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摘要相比較電爐而言,近十年來,我國轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)流程工藝與裝備技術(shù)的進(jìn)步幅度是明顯的。而未來,這種生產(chǎn)流程結(jié)構(gòu)不盡合理的現(xiàn)象亦會逐步改變。近年來,我國轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量占粗鋼總產(chǎn)量的比例日益增強(qiáng),2003年我國轉(zhuǎn)爐鋼比為82.4%,到2013年這一比例已增至93%,而近十年來,世界轉(zhuǎn)爐鋼與電爐鋼比例基本保持在7:3的平均水平,我國與之相比轉(zhuǎn)爐鋼比過高。未來我國這種鋼鐵生產(chǎn)流程結(jié)構(gòu)不盡合理的現(xiàn)象會隨著我國資源條件、市場需求變化和綠色低碳環(huán)境的需求而逐步改變。相比較而言,近十年來,我國轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)流程工藝與裝備技術(shù)的進(jìn)步幅度更加明顯。1、轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀目前,轉(zhuǎn)爐煉鋼仍是世界上最主要的煉鋼方法,其鋼產(chǎn)量占世界鋼總產(chǎn)量的65%以上。由于我國廢鋼資源短缺,電力缺乏,電價偏高,因此電爐鋼的產(chǎn)量增長受到一定程度的制約,而隨著生鐵資源的充裕也給轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量的增長提供了良好條件。因此,轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量近年來獲得了快速增長。2905年我國轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量為3.14億噸,到2013年提高到7.65億噸。隨著轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量的增加,轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)工藝技術(shù)也得到迅速發(fā)展。轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)進(jìn)步主要體現(xiàn)在以下幾個方面。1.1、轉(zhuǎn)爐裝備日趨大型化2001年我國100噸以上大型轉(zhuǎn)爐只有30座,產(chǎn)能為3602萬噸。至2013年增長到345座,產(chǎn)能超過5.08億噸,13年間大型轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)能力增長了14倍。其中300噸轉(zhuǎn)爐從3座增加到11座,產(chǎn)能從678萬噸增長到2759萬噸以上。從數(shù)量上來看,我國現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐中以100-199噸的轉(zhuǎn)爐數(shù)量最多,而200噸及以上的轉(zhuǎn)爐數(shù)量最少,我國仍然保有一定數(shù)量的30噸以下的轉(zhuǎn)爐。因此,淘汰落后產(chǎn)能任務(wù)艱巨。目前,我國100噸及以上轉(zhuǎn)爐的產(chǎn)能約占全部轉(zhuǎn)爐產(chǎn)能的67.5%。隨著淘汰落后產(chǎn)能力度的加大,我國轉(zhuǎn)爐將進(jìn)一步朝著大型化方向發(fā)展。1.2、轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)工藝進(jìn)一步優(yōu)化提高鋼材潔凈度是21世紀(jì)鋼材質(zhì)量發(fā)展的重大技術(shù)方向。為提高鋼材質(zhì)量且擴(kuò)大冶煉鋼種,我國大、中型轉(zhuǎn)爐煉鋼廠都相繼增建了鐵水脫硫裝置和二次精煉裝置。近年來新建的轉(zhuǎn)爐煉鋼廠大多配置了鐵水脫硫裝置,并根據(jù)冶煉鋼種的要求配置了相應(yīng)的爐外精煉裝置,一般多采用LF精煉,有些轉(zhuǎn)爐煉鋼廠還配置了Ⅵ)精煉裝置,從而為高附加值鋼種的生產(chǎn)提供了有利條件。我國自主設(shè)計(jì)建設(shè)的京唐公司300噸轉(zhuǎn)爐采用了國際上最先進(jìn)的脫磷爐與脫碳爐分工、聯(lián)合生產(chǎn)的工藝,京唐公司是國際上最早采用這一先進(jìn)工藝的300噸轉(zhuǎn)爐大型煉鋼廠。經(jīng)過近兩年的技術(shù)攻關(guān),脫磷爐生產(chǎn)周期28min,脫碳爐32min;單爐班產(chǎn)爐數(shù)從7-8爐次提高至16爐次,轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率提高1倍,出鋼溫度平均降低20℃。鐵水“三脫”預(yù)處理比例達(dá)到90%;月平均轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)[P]為0.006%,P+S]為150×10-6;和爐外精煉相匹配可穩(wěn)定生產(chǎn)[P+S50×10-6的高潔凈鋼。石灰總消耗量從傳統(tǒng)流程的50kg/t,下降到24.3kg/t,煉鋼總渣量由110kg/t下降到的47kg/t,鋼鐵料消耗降低9.lkg/t,比傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐煉鋼成本降低37.39元/t鋼,標(biāo)志著我國大型轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)已接近國際領(lǐng)先水平。
轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝各項(xiàng)指標(biāo)取決于鐵水的化學(xué)成分,而對鐵水的主要要求是含硫量低(低于0.03%),相應(yīng)要求較高含硅(0.7%-0.9%)及具有優(yōu)化造渣所需的錳量(0.8%-1.0%)。賀州定制轉(zhuǎn)爐爐體施工煉鐵煉鋼各階段脫硫過程理化規(guī)律及動力特性分析表明,在動力方面,在鐵水中比在鋼水中更容易保證脫硫反應(yīng),因?yàn)樵诤剂枯^高及氧化度較低條件下硫具有更高的活性。然而在高爐煉鐵當(dāng)中很難脫硫,因?yàn)樵诟郀t一系列復(fù)雜的氧化—還原反應(yīng)中,深脫硫的各種熱動力條件的能量不可避免地會增高硅含量并因此導(dǎo)致石灰及焦炭消耗的增加及產(chǎn)量的下降。因此,生產(chǎn)低硫鐵需周密策劃工藝,采用含硫最少的爐料及制備高堿度混成渣。在轉(zhuǎn)爐吹煉中脫硫也無效果,因?yàn)殇撛抵羞_(dá)不到平衡狀態(tài),渣與鋼間的硫分配系數(shù)因熔池氧化度高及碳含量低,僅為2-7。如此低的硫分配系數(shù)使得難以在轉(zhuǎn)爐冶煉中實(shí)現(xiàn)深脫硫,并導(dǎo)致煉鋼生產(chǎn)在技術(shù)及經(jīng)濟(jì)上的巨大消耗。無論是在高爐煉鐵,還是在轉(zhuǎn)爐煉鋼當(dāng)中都保證不了金屬有效脫硫所需的熱動力條件,因此進(jìn)行高爐煉鐵及轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中的深脫硫研究,在技術(shù)及經(jīng)濟(jì)上都是不可取的。而合理的作法是將脫硫過程從高爐及轉(zhuǎn)爐中分離出來。這就可簡化燒結(jié)—高爐—轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)流程降低生產(chǎn)成本。將脫硫從高爐及轉(zhuǎn)爐中分離出來,使高爐爐外脫硫成為設(shè)計(jì)大型聯(lián)合鋼廠和重要工藝環(huán)節(jié),轉(zhuǎn)爐爐體賀州定制施工在冶煉低硅鐵的同時不必再為保證轉(zhuǎn)爐中的精煉進(jìn)行代價很高的高爐爐外脫硅。鐵水原始硅含量低還可降低錳含量。在氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼中錳的作用非常重要,它決定著及早造渣所需的條件并對出鋼前終點(diǎn)鋼水氧化度起調(diào)節(jié)作用,長期實(shí)踐證明,需設(shè)法使鐵水中錳保持0.8%-1.0%的水平,因而在燒結(jié)混合料中必需補(bǔ)充錳,而這就提高了成本。燒結(jié)—高爐—轉(zhuǎn)爐各流程錳平衡分析表明,上述錳在高爐里還原、然后在轉(zhuǎn)爐里氧化導(dǎo)致錳原料及錳本身不可彌補(bǔ)的巨大損失,而且還給各生產(chǎn)流程操作增加很多麻煩。在碳含量很低(0.05%-0.07%)條件下停止吹煉時,氧化度的影響如此之大,以致會把錳的最終含量定在極窄范圍內(nèi),實(shí)際上已很少再與鐵水原始錳含量相關(guān)。在這種條件下,盡管鐵水原始錳含量達(dá)0.5%-1.2%,但鋼的最終錳含量實(shí)際上都一樣(0.07%-0.11%)。因此在當(dāng)代轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝條件下(各爐次都有過吹操作),沒必要在燒結(jié)混合料中使用含錳原料來提高鐵水原始錳含量,更合理的作法是冶煉低錳鐵。同時為節(jié)約低錳鐵在轉(zhuǎn)爐煉鋼中脫氧的用量,研究直接采用錳礦石的效果具有重要意義。對眾多爐次進(jìn)行工業(yè)平衡計(jì)算所得工藝指標(biāo)的對比表明,冶煉鐵水不添加錳礦石,而在轉(zhuǎn)爐煉鋼中添加錳礦石,與用含錳1.13%的鐵水煉鋼,這兩種煉鋼法相比,前者每噸生鐵可節(jié)省錳礦石15.3kg.此外,還可減少錳鐵1.3kg/t鋼、石灰5kg/t,氧氣2.17m3/t的耗量,并可大大縮短吹煉時間。鐵水中硅、錳含量低及無需脫硫,這些條件會改變造渣機(jī)理及動力特性,因?yàn)檫@時石灰消耗下降,渣量減少,渣堿度及氧化度增高。在這樣的條件下,渣的精煉功能只限于鐵水脫磷。這樣就能在轉(zhuǎn)爐冶煉本身中多次利用渣,使渣具有很高的精煉能力。根據(jù)這一原則開發(fā)出轉(zhuǎn)爐煉鋼新工藝,即在轉(zhuǎn)爐煉鋼本身中多次(3-5次)利用后期渣(循環(huán)造渣)。采用這樣的工藝可降低石灰消耗及渣中鐵損。及早造就高堿度氧化渣,及使硅、錳含量低可提供鋼水深脫磷所需的強(qiáng)勁動力。
鼓入空氣或工業(yè)純氧,使氧氣與液態(tài)鐵水中的碳、硅、錳等元素氧化,以調(diào)整鋼水的化學(xué)成分,并利用氧化時產(chǎn)生的熱量來煉鋼的設(shè)備。鼓入空氣的轉(zhuǎn)爐,因煉出的鋼質(zhì)量差,已較少應(yīng)用。圖2為轉(zhuǎn)爐的外形及其配套機(jī)械。煉鋼所需的造渣劑可從爐頂料倉卸下,經(jīng)稱量后通過密封料倉和流槽加入轉(zhuǎn)爐內(nèi)。整個轉(zhuǎn)爐爐體由圓環(huán)形托圈支承,托圈兩端的軸由軸承支承。托圈軸與傳動機(jī)構(gòu)聯(lián)接后能使?fàn)t體繞軸線作360°回轉(zhuǎn),以適應(yīng)轉(zhuǎn)爐加料、出鋼、出渣等工藝要求。轉(zhuǎn)爐傳動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式有落地式、半懸掛式或全懸掛的多點(diǎn)嚙合式等,以全懸掛的多點(diǎn)嚙合式較為普遍。為了提高轉(zhuǎn)爐爐座利用率,轉(zhuǎn)爐爐體也可做成更換式的。為了防止環(huán)境污染和節(jié)約能源,在冶煉時從轉(zhuǎn)爐爐口逸出的、含有較多煙塵和大量CO高溫爐氣,經(jīng)余熱利用煙道生產(chǎn)蒸汽,又經(jīng)過能回收CO和降低煙氣含塵量的除塵系統(tǒng),使煙氣符合排放標(biāo)準(zhǔn)。轉(zhuǎn)爐依氧氣噴口在爐體的位置不同可分為頂吹、底吹和側(cè)吹幾種,但側(cè)吹轉(zhuǎn)爐應(yīng)用較少。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐在爐口插入水冷氧槍(噴口)供工業(yè)純氧,并以超音速氣流噴入熔池進(jìn)行攪拌和反應(yīng)。頂吹轉(zhuǎn)爐的容量已達(dá)400噸,并有更大型的轉(zhuǎn)爐正在籌建中。底吹轉(zhuǎn)爐的噴口設(shè)置在爐底,噴口數(shù)目可根據(jù)工藝要求而定。 噴口型式有透氣(或毛細(xì)管式)耐火磚和同心套管式兩種。為延長同心套管式噴口壽命,套管之間的環(huán)縫可噴入碳?xì)浠衔镒鳛槔鋮s介質(zhì),噴口也可在噴入氧氣流時帶入粉狀造渣劑提前化渣去除硫、磷。底吹轉(zhuǎn)爐較適用于高磷鐵水的冶煉。在頂吹轉(zhuǎn)爐上結(jié)合底吹轉(zhuǎn)爐的優(yōu)點(diǎn),將部分氧氣或惰性氣體從爐底噴入,便成為頂?shù)讖?fù)合吹煉的轉(zhuǎn)爐,效果較好。為了適應(yīng)氧化轉(zhuǎn)爐快速操作和環(huán)境保護(hù)的要求,現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐還配有相應(yīng)的裝料、出鋼、出渣、渣處理、煙氣凈化、污水處理和綜合利用等配套設(shè)備,同時也采用計(jì)算機(jī)控制,以提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。
一個轉(zhuǎn)爐有兩個氧槍系統(tǒng):工作氧槍和備用氧槍,這樣可以在工作氧槍損毀時立即換上備用氧槍,不致造成冶煉中斷。損壞的氧槍拆除后更換轉(zhuǎn)爐及其氧槍系統(tǒng)使得氧另一新氧槍備用。轉(zhuǎn)爐爐體包括爐殼、耳軸和托圈、軸承座等金屬結(jié)構(gòu)及傾動機(jī)構(gòu)。爐殼由鋼板焊成,內(nèi)襯砌有堿性耐火材料。各國由于資源不同,所用耐火材料也不同。主要有含Mg較高的白云石磚和高純度、高密度、高強(qiáng)度的鎂碳磚。托圈起著支撐爐體、傳遞傾動力矩的作用。托圈斷面呈矩形,中間焊有直立的帶孔筋板,以增加托圈的剛度。轉(zhuǎn)爐托圈兩側(cè)設(shè)有耳軸,耳軸支撐在軸承上,由齒輪帶動,經(jīng)托圈使?fàn)t體傾動。傾動機(jī)構(gòu)是使?fàn)t體能傾動的機(jī)械設(shè)備,以便進(jìn)行兌鐵水、加廢鋼、取樣、出鋼和倒渣等工藝操作。傾動機(jī)構(gòu)應(yīng)能使?fàn)t體正反旋轉(zhuǎn)3600°轉(zhuǎn)爐爐型指爐殼砌襯后所形成的轉(zhuǎn)爐內(nèi)膛輪廓。最上端稱為爐口,然后由上到下分為爐帽、爐身和爐底三段。爐帽有正口式和偏口式兩種,正口式爐帽為軸心對稱的截錐形,這樣可使兌鐵水和出鋼分在兩側(cè)進(jìn)行,有利于爐襯均勻受侵蝕,故大多數(shù)轉(zhuǎn)爐都采用正口式爐帽。爐身為直圓筒形,爐底為球缺形。是不同噸位的轉(zhuǎn)爐爐型比較示意圖。決定轉(zhuǎn)爐爐型的基本參數(shù)是爐容比和高寬比。爐容比是指爐型空間所有容積和金屬料裝入量之比,一般接近1m3/t鋼水的密度是7t/m3。這樣,爐子內(nèi)只有1/7為鋼水所占據(jù),其余6/7都是空的,保留這樣大的空間是為了容納泡沫渣(見轉(zhuǎn)爐泡沫渣),避免噴濺。但過大的爐容比增加設(shè)備投資。高寬比是指爐型總高度和爐身直徑的比。早期增加轉(zhuǎn)爐容量時降低高寬比,即爐子向矮胖方向發(fā)展。但這使得兩個耳軸距離加大,并導(dǎo)致耳軸中心線彎曲度增大,所以特別大的爐子高寬比又趨向增加。根據(jù)高寬比和爐容量即可確定熔池深度和熔池面積。。
一、氧槍小車墜落的事故原因氧槍小車墜落的事故原因如下:(1)強(qiáng)行刮渣或氧槍小車卡住,拉力超過鋼繩極限造成鋼繩拉斷;(2)鋼繩達(dá)到報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)而沒有及時更換;(3)鋼繩掉道沒有及時發(fā)現(xiàn),繼續(xù)下槍后鋼繩因單邊受力或鋼繩有斷絲、斷股、壓扁等隱患而斷裂;(4)鋼繩兩端任一處鋼繩卡松而使鋼繩脫落;(5)鋼繩過長或過短,造成鋼繩亂槽或易松脫。二、氧槍小車墜落的處理方法氧槍小車墜落后,一般情況氧槍因?yàn)槭艿綇?qiáng)大的沖擊力會使其與固定座脫離,小車僅靠車上三根金屬軟管拉住,由于現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采用不同措施。一般處理過程如下:(1)關(guān)掉氧槍進(jìn)出水閥門及氧氣閥門;(2)用兩臺氧槍電葫蘆,一臺掛氧槍一臺掛小車,或用鋼繩將小車與氧槍鎖住,一同用一臺電葫蘆將槍吊出氮封口;(3)通知檢修人員(必要時封掉氧槍上極限點(diǎn)),將事故槍橫移出工作位,用氧槍電葫蘆掛住小車,拆卸氧槍掉走;(4)倒備用槍,并檢査確認(rèn)好氧槍各極限點(diǎn)位置;(5)更換墜落氧槍小車及損壞設(shè)備;(6)確認(rèn)爐內(nèi)無水后方可動爐。三、氧槍小車墜落的預(yù)防措施氧槍小車墜落的預(yù)防措施如下:(1)禁止強(qiáng)行刮渣或刮冷渣,嚴(yán)禁取消連鎖;(2)發(fā)現(xiàn)鋼繩掉道后,應(yīng)立即停止操作,待處理好后再下槍;(3)定期更換鋼繩或發(fā)現(xiàn)達(dá)到報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)后及時更換;(4)加強(qiáng)對鋼繩卡子的檢査維護(hù)及鋼繩的抹油;(5)采用防墜落裝置。