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炼钢厂设计复习资料

发布时间:2020-03-02 22:03:26 来源:范文大全 收藏本文 下载本文 手机版

第一章节

1.钢铁联合企业:一般包括炼铁,炼钢,轧钢三个主要生产部门,以及为它们服务的各种辅助生产部门和机构。

2.产品大纲:设计炼钢厂时首先应该定制产品大纲,详细地列出所有要的熔炼的钢种,各钢种具有代表性的若干钢号;各钢号的产量及在总产量中据占的比例:各钢号铸坯的断面形状与尺寸及定尺寸长度等。

第二章节

1.转炉由炉帽,炉身,炉底三部分组成。

2.转炉炉型;是指由炉帽,炉身,炉底三部分组成的炉衬内部空间的几何形状。

3.转炉炉型的分类:筒球型,锥球型,截锥型。他们各自的特点及选择要求。

合理炉型的要求:

( 1 )要满足炼钢的物理化学反应和流体力学的要求,使熔池有强烈而均匀的搅拌

( 2 )符合炉衬被侵蚀的形状以利于提高炉龄;

( 3 )减轻喷溅和炉口结渣,改善劳动条件;

( 4 )炉壳易于制造,炉衬的砌筑和维修方便。

筒球型

优点:炉型简单,砌筑方便,炉壳制造容易。与相同吨位其他两种炉型的转炉相比,它有较大的直径,有利于反应的进行。一般大、中型转炉可选用这种炉型。我国鞍钢150t转炉、攀钢120t转炉等。

锥球型

与相同吨位的筒球型相比,锥球型熔池加深了,有利于保护炉底。其内型更适合于钢水的运动,利于物理化学反应。在同样熔池深度情况下,如底部尺寸适当,熔池直径会比筒球型大些,反应面积有所增加,有利于脱除P、S。我国大型转炉均采用这种炉型,如宝钢300t转炉、首钢210t转炉均为锥球型。

截锥型

结构简单,熔池为平底,易于砌筑。在一定的反应面积下可保证熔池深度,适用于小型转炉,我国过去已建成的30t以下的小转炉应用较多。冶金部技术规定中提出:公称吨位不大于100t的转炉可采用截锥型活炉底。国外和少有这种炉型。

4.出钢口尺寸过大,出钢时间过短,难以控制下渣,且钢包内钢液静压力增长过快,脱氧产物不易上浮。

出钢口尺寸过小,出钢时间过长,钢液容易二次氧化和吸气,散热也大。

5.公称容量:转炉炉役期的平均出钢量。

6.有效容积:是炉帽,炉身,炉底三个内腔容积之和。

7.转炉炉型的发展趋势:细高型向矮胖型发展。

高经比:系指转炉炉壳总高H总与炉壳外经D壳之比值。

8.炉容比:系指转炉有效容积Vt与公称容量G之间的比值。

9.通常炉衬由永久层,填充层,工作层组成。

填充层的作用:一是减轻炉衬受热膨胀时对炉壳产生挤压。二是便于拆除工作层。

组成材料:一般用焦油镁砂捣打而成。

转炉炉衬修砌方法:上修法 ,下修法。

10.炉壳通常由炉帽,炉身和炉底三部分组成。

炉帽为什么采用水冷炉口:由于炉帽,特别是炉口受高温作用易变形,所以普采用水冷炉口。

分类及各类的优缺点:(!)一种由钢板焊成的水箱,这种制作方便,但容易烧穿。(2)把蛇形钢管埋铸在铸铁的炉口圈内,这种制作难度大,但使用安全。

11.炉壳的炉底有球冠型和截锥形两种,前者的制作和内衬砌筑较后者复杂,但强度优于后者,所以多用于大型转炉。

12.炉底部分与炉身的联接分为固定式与可拆式两种。

13.转炉的倾动机构

工作特点:l)减速比大。2)倾动力矩大。3)启动、制动颇繁,承受的动载荷较大。4)工作环境:高温、多渣尘。

对倾动机构的要求:(1)能进行±360°转动, (2)能平稳又准确地停在任一倾角位置上。(3)要与氧枪、副枪、炉下钢包车、烟罩等设备联锁。(4)倾动机构的运转必须安全可靠,有应急备用能力。(5)能适应一定的载荷变化和结构变形;应具有减缓动载荷和冲击载荷的性能。(6)结构紧凑,重量轻,机械效率高,安装、维修方便。

分类;有底倾和侧倾。

构成:马达,一级减速器,二级减速器。

14.最佳耳轴位置的确定。

安全性:转炉在任何倾角下均能自动回复零位(竖直工作位),即:耳轴位置在转炉重心上方。

经济性:最大程度节省转炉转动所需倾动力,即:耳轴位置尽量靠近转炉重心。

常用耳轴轴承是:重型双列向心球面滚子轴承。

15. 顶底复吹法,集合了顶吹法和底吹法的长处,从而获得较好的技术经济效果。主要有

(1)渣中全铁含量降低。(2)降低耗氧量。(3)石灰消耗减少。(4)终点碳含量降低。

(5)减少或消除钢液喷溅。(6)缩短吹炼时间。

顶底复吹转炉炉型的基本特征:

(1)炉子的高宽比略小于顶吹转炉,大于底吹转炉,即略呈矮胖型。

(2)炉底一般为平底,以便设置喷口,所以熔池常为截锥型。

(3)熔池深度主要取决于底部喷口直径和供气压力,同时兼顾顶吹氧流的穿透深度,力求保持吹炼平稳。

16.(1)底气种类。Ar最理想的搅拌气源, 但价格昂贵。N2价格便宜,但易使钢中氮含量增加。O2用于强化冶炼,同时通冷却剂保护元件。CO冶金效果与Ar相当,但剧毒。CO2有较好的冷却,搅拌作用。空气作为吹扫气体,保持供气元件畅通。

(2)供气模式

强化冶炼型其特点是顶枪吹氧,底部也吹氧,同时还要吹入保护性燃料和中性气体、石灰粉等。供气构件和系统都比较复杂。

增加废钢型其特点是顶枪上设有上、下孔。上孔专为CO完全燃烧成CO2提供氧气,下孔专为氧化金属中的杂质供氧。底枪为氧-燃型喷枪,即可加热废钢,又能搅拌熔池。采用这种手段通常使废钢用量增加10%。

加强搅拌型其特点是顶枪吹氧,底部吹惰性气体和中性气体N2等。其供气构件比较简单。

(3)底气用量(吹氧)目的:保证达到足够的搅拌强度。

底气用量过小达不到搅拌的效果顶吹

底气用量过大冶金特征变化不大底吹

常用的两种吹炼工艺: 一种是当冶炼含碳低于0.02%的钢时,待碳含量降至0.035~0.040%左右时,切断顶枪的氧气,改为底吹N,吹炼时间约5~10min。另一种是底部全程供气,只是前期吹N,末期再改吹Ar。

第三章节

1.铁水供应:高炉铁水分类混铁炉,混铁车。

混铁炉:高炉-铁水罐-混铁炉-铁水罐-称量-转炉

混铁炉的作用:混铁炉是高炉和转炉之间的桥梁,对稳定铁水成分和温度,调节高炉和转炉之间的供求平衡,对组织转炉生产都极为有利。

混铁车:高炉-混铁车-铁水罐-称量-转炉

混铁车的优势:

投资省、占地小、节省成本。随着炼铁技术的发展,铁水的成分和温度波动变小,混铁车的作用不明显。混铁车身兼运送和储存铁水的功能,有利于铁水保温,还可利用混铁车顶喷粉剂进行铁水预处理。

2.散状材料的供应

特点:品种多,批量小,批数多

要求:迅速,准确,及时,可靠的供料

组成:散状料堆场-地下料仓-运输机-高位料仓-称量-转炉

3. 全胶带运输

优点:结构轻便,运输能力大,上料速度快,工作可靠,能够进行连续作业,有利于自动化,原料破损少; 缺点:但它的占地面积大,投资多,上料和配料时有粉尘外逸的现象。

4.高位料仓

起临时储料的作用,并利用重力方式向转炉及时和可靠地供料,保证转炉正常生产。

1) 共用高位料仓2)单独高位料仓3)部分共用高位料仓

高位料仓横断面为矩形,上部为长方体,下部为四角锥体。锥体部分的倾角不小于45~50,放料口尺寸为标准散状料尺寸的3~6倍以上,一般大致为150~300mm,以保证料仓内的散状料能自由下落,避免堆积和卡料。

5.氧气的供应

转炉炼钢对氧气的要求(1).纯度高>99.5% (2).氧压稳定(3).脱除水分

中压储氧罐:调节生产。

应付特殊情况:液氧系统能支持3至5天

高峰耗氧量:确定中压储气罐容量。

车间平均耗氧量:确定制氧机能力。

第四章节

1.拉瓦尔型喷头:是把高压气体的压力能转变为动能,从而使气体获得超声速流动的设备。

马赫数(Ma)是指氧流速度与音速的比值。

2.氧枪组成:喷头、枪身和枪尾

(1)喷头和枪身内层采用焊接或螺纹,外层采用焊接(喷头常用紫铜制成)(2)枪身采用三层无缝钢管(最外层出水,中间进水,最里层是氧气),每层之间采用定位块保证同心度(3)枪尾连接输氧管和冷却水进出软管。

3.喷头类型。

1)按形状分: 拉瓦尔型、直筒型。2)按孔数分:单孔、多孔。3)吹入介质分:

氧气、氧燃

4.多流道氧气喷头

目的:提高转炉装入量的废钢比,多配用在底顶复吹转炉上。

方式:1)预热废钢2)加入放热元素 3)炉内CO二次燃烧

分类:1)双流道喷头 2)三流道喷头

注意:1)三流道喷头不能冶炼低S钢种。2)双流道喷头分类:端部式双流道喷头,顶部式双流道喷头。

4. 副枪:是转炉计算机动态控制最主要的设备。

作用:1)测量钢液温度 2)测量钢水碳含量 3)测量钢水氧含量 4)测量熔池液位

第五童节

1.电弧炉炉型是指炉衬内部空间围成的几何空间。

2.新型超高功率电弧炉。

1)高阻抗交流电弧炉。 2)直流电弧炉。 3)DANARC电弧炉4)KORFARC电弧炉5)双炉壳电弧炉。6)竖窑式电弧炉。 7)康斯迪电弧炉。 8)转炉-电弧炉组合炉。

3.会绘制炉型,以及各部形状的特征,这样做的目的。

第六章节

1.功率水平:它通常指每吨钢占有的变压器额定容量。

从设备,技术,原料这三方面综合来判断是否是超高功率电弧炉。

2.偏心底出钢的特点

1)倾动角度小。

2)降低出钢温度,减少二次氧化。

3)无渣出钢,留钢留渣操作。

4)增大水冷面积。

3.导体横臂:是指电极横臂和母线管组成。

第七章节

主要考物料平衡和热平衡计算。

第八章节

1.传统炼钢存在的问题

1)电炉的还原期钢液吸气严重2)出钢、浇注过程钢液二次氧化严重 3)电炉还原期的变压器利用率非常低 4)传统炼钢的品种受限制5)转炉炼钢法去硫困难

2.炉外精炼的功能

深脱碳 脱硫脱氧除气去夹杂调整钢液成分调整钢液温度

炉外精炼的手段

搅拌真空加热渣洗喷吹喂丝

3.搅拌

1)气体搅拌

底吹氩:是通过安装在钢包底部一定位置的透气砖吹入氩气。

顶吹氩:顶吹氩是通过吹氩枪从钢包上部浸入钢水进行吹氩搅拌。

2)电磁搅拌

对钢水施加一个交变磁场,当磁场以一定速度切割钢液时,会产生感应电势,这个电势可在钢液中产生感应电流J,载流钢液与磁场的相互作用产生电磁力f,从而驱动钢液运动,达到搅拌钢液的目的。

3)、循环搅拌

典型的循环搅拌: RH。又称吸吐搅拌。在RH精炼中,钢包内的搅拌是由真空室内钢液注流进入钢包中引起的。其搅拌能为注入钢液的动能:

RH法效果脱气效果好,适用于大量的钢液处理,处理过程温降小,脱碳效果好(RH-KTB)

4.真空

5.添加精炼剂

(1)炉外精炼中金属液的精炼剂一类为以钙的化合物(CaO或CaC2)为基的粉剂或合成渣,另一类为合金元素如

Ca、Mg、Al、Si及稀土元素等。

(2)将这些精炼剂加入钢液中,可起到脱硫、脱氧、去除夹杂物、夹杂物变性处理以及合金成分调整的作用。

(3)添加方法:合成渣洗法、喷吹法和喂线法。

(4)渣洗法是在出钢时利用钢流的冲击作用使钢包中的合成渣与钢液混合,精炼钢液。

(5)喷吹法是用载气(Ar)将精炼粉剂流态化,形成气固两相流,经过喷枪,直接将精炼剂送入钢液内部。由于精炼粉剂粒度小,进入钢液后,与钢液的接触面积大大增加。因此,可以显著提高精炼效果。

(6)喂丝法是将易氧化、比重轻的合金元素置于低碳钢包芯线中,通过喂丝机将其送入钢液内部。

6.加热

(1)常用的加热方法有电加热和化学加热。

(2)电加热是将电能转变成热能来加热钢液的。这种加热方式主要有电弧加热和感应加热。

(3)化学加热是利用放热反应产生的化学热来加热钢液的。常用的方法有硅热法、铝热法和CO二次燃烧法。化学加热需吹入氧气,与硅、铝、CO反应,才能产生热量。

7.常见的炉外精炼法

LF(ladle furnace) 钢包精炼炉法

VAD(vacuum arc degaing)真空电弧脱气法

RH(德国:Ruhrstahl鲁尔Heraeus海拉斯)循环真空脱气法

VD (vacuum degaing) 真空脱气法

VOD (vacuum oxygen decarburization) 真空吹氧脱碳

AOD (argon oxygen decarburization) 氩氧脱碳

TN (Thyen Niederrhein 德国帝森-尼德尔汉) 喷吹

8.LF法(简称“LF”、“LF炉”、“LF钢包炉”、“LF钢包精炼炉”、“钢包炉”、“钢包精炼炉”等。)

(1)通过电弧加热,炉内造还原气氛,造白渣精炼,气体搅拌等手段,强化热力学和动力学条件,使钢水在短时间内达到脱氧,脱硫,合金化和升温等综合精炼效果.

(2) LF功能

1)氩气搅拌

这是LF炉最大的贡献——强化精炼(还原)。“强化”——加速钢-渣之间接触,有利于钢液脱氧、脱硫反应,加速夹杂物的上浮及均匀钢液成分与温度。

2)埋弧加热

降低初炼炉出钢温度,补偿精炼过程吹氩、合金化等温度损失。 LF炉三根电极插入渣层中进行埋弧加热,这种方法辐射热小,对炉衬有保护作用,热效率高,浸入渣中石墨与渣中氧化物反应不仅提高了渣的还原性,而且还提高合金回收率,生成CO使LF炉内气氛更具还原性。

3)造强还原气氛

LF炉本身不具备真空系统,但由于钢包与炉盖密封隔离空气,加热时石墨电极与渣中FeO、MnO、Cr2O3等反应生成 CO气体,使 LF炉内气氛中氧含量减至 0.5%,使炉内具有强还原气氛。钢液在强还原气氛条件下可以进一步脱氧、脱硫及去除非金属夹杂。

4)造高碱度白渣

LF炉白渣以CaO-CaF2为主要成分,一般渣量为钢液的3%~7%,渣对钢液中氧化物吸附和溶解,达到脱氧效果。

第九章节

1.与模铸相比连铸工艺的特点

1)缩短工艺流程,减少占地面积,基建费用等;2)提高金属收得率,提高成材率;

3)自动化程度高;4)节约能源消耗;5)浇注条件可控、稳定,铸坯质量好。

2.连铸机的台数、机数、流数

1)台数能够将一包或数包钢水连续浇注成铸坯的一套装置称作一台连铸机。

2)机数具有独立的传动和工作系统的一组连铸机设备称作连铸机的一机

3)流数每台连铸机同时可以浇注的铸坯根数称作连铸机的流数。

3.立式连铸机

优点:有利于夹杂物上浮,裂纹敏感性高的钢种也能顺利连铸。

缺点:设备高,钢水静压力大,基建费用昂贵。

4.立弯式连铸机

在铸坯全凝固后将其顶弯90°,水平出坯。

优点:比立式高度降低,水平出坯,定尺长度不受限制,转运较为方便。

缺点:在顶弯和矫直的过程中内部应力较大,易产生内部裂纹。对大断面铸坯来讲,高度降低的优势不明显。

5.弧形连铸机

优点:高度低于立式与立弯式,设备重量较轻,投资费用较低,设备安装与维护方便。且铸坯在凝固过程中承受的钢水静压力相对较小,可减小坯壳因鼓肚变形而产生的内裂与偏析,有利于改善铸坯质量和提高拉速。

缺点:钢水凝固过程中非金属夹杂物有向内弧聚集的倾向,易造成铸坯内部夹杂物分布不均匀。此外,内外弧易产生冷却不均,造成铸坯中心偏析而影响铸坯质量。

6.水平连铸机

优点:设备高度低、投资省、建设快,适合于现有炼钢车间的改造。中间包与结晶器全封闭,实现无氧化浇注,铸坯质量好。铸坯在凝固过程无弯曲和矫直。所有设备安装在地面上,操作、事故处理和维护都较方便。

缺点:所浇注的铸坯断面较小。结晶器的石墨套和分离环价格较高。

7.椭圆形连铸机

这种机型除了弧形区采用多半径,高度有所降低外,基本特点与弧形结晶器的铸机相同。但是由于是多半径的,铸机的安装、对弧调整均较复杂,弧度的检查和铸机的维护也比较困难。

8.连铸机的主要工艺参数

1)液相深度:是指从结晶器液面到铸坯全部凝固点的长度。

2)水口分类

2.1 塞棒水口2.2滑动水口2.2.1往复式滑动水口2.2.2 插板式滑动水口2.2.3旋转式滑动水口

3)滑动水口与塞棒水口相比的特点

3.1节约耐火材料,减少耐火材料对钢液的污染;3.2使用寿命提高,减轻了劳动强度,提高了劳动生产率;3.3便于实现远距离操作和操作自动化;3.4可消除由于塞棒失灵造成的质量事故;3.5加大了上下设备之间的距离。

9.中间包的作用

1)分流:在多流连铸机上将钢包中的钢水分配给每个结晶器。

2)降压:钢包内液面高度有5~6m,冲击力很大,在浇铸过程中变化幅度也很大。中间包液面高度比盛钢桶低,变化幅度也小得多,因此可用来稳定钢液浇铸过程,减小钢流对结晶器凝固坯壳的冲刷 。

3)储钢:在多炉连浇时,保证钢包更换过程中,不中断浇注。

4)去夹杂:有利于钢水中非金属夹杂物的上浮和去除。

5)中间包冶金:根据连铸坯质量的要求,部分炉外精炼手段(加热、喷吹、过滤、合金微调)可移至中间包中实施。

10.结晶器

1)结晶器的结构形式

整体式结晶器管式结晶器组合式结晶器在线调宽板坯结晶器(它是指在浇注过程中实现结晶器宽度的调整。)

2)结晶器的倒锥度

结晶器锥度:在结晶器中,随着连铸坯的下移,温度逐渐降低,钢水凝固产生收缩。因此需要有一个倒锥度以保证坯壳和器壁之间没有气隙。否则坯壳的冷却受到影响,将不能均匀生长,并且较薄的坯壳在静压力的作用下还容易产生鼓肚变形。

锥度过小:气隙较大,易使连铸坯产生变形、纵裂。

锥度过大:增加拉坯阻力,引起横裂。

3)理伦拉速:它是指连铸机在理伦上所能达到的最大拉速。

影响因素冶金长度结晶器出口处铸坏凝壳厚度的限度拉坯力的限制

工作拉速:是指连铸生产操作中能顺利浇注,保证铸坯质量相对稳定的平均拉速。

4)弧形半经;是指连铸机铸坯外弧的曲率半经。

11.结晶器及其振动装置

1)结晶器振动:在浇注过程中结晶器是上下振动的,其下振的速度稍大于拉坯速度;下振速度大于拉坯速度的现象也称为“负滑脱”。

2)振动目的:防止连铸坯坯壳与结晶器内壁粘连,令其强制“脱模”。若坯壳与器壁一旦发生粘连被拉裂,振动可将裂口压合。有利于润滑油或保护渣的液渣向坯壳与器壁之间渗入,改善连铸坯的润滑条件和冷却条件。

3)振动方式梯速振动正弦振动非正弦振动

实现小振幅、高频率振动,能减少连铸坯振痕,改善其表面质量。

12.二次冷却装置的作用。

1)用水或气水对带液芯的铸坯直接强制冷却,加速凝固,并进入拉矫区;

2)通过夹辊和侧导辊,对铸坯和引锭杆的运动起导向和支承作用,并防止铸坯可能产生的“鼓肚”、菱形、弯曲等变形;

3)对带直结晶器的弧型连铸机,还有对铸坯的顶弯作用,对超低头连铸机此区又是分段矫直区。

13.小方坯连铸机二冷装置与板坯连铸机二冷装置的各自特点和区别

小方坯,不易鼓肚变形板坯,易鼓肚变形

14 .喷嘴

压力喷嘴:通过冷却水自身的能量使水雾化。喷出的小水滴以一定速度喷射至铸坯表面,通过水滴与铸坯的热交换带走热量。

气-水喷嘴:通过压缩空气的能量雾化冷却水。雾化水滴直径小于50µm。

15.采用多结夹辊目的:防止铸坯内弧侧产生裂纹。

16.压缩浇注

压缩浇注是在矫直机内,给带液芯的铸坯以一定的压力,减小甚至完全抵消铸坯在矫直过程中所产生的拉力,使铸坯内固液两相区界面上的凝固层伸长率不超过允许值,避免铸坯产生内裂,实现带液芯矫直,从而提高连铸坯机拉速。

17.电磁搅拌的作用:对钢水施加一个交变磁场,当磁场以一定速度切割钢液时,会产生感应电势,这个电势可在钢液中产生感应电流J,载流钢液与磁场的相互作用产生电磁力f,从而驱动钢液运动,达到搅拌钢液的目的。

第十章节

1.公称容量:我国转炉公称容量一般用一个炉役期内的平均炉产钢水量来表示。

2.生产规模:是指该厂年产量钢的数量,即合格钢锭或合格连铸坯或二者之和的年产量。

3.看P176—P177页的图形。

第十一章节

1. 知道什么叫燃烧法,半燃烧法,全燃烧法,干法,湿法的定义。

2. 能晓得OG,LT两设备的相关知识。

炼钢厂

炼钢厂

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鞍钢炼钢厂

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炼钢厂岗位职责

炼钢厂D600

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