。整个转炉炉体由圆环形托圈支承，托圈两端的轴由轴承支承。托圈轴与传动机构联接后能使炉体绕轴线作360°回转,以适应转炉加料、出钢、出渣等工艺要求。转炉传动机构的结构形式有落地式、半悬挂式或全悬挂的多点啮合式等，以全悬挂的多点啮合式较为普遍。为了提高转炉炉座利用率，转炉炉体也可做成更换式的。 为了防止环境污染和节约能源，在冶炼时从转炉炉口逸出的、含有较多烟尘和大量CO高温炉气，经余热利用烟道生产蒸汽，又经过能回收CO和降低烟气含尘量的除尘系统，使烟气符合排放标准。转炉依氧气喷口在炉体的位置不同可分为顶吹、底吹和侧吹几种，但侧吹转炉应用较少。氧气顶吹转炉在炉口插入水冷氧枪（喷口）供工业纯氧，并以超音速气流喷入熔池进行搅拌和反应。吹转炉的容量已达400吨,并有更大型的转炉正在筹建中。底吹转炉的喷口设置在炉底，喷口数目可根据工艺要求而定。喷口型式有透气（或毛细管式）耐火砖和同心套管式两种。为延长同心套管式喷口寿命，套管之间的环缝可喷入碳氢化合物作为冷却介质，喷口也可在喷入氧气流时带入粉状造渣剂提前化渣去除硫、磷。底吹转炉较适用于高磷铁水的冶炼。顶吹转炉上结合底吹转炉的优点，将部分氧气或惰性气体从炉底喷入，便成为顶底复合吹炼的转炉，效果较好。为了适应氧化转炉快速操作和环境保护的要求，现代转炉还配有相应的装料、出钢、出渣、渣处理、烟气净化、污水处理和综合利用等配套设备，同时也采用计算机控制，以提高生产的经济效益。电弧炉利用电能通过石墨制的电极与金属炉料之间产生电弧所生成的热量进行熔化炉料。电弧炉由炉体、传动装置、供电系统和控制设备等组成。炉体结构依装料形式不同，可分为炉身开出式、炉盖旋转式和炉盖开出式几种。为了出钢方便，整个炉体可作前后倾动。电极的夹持和升降机构安装在炉体的侧面,为了调整电弧长度,升降机构能自动调节。为了提高钢的质量，常在炉底下部装设电磁搅拌器，使钢流按需要方向流动。电弧炉容量一般为10～360吨。为了提高生产能力和缩短熔炼时间，电弧炉正向超高功率方向发展。炉外精炼为提高钢液质量，可将炼钢炉初炼的钢液在炼钢炉外精炼。炉外精炼有真空脱气、钢包精炼、喷射冶金等方法。① 真空脱气:利用气相压力降低而使钢中溶解的气体析出。真空脱气有座包脱气法、滴流脱气法、提升除气(D-H)法、循环除气(R-H)法等。提升除气法和循环除气法应用较为普遍。提升除气法 是靠真空室和钢水罐的垂直往复相对运动，使钢液分批进入负压 66.6～133帕的真空室处理，小批量的钢液吞吐过程即为除气搅拌过程，处理容量约为钢水罐容量的1/12～1/6。提升除气法的真空室顶部装有电热装置,可减少钢液的温度降。在处理后期，可通过特殊的合金料罐加入铁合金。循环除气法 是将真空室下端的二根管子插入钢液中进行，先在左侧的上升管内导入少量氩气或其他惰性气体。气体经钢液高温加热而产生热膨胀，不断膨胀的向上流动的气体使钢液上升进入真空室而溅成微粒，从而获得充分除气，除气后的钢液沿右侧下降管流回钢水罐，使钢液在罐内充分搅拌。经循环除气后的钢液纯度高，温度和成分也较均匀。真空室可容钢量约为1～2吨。整个设备支承在平行的四联杆机构上，能在不同容量的钢水罐上工作。② 钢包精炼:将钢液电弧加热、真空脱气、吹氩或电磁搅拌、合金化、脱硫等多种工艺均移入钢包内进行的精炼方法。③ 喷射冶金:将粉状精炼剂，合金剂以流态化状态吹入钢液内部的精炼方法。主要设备有喷粉罐和可升降的喷枪架等。铸锭设备将钢液铸成坯锭的设备。铸锭分为钢锭模铸锭和连续铸锭两种工艺。连续铸锭能提高钢材成材率，降低能耗，简化传统的钢锭模铸锭的准备和脱模等工序,为钢铁工业的生产连续化创造条件。图7为连续铸锭的工艺流程和设备。设备的主要结构型式有立式、立弯式、弧式和水平式等，以弧式应用较为广泛。热状态下设备变形和防止漏钢是设备制造和操作中的关键环节。为了加快处理漏钢事故，关键设备应能迅速整体吊装更换。连续铸锭的发展趋向是：提高浇铸速度和设备利用率，快速变换结晶器的断面尺寸，用计算机控制提高连续浇铸能力等。有色金属的火法冶炼机械在高温条件下利用燃烧或电产生的热能，将矿石或精矿中的金属分离并提炼出来的机械。表列出主要的有色金属冶炼设备及其特点。此外尚有感应电炉、电弧炉、真空自耗电炉、电子束熔炼炉、等离子熔炼炉等，以及类似于电化学设备的电解熔炼槽和熔盐电解槽等。

转炉自动化，工业自动化生产工艺。典型的氧气转炉自动化系统由过程控制计算机、微型计算机和各种自动检测仪表、电子称量装置等部分组成。按设备配置和工艺流程分为供氧系统，主、副原料系统，副枪系统，煤气回收系统，成分分析系统和计算机测控系统。有些大型的转炉自动化系统除了有转炉本身的控制系统外，还包括有铁水预处理系统、钢水脱气处理系统和铸锭控制系统等。氧气转炉冶炼周期短、产量高、反应复杂，但用人工控制钢水终点温度和含碳量的命中率不高，精度也较差。为了充分发挥氧气转炉快速冶炼的优越性，提高产量和质量，降低能耗和原料消耗，需要完善的自动化系统对它进行控制。供氧系统编辑在转炉吹炼中，供氧系统主要用于控制吹氧量和氧枪位置(即氧枪与钢水液面的距离)，完成以下功能： ①测量氧气压力、流量、氧耗量、氧纯度等参数，并对氧流量进行闭环控制。②测量氧枪冷却水温度、压力和流量。③采用电子逻辑或微型机控制装置在吹炼不同阶段改变氧枪位置，其定位精度为±10毫米。主、副原料系统编辑转炉主原料（铁水和废钢）和副原料(石灰、白云石、矿石、萤石、铁皮等)的称重误差和成分误差，直接影响炼钢终点命中率和钢的质量。这个统用以保证主、副原料的准确称量。它包括 3个部分。①电子秤：用以对铁水、废钢、铁合金和钢水进行称重，并能自动去皮；②副原料称重和上料控制：当高位料仓中的副原料用光时，可自动地将地下料仓的副原料送入高位料仓，它采用料位检测器检出料仓料位信号，用皮带秤称重，用电子逻辑或微型机控制上料；③副原料自动配料控制：根据人工设定和计算机设定的副原料的配比，入炉副原料由料斗秤称量后自动按量装入。副枪系统编辑吹炼过程中用于测量钢水温度和含碳量的检测装置,主要包括两个部分。①测温定碳装置:它由测温定碳和测液面复合探头、温度和碳变送器、微型机和阴极射线管显示器等组成。测试时，副枪将探头插入钢水内测温、取样，测出的温度和含碳量信号经微型机处理后，在显示器上显示并传送到过程计算机。②副枪顺序控制装置：它由探头、电子逻辑线路或微型机构成。副枪系统自动给出所需的探头，自动装探头，检查探头是否接通，然后自动快速下枪，移动到变速点时则由快速改成慢速，当移动到测试点时便准确停车，定位精度为±10毫米。待取样完成后，快速提升，到变速点时改为慢速提升，到达最高点时则自动停车。待定碳信号出现后，则自动拔掉旧探头。煤气回收系统编辑用以保证煤气回收正常运行，它由各种变送器、分析仪和微型机组成。首先进行炉口微压差（±50帕）测量和自动控制，炉中微压差经变送器变成标准电信号后,由调节器控制煤气管道的闸板阀,使炉口保持正压，防止吸入空气。其次进行煤气中CO、O2含量的分析和CO回收的自动控制，采用红外线CO分析仪、磁氧分析仪(精度为±1%)或质谱仪分析CO、O2含量,用可编程序控制器来控制煤气回收的操作。最后进行煤气流量测量。所用方法是先在废气管道中取出差压信号，然后再用差压变送器将此信号变为电信号进行测量。成分分析系统编辑用直读光谱仪或 X荧光分析仪来分析铁水和钢水的成分。 X荧光还能分析矿石、炉渣的成分。专用计算机对分析值进行处理后将结果打印出来，并将它们传送到过程控制计算机，为控制作准备。钢水中的溶氧量则用氧化锆定氧探头测出。

2)转炉炼钢原料质量有待提高。我国转炉炼钢用石灰的含硫量比较高，许多钢厂达0.06%甚至更高，这不仅影响转炉钢的性能，制作炼铁设备专业邵阳而且冶炼过程中产生的二氧化硫对环境也会造成严重污染。3)我国转炉炼钢自动化控制水平，特别是动态控制水平需要进一步提升。目前，欧洲大部分钢铁企业转炉炼钢生产都实现了快速出钢，即大部分炉次终点不倒炉、不取样而直接出钢。国内企业的控制水平与先进指标还有一定差距。4)我国转炉炼钢技术发展不平衡。无论是自动炼钢水平、同样炉龄复吹条件下的碳氧积水平、煤气蒸汽回收量、对精炼工艺掌握的深度还是供氧强度与冶炼周期等主要技术经济指标，先进与落后的钢厂差距较大。5)我国转炉炼钢终点钢水氧含量普遍偏高炼铁设备制作专业，这大大增加了高品质钢冶炼的难度。高效率低成本的转炉脱[Si]和[P]工艺还未能全面推广。我国先进企业全新流程在原料消耗与生产效率上与国外先进企业还有一定差距。今后，我国钢铁企业还要进一步增强环保意识，进一步做好炼钢节水、节能和生态环境保护等工作。

一、漏水造成烟道漏水的原因最主要有冲蚀腐蚀（尤其是高温冲蚀）、交变温差、焊缝开裂，导致烟道冷却水外溢。1、高温冲蚀腐蚀：热水冷却烟道随着环境温度增加，金属表而产生的氧化皮膜会逐渐变厚，氧化皮膜与基材间的结合强度会更高，足以抵抗随后的磨粒冲击，当达到临界温度（570摄氏度）后，这时材料进人冲蚀氧化破坏区。金属材料具有延展性，高温下更是如此，而氧化物则展示脆性，温下冲蚀腐蚀破坏中，与冲蚀有关的常数可从0.8 变化到7，这与高温下氧化或腐蚀产物的皮层塑性增加有较大关系，致使管壁不断减薄，导致爆管漏水。2、交变温差：烟气对管束产生横向冲刷，一方面因温差急剧变化导致管束出现高温膨胀与降温收缩，产生外部机械应力，由于受余热锅炉与下部固定支座的制约。另一方面当管束出现漏水时，为迅速恢复生产，则立即将管束内高达近300摄氏度的热冷却水排出降到室温，补焊后再补水。因此管束应力无法消除，极易产生疲劳脆化，最终出现横向裂纹。3、焊缝开裂漏水形成粘结性炉膛：为确保烟气收集质量，减少烟气外溢，管间采用钢板满焊作筋板隔离，焊接过程中由于焊条操作角度、电流选择不当等，导致管壁局部变薄，同时满焊过程中管束将产生较大的热应力，在应力释放时会对管壁产生变形出现裂纹，导致漏水。因此，当烟道（此外还包括吹氧管、下料孔烟道、水冷炉口等）出现漏水时，外溢的水在高温下迅速形成雾气与冷却高温烟尘，形成粘结性与粘附性的炉渣粘附在管束上。二、非正常的冶炼工艺1、由于转炉冶炼任务繁重，操作中为多产钢而采取增大装人量而减少炉容比，提高供氧强度，缩短供氧时间，导致炉渣外溢，处理方式上，操作人员通过吹氧管用高压氧气强制吹扫炽热的红渣，一方面高温下管束表面开始氧化，出现高温冲蚀，另一方面炉渣在气流的作用下急剧磨蚀管束工作表面，造成管壁减薄变形，出现纵向裂纹。2、其他：冶炼中热平衡对烟道堵塞有较大影响，又加增大装入量，往往出现冶炼时产生的烟气量大于系统抽出量，致使烟气外溢严重，部分粘附性较强的渣就粘附在管束上，非正常的转炉炉形也会造成影响，控制得好对影响不明显，一且炉形出现扁形或炉膛过小等将会出现炉渣外溢严重时还夹带金属，粘附在水冷炉口上，导致炉口直径变小，在风机的强制抽力作用下，高温烟道带金属的渣进入各区，堵塞烟道。

为消除对大气环境的污染，必须进一步做好烟尘处理，积极采用干法除尘技术，节约水资源。回收能源介质的高效利用都有许多项目需要认真研发。努力将炼钢厂建设成为无污染、零排放的绿色工厂3.2、吹炼终点动态控制技术终点控制是炼钢操作的技术关键。国内钢铁企业多采用人工经验控制，无法满足洁净钢和高品质钢种生产的质量要求。因此，尽快采取措施提高炼钢终点的控制精度和命中率已成为当前国内炼钢生产中迫切需要解决的技术问题。提高转炉炼钢终点控制水平的关键技术主要有以下两点。1)优化复吹工艺，促进钢渣平衡，稳定终点操作；　　2)采用计算机终点动态控制技术，实现不倒炉出钢及提高出钢口寿命，缩短出钢时间，进而缩短转炉辅助作业时间，也是提高转炉生产效率的重要技术措施。3.3转炉高效吹炼工艺　　近年来，国内各大钢企陆续开展了提高转炉生产效率，加大供氧强度，实现平稳吹炼的技术研究，并开发出一整套转炉高效冶炼技术，使转炉生产效率大幅提高。采用以下技术有利于进一步提高供氧强度，从而使转炉生产效率得到提高。1)提高我国转炉底吹搅拌强度，优化底吹搅拌工艺，保证全炉役内底吹效果，并结合该工艺进行转炉长寿技术研究；2)大幅减少渣量，对于少渣冶炼转炉，由于渣量减少可大幅提高供氧强度；3)优化改进氧枪结构，加快研发集束氧枪在转炉中应用、CO2和高比例CaCO3在转炉生产中的应用等全新工艺与装备，提高喷枪化渣速度，减少熔池喷溅和避免产生大量FeO粉尘是大幅提高供氧强度的关键。1)我国小型转炉目前还有相当大的比例，与精炼、连铸的匹配关系还有待优化。　　

汽化冷却是采用软化水以汽化的方式（充分利用了水汽化潜热大的优点）冷却钢铁冶金设备并吸收大量的热量从而产生蒸汽的装置。其工作过程是，高温烟气通过汽化器（汽化烟道壁面），烟气与汽化器存在着较大的温差，发生热传递， 高温烟气将自身的热量传递给受热面，同时自身温度降低。受热面另一侧蒸发管中的水吸收烟气热量部分被蒸发，并在蒸发管内形成了汽水混合物。由于水蒸气的密度相对与水较小，在压强的作用下蒸气在蒸发管内上升，通过上升管最终进入汽包，经过汽水分离，水蒸气从汽包引出进入蓄热器存储，最后送入蒸汽管网供生产生活使用。同时水下降到蒸发管底部重新进入到汽化器的下联箱内，补充的水供给蒸发管内继续蒸发使用。如此反复循环，不断冷却高温烟气，产生蒸气。优点（1）采用水冷却时，一般用工业水，由于其硬度较高，所以管道易结垢， 结垢后传热系数变小，影响传热效果，同时使部分管道发生过热烧坏。当采用汽化冷却时，一般用软水可以避免结垢，从而可延长水冷管的使用寿命，减小检修的工作量。（2）用工业水冷却时，冷却水全部排放掉，其带走的热量全部流失，未得到回收利用，采用汽冷方式，不但达到冷却了烟气的目的，而且可以产生蒸气回收大量热能供生产、生活方面使用，如果蒸气质量较好甚至可以用来发电， 极大的降低了炼钢成本，有效的降低了能耗。同时也是贯彻治理三废，综合利用这一政策的部分措施。（3）从经济的角度来看，汽化冷却省水省电，综合投资费用较少，而且返本较水冷快。