生產(chǎn)管理-鋼鐵生產(chǎn)基本流程

會(huì)計(jì)實(shí)操文庫(kù)8/8生產(chǎn)管理-鋼鐵生產(chǎn)基本流程一、原料準(zhǔn)備（一）鐵礦石處理選礦：開(kāi)采出的鐵礦石通常品位較低，含有大量雜質(zhì)，需要進(jìn)行選礦以提高鐵含量。常見(jiàn)的選礦方法有磁選、浮選和重選等。磁選利用鐵礦石中不同礦物磁性的差異，通過(guò)磁選機(jī)將磁性較強(qiáng)的鐵礦物與脈石分離。例如，對(duì)于磁鐵礦，磁選可使鐵精礦品位從原礦的30%-40%提高到60%-65%。浮選則是利用礦物表面物理化學(xué)性質(zhì)的差異，通過(guò)添加浮選藥劑，使目的礦物附著在氣泡上上浮與脈石分離，適用于處理復(fù)雜的多金屬鐵礦石。重選根據(jù)礦物密度不同，在重力、離心力等作用下實(shí)現(xiàn)礦物分離。造塊：經(jīng)過(guò)選礦得到的鐵精礦粒度較細(xì)，不利于后續(xù)冶煉，需進(jìn)行造塊處理。造塊方法主要有燒結(jié)和球團(tuán)。燒結(jié)是將鐵精礦、熔劑（如石灰石、白云石）、燃料（如焦粉、無(wú)煙煤）等按一定比例混合，在高溫下燒結(jié)成具有一定強(qiáng)度和粒度的燒結(jié)礦。燒結(jié)過(guò)程中，燃料燃燒產(chǎn)生高溫，使物料發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，形成固結(jié)的塊狀物。球團(tuán)是將鐵精礦添加適量的粘結(jié)劑（如膨潤(rùn)土），通過(guò)造球機(jī)滾動(dòng)成球，然后在高溫下焙燒，使球團(tuán)礦具有較高的強(qiáng)度和還原性。球團(tuán)礦粒度均勻，透氣性好，在現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。（二）其他原料準(zhǔn)備焦炭：焦炭是高爐煉鐵的重要燃料和還原劑。焦炭在高爐中提供熱量，維持爐內(nèi)高溫環(huán)境，同時(shí)其碳元素與鐵礦石中的氧發(fā)生還原反應(yīng)，將鐵從氧化物中還原出來(lái)。焦炭要求具有較高的固定碳含量（一般大于85%）、低灰分（小于13%）、低硫分（小于0.8%）以及良好的強(qiáng)度和反應(yīng)性。煉焦煤經(jīng)過(guò)洗選后，在焦?fàn)t中隔絕空氣加熱到1000-1100℃，經(jīng)過(guò)干燥、熱解、半焦收縮和焦炭形成等階段，最終得到焦炭。熔劑：在煉鐵和煉鋼過(guò)程中，需要添加熔劑來(lái)降低爐渣的熔點(diǎn)，改善爐渣的流動(dòng)性，使?fàn)t渣與鐵水更好地分離。常用的熔劑有石灰石（CaCO?）、白云石（CaMg(CO?)?）等。在高爐煉鐵中，石灰石分解產(chǎn)生的CaO與鐵礦石中的脈石（如SiO?、Al?O?等）反應(yīng)，形成低熔點(diǎn)的爐渣。在煉鋼過(guò)程中，熔劑用于調(diào)整爐渣的成分和性質(zhì)，去除鋼水中的硫、磷等雜質(zhì)。二、煉鐵（一）高爐煉鐵高爐結(jié)構(gòu)與工作原理：高爐是煉鐵的主要設(shè)備，由爐缸、爐腹、爐腰、爐身和爐喉等部分組成。高爐煉鐵的原理是利用焦炭燃燒產(chǎn)生的高溫和還原性氣體（CO、H?等），將鐵礦石中的鐵氧化物還原成金屬鐵。在高爐內(nèi)，鐵礦石、焦炭和熔劑按一定比例從爐頂裝入，熱風(fēng)從爐腹的風(fēng)口鼓入。焦炭在風(fēng)口附近燃燒，產(chǎn)生高溫（約1800℃）和還原性氣體CO。CO上升與鐵礦石發(fā)生還原反應(yīng)，將鐵從氧化物中還原出來(lái)，同時(shí)生成的CO?又與焦炭反應(yīng)生成CO，循環(huán)參與還原過(guò)程。鐵水和爐渣在爐缸內(nèi)積聚，定期從出鐵口和出渣口排出。高爐操作控制：高爐操作需要精確控制多個(gè)參數(shù)。爐溫是關(guān)鍵參數(shù)之一，通過(guò)調(diào)節(jié)鼓入熱風(fēng)的溫度、風(fēng)量以及焦炭的加入量來(lái)控制。一般熱風(fēng)溫度在1100-1300℃，風(fēng)量根據(jù)高爐容積和生產(chǎn)能力確定。爐渣的堿度（CaO/SiO?比值）也需要嚴(yán)格控制，一般在1.0-1.2之間，通過(guò)調(diào)整熔劑的加入量來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，還需監(jiān)測(cè)高爐內(nèi)的壓力、透氣性等參數(shù)，確保高爐穩(wěn)定運(yùn)行。例如，當(dāng)爐內(nèi)壓力過(guò)高時(shí)，可能是爐料透氣性變差，需要調(diào)整裝料制度或采取其他措施改善透氣性。（二）直接還原煉鐵（可選工藝）直接還原原理與工藝類型：直接還原煉鐵是在低于鐵礦石熔化溫度下，用氣體或固體還原劑將鐵礦石中的鐵氧化物還原成金屬鐵的方法。主要工藝有氣基直接還原和煤基直接還原。氣基直接還原常用的工藝有Midrex和HYL等，以天然氣為原料，通過(guò)重整轉(zhuǎn)化為還原性氣體H?和CO，在豎爐等設(shè)備中與鐵礦石發(fā)生還原反應(yīng)，得到直接還原鐵（DRI）。煤基直接還原則以煤為還原劑，在回轉(zhuǎn)窯、隧道窯等設(shè)備中對(duì)鐵礦石進(jìn)行還原，如回轉(zhuǎn)窯直接還原法（SL/RN、Fastmet等）。煤基直接還原適用于缺乏天然氣資源的地區(qū)。直接還原鐵應(yīng)用：直接還原鐵可作為電爐煉鋼的優(yōu)質(zhì)原料，其鐵含量高、雜質(zhì)少，能提高電爐鋼的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。直接還原鐵也可用于生產(chǎn)海綿鐵，海綿鐵經(jīng)過(guò)進(jìn)一步加工可制成鐵粉等產(chǎn)品，應(yīng)用于粉末冶金等領(lǐng)域。在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中，直接還原鐵可與高爐鐵水搭配使用，優(yōu)化煉鋼原料結(jié)構(gòu)，降低生產(chǎn)成本。三、煉鋼（一）轉(zhuǎn)爐煉鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼原理與設(shè)備：轉(zhuǎn)爐煉鋼以鐵水為主要原料，利用吹入的氧氣與鐵水中的碳、硅、錳、磷等元素發(fā)生氧化反應(yīng)，放出大量熱量，使鋼水溫度升高并達(dá)到所需的化學(xué)成分和溫度。轉(zhuǎn)爐一般采用氧氣頂吹或頂?shù)讖?fù)吹方式。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐通過(guò)頂部噴槍向爐內(nèi)吹入高壓氧氣，氧氣與鐵水接觸后迅速發(fā)生氧化反應(yīng)。頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐則在頂部吹氧的同時(shí)，從底部吹入惰性氣體（如氮?dú)?、氬氣）或少量氧氣，改善熔池?cái)嚢?，提高反?yīng)效率和鋼水質(zhì)量。轉(zhuǎn)爐由爐體、爐襯、傾動(dòng)機(jī)構(gòu)、供氧系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)等部分組成。轉(zhuǎn)爐煉鋼操作流程：首先將鐵水和廢鋼等原料裝入轉(zhuǎn)爐，然后開(kāi)始吹氧。吹氧過(guò)程中，鐵水中的碳、硅等元素迅速氧化，生成CO、SiO?等氧化物。隨著反應(yīng)進(jìn)行，鋼水溫度不斷升高，同時(shí)加入造渣材料（如石灰、螢石等），形成爐渣，爐渣可吸收鋼水中的硫、磷等雜質(zhì)。在吹氧后期，根據(jù)鋼水的化學(xué)成分和溫度，進(jìn)行脫氧合金化操作，加入脫氧劑（如鋁、硅鐵等）和合金元素（如錳鐵、鉻鐵等），調(diào)整鋼水的成分。當(dāng)鋼水成分和溫度達(dá)到要求后，停止吹氧，出鋼。（二）電爐煉鋼電爐煉鋼原理與設(shè)備：電爐煉鋼主要以廢鋼為原料，利用電能產(chǎn)生的熱量熔化廢鋼并進(jìn)行精煉。常用的電爐有電弧爐，通過(guò)電極與爐料之間產(chǎn)生的電弧加熱爐料。電弧爐由爐體、電極系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、爐蓋、出鋼裝置等部分組成。電極一般采用石墨電極，在高溫下具有良好的導(dǎo)電性和抗氧化性。供電系統(tǒng)為電極提供強(qiáng)大的電流，產(chǎn)生高溫電弧，使廢鋼迅速熔化。電爐煉鋼工藝特點(diǎn)：電爐煉鋼具有靈活性高的特點(diǎn)，可根據(jù)不同的鋼種要求調(diào)整爐料配比和冶煉工藝。在冶煉過(guò)程中，通過(guò)加入造渣材料、脫氧劑和合金元素，去除鋼水中的雜質(zhì)，調(diào)整鋼水成分。電爐煉鋼還能較好地控制鋼水的溫度和冶煉時(shí)間，生產(chǎn)出高質(zhì)量的特殊鋼和合金鋼。與轉(zhuǎn)爐煉鋼相比，電爐煉鋼對(duì)環(huán)境的污染較小，且能有效利用廢鋼資源，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。四、軋鋼（一）鋼坯加熱加熱爐類型與原理：軋鋼前需要將鋼坯加熱到合適的溫度，以降低其變形抗力，提高塑性。常用的加熱爐有步進(jìn)式加熱爐和推鋼式加熱爐。步進(jìn)式加熱爐通過(guò)步進(jìn)梁將鋼坯在爐內(nèi)逐步向前推進(jìn)，鋼坯在加熱過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)均勻加熱。加熱爐一般采用煤氣、天然氣或重油等燃料，燃料在爐內(nèi)燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔猓ㄟ^(guò)輻射和對(duì)流方式將熱量傳遞給鋼坯。加熱溫度根據(jù)鋼種和軋制工藝要求確定，一般在1100-1300℃。加熱工藝控制：在加熱過(guò)程中，要嚴(yán)格控制加熱溫度、加熱時(shí)間和爐內(nèi)氣氛。加熱溫度過(guò)高可能導(dǎo)致鋼坯過(guò)熱、過(guò)燒，影響鋼材質(zhì)量；溫度過(guò)低則會(huì)使鋼坯變形困難，增加軋制力。加熱時(shí)間根據(jù)鋼坯的尺寸和加熱爐的加熱能力確定，要確保鋼坯內(nèi)外溫度均勻。爐內(nèi)氣氛一般采用還原性或中性氣氛，防止鋼坯表面氧化脫碳。例如，在加熱含碳量較高的鋼坯時(shí)，更要嚴(yán)格控制爐內(nèi)氣氛，避免表面碳元素被氧化，影響鋼材的性能。（二）軋制過(guò)程軋制方法與設(shè)備：軋制是將加熱后的鋼坯通過(guò)軋機(jī)軋制成各種形狀和規(guī)格的鋼材。軋制方法主要有熱軋和冷軋。熱軋?jiān)诟邷叵逻M(jìn)行，適用于生產(chǎn)各種型材、板材、管材等。熱軋機(jī)根據(jù)軋制產(chǎn)品的不同，分為板帶軋機(jī)、型鋼軋機(jī)、鋼管軋機(jī)等。板帶軋機(jī)通過(guò)多個(gè)軋輥對(duì)鋼坯進(jìn)行連續(xù)軋制，可生產(chǎn)不同厚度和寬度的鋼板和鋼帶。型鋼軋機(jī)則根據(jù)不同的型鋼斷面形狀，采用相應(yīng)的孔型系統(tǒng)對(duì)鋼坯進(jìn)行軋制，生產(chǎn)如工字鋼、槽鋼、角鋼等各種型鋼。冷軋?jiān)诔叵逻M(jìn)行，主要用于生產(chǎn)高精度、表面質(zhì)量好的薄板和帶材。冷軋機(jī)一般由工作輥、支撐輥、軋機(jī)機(jī)架、傳動(dòng)系統(tǒng)等部分組成。

軋制工藝參數(shù)調(diào)整：在軋制過(guò)程中，需要根據(jù)產(chǎn)品的尺寸精度和質(zhì)量要求，調(diào)整軋制工藝參數(shù)。包括調(diào)整軋輥的輥縫、軋制速度、張力等。輥縫決定了鋼材的厚度或斷面尺寸，通過(guò)軋機(jī)的壓下裝置精確調(diào)整。軋制速度根據(jù)鋼種、產(chǎn)品規(guī)格和軋機(jī)能力確定，一般在1-20m/s之間。在軋制帶材時(shí)，通過(guò)設(shè)置張力裝置，施加合適的張力，可提高帶材的平整度和尺寸精度，防止帶材在軋制過(guò)程中出現(xiàn)跑偏、浪形等缺陷。（三）鋼材精整精整工藝內(nèi)容：軋制后的鋼材需要進(jìn)行精整，以提高其尺寸精度和表面質(zhì)量。精整工藝包括矯直、剪切、表面處理等。矯直通過(guò)矯直機(jī)對(duì)鋼材進(jìn)行彎曲矯正，消除軋制過(guò)程中產(chǎn)生的彎曲變形，使鋼材達(dá)到規(guī)定的直線度要求。剪切根據(jù)產(chǎn)品的長(zhǎng)度要求，采用剪板機(jī)、飛剪等設(shè)備對(duì)鋼材進(jìn)行定尺剪切。對(duì)于板材，還需要進(jìn)行切邊處理，去除邊緣的不規(guī)則部分。表面處理則是去除鋼材表面的氧化皮、油污等雜質(zhì)，可采用酸洗、拋丸等方法。酸洗通過(guò)酸液與氧化皮發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將其去除；拋丸則是利用高速旋轉(zhuǎn)的拋丸器將彈丸拋射到鋼材表面，去除氧化皮并使鋼材表面產(chǎn)生一定的粗糙度，提高涂層的附著力。質(zhì)量檢測(cè)與包裝：精整后的鋼材要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢測(cè)，包括尺寸精度檢測(cè)、力學(xué)性能檢測(cè)、表面質(zhì)量檢測(cè)等。尺寸