2022足球世界杯押注:钢铁冶金技能头绪(一)

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发布时间:2022-09-29 03:10:02

  钢铁冶金技能头绪(一) a 1 钢铁冶金的开展史能够追溯到两千年前, 它是怎样开展到今日的水平?这对于咱们钢铁 冶金作业者来讲具有重要意义。它将提醒钢铁 冶金技能开展的推动力是什么?它将辅导咱们 怎么综合运用、经济运用这些技能?它将引导 咱们怎么进一步完善和开展现代技能? a 2 图1 典型的钢铁冶金流程示意图 a 3 1.介绍各主体工序技能的昨日、今日和明日。 2.介绍主体工序之间的“界面技能”(炉外处 理技能)的开展进程。 图2 典型的钢铁冶金工序简图 a 4 一、高炉炼铁 图3 高炉炉膛剖面图 a 5 高炉技能开展的中心:前进铁水温度,完成“铁水”炼钢 a 6 高炉开展理念:由“高产”转化为“高效” 1.高效运用资源:各种档次的铁矿石; 2.高效运用动力:各种可运用的燃料和动力收回; 3.高效运用设备:前进运用系数。 a 7 高炉开展的三大问题: 1.跟着高炉大型化,对烧结矿、球团矿、 焦炭等质料强度要求越来越高,加工工艺日益复 杂化,一起形成严峻的大气、水、粉尘等污染; 2.主焦炭在高炉出产中耗用太多,而国际 普遍存在其储量较少的问题,这必然会给高炉的 后续开展带来危机感; 3.高炉规划大会导致铁、烧、焦出产设备 巨大杂乱、出产流程过长,出资增大,竞争力下 降。 a 8 二、非高炉炼铁 非高炉炼铁法是除高炉外不必焦炭炼铁的 各种工艺办法的总称。根据产品为固态铁或 液态铁水或半钢,可分为直接复原法、熔融 复原法以及氢冶金。 a 9 1.直接复原炼铁 直接复原炼铁是一种运用煤、气体或液体燃料作 为动力和复原剂,在铁矿石软化温度下,不熔化即 将铁矿石中氧化铁复原取得固态直接复原铁(DRI、 HBI、HDRI)的出产工艺。 首要工艺 1.流化床法 (FIOR法,碳化铁法); 2.转底炉法(FASTMET法,ITMK法); 3.煤制气法(如MIDREX法,HXL-3法等); a 10 直接复原炼铁现在受到了资源约束出 现三种趋势: 一是适用于直接复原炼铁的优质矿不断削减,并且 热压成球又会添加本钱,选用廉价的粉矿已成开发技 术方向; 二是天然气资源日益削减,价格上升,选用煤作燃 料又从头得以开展; 三是因为氢作为新的动力和复原剂,具有清洁、循 环、环保的冶金技能必将倍受注重,一场冶金技能革 命必将到来! a 11 2.熔融复原炼铁 近30年来,许多国家均活跃开发研讨熔融复原 炼铁新工艺,其首要原因: 一、炼焦煤资源短少且散布不均; 二、焦炉重建选择; 三、传统高炉炼铁工艺流程长、出资大; 四、新工艺环境污染小,易树立绿色钢厂。 a 12 在许多熔融复原技 术开发中,以奥钢联开 发的COREX法发展最快, 是国际上仅有已完成工 业出产的熔融复原炼铁 技能。 它选用块矿或球团 矿和非炼焦煤,而不需 用炼焦设备或焦炭。 图4 COREX出产流程 a 13 熔融复原的研讨自20世纪40年代就已开端,而 且办法许多,如HISMELT、CIOS、DIOS、AISI法 等。 理论研讨的效果许多,实验室研讨和小型工 业实验较多,但进行工业性实验的仅有COREX、 FINEX、HISMELT等少量。熔融复原使用于工业 出产尚有许多问题需处理, 因而融熔复原作为一项炼铁的新技能真实进 入工业性大规划出产还要走较长的路。 a 14 3.氢冶金 i.化石燃料在一次动力中的运用份额将受到约束 在传统的以矿石为质料的炼钢流程中,碳是首要的 复原剂,一起,煤炭在不少国家和地区也超越石油、天 然气和电力成为钢铁出产进程中首要的动力。本世纪后 期国际各国将面对石油资源干涸的问题,煤炭资源尽管 能保持更长的时刻,可是因为温室气体排放问题已饱尝 到全球的注重,因而约束化石燃料在一次动力中的运用 份额是势在必行的。 a 15 ii.氢替代碳作为复原剂的绿色冶金方向 氢作为抱负的未来动力日益引起注重, 与天然气、煤和石油不同,氢焚烧时高效、 清洁,仅发生水蒸气而不会发生污染物或 温室气体。咱们在相关的研讨会上曾展望 以氢替代碳作为复原剂的绿色冶金方向, 并评论了相应的工艺流程计划。 a 16 iii .氢的经济、安全和有用运用 为使人类能使用氢这一高效、清洁的能 源,科学家们正在做不懈的尽力,以便运用 太阳能、水能、风能、核能等动力制氢,氢 的经济、安全和有用运用问题也引起激烈的 注重,“氢经济”的概念呼之欲出。在未来, 当处理了运用再生动力大量出产和贮存廉价 氢源的问题时,则其广泛使用将成为可能。 a 17 图5 氢冶金流程图 a 18 二、炼钢 1、前期炼钢 i.前期精粹法 ii.渗碳法 iii .坩埚法 iv.贝塞麦法(图6) v.托马斯炉 图6 贝塞麦底吹空气转炉 a 19 2、平炉炼钢年代 平炉炼钢法也叫“西门斯-马 丁”炼钢法。 1.酸性平炉 2.碱性平炉 二十世纪中叶,平炉钢产量 占国际总产量80%,平炉最大容 量达到了900吨。 可是,转炉却在二十年后又 反超平炉,终究平炉在上世纪末 被筛选出局。 图7 平炉作业原理图 a 20 3、 转炉炼钢年代 从纯氧炼钢的想 法提出到完成工业化 出产,通过近一个世 纪。其间,突破了三 大关键技能,即制氧 技能、吹氧技能和炉 衬习惯技能。 图8 氧气顶吹转炉示意图 a 21 在随后的技能开发进程,转炉又成功地开发了三 大技能:顶底复合吹炼技能、溅渣护炉技能和自动化 炼钢。 ①氧气转炉顶底复合吹炼技能。氧气转炉顶底复合吹炼 技能是从转炉炉顶吹氧的一起又向炉底吹入不同气体进行吹 炼的转炉炼钢办法。 ②溅渣护炉技能。炉龄最高达36000炉,前进了十倍,使 转炉产能极大地得到开释。 ③自动化炼钢技能。这是20世纪中后期转炉技能上又一 次严重的革命性的前进,使得转炉炼钢完成根据理论核算、 经历和先进监测手法相结合并选用核算机控制




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