炼钢工艺流程概述及设备介绍

民生 2025-01-24 17:44 四川

现代钢铁厂工艺流程概述

红框内为炼钢厂

炼钢的定义：用氧化方法去除生铁和废钢中的杂质，加入适量的合金元素，使之成为具有高的强度、韧性或其他特殊性能的钢，这一工艺过程称为“炼钢”。

含碳量≤2.0%的铁碳合金，铁碳相图中2.0%C的意义。高温：奥氏体，热加工性能好；常温：以珠光体为主。

为什么炼钢：生铁无法广泛应用。含碳高：高温下无奥氏体；性能不良：硬脆、韧性差、焊接性能差，不能加工；杂质多：S、P、夹杂物含量高。

钢中常见元素：五大元素：C、Mn、S、P、Si（必须要求）。其他元素：V、Cr、Ni、Ti、Cu 等（根据钢种）。存在原因：①工艺限制：S、P无法完全脱除；②原料残余：废钢残余Cu、Zn；③改善性能：Mn提高强度 Al细化晶粒。元素含量：①国标要求：GB；②企业标准：企业自定；③其它国家标准：SWRCH82B（日本）。

炼钢的主要任务：炼钢的主要任务是将铁水、废钢等炼成具有所要求化学成分的钢，并使其具有一定的物理化学性能和力学性能，主要的任务概括为“四脱、两去、两调整”。

四脱：脱碳、脱硫、脱磷、脱氧；

两去：去除有害气体、去除有害杂质；

两调整：调整钢液温度，调整合金料成分。

炼钢的主要设备

1、铁水预处理站

铁水预处理主要对铁水进行脱硫扒渣处理为后续转炉炼钢、精炼提供合格的铁水，同时它也是调节高炉和转炉之间供求的主要设备，铁水在混铁炉中储存、混匀铁水成分和均匀温度。

2、转炉

转炉是现代钢铁中最主要的设备，世界绝大多数钢厂都是转炉生产钢水，其他部分短流程、特殊钢等可能采用电弧炉等炼钢设备。

转炉以铁水和废钢为原料，并向铁水内部吹入氧气，使铁水中杂质和碳元素氧化，并以吹入的高压气体带动铁水流动，起到夹杂物上浮、铁水脱碳等作用，一般高炉铁水的碳含量在4%左右，转炉就是脱碳的重要环节。

3、精炼炉

精炼炉一般是指炉外精炼设备，近30年来炉外精炼出现过30多种，炉外精炼的主要作用是提高钢水质量，扩大品种范围，优化冶金生产流程，提高生产效率。

当代主要的精炼设备有LF和RH精炼炉，RH精炼炉主要功能是去除钢水中的有害气体和杂质，进行深度脱碳，LF炉具有升温、脱硫、脱氧合金化等功能。

4、连铸

连铸是通过连铸机将钢水连续的铸成钢坯，然后送至后续的轧钢生产线轧制成材。

连铸工序示意图

连铸机主体设备示意图

钢铁生产工艺流程—轧钢

1、连铸生产流程

连铸生产流程：连续铸造作业乃是将钢液转变成钢胚之过程。上游处理完成之钢液，以盛钢桶运送到转台，经由钢液分配器分成数股，分别注入特定形状之铸模内，开始冷却凝固成形，生成外为凝固壳、内为钢液之铸胚，接着铸胚被引拔到弧状铸道中，经二次冷却继续凝固到完全凝固。经矫直后再依订单长度切割成块，方块形即为大钢胚，板状形即为扁钢胚。此半成品视需要经钢胚表面处理后，再送轧钢厂轧延。

2、小钢坯生产流程

小钢胚生产流程：大钢胚由连铸机产出经过加热、除锈、烧除、粗轧、精轧、剪切后，生产成截面118mm*118mm小钢胚，其中60%的小钢胚再经检验、研磨去除表面缺陷，供应条、线工场轧延成条钢、线材盘元与直棒钢产品。

3、热轧钢材生产流程

热轧：就是轧钢过程中或轧钢之前需要对材料进行加热。一般要加热到再结晶温度以上才进行轧制。热轧产品特点：热轧产品具有强度高、韧性好、易于加工成型及良好的可焊接性等优良性能，因而被广泛用于船舶、汽车、桥梁、建筑、机械、压力容器等制造行业。

钢铁生产工艺流程—长材

线材生产流程

线材生产流程：线材工场生产作业是将小钢胚经加热炉加热后,经粗轧机组,中轧机组,精轧机,减径成型机轧制, 再经盘卷机盘卷成型,冷却输送带输送后,送至精整区精整。部分需再处理者,再经酸洗被覆、伸线、退火等制程。

钢铁生产工艺流程—板材

钢板生产工艺流程

钢板生产流程：钢板生产作业是以扁钢胚为原料,扁钢胚经过加热炉加热到1200°C,再经轧延、冷却、整平到剪(焰)切成为成品。

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