热装工艺（精选3篇）
热装工艺 篇1
引言
世界钢铁工业生产经过长期的发展和选择, 形成了两大主要工艺流程:以高炉-氧气转炉炼钢工艺为中心的生产流程, 即长流程;以废钢-电炉炼钢为中心的生产流程, 即短流程。目前, 世界电炉炼钢平均比例已占到粗钢产量的31%以上;由于中国属于发展中国家, 废钢资源紧缺, 电力供需不平衡, 造成电炉炼钢成本较高, 从而导致长流程发展过快, 而电炉炼钢则呈下降趋势, 2008年, 电炉炼钢的比例仅有15.5%, 远低于世界平均水平。如何通过技术创新、工艺优化解决电炉炼钢现存的问题, 促进短流程的进一步发展, 应成为广大冶金科技工作者思考的问题。
在这样的大环境下, 江苏苏钢集团有限公司 (以下简称“苏钢”) 勇于探索, 从2000年就开始了电炉热装铁水的工艺创新, 取得了很好的经济效益, 并且缓解了电力能源紧张的情况。苏钢在多年的实际演练操作中, 不断分析和总结经验, 形成了比较成熟的工艺操作制度;于2009年年初, 为缓解废钢采购困难以及充分消化厂内铁水资源, 试验了在100t电炉中热装铁水80~95t, 实现了零电耗的冶炼, 并获得较好的经济效益和更强的市场竞争优势。
1工艺现状
根据中国现有的炼钢资源的国情, 在电炉转炉化的转换进程中, 苏钢率先实现了电炉零电耗的冶炼工艺, 积累了大量的操作经验。但是, 在实践操作中仍存在以下几个问题, 有待探讨和改进:
(1) 炉门跑钢:当炉中加入铁水达到80% ~ 85%后, 易发生较为突出的炉门跑钢现象。
(2) 电炉炉温难以控制:由于装入铁水量大, 其相应的配碳量也大, 故而电炉出钢的温度较难控制, 温度过高易发生穿滑板等生产事故, 从而损坏设备, 打乱生产节奏, 影响生产;
(3) 耐材消耗大:由于铁水装入量的增加, 电炉炉体的耐材的消耗有所增加。这不仅增加了生产成本, 而且由于频繁的换炉, 也增加了人工成本, 降低了电炉生产的作业率;
(4) 时间难以控制:由于铁水加入量的增多, 铁水加入的时间控制, 也存在着一定的问题;在兑铁水的过程中会产生大量的烟尘, 影响电炉的现场环境;
(5) 流渣增加:有时铁水温度偏低, w (P) , w (Si) 偏高, 导致炼钢过程流渣多, 带走热量多, 跑钢现象亦相应增加。
2工艺改进与操作改善的建议
2.1对铁水的要求
2.1.1三种元素的氧化反应
在电炉冶炼过程中, 对氧化反应的控制能力主要体现在w (C) , w (Si) , w (P) 的控制上。氧化反应式如下:
(1) 碳的氧化
氧气直接氧化:C+1/2O2=CO;
溶解氧间接氧化:C+1/2O2=CO;
熔渣的FeO与碳氧化:C+FeO=CO+Fe。
(2) 硅的氧化
钢液中的硅主要在钢液界面上反应。反应由下两阶段组成:
2FeO=O2+2Fe、Si+O2=SiO2
Si+2FeO=SiO2+2Fe
(3) 磷的氧化
5FeO=5/2O2+5Fe, 2P+5/2O2=P2O5
P2O5+4CaO=4CaO·P2O5, 2P+5FeO + 4CaO=4CaO·P2O5+5Fe
2.1.2铁水的主要影响因素
(1) 铁水温度:铁水温度高, 可使炉料加快熔化, 因此铁水温度应大于1 200 ℃。
(2) 控制元素含量:硅、锰含量增加可以使铁水化学能增加, 但导致渣量增加;较高的硅、锰含量将使氧化放热过程升温速度加快, 且渣中w (FeO) 降低, 不利于脱磷。而磷、硫含量增加将增加冶炼负担。所以, 入炉铁水中硅、锰含量应适中, 磷、硫含量应较低, 其成分应控制为:w (Si) =0.65 % ~0.40 %, w (P) ≤0.070 %, w (S) ≤0.060 %。
铁水中的硅含量对冶炼过程的影响尤其突出, 需要控制在合理的范围内, 其原因为:
1根据Si的氧化方程式和实践可知, 由于硅和磷均在较低温度下氧化, 所以必须降低铁水中w (Si) , 以利于低温脱磷;
2由于Si是在电炉冶炼的前期与氧发生反应, 会产生大量的炉渣;随着大量炉渣的涌出, 必然会带出反应中的钢水, 从而导致炉门跑钢现象;
3w (Si) 过高也必然引起电炉冶炼周期的延长, 由于在炼钢过程中O2先与Si反应, 从而延长了冶炼的周期。苏钢电炉2010年4月份至6月份的冶炼数据统计如表1所示。从表上可看出, w (Si) 在0.65%~0.40%为最佳, 若w (Si) 低于0.40%, 则炉温偏低, 影响出钢。
4w (Si) 过高其产生的热量也高, 故而使钢水温度过高, 加剧了对电炉炉体耐材的侵蚀, 降低炉体寿命, 进而污染钢水, 影响钢水纯净度。同时也易引起返干现象, 致使冶炼过程中的钢渣飞溅, 易造成炉盖结死和加料管堵塞等问题, 严重影响生产周期和电炉生产现场的清洁。
(3) 稳定铁水温度:建议增加1座混铁炉, 用以均匀铁水的温度, 防止铁水在铁水包中的温降, 在电炉需要时及时送到, 从而实现JIT生产方式。
(4) 铁水预处理:对铁水进行预处理, 降低铁水中P, S等有害元素的含量, 稳定铁水成分, 从而稳定单炉铁水装入量, 进而提高电炉作业效率, 实现标准化作业。
2.2操作过程的改进
(1) 严格执行铁水的装入制度, 制定标准化作业程序。冶炼过程中适当摇高炉体, 或适当提高炉门坎的高度;
(2) 严格执行炉门坎的清理制度, 做到次数少, 清理精;
(3) 严格执行吹氧制度, 做到均衡用氧, 防止出现返干现象和局部过氧化产生的大沸腾, 避免重大事故的发生;
(4) 提高炉门枪的使用效率, 适当缩短枪口与钢水液面的距离, 从而取得最佳的吹氧深度;
(5) 在渣料中加入白云石, 使炉渣中w (MgO) 大于5.0%, 可以有效地减缓热装炉次对炉体耐材的侵蚀;
(6) 统计、分析有关数据, 制定严格、精准的冶炼标准化操作制度, 从而提高冶炼速度和钢水质量;
(7) 在炉门口试用双孔氧枪, 增大供氧量, 使氧气射流舒缓, 可以减轻炉门区域的耐材侵蚀, 提高氧气利用率, 利于造泡沫渣;
(8) 在冶炼过程中, 分析废气中氧的含量, 依此制定分阶段的供氧制度, 控制钢液过氧化, 提高氧气利用率。
3结束语
目前, 苏钢已在热装铁水方面取得了很好的经济效益和较成熟的操作工艺, 为苏钢的优、特钢产品生产打下了良好的基础。
参考文献
[1]张承武.炼钢学[M].北京:冶金工业出版社, 1991.
[2]马廷温.电炉炼钢学[M].北京:冶金工业出版社, 1990.
热装工艺 篇2
钢套孔径Φ530H7
钢套材料42Cr MO
机架耳座的把合件为13.5t
把合件轴的直径Φ531K7
机架耳座均匀分布俩侧, 每册为10个, 共20只。由技术手册可知钢套直径比轴过盈量为1mm, 这样精密的设备组合, 在现场直接安装是很困难的, 因此在装配的过程中, 选择了较为成熟的热装工艺。
1 把合件钢套热装加热温度的计算
由于装配过程需要一定操作时间, 经过预加热的的钢套会自然冷却孔径会缩小, 为了增加转配的成功率, 钢套需要被加热, 直到直径变大到Φ53l.8rnrn。
即钢套所需的加热膨胀量为5.652mm。
包容件材料一定以后, 对包容件进行加热, 其加热的最低热温度由配合面的过盈量及所需预留装配间隙共同决定, 实际操作中常常根据检验给出温度, 接近加热温度时, 要对包容件的孔径进行测量。
2 加热装配前工具的准备
2.1 加热装置
热装工艺中, 常用的加热媒介是热油, 但是根据计算零件需要的最低加热温度时308℃大于加热油的闪点, 加热油的闪点只有150℃左右, 因而在工厂内条件允许的情况下, 采用电加热炉成对钢套加热的方法进行热装。
2.2 专用工具
测量间隙的专用量棒, 根据装配计算间隙制作;加热过程中的专用夹紧工具、翻转工具;装配过程中的专用提升工具。
2.3 测量钢套温度的工具
比如试温材料, 或专用的测温器。
2.4 防护工具
热装工艺装配过程中处于高温状态, 需要配备起隔热作用透明面罩, 便于观察温度, 以及隔热的石棉手套, 服装等。
3 装配流程
(1) 用电加热炉对钢套均匀地进行加热, 多次进行翻转, 以防钢套局部过热变形。
(2) 在钢套温度接近最低加热温度时, 用测量工具多次测量钢套的内直径, 若钢套直径算术平均值达未达到531.8mm时, 继续加热, 若直径算术平均值达到531.8mm时, 结束加热过程。
(3) 快速提升钢套到合适高度, 并校正内孔位置, 使钢套内孔中心与轴心对准, 成一直线;同时注意观察缸套孔内是否有杂物, 如有杂物, 需清理干净。
(4) 再次使用专用量棒测量钢套内直径是否满足安装要求, 若间隙满足套装条件, 开始进行下一步操作。
(5) 在把合件轴表面均匀的涂上机油。
(6) 开始套装作业, 当钢套套入1/3处时, 观察钢套与把合件轴有无相对位移, 如没有偏离, 继续将钢套撞入。
(7) 利用夹具固定, 防止轴与钢套发生位移, 自然冷却即可。
4 总结
热装工艺装配进行时要求快速、精确, 有必要对现场施工技术人员进行培训, 确保工人对操作步骤成熟于胸, 遇到突发情况, 可以得到及时有效处理。装配以前需要对钢套内直径及把合件轴直径进行公差尺寸的测量, 确定其具有装配的可能, 测量时对同一个轴径或钢套的内直径进行多次测量, 记录其直径尺寸, 取算数均值, 以减小误差, 测量数据必须准确。装配进行以前要对轴和钢套的表面用细油光挫或油石打磨光滑, 防止零件表面毛刺和损伤。为防止钢套轴线撞歪, 撞不进, 除要求轴线必须对正以外, 前两次撞击一定要轻, 当套入1/3左右, 再次观察无偏差后, 方可大力撞击。
参考文献
[1]李和华编著.钢结构连接节点设计.手册[K].北京:中国建筑工业出版社, 1992.
[2]工程测量规范 (GB50026—2007) [S].北京:中国计划出版社, 2008.
[3]机械设备安装工程施工及验收通用规范 (GB5023—98) [S].北京:中国计划出版社, 1998.
永新70t电炉热装铁水技术 篇3
在当前钢材市场供大于求的严峻形势下, 江苏沙钢集团有限公司 (以下简称“沙钢”) 通过抓节能降耗, 大大提高了在市场经济潮流中的竞争力。沙钢通过将其生产的铁水热装入电炉, 使全公司的电炉电耗下降100～120 kWh/t, 同时对高炉煤气进行回收利用, 用于发电、锅炉燃料等。
1电炉热装铁水优点
随着电炉炼钢技术的发展, 电炉炼钢已被广泛地采用, 导致废钢尤其是优质废钢的短缺, 制约了电炉炼钢的发展, 特别是限制了企业对优质钢的开发。电炉钢成本明显高于转炉钢, 其关键在于电炉电耗居高不下。针对这种情况, 采用了电炉热装铁水, 其优点为:
(1) 能大幅度降低电炉电耗;
(2) 能加快电炉冶炼节奏, 减少出钢至出钢的时间;
(3) 为企业开发高附加值产品提供了有利的条件。
2技术改造
2.1铁水包运送路线
沙钢永新炼钢70 t电炉是1991年投产的二手设备。集团公司要求在少投资、多增益的前提下, 自行对电炉热装铁水进行设计、安装、调试。经车间反复研究, 制定出运送铁水包路线, 直接用专用铁水车将铁水包送至料包工位北侧, 由炉前65 t进料行车吊运即可, 其示意图见图1。从吊运铁水包的安全角度出发, 铁水包采用双吊耳, 而炉前65 t行车主钩为单钩, 为此专门设计制作一套过渡龙门钩。
2.2铁水入炉方案
2.2.1 方案一
永新70 t电炉进料方式为炉盖旋出, 无竖井预热, 目前该工艺已较落后。常规性提出, 在水冷炉壁上开孔加固定铁水流槽、中间过渡铁水流槽、回转台架旋转铁水流槽的形式, 该方案存在以下缺点:
(1) 铁水入炉不均匀, 尤其对固定流槽四周的炉衬侵蚀较大, 影响炉龄, 成本上升;
(2) 增加了补炉的频次, 影响了冶炼的节奏;
(3) 回转台架无工位, 因为该电炉历经了3次改造, 出钢方式目前采用EBT, 南侧有合金上料装置、除尘移动烟管等, 北侧有电炉旋转系统, 水冷电缆等;
(4) 热损失大, 流槽易结瘤;
(5) 控制复杂, 施工周期长, 造价高。
2.2.2 方案二
炉盖旋出后利用炉前65 t行车吊运铁水包, 主、副钩配合直接将铁水倾倒入炉。该方案具有以下优点: (1) 所需投资很少; (2) 铁水入炉点、流量易控制; (3) 对炉衬无影响。
但是该方案 (见图2) 有个严重的缺点, 电炉跨主体设备的中心线在南北方向重合, 南侧有合金上料装置、除尘移动烟管等, 北侧有电炉旋转系统, 水冷电缆等。而炉前65t行车小车只能在南北方向运行, 为此铁水只能在南北方向倾倒入炉, 铁水包在倾倒过程中与南、北的设备相互干涉, 铁水易溅出, 损坏设备, 造成事故。因此, 此方案无法实施。
2.2.3 方案三
基于方案二, 从炉前65 t行车技改入手, 在65 t行车西侧加一辅助大梁、固定吊钩 (含起升机构) 、两套被动走轮, 并且要求固定吊钩与电炉中心线在东西方向重合, 技改后, 65 t行车固定吊钩与主钩中心线的最短距离等于铁水包吊耳至铁水包倾动吊环的距离。固定吊钩 (含起升机构) 利用公司料场国产15 t行车小车技改后遗留下来的呆滞物资, 辅助梁 (含两套被动走轮) 利用料场进口12吨单梁行车技改后遗留下来的呆滞物资, 其示意图见图3。该方案的优点是: (1) 投资省, 制造同吨位的行车需250万元左右; (2) 周期短, 12 h即可完成线上安装 (在线下组装好传动机构) ; (3) 构思巧妙。
2.3兑铁水的工艺过程
炉前65 t行车主钩将铁水包吊起, 小车运行至电炉东西方向的中心线上。固定吊钩悬挂在铁水包的辅助吊环上, 主钩与固定吊钩相互配合起升铁水包至合适的高度, 大车运行到恰当位置, 主钩与固定吊钩相互配合, 由西向东倾倒铁水, 铁水的流量由主钩与固定吊钩升降快慢来控制, 铁水的入炉点通过大小车运动的位置控制。
3改造效果
永新70 t电炉改造前后主要技经指标对比见表1。电炉电耗下降110 kWh/t, 冶炼周期缩短28 min/炉, 增产28万t/a。
4结束语
永新70 t电炉热装铁水投资省、周期短、增效高, 取得了显著的经济效益。
摘要：分析了电炉热装水的优点, 提出了江苏沙钢集团有限公司永新炼钢70t电炉热装铁水技改方案。