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煉鋼成本表中的自循環是什麼

發布時間: 2022-05-29 01:49:00

1. 什麼叫鍋爐的自然循環它是怎樣生產的

鍋爐的循環方式分為兩種:強制循環和自然循環,強制循環鍋爐則靠爐水循環泵加壓強制進行,而自然循環鍋爐是依靠下降管和受熱面之間的自然壓頭來產生,下降管布置在爐外,不受熱。蒸發受熱面由布置在爐內的水冷壁管組成,也稱之為上升管。上升管內汽水混合物的密度比下降管內水的密度小得多,工質正是依靠這種密度差而產生的動力保持流動的,不需消耗任何外力,所以這種鍋爐叫做自然循環鍋爐。

2. 鋼鐵企業成本管理如何進行

鋼鐵企業成本控制的關鍵因素
在分析了問題和總結了特點後,就明確了大的方向,在鋼鐵企業的成本控制中,以下幾個領域是重點環節:
1.控制大宗原燃料成本。原燃料成本在鋼鐵產品成本中占的比重非常大,許多企業達到70%-80%,這就要求我們,在成本控制中,首先要緊抓原燃料成本不放。
2.控制煉鋼成本。對於鋼鐵企業來說,整個生產過程可以大體上分為鐵前和鋼後兩個階段,鐵前階段除焦化存在多品種以外,一般都是單品種核算,從鋼後的煉鋼階段開始,要求分鋼種進行成本核算,有許多企業(如:一些電爐煉鋼)還要求分爐號、規格、技術標准等等,這不僅僅是一個成本分配的問題,還是一個管理控制的問題。所以,煉鋼成本是整個鋼鐵企業成本控制的重點環節。
3.重視物流成本。由於鋼鐵企業的生產流程比較長,成品的生產過程經歷了鐵前的焦化、燒結、煉鐵,和鋼後的煉鋼、軋鋼、鍛鋼、熱處理等工段,各生產工段之間的內部物資流動非常頻繁,如:廠內搬倒、吊運、維檢、運輸等,內部物資流動從財務的角度去看,必然伴隨著價值的流動,另外,鋼鐵企業還有一些動力、制氧、白灰等輔助性的生產工段,這些輔助性的工段和其它工段之間也存在著看不見的價值流動和轉移。所以,其整個價值流動是非常復雜的,控制好內部物流成本,也是做好鋼鐵企業成本管理的重點領域。
成本控制從何做起?
鋼鐵企業的成本控制,主要分為預算控制和價格控制。
對於預算控制,其步驟主要有:
首先,把成本費用按其性質劃分為固定費用和變動費用。
其次,根據企業上年度指標完成情況或同行業的經濟狀況,制定本年度的成本預算。鋼鐵企業的成本預算是以彈性預算的形式出現,不同的預算指標對應不同的產量規模。一般情況下,對於變動費用,如:各種原燃料的消耗,要制定其單耗標准,而對於固定費用,比如:工資、折舊費等,則按分廠或車間工段制定年度或月度總額指標。
最後,在實際執行成本預算時,對於變動費用,按單耗定額進行考核控制,而對於固定費用,則按分廠或車間工段進行總量控制。
價格控制是責任會計制度的一部分,在鋼鐵企業中得到廣泛應用。
由於鋼鐵企業內部價值流動非常頻繁,制定合理的內部轉移價格,就顯得非常必要。通過調整內部轉移價格,根據不同的質量指標,進行相應的加減價,就可以控制各分廠或車間的內部利潤,從而提高分廠或車間人員的成本意識,調動其工作積極性。
從生產和計量入手
鋼鐵企業的資源消耗性質,決定了要做好成本控制,就必須從生產管理人手,尤其是各種各樣的計量管理。包括:各種采購生產銷售環節的磅秤、能源介質管網的流量表等器具。
在大宗原燃料的采購環節,鋼鐵企業不但實行按質論價,還按質論量,如:扣噸、扣水處理,這個環節的計量工作。企業一般做得比較好,但是在能源介質的計量中,情況不容樂觀,我們經常看到,每到月末生產部和各個廠之間為計量表的數據差異而爭論不休、討價還價。還有的煉鋼廠,對於廢鋼的計量,不能做到分類計量,有的自產廢鋼甚至不計量。這些都會對成本造成影響。
鋼鐵企業的設備自動化程度較高,可以充分利用這一有利條件,用信息化的手段來實現計量表數據的自動採集。
投料環節的工藝稱數據,是平常成本數據歸集的重要依據,針對工藝稱數據不太精確的現狀,許多企業月末要進行計量數據的月末調差,但這里要明白調差的目的不是簡單的把差異分配出去,達到財務數據的平衡了事,而是要詳細分析造成差異的原因是什麼,在以後的工作中,是否能夠避免或縮小這種差異。
「日成本」的意義
「日成本」並不是說一定要按日核算成本,在信息技術條件下,按爐號核算成本已經在維度上超過按日核算成本了,它的意義在於,要快速反饋生產過程中的成本信息。這是由鋼鐵企業的行業性質決定的,鋼鐵企業屬於典型的流程型企業,各工序生產周期短,節奏快,不核算在產品成本,每天都可以統計投入產出,這些行業特點,客觀上要求快速反饋成本信息。在具體操作上,可以每日或幾日核算一次成本,及時監控鋼鐵企業的成本計劃執行情況。
由於企業的一些固定費用,必須要月末結賬時才能確定準確的數據,在進行日成本核算時,這些費用只能按成本計劃或標准成本予以處理。
變動費用:
外購材料費用=實際耗量×實際價格(如:精粉、煤等各種原燃料);
自製材料費用=實際耗量×標准價格(如:焦炭、燒結礦、鐵水、鋼坯等各種自製半成品)。
固定費用:
固定費用=實際產量×計劃或標准費率(如:工資、折舊費)。
優質優價管理
優質優價管理,不但在采購結算環節,在內部物流中,也可以使用,比如:焦化廠和燒結廠向煉鐵廠提供的焦炭和燒結礦,也可以按質論價、按質論量,只不過,這個價是內部轉移價,當然,在實際操作過程中,也要照顧到成本效益原則。
對於成本來講,優質優價管理,使各責任單位,更加關注各自的責任成本和責任收入,更加重視產品品質。是一種值得廣泛推廣的成本領先戰略。
成本的事後分析中,也可以引入優質優價的管理思想,比如,在成本差異分析中,可以把價格因素影響單位再細分為質量因素和市場因素。
各項成本差異的計算公式如下:
1.變動成本差異
(1)價格差異
價格差異:(實際價格一標准價格)×實際單耗
質量因素影響的成本差異=(實際質量一標准質量)×質量價格×實際單耗
市場因素影響的成本差異=價格差異一質量因素影響的成本差異
註:質量價格是指物料的實際質量指標每偏離標准質量指標一個單位的價格,比如:煤的質量指標是含硫量,價格是10,則表示含硫量每增加一個檢驗單位的價格是10元。
(2)數量差異
數量差異=(某材料的實際單耗一該材料的標准單耗)×標准價格
單耗變化影響成本差異=(成本要素的實際總耗×材料的標准投入比例一該材料的標准單耗)×標准價格
結構變化影響成本差異=數量差異一單耗變化影響成本差異
註:材料的標准投放比例=成本要素下的某材料的標准消耗量/要素總消耗量的比例。
2.固定成本差異
計劃總成本=單位標准成本×計劃產量
固定費用差異=實際總成本一計劃總成本
費用總額變化影響成本差異=固定費用差異,實際產量
產量變化影響成本差異=固定費用差異一費用總額變化影響成本差異
註:計劃產量是指在做固定費用預算時,一定期間的計劃生產量。
改判動了誰的乳酪?
有許多鋼鐵企業,由於設備或控制的因素,在冶煉過程中,存在命中率的問題。經常把一個型號改判成另一種型號對外出售。
在鋼鐵企業的成本考核中,各分廠或車間工段之間存在上下游的物資供求關系,比如:煉鋼廠向軋鋼廠提供鋼坯,那麼出售鋼坯的數量乘以內部轉移價,就可以視為煉鋼廠的內部收入,同時,也是軋鋼廣的內部責任成本。內部收入減去內部責任成本,就是內部利潤。如果在交易發生後,發生了改判,由於不同品種的內部轉移價是不同的,勢必會對兩個廠的內部利潤造成影響。許多企業在實務中,採取補差價的方式,來平衡相關分廠的利益。
但擺平了內部利益就可以了嗎?我們曾經發現一個很奇怪的現象,許多客戶願意購買那些經過改判的鋼材,原因是這些鋼材售價低、品質好。比如:企業本來要生產精煉鋼的,但生產完後經檢驗不合格,作為廢鋼處理的話,分廠的利益沒有保證,所以,就改判成普通鋼出售。這樣,分廠的利益損失少一些。可是這些經過改判的鋼材的全廠成本是最高的,這樣的交易使整個企業的利益受到了損失。可見,改判對利潤的影響不是那麼簡單,也不僅僅是通過補差價的方式來平衡分廠利益的問題,它影響了整個企業的利益。在這個問題上,考核部門要通盤考慮,以企業整體利益為重。
重視質量成本
質量成本一般可分為預防成本和損失成本。前者是在質量問題發生之前,後者是質量問題發生造成的損失。企業在成本控制中,不但要重視損失成本,更應該重視預防成本。相應地增加預防成本,可以減少生產過程的損失。比如:增加對操作員工的培訓,增設質量檢測設備的數量和質量等,在生產過程中就可以減少生產事故的發生,從而減少廢品損失的發生。
我們許多鋼鐵企業,並不把一些預防成本單獨按質量成本核算,而是放入製造費用或管理費用中。這就不能體現質量成本的重要性,應該從戰略的高度重視質量成本。
而對廢品損失成本,比如:煉鋼過程中的判廢,許多企業做為內部循環處理,尤其是在生產高質量的精煉鋼的過程中,經常會發生全廢的事情,如果不能正確地核算廢品損失的成本,就會使成本數據失真,不能反映生產過程出現的問題,使決策人員在錯誤的數據基礎上做出錯誤的決定。
鋼鐵聯合企業的成本管理涉及到方方面面,要做好並不是一件容易的事情,只有重視基礎工作,抓住關鍵環節,同時從整體利益和戰略高度出發,有效藉助適用於中國鋼鐵企業實際和特色、基於ERP整體架構下的成本管理信息系統,才能為管理決策提供正確可靠的數據,使鋼鐵企業的成本控制上一個新的台階,使企業在苛刻的市場競爭中立於不敗之地。

3. 煉鋼的具體工藝流程是什麼

煉鋼利用轉爐內的氧化性環境將鐵水中過量的碳氧化成一氧化碳和二氧化碳,達到鋼水要求的碳含量。當然在煉鋼廠房內一般來說還要有轉爐之前的鐵水脫硫預處理,轉爐出鋼後的鋼水精煉(LF或LF+RH或LF+VD,VOD等),完成精煉後用行車調運至連鑄機的大包回轉台,進行連鑄澆鑄的工序環節,為後續的軋鋼廠提供鋼坯原料。

整個聯合鋼鐵廠的工藝流程為:原料碼頭(各種原料集中卸載存放區域)——燒結(礦石造塊或造球團)——高爐(煉鐵)——煉鋼(鐵水預處理-轉爐或電爐-精煉-連鑄)-軋鋼

煉鋼工藝過程
造渣:調整鋼、鐵生產中熔渣成分、鹼度和粘度及其反應能力的操作。目的是通過渣——金屬反應煉出具有所要求成分和溫度的金屬。例如氧氣頂吹轉爐造渣和吹氧操作是為了生成有足夠流動性和鹼度的熔渣,以便把硫、磷降到計劃鋼種的上限以下,並使吹氧時噴濺和溢渣的量減至最小。
出渣:電弧爐煉鋼時根據不同冶煉條件和目的在冶煉過程中所採取的放渣或扒渣操作。如用單渣法冶煉時,氧化末期須扒氧化渣;用雙渣法造還原渣時,原來的氧化渣必須徹底放出,以防回磷等。
熔池攪拌:向金屬熔池供應能量,使金屬液和熔渣產生運動,以改善冶金反應的動力學條件。熔池攪拌可藉助於氣體、機械、電磁感應等方法來實現。
電爐底吹:通過置於爐底的噴嘴將N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等氣體根據工藝要求吹入爐內熔池以達到加速熔化,促進冶金反應過程的目的。採用底吹工藝可縮短冶煉時間,降低電耗,改善脫磷、脫硫操作,提高鋼中殘錳量,提高金屬和合金收得率。並能使鋼水成分、溫度更均勻,從而改善鋼質量,降低成本,提高生產率。
熔化期:煉鋼的熔化期主要是對平爐和電爐煉鋼而言。電弧爐煉鋼從通電開始到爐料全部熔清為止、平爐煉鋼從兌完鐵水到爐料全部化完為止都稱熔化期。熔化期的任務是盡快將爐料熔化及升溫,並造好熔化期的爐渣。
氧化期和脫炭期:普通功率電弧爐煉鋼的氧化期,通常指爐料溶清、取樣分析到扒完氧化渣這一工藝階段。也有認為是從吹氧或加礦脫碳開始的。氧化期的主要任務是氧化鋼液中的碳、磷;去除氣體及夾雜物;使鋼液均勻加熱升溫。脫碳是氧化期的一項重要操作工藝。為了保證鋼的純凈度,要求脫碳量大於0.2%左右。隨著爐外精煉技術的發展,電弧爐的氧化精煉大多移到鋼包或精煉爐中進行。
精煉期:煉鋼過程通過造渣和其他方法把對鋼的質量有害的一些元素和化合物,經化學反應選入氣相或排、浮入渣中,使之從鋼液中排除的工藝操作期。
還原期:普通功率電弧爐煉鋼操作中,通常把氧化末期扒渣完畢到出鋼這段時間稱為還原期。其主要任務是造還原渣進行擴散、脫氧、脫硫、控制化學成分和調整溫度。目前高功率和超功率電弧爐煉鋼操作已取消還原期。
爐外精煉:將煉鋼爐(轉爐、電爐等)中初煉過的鋼液移到另一個容器中進行精煉的煉鋼過程,也叫二次冶金。煉鋼過程因此分為初煉和精煉兩步進行。初煉:爐料在氧化性氣氛的爐內進行熔化、脫磷、脫碳和主合金化。精煉:將初煉的鋼液在真空、惰性氣體或還原性氣氛的容器中進行脫氣、脫氧、脫硫,去除夾雜物和進行成分微調等。將煉鋼分兩步進行的好處是:可提高鋼的質量,縮短冶煉時間,簡化工藝過程並降低生產成本。爐外精煉的種類很多,大致可分為常壓下爐外精煉和真空下爐外精煉兩類。按處理方式的不同,又可分為鋼包處理型爐外精煉及鋼包精煉型爐外精煉等。
鋼液攪拌:爐外精煉過程中對鋼液進行的攪拌。它使鋼液成分和溫度均勻化,並能促進冶金反應。多數冶金反應過程是相界面反應,反應物和生成物的擴散速度是這些反應的限制性環節。鋼液在靜止狀態下,其冶金反應速度很慢,如電爐中靜止的鋼液脫硫需30~60分鍾;而在爐精煉中採取攪拌鋼液的辦法脫硫只需3~5分鍾。鋼液在靜止狀態下,夾雜物*上浮除去,排除速度較慢;攪拌鋼液時,夾雜物的除去速度按指數規律遞增,並與攪拌強度、類型和夾雜物的特性、濃度有關。
鋼包喂絲:通過喂絲機向鋼包內喂入用鐵皮包裹的脫氧、脫硫及微調成分的粉劑,如Ca-Si粉、或直接喂入鋁線、碳線等對鋼水進行深脫硫、鈣處理以及微調鋼中碳和鋁等成分的方法。它還具有清潔鋼水、改善非金屬夾雜物形態的功能。
鋼包處理:鋼包處理型爐外精煉的簡稱。其特點是精煉時間短(約10~30分鍾),精煉任務單一,沒有補償鋼水溫度降低的加熱裝置,工藝操作簡單,設備投資少。它有鋼水脫氣、脫硫、成分控制和改變夾雜物形態等裝置。如真空循環脫氣法(RH、DH),鋼包真空吹氬法(Gazid),鋼包噴粉處理法(IJ、TN、SL)等均屬此類。
鋼包精煉:鋼包精煉型爐外精煉的簡稱。其特點是比鋼包處理的精煉時間長(約60~180分鍾),具有多種精煉功能,有補償鋼水溫度降低的加熱裝置,適於各類高合金鋼和特殊性能鋼種(如超純鋼種)的精煉。真空吹氧脫碳法(VOD)、真空電弧加熱脫氣法(VAD)、鋼包精煉法(ASEA-SKF)、封閉式吹氬成分微調法(CAS)等,均屬此類;與此類似的還有氬氧脫碳法(AOD)。
惰性氣體處理:向鋼液中吹入惰性氣體,這種氣體本身不參與冶金反應,但從鋼水中上升的每個小氣泡都相當於一個「小真空室」(氣泡中H2、N2、CO的分壓接近於零),具有「氣洗」作用。爐外精煉法生產不銹鋼的原理,就是應用不同的CO分壓下碳鉻和溫度之間的平衡關系。用惰性氣體加氧進行精煉脫碳,可以降低碳氧反應中CO分壓,在較低溫度的條件下,碳含量降低而鉻不被氧化。
預合金化:向鋼液加入一種或幾種合金元素,使其達到成品鋼成分規格要求的操作過程稱為合金化。多數情況下脫氧和合金化是同時進行的,加入鋼中的脫氧劑一部分消耗於鋼的脫氧,轉化為脫氧產物排出;另一部則為鋼水所吸收,起合金化作用。在脫氧操作未全部完成前,與脫氧劑同時加入的合金被鋼水吸收所起到的合金化作用稱為預合金化。
成分控制:保證成品鋼成分全部符合標准要求的操作。成分控制貫穿於從配料到出鋼的各個環節,但重點是合金化時對合金元素成分的控制。對優質鋼往往要求把成分精確地控制在一個狹窄的范圍內;一般在不影響鋼性能的前提下,按中、下限控制。
增硅:吹煉終點時,鋼液中含硅量極低。為達到各鋼號對硅含量的要求,必須以合金料形式加入一定量的硅。它除了用作脫氧劑消耗部分外,還使鋼液中的硅增加。增硅量要經過准確計算,不可超過吹煉鋼種所允許的范圍。
終點控制:氧氣轉爐煉鋼吹煉終點(吹氧結束)時使金屬的化學成分和溫度同時達到計劃鋼種出鋼要求而進行的控制。終點控制有增碳法和拉碳法兩種方法。
出鋼:鋼液的溫度和成分達到所煉鋼種的規定要求時將鋼水放出的操作。出鋼時要注意防止熔渣流入鋼包。用於調整鋼水溫度、成分和脫氧用的添加劑在出鋼過程中加入鋼包或出鋼流中。

4. 煉鋼的過程有哪三個主要階段

煉鋼過程實質就是通過氧化反應脫碳、升溫、合金化的過程。它的主要任務是脫碳、脫氧、升溫、去除氣體和非金屬夾雜、合金化。 主要包括造渣、出渣、熔池攪拌、電爐底吹、熔化期、氧化期和脫炭期、精煉期、還原期、爐外精煉、鋼液攪拌、鋼包喂絲、鋼包處理、鋼包精煉、惰性氣體處理、預合金化、成分控制、增硅、終點控制、出鋼等過程。
煉鋼工藝過程
造渣:調整鋼、鐵生產中熔渣成分、鹼度和粘度及其反應能力的操作。目的是通過渣——金屬反應煉出具有所要求成分和溫度的金屬。例如氧氣頂吹轉爐造渣和吹氧操作是為了生成有足夠流動性和鹼度的熔渣,以便把硫、磷降到計劃鋼種的上限以下,並使吹氧時噴濺和溢渣的量減至最小。
出渣:電弧爐煉鋼時根據不同冶煉條件和目的在冶煉過程中所採取的放渣或扒渣操作。如用單渣法冶煉時,氧化末期須扒氧化渣;用雙渣法造還原渣時,原來的氧化渣必須徹底放出,以防回磷等。
熔池攪拌:向金屬熔池供應能量,使金屬液和熔渣產生運動,以改善冶金反應的動力學條件。熔池攪拌可藉助於氣體、機械、電磁感應等方法來實現。
電爐底吹:通過置於爐底的噴嘴將N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等氣體根據工藝要求吹入爐內熔池以達到加速熔化,促進冶金反應過程的目的。採用底吹工藝可縮短冶煉時間,降低電耗,改善脫磷、脫硫操作,提高鋼中殘錳量,提高金屬和合金收得率。並能使鋼水成分、溫度更均勻,從而改善鋼質量,降低成本,提高生產率。
熔化期:煉鋼的熔化期主要是對平爐和電爐煉鋼而言。電弧爐煉鋼從通電開始到爐料全部熔清為止、平爐煉鋼從兌完鐵水到爐料全部化完為止都稱熔化期。熔化期的任務是盡快將爐料熔化及升溫,並造好熔化期的爐渣。
氧化期和脫炭期:普通功率電弧爐煉鋼的氧化期,通常指爐料溶清、取樣分析到扒完氧化渣這一工藝階段。也有認為是從吹氧或加礦脫碳開始的。氧化期的主要任務是氧化鋼液中的碳、磷;去除氣體及夾雜物;使鋼液均勻加熱升溫。脫碳是氧化期的一項重要操作工藝。為了保證鋼的純凈度,要求脫碳量大於0.2%左右。隨著爐外精煉技術的發展,電弧爐的氧化精煉大多移到鋼包或精煉爐中進行。
精煉期:煉鋼過程通過造渣和其他方法把對鋼的質量有害的一些元素和化合物,經化學反應選入氣相或排、浮入渣中,使之從鋼液中排除的工藝操作期。
還原期:普通功率電弧爐煉鋼操作中,通常把氧化末期扒渣完畢到出鋼這段時間稱為還原期。其主要任務是造還原渣進行擴散、脫氧、脫硫、控制化學成分和調整溫度。目前高功率和超功率電弧爐煉鋼操作已取消還原期。
爐外精煉:將煉鋼爐(轉爐、電爐等)中初煉過的鋼液移到另一個容器中進行精煉的煉鋼過程,也叫二次冶金。煉鋼過程因此分為初煉和精煉兩步進行。初煉:爐料在氧化性氣氛的爐內進行熔化、脫磷、脫碳和主合金化。精煉:將初煉的鋼液在真空、惰性氣體或還原性氣氛的容器中進行脫氣、脫氧、脫硫,去除夾雜物和進行成分微調等。將煉鋼分兩步進行的好處是:可提高鋼的質量,縮短冶煉時間,簡化工藝過程並降低生產成本。爐外精煉的種類很多,大致可分為常壓下爐外精煉和真空下爐外精煉兩類。按處理方式的不同,又可分為鋼包處理型爐外精煉及鋼包精煉型爐外精煉等。
鋼液攪拌:爐外精煉過程中對鋼液進行的攪拌。它使鋼液成分和溫度均勻化,並能促進冶金反應。多數冶金反應過程是相界面反應,反應物和生成物的擴散速度是這些反應的限制性環節。鋼液在靜止狀態下,其冶金反應速度很慢,如電爐中靜止的鋼液脫硫需30~60分鍾;而在爐精煉中採取攪拌鋼液的辦法脫硫只需3~5分鍾。鋼液在靜止狀態下,夾雜物*上浮除去,排除速度較慢;攪拌鋼液時,夾雜物的除去速度按指數規律遞增,並與攪拌強度、類型和夾雜物的特性、濃度有關。
鋼包喂絲:通過喂絲機向鋼包內喂入用鐵皮包裹的脫氧、脫硫及微調成分的粉劑,如Ca-Si粉、或直接喂入鋁線、碳線等對鋼水進行深脫硫、鈣處理以及微調鋼中碳和鋁等成分的方法。它還具有清潔鋼水、改善非金屬夾雜物形態的功能。
鋼包處理:鋼包處理型爐外精煉的簡稱。其特點是精煉時間短(約10~30分鍾),精煉任務單一,沒有補償鋼水溫度降低的加熱裝置,工藝操作簡單,設備投資少。它有鋼水脫氣、脫硫、成分控制和改變夾雜物形態等裝置。如真空循環脫氣法(RH、DH),鋼包真空吹氬法(Gazid),鋼包噴粉處理法(IJ、 TN、SL)等均屬此類。
鋼包精煉:鋼包精煉型爐外精煉的簡稱。其特點是比鋼包處理的精煉時間長(約60~180分鍾),具有多種精煉功能,有補償鋼水溫度降低的加熱裝置,適於各類高合金鋼和特殊性能鋼種(如超純鋼種)的精煉。真空吹氧脫碳法(VOD)、真空電弧加熱脫氣法(VAD)、鋼包精煉法(ASEA-SKF)、封閉式吹氬成分微調法(CAS)等,均屬此類;與此類似的還有氬氧脫碳法(AOD)。
惰性氣體處理:向鋼液中吹入惰性氣體,這種氣體本身不參與冶金反應,但從鋼水中上升的每個小氣泡都相當於一個「小真空室」(氣泡中H2、N2、CO的分壓接近於零),具有 「氣洗」作用。爐外精煉法生產不銹鋼的原理,就是應用不同的CO分壓下碳鉻和溫度之間的平衡關系。用惰性氣體加氧進行精煉脫碳,可以降低碳氧反應中CO分壓,在較低溫度的條件下,碳含量降低而鉻不被氧化。
預合金化:向鋼液加入一種或幾種合金元素,使其達到成品鋼成分規格要求的操作過程稱為合金化。多數情況下脫氧和合金化是同時進行的,加入鋼中的脫氧劑一部分消耗於鋼的脫氧,轉化為脫氧產物排出;另一部則為鋼水所吸收,起合金化作用。在脫氧操作未全部完成前,與脫氧劑同時加入的合金被鋼水吸收所起到的合金化作用稱為預合金化。
成分控制:保證成品鋼成分全部符合標准要求的操作。成分控制貫穿於從配料到出鋼的各個環節,但重點是合金化時對合金元素成分的控制。對優質鋼往往要求把成分精確地控制在一個狹窄的范圍內;一般在不影響鋼性能的前提下,按中、下限控制。
增硅:吹煉終點時,鋼液中含硅量極低。為達到各鋼號對硅含量的要求,必須以合金料形式加入一定量的硅。它除了用作脫氧劑消耗部分外,還使鋼液中的硅增加。增硅量要經過准確計算,不可超過吹煉鋼種所允許的范圍。
終點控制:氧氣轉爐煉鋼吹煉終點(吹氧結束)時使金屬的化學成分和溫度同時達到計劃鋼種出鋼要求而進行的控制。終點控制有增碳法和拉碳法兩種方法。
出鋼:鋼液的溫度和成分達到所煉鋼種的規定要求時將鋼水放出的操作。出鋼時要注意防止熔渣流入鋼包。用於調整鋼水溫度、成分和脫氧用的添加劑在出鋼過程中加入鋼包或出鋼流中。

5. 煉鋼鐵水消耗計算公式

煉鋼鐵水消耗計算公式:重復利用水量÷(生產中取用的新水量+重復利用水量)×100%。

這個製造成本是粗算:(0.96×生鐵+0.15×廢鋼)指的是噸鋼鋼鐵料成本,0.82則是指鋼鐵料消耗成本占粗鋼製造成本的82%;生鐵成本同理,(1.6×鐵礦石+0.45×焦炭)指的是主要原燃料成本,0.9則是指主要原燃料成本占生鐵製造成本的90%。

原理

電子槍是電子束熔煉爐的心臟。它包括槍頭(一般由燈絲、陰極、陽極等組成)、聚焦線圈和偏轉線圈等。電子槍按其結構形式可分為軸向槍(或稱皮爾斯槍)、非自加速環形槍、自加速環形槍及橫向槍,它們的基本結構及其在電子束熔煉過程中的工作情況示於圖2。電子槍的數量有單槍、雙槍和多槍等。

6. 循環經濟企業與非循環經濟企業成本對照資料

10年間鋼產量提高3倍、利潤提高11倍,而噸鋼成本卻呈反比例下降。濟鋼已經從一個地方鋼鐵企業躋身全國十大鋼行列,經濟效益在全國鋼鐵行業排名第8,中厚板連續11年在全國同行業成本最低,連續多年產量第一、出口量第一。但就在上世紀80年代末,濟鋼還和國內許多鋼鐵企業一樣,面臨著行業的疲軟、國內外激烈的市場競爭。就在當時,環境與資源問題也越來越引起世界各國的高度重視,以大量消耗資源、犧牲環境為代價的經濟增長方式走到了盡頭。
「邯鋼的市場倒推成本,使得物耗成本大大降低,很快,降低成本就成了當時全國鋼鐵行業的中心任務。」濟南鋼鐵股份有限公司執行董事兼總經理馬旺偉在接受記者采訪時回憶說,濟鋼通過考察學習經驗、分析鋼鐵行業成本構成,進一步發現,正常的物料消耗只佔可變成本的小頭,對於鋼鐵行業來說,能源消耗是大頭。「降低成本的主要空間就在於節能降耗,一方面鋼鐵企業的生產過程本身就是大量消耗能源的過程;另一方面,鋼鐵企業的環境污染也主要源於高能耗、高物耗。」這也就是說,節能降耗不僅能夠增加效益,還能從源頭上消除污染。1987年就開始著力研究節能降耗的濟南鋼鐵在10多年的時間里摸索出了行業領先經驗。

廢物,放錯了位置的資源

上世紀70年代,煉鋼之後的廢棄鋼渣基本上是堆放到濟鋼在鮑山附近買來的一片空地上,比鮑山還大。渣山不僅佔用土地資源,而且在雨季時也污染水資源,並通過下滲進一步影響土質。但這就是當時全國各地大小鋼廠普遍採取的做法——買地造山。後來,某鋼鐵廠一位總經理曾因治理渣山成了當時的全國勞模,而做法無非就是把堆放的渣山鏟平,還沒有對鋼渣進行回收利用。濟鋼通過技術創新發明了國家級專利技術——鋼渣水淬技術,將鋼渣回收利用,作為燒結工序的原料,變廢為寶。馬旺偉是該專利技術的持有人之一。

「經過分析我們發現,丟棄的鋼渣中含有3%-5%的金屬顆粒,13%-19%的氧化鐵,這些都是可利用的礦石原料。」說話間,馬旺偉拿出計算器:「按照三氧二鐵計算,回收4噸鋼渣可節省1噸礦石,鐵礦石800元一噸,這就意味著,回收利用一噸鋼渣可降低200元成本。」不僅如此,鋼渣中還含有游離態的氧化鈣等非常有益的其他成分,一噸鋼渣回收利用後還可以節約1/3噸石灰。這不僅為濟鋼帶來了可觀的經濟效益,實現了資源的再生利用。

「所以,我們總經理李長順說,鋼廠無廢物,廢物就是放錯了位置的資源。」說起濟鋼的循環經濟來,馬旺偉如數家珍。80年代鋼廠煤氣放散是司空見慣的事,「我們就想,買來重油加熱鋼坯形成煤氣放散,多麼大的能源浪費啊。重油多少錢一噸呢?1000多元!難道我們就不能不買重油用煤氣嗎?」於是,1987年濟鋼開始試用閉路集中煤氣,一舉成功,實現了煤代油的突破。不僅加熱鋼坯用回收的煤氣,逐步變成所有的加熱均使用煤氣,而且按照焦爐、馬爐、轉爐等不同情況分類使用逐步提升,如今已經形成了自我知識產權。

技術創新是永無止境的。「煤氣資源還有潛力可挖,於是我們又採用新技術,使用蓄熱式加熱爐,又比平常節約了30%的煤氣。」不僅如此,馬旺偉說,濟鋼還率先在全國建成燃氣—蒸汽聯合發電的發電機組。2003年3月開工建設,次年7月投產運營,總裝機容量2×68MW。濟鋼自用電率25%,綜合效率近50%,年發電量9.9億千瓦時,使噸鋼可比能耗下降50千克標准煤,與常規煤電機組相比,效率提高50%。就是這項燃氣—蒸汽聯合循環發電工程,成為濟鋼一直以來積極探索的循環經濟發展模式的典範項目。

據了解,濟鋼發電廠正在研究新上馬兩套發電設備,到2006年,年發電量至少可達到40億度以上,這相當於整個濟南市供電局發電量的1/5,不僅能實現用電全部自給,而且可以向外輸電。據估算,僅發電一項,便可使濟鋼節約15億人民幣左右。燃氣———蒸汽聯合發電項目不僅讓濟鋼獲得了巨大的經濟效益,同時,由於濟鋼發電廠燃燒的是碳氫化合物,釋放出來的是大量的水和少量的二氧化碳,這也大大減輕了環境污染的壓力。

創新中循環,循環中高效

資源有限,創意無限;無限創意,無限資源。在不斷創新和持續循環中,濟鋼實現了高效發展。馬旺偉這樣總結濟鋼10多年來發展循環經濟的理念。濟鋼不僅學習邯鋼的「市場倒推成本」,而且正算,通過創新和技術進步挖掘自己的潛力,濟鋼10年間節能降耗降低成本60多億元。

在上世紀90年代中期,濟鋼主要以降低成本為關注點,實施了以煉鐵全熟料、煉鋼全精煉、全連鑄、軋鋼全一火成材和提高高爐噴煤量,即以「四全一噴」為主要內容的工藝節能優化。在這一過程中,濟鋼的產品成本持續降低,每年都消化了巨額的增支減利因素,實現了年年盈利。 鋼鐵企業用水95%以上用於工藝冷卻降溫和環保除塵。據馬旺偉回憶,在他剛大學畢業進入濟鋼工作時,濟鋼生產用水主要采自地下水,噸鋼耗水52立方米,而目前已經降至3.7立方以下。用水量幾十倍地下降,是怎麼做到的呢?記者在濟鋼集團生產現場了解到,水在完成了降溫的第一個任務之後,暫時到水處理站的大水箱里「休息」,水裡的一些金屬懸浮顆粒在這個地方經過一定的程序會被帶走,剩下的水則會變成「暴雨」降到沉澱水池裡,濟鋼集團能源部的劉科告訴記者,「下雨」的過程本身可以降溫,沉澱水池可以將水中的雜質留下。溫度、水質符合要求之後,一部分再回到生產工序的源頭做重復動作,而另一部分水則多了一份額外任務———做黑魚、羅非魚等的飼養用水,這些水在經過凈化之後,又可以回到生產工藝中,也可以用作綠化園林的中水。

不僅生產用水循環利用,濟鋼還在濟南市首家建設了生活區污水處理廠,日處理能力7200萬噸,經處理之後的凈水也加入到了生產用水的隊伍中,鮑山人工瀑布就是一部分凈化後的生活用水的「功勞」,瀑布水完成了美化環境的使命之後,也回到生產環節進行工藝降溫或除塵。這樣,經過循環利用,只需少量補給新水即可,噸鋼綜合耗新水降低77%。馬旺偉告訴記者,2005年濟鋼集團可實現1000萬噸的產量,這就比過去節約近20億元的水資源費。

「循環經濟就是知識型經濟、創新型經濟,必須緊緊依靠技術創新、管理創新。」馬旺偉說。濟鋼堅持不懈地推行清潔生產,探索發展循環經濟的模式,實現了成本、質量、安全、環境、效益的和諧發展,為企業爭取了發展空間,為社會減輕了環境負荷。據介紹,與1995年相比,濟鋼噸鋼耗新水降低了77%,年節水效益2.8億元,噸鋼綜合能耗下降4成以上,累積節約標准煤1300萬噸,價值90億元以上。這使得濟鋼在激烈的市場競爭中保持了低成本競爭優勢,而且產品競爭力也顯著增強,2004年濟鋼高技術含量、高附加值的品種板比例達到了63%,初步實現了由普碳鋼材為主向品種鋼材為主的轉變,形成了差異化競爭優勢。

通過發展循環經濟,濟鋼獲得了可觀的經濟效益,與1995年相比,2004年的鋼產量提高了3倍,各類排放物排放總量不僅沒有增加,而且大幅度降低,其中,噸鋼綜合外排污水由14.9立方米下降到1.7立方米,降低了89%。「我們的目標是,生活、生產用水統統做到零排放,不僅如此,還要實現固體廢棄物外排為零。」馬旺偉自信地表示。

資源有限,創意無限,用無限的創意就可以爭取無限的資源。濟鋼的成功經驗引起了國家發改委的高度重視和認可。2005年4月29日,在兩會期間聽取了濟鋼集團總經理李長順的工作匯報之後,國家發改委主任馬凱履約到濟鋼考察,考察中,馬凱主任對於一個老鋼鐵企業能夠有今天的成績感到「非常驚訝、滿意」。國家發改委對濟鋼發展循環經濟的做法給予高度評價,認為濟鋼是一面旗幟,符合中央倡導的循環經濟的理念,可以把濟鋼納入循環經濟試點,今後將在政策、資金、技術和人員力量等方面給予傾斜。據了解,中國模擬技術的創始人、中科院院士游景玉已經親臨濟鋼,指導利用模擬技術提高能源的綜合利用,這在全國鋼鐵行業中還是第一家獲此殊榮。

循環經濟

循環經濟的概念,最早由美國經濟學家鮑爾丁於上個世紀60年代提出,主要指在人、自然資源和科學技術的大系統內,在資源投入、企業生產、產品消費及其廢棄的全過程中,把傳統的依賴資源消耗的線形增長經濟,轉變為依靠生態型資源循環來發展的經濟。

循環經濟是依靠技術進步和加強管理,通過「減少、再利用和再循環」提高資源和能源利用效率,實現少投入、高產出、低污染。循環經濟不僅是清潔生產或者環境保護,更是一種理論和觀念。

循環經濟學與傳統經濟學的區別在於,循環經濟學要最大限度地優化配置自然資源,最大限度地提高資源利用效率;而傳統經濟學重在最大限度地開發自然資源,最大限度地創造社會財富,最大限度地獲取利潤。事實證明,傳統經濟學的做法難以持續。

中國在20世紀90年代引入了循環經濟思想,此後對於循環經濟的理論研究和實踐不斷深入。中國正在把發展循環經濟、建立循環型社會看作是實施可持續發展戰略的重要途徑。

中國將立法促進循環經濟

全國人大常委會環資委副主任馮之浚不久前表示,中國正在起草《循環經濟促進法》。

中國工程院院士劉人懷表示,中國經濟增長,在很大程度上依靠物質資源的高消耗。據介紹,中國建築能耗超過發達國家2~3倍,其中,水泥的能耗高於世界先進水平50%,城市擴張嚴重威脅著有限的土地資源。高消耗的發展模式使中國本來緊張的資源形勢日趨嚴峻。轉變經濟增長方式已成當務之急。循環經濟是對資源的高效利用和循環利用,具有低消耗、低排放、高效率的特點。

國家發改委經濟體制與管理研究所循環經濟研究中心主任、中國循環經濟發展戰略課題組組長楊春平在西方發達國家考察後發現,立法推進循環經濟是其基本經驗。 ◆導報記者許慧艷通訊員王峰濟南報道

(編輯:廈門節能中心)

7. 如何煉鋼

1、按冶煉方法分類:

平爐鋼:包括碳素鋼和低合金鋼。按爐襯材料不同又分酸性和鹼性平爐鋼兩種。

轉爐鋼:包括碳素鋼和低合金鋼。按吹氧位置不同又分底吹、側吹和氧氣頂吹轉爐鋼三種。

電爐鋼:主要是合金鋼。按電爐種類不同又分電弧爐鋼、感應電爐鋼、真空感應電爐鋼和電渣爐鋼四種。

沸騰鋼、鎮靜鋼和半鎮靜鋼:按脫氧程度和澆注制度不同區分。

2、按化學成分分類:

碳素鋼:是鐵和碳的合金。據中除鐵和碳之外,含有硅、錳、磷和硫等元素。按含碳量不同可分 為低碳(C<0.25%)、中碳(C:0.25%-0.60%)和高碳(C>0.60%)鋼三類。碳含量小於0.04%的鋼稱工業純鐵。

普通低合金鋼:在低碳普碳鋼的基礎上加入少量合金元素(如硅、鈣、鈦、鈮、硼和稀土元素等,其總量不超過3%)。而獲得較好綜合性能的鋼種。

合金鋼:是含有一種或多種 適量合金元素的鋼種,具有良好和特殊性能。按合金元素總含量不同可分為低合金(總量<5%)、中合金(合金總量在5%-10%)和高合金(總量>10%)鋼三類。

3、按用途分類:

結構鋼:按用途不同分建造用鋼和機械用鋼兩類。建造用鋼用於建造鍋爐、船舶、橋梁、廠房和其他建築物。機械用鋼用於製造機器或機械零件。

工具鋼:用於製造各種工具的高碳鋼和中碳鋼,包括碳素工具鋼、合金工具鋼和高速工具鋼等。

特殊鋼:具有特殊的物理和化學性能的特殊用途鋼類,包括不銹耐酸鋼、耐熱鋼、電熱合金和磁性材料等。

常用冶煉方法

1、轉爐煉鋼:

一種不需外加熱源、主要以液態生鐵為原料的煉鋼方法。其主要特點是靠轉爐內液態生鐵的物理熱和生鐵內各組分,如碳、錳、硅、磷等與送入爐內的氧氣進行化學反應所產生的熱量作冶煉熱源來煉鋼。爐料除鐵水外,還有造渣料(石灰、石英、螢石等);為了調整溫度,還可加入廢鋼以及少量的冷生鐵和礦石等。轉爐按爐襯耐火材料性質分為鹼性(用鎂砂或白雲為內襯)和酸性(用硅質材料為內襯);按氣體吹入爐內的部分分為底吹頂吹和側吹;按所採用的氣體分為空氣轉爐和氧氣轉爐。酸性轉爐不能去除生鐵中的硫和磷,須用優質生鐵,因而應用范圍受到限制。鹼性轉爐適於用高磷生鐵煉鋼,曾在西歐獲得較大發展。空氣吹煉的轉爐鋼,因其含氮量高,且所用的原料有局限性,又不能多配廢鋼,未在世界范圍內得到推廣。1952年氧氣頂吹轉爐問世,現已成為世界上的主要煉鋼方法。在氧氣頂吹轉爐煉鋼法的基礎上,為吹煉高磷生鐵,又出現了噴吹石灰粉的氧氣頂吹轉爐煉鋼法。隨氧氣底吹的風嘴技術的發展成功,1967年德國和法國分別建成氧氣底吹轉爐。1971年美國引進此項技術後又發展了底吹氧氣噴石灰粉轉爐,用於吹煉含磷生鐵。1975年法國和盧森堡又開發成功頂底復合吹煉的轉爐煉鋼法。

2、氧氣頂吹轉爐煉鋼:

用純氧從轉爐頂部吹煉鐵水成鋼的轉爐煉鋼方法,或稱LD法;在美國通常稱BOF法,也稱BOP法。它是現代煉鋼的主要方法。爐子是一個直立的坩堝狀容器,用直立的水冷氧槍從頂部插入爐內供氧。爐身可傾動。爐料通常為鐵水、廢鋼和造渣材料;也可加入少量冷生鐵和鐵礦石。通過氧槍從熔池上面向下吹入高壓的純氧(含O299.5%以上),氧化去除鐵水中的硅、錳、碳和磷等元素,並通過造渣進行脫磷和脫硫。各種元素氧化所產生的熱量,加熱了熔池的液態金屬,使鋼水達到現定的化學成分和溫度。它主要用於冶煉非合金鋼和低合金鋼;但通過精煉手段,也可用於冶煉不銹鋼等合金鋼。

3、氧氣底吹轉爐煉鋼:

通過轉爐底部的氧氣噴嘴把氧氣吹入爐內熔池,使鐵水冶煉成鋼的轉爐煉鋼方法。其特點是;爐子的高度與直徑比較小;爐底較平並能快速拆卸和更換;用風嘴、分配器系統和爐身上的供氧系統代替氧氣頂吹轉爐的氧槍系統。由於吹煉平穩、噴濺少、煙塵量少、渣中氧化鐵含量低,因此氧氣底吹轉爐的金屬收得率比氧氣頂吹轉爐的高1%~2%;採用粉狀造渣料,由於顆粒細、比表面大,增大了反應界面,因此成渣快,有利於脫硫和脫磷。此法特別適用於吹煉中磷生鐵,因此在西歐用得最廣。

4、連續煉鋼:

不分爐次地將原料(鐵水、廢鋼)從爐子一端不斷地加入,將成品(鋼水)從爐子的另一端不斷地流出的煉鋼方法。連續煉鋼工藝的設想早在19世紀就已出現。由於這種工藝具有設備小、工藝過程簡單而且穩定等潛在優越性,幾十年來許多國家都作了各種各樣方法的大量試驗,其中主要有槽式法、噴霧法和泡沫法三類,但迄今為止都尚未投入工業化生產。

5、混合煉鋼:

用一個爐子煉鋼、另一個電爐煉還原渣或還原渣與合金,然後在一定的高度下進行沖混的煉鋼方法。用此法處理平爐、轉爐及電爐所煉鋼水,可提高鋼的質量。沖混可增加渣、鋼間的接觸面積,加速化學反應以及脫氧、脫硫,並有吸附和聚合氣體及夾雜物的作用,從而提高鋼的純結度和質量。

6、復合吹煉轉爐煉鋼:

在頂吹和底吹氧氣轉爐煉鋼法的基礎上,綜合兩者的優點並克服兩者的缺點而發展起來的新煉鋼方法,即在原有頂吹轉爐底部吹入不同氣體,以改善熔池攪拌。目前,世界上大多數國家用這種煉鋼法,並發展了多種類型的復吹轉爐煉鋼技術,常見的如英國鋼公司開發的以空氣+N2或Ar2作底吹氣體、以N2作冷卻氣體的熔池攪拌復吹轉爐煉鋼法——BSC——BAP法,德國克勒克納——馬克斯冶金廠開發的用天然保護底槍、從底部向熔池分別噴入煤和氧的KMS法、日本川崎鋼鐵公司開發的將占總氧量30%的氧氣混合石灰粉一道從爐底吹入熔池的K——BOP法以及新日本鋼鐵公司開發的將占總氧量10%——20%的氧氣從底部吹入,並用丙烷或天然氣冷卻爐底噴嘴的LD——OB法等。

7、頂吹氧氣平爐煉鋼:

從50年代中期開始,在平爐生產中採用1~5支水冷氧槍由爐頂插入熔煉室,直接向熔池吹氧的煉鋼方法。該法改善了熔池反應的動力學條件,使碳氧反應的熱效應由原來的吸熱變為放熱,並改善了熱工條件;生產率大幅度地得到提高。

8、電弧爐煉鋼:

利用電弧熱效應熔煉金屬和其他物料的一種煉鋼方法。煉鋼用三相交流電弧爐是最常見的直接加熱電弧爐。煉鋼過程中,由於爐內無可燃氣體,可根據工藝要求,形成氧化性或還原性氣氛和條件,故可以用於冶煉優質非合金鋼和合金鋼。按電爐每噸爐容量的大小,可將電弧爐分為普通功率電弧爐、高功率電弧爐和超高功率電弧爐。電弧爐煉鋼向高功率、超高功率發展的目的是為了縮短冶煉時間、降低電耗、提高生產率、降低成本。隨著高功率和超高功率電爐的出現,電弧爐已成為熔化器,一切精煉工藝都在精煉裝置內進行。近十年來直流電弧爐由於電極消耗低、電壓波動小和噪音小而得到迅速發展,可用於冶煉優質鋼和鐵合金。

9、STB法:

原文為Sumitomo Top and Bottom blowing process,由日本住友金屬公司開發的頂底復吹轉爐煉鋼法。該法綜合了氧氣頂吹轉爐煉鋼法和氧氣底吹轉爐煉鋼法兩者的優點。用於吹煉低碳鋼,脫磷效果好且成本下降顯著。所用的底吹氣體為O2、CO2、N2等。在STB法基礎上又開發了從頂部噴吹粉末的STB—P法,進一步改善了高碳鋼的脫磷條件,並用於精煉不銹鋼。

10、RH法:

又稱循環法真空處理。由德國Ruhrstahl/Heraeus二公司共同開發。真空室下方裝有兩個導管,插入鋼水,抽真空後鋼水上升至一定高度,再在上升管吹入惰性氣體Ar、Ar上升帶動鋼液進入真空室接受真空處理,隨後經另一導管流回鋼包。真空室上裝有加合金的加料系統。此法已成為大容量鋼包(>80t)的鋼水主要真空處理方法。

11、RH—OB:

RH吹氧法。是在真空循環脫氣(RH)法中加上吹氧操作(Oxygen Blowing)來升溫。用於精煉不銹鋼,是利用減壓下可優先進行脫碳反應;用於精煉普通鋼則可減輕轉爐負荷。也可採用加鋁升溫。

12、OBM—S法:

原文為Oxygen Bottom Maxhutte—Scarp,由德國Maxhutte-Klockner廠發明的以天然氣或丙烷作底吹氧槍冷卻介質的氧氣底吹轉爐煉鋼法。OBM—S是在OBM氧氣底吹轉爐的爐帽上安裝側吹氧槍,底部氧槍吹煤氣、天然氣預熱廢鋼,從而達到增加廢鋼比的目的。

13、NK—CB法:

原文為NKK Combined Blowing System,由日本鋼管公司於1973年建立的頂底復吹轉爐煉鋼法,即在頂吹的同時,從爐底吹入少量氣體(Ar,CO2,N2),以加強鋼渣的攪拌,並控制鋼水中的CO分壓。該法採用多孔磚噴嘴,用於煉低碳鋼可降低成本;用於煉高碳鋼則有利於脫磷。該法應與鐵水預處理工藝結合起來

14、MVOD:

在VAD法的設備上增設水冷氧槍,使之在真空下可吹氧脫碳的方法,由於真空下脫碳為放熱反應,可省去VAD法的真空加熱措施。操作過程與VOD法相同。

15、LF法:

原文為Ladle Furnace,是1971年日本特殊鋼公司(大同鋼特殊鋼公司)開發的鋼包爐精煉法。其設備和工藝由氬氣攪拌、埋弧加熱和合金加料系統組合而成。這種工藝的優點是:能精確地控制鋼水化學成分和溫度;降低夾雜物含量;合金元素收得率高。LF爐已成為煉鋼爐與連鑄機之間不可缺少的一種爐外精煉設備。

16、LD煉鋼法:

1952年奧鋼聯林茨(Linz)廠與奧地利阿爾卑斯礦冶公司多納維茨(Donawitz)廠最早在工業上開發成功的氧氣頂吹轉爐煉鋼法,並以該兩廠的第一個字母而命名。該法問世後在全世界范圍迅速得到推廣。美國稱此法為BOF或BOP法,即Basic Oxygen Furnace 或Process 的簡稱。詳見氧氣頂吹, 轉爐。

17、LD—OTB法:

原文為LD—Oxgyen Top an Bottom Process,由日本神戶制鋼公司加古川廠開發的頂底復合吹煉轉爐煉鋼工藝。其特點是使用了專門的底吹單環縫形噴嘴(SA噴嘴),因而底吹氣體能控制在很寬的范圍內。底部吹入惰性氣體。

18、LD—HC法:

原文為LD—Hainaut Saubre CRM,系比利時開發的用於吹煉高磷鐵水的頂底復合吹煉轉爐煉鋼法,即LD+底吹氧,用碳氫化合物保護噴嘴。

19、LD-AC法:

原文為LD - Arbed - Centre National,法國鋼鐵研究所開發的頂吹氧氣噴石灰粉煉鋼法,用於吹煉高磷鐵水。

20、KS法:

原文Klockner Steelmaking,系採用100%固體料操作的底部噴煤粉氧氣轉爐煉鋼工藝。底吹氧比率為60%~100%。

21、K—ES法:

將底吹氣體技術、二次燃燒技術和噴煤粉技術結合起來的電弧爐煉鋼法,它是由日本東京煉鋼公司和德國Kiokner公司共同開發的技術,可以以煤代電。

22、FINKL—VAD法:

電弧加熱鋼包脫氣法或稱真空電弧脫氣法。其特點是在真空室的蓋上增設有電弧加熱裝置,並在真空下用氬氣攪拌。該法的脫氣效果穩定,而且能脫硫、脫碳和加入大量合金。設備主要由真空室、電弧加熱系統、合金加料裝置、抽真空系統及液壓系統組成。

23、DH法:

德國Dortmund Horder聯合冶金公司開發的一種真空處理裝置。內襯耐火材料的真空室,下部裝上有耐火襯的導管插入鋼包,真空室或鋼包周期性地放下與提升,使一部分鋼水進入真空室,處理後返回鋼包。上部有加合金料裝置和真空加熱保溫裝置。目前已不再建造這種設備。

24、CLU法:

一種不銹鋼的精煉方法。其原理與AOD法相同,物點是採用水蒸氣代替氬氣。該方法是法國Creusot-Loire公司和瑞典Uddeholm公司共同研製成功的,並於1973年正式投入生產。水蒸氣與鋼液接觸後分解為H2和O2;H2使CO分壓降低。同時,該分解反應為吸熱反應,因而可抑制鋼液溫度上升。但鉻的氧化燒損比AOD法的嚴重。

25、CAS法:

原文為Composition adjustment by sealed argonbubbling,是在氬氣密封下進行合金成分微調的爐外精煉方法。該法由鋼包底部吹氬,將渣排開後,下降浸漬罩,繼續吹氬,然後加合金微調成分。其優點是可精確控製成分,且合金收得率高。

26、CAS—OB法:

原文為Compositon adjustment by sealed argon bubbling with oxygen blowing,是在CAS設備上增設吹氧槍的爐外精煉方法。降可微調合金成分外,它還可加鋁並吹氧升溫(化學熱法),升溫速度為5~13℃/分。這種方法可使鋼水溫度精確地控制在±3℃,從而有利於配合連鑄生產。

27、ASEA-SKF法:

瑞典開發的一種鋼包精煉法。它採用低頻電磁攪拌,在常壓下進行電弧加熱,在鋼包中造渣精煉,在另一工位真空除氣,並設有氧槍,可在減壓下吹氧脫碳。為了提高精煉效果,它還可在鋼包底部通過多孔磚吹氬攪拌,並能加入合金調整鋼液成分。

28、AOD法:

氬氧脫碳法和簡稱,原文為Argon-Oxygen Decarburisation,是冶煉低碳不銹鋼的主要精煉法。1964年由美國碳化物公司研製成功,1968年用於實際生產。其冶金原理是用Ar稀釋CO,使其分壓降低,達到真空的效果,從而使碳脫到很低的水平。AOD爐體和傳動裝置與轉爐相類似,風眼安放在接近爐底的側壁上,向爐內吹入的是Ar+O2混合氣體,原料為初煉爐熔化的鋼水。吹煉過程分為氧化期、還原期、精煉期。它已成為不銹鋼的主要生產工藝。

特殊冶金法

包括電渣重熔、真空冶金、等離子冶金、電子束熔煉、區域熔煉等多種煉鋼方法的總稱。某些高新技術或特殊用途要求特高純度的鋼,若用普通煉鋼方法加爐外精煉達不到要求時,則可採用特殊冶金方法煉制。

電渣重熔:將冶煉好的鋼鑄造或鍛壓成為電極,通過熔渣電阻熱進行二次重熔的精煉工藝,也稱ESR。它的熱源來自熔渣電阻熱,重熔時自耗電極浸入熔渣中,電流通過電離後的熔渣,使熔渣升溫達到比被熔自耗電極熔點高得多的溫度。插入熔渣中的自耗電極端頭熔化後形成熔滴,並靠自重穿越渣池,得到渣洗精煉而後在減少空氣污染的情況下進入金屬熔池。鋼錠與結晶器壁之間形成薄的渣皮,既減緩了徑向冷卻,也改善了成品鋼錠表面質量,藉助結晶器底部水冷,凝固成軸向結晶傾向和偏析少的重熔鋼錠,改善了熱加工塑性。

等離子冶金:以等離子流為熱源的冶金過程,即利用等離子槍將電能轉變為定向等離子射流中的熱能。等離子射流具有電弧穩定、熱量高度集中、可達到非常高的溫度等特點。有的等離子槍的工作溫度高達5000~20000℃。等離子槍可用惰性氣體(Ar)、還原性氣體(H2)等為介質,以達到不同的冶金目的。等離子爐可用於熔煉高熔點金屬和活潑金屬以及金屬或合金的提純。等離子體技術也已用於鋼鐵廠廢塵處理和鐵合金生產工藝。

噴射冶金:為加速液體金屬與物料的物理化學反應,用氣體噴射的方法把粉末物料送入液體金屬,完成冶金反應的工藝,亦稱噴粉冶金。該工藝廣泛用於鐵水予處理和鋼包精煉,以達到脫硫、脫氧、成分微調、使夾雜物變性的目的。此工藝的反應速度快,物料利用率高。

區域熔煉:1952年W.G.Pfann提出的一種利用液固相中雜質元素溶解度不同的特點提煉金屬的工藝。其操作原理是:設一個均勻的固態金屬棒中有一小段金屬被熔化成液體,那麼,若這一小段液態區域自左向右緩慢移動,則每移動一次,雜質都會重新分布,其效果就相當於把雜質驅趕到右端。經過多次這樣的重復,左端金屬便可達到很高的純度。

真空冶金:在低於0.1MPa至超高真空條件下[133.3×(<760~10-12)Pa]進行的冶金過程,包括金屬及合金的提煉、冶煉、重熔、精煉、成形和熱處理。目的主要在於:①減少金屬受氣相的污染;②降低溶解於金屬中的氣體或易揮發的雜質含量;③促進有氣態產物的化學反應;④避免由耐火材料容器帶來的污染。以適應高性能金屬材料及新型金屬材料的需要。隨著生產電熱材料、電工合金、軟磁合金以及高溫鎳基合金等高性能和新型金屬材料的需要,發展了各種真空熔煉方法,主要有真空電阻熔煉、真空感應熔煉、真空電弧重熔、電子束熔煉及電渣重熔等。

真空電弧熔煉:在真空(10-2~10-1Pa)下藉助電弧供熱重熔金屬和合金的工藝,也稱VAR法。其過程是:以水冷銅坩堝為正極,被熔自耗電極接在經滑動密封進入爐體的假電極上為負極,輸入低壓直流電流在電極與坩堝底之間引弧,藉助電弧供熱重熔金屬和合金。伴隨自耗電極的熔化,通過控制電極的下降速度,將自耗電極重熔為成分均勻、組織緻密、純凈度高和偏析少的重熔鋼錠。它不僅用於重熔活性金屬和耐熱難熔金屬,而且也用於重熔使用要求較嚴格的高溫合金和特殊鋼。

真空電子束熔煉:在較高真空(133.3×10-4~133.3×10-8Pa)下用電子槍發射電子束,轟擊被熔煉物料(作為陽極),使之熔化並滴入水冷銅結晶器凝固成錠的熔煉方法。錠由機械裝置連續抽出。此法可以調節能量分布,控制熔化速度。電子束重熔材料的純凈度比其他真空熔煉法的更高。它適於熔煉鎢、鉬等金屬及其合金、高級合金鋼、高溫合金和超純金屬。

真空電阻熔煉:在真空下以電流通過導體所產生的熱為熱源的熔煉方法。一般採取間接加熱,由電熱體把熱能傳給爐中物料。根據需要,電阻爐內的氣氛可以是惰性或保護性的。真空電阻爐可設計成熔煉爐或熱處理爐。

真空感應熔煉:在真空下利用感應電熱效應熔煉金屬和合金的工藝。按爐料和容量選擇電源頻率。它有高頻(>104Hz)和中頻(50~104Hz)以及工頻(50或60Hz)兩類。感應爐又分有芯(閉槽式)和無芯(坩堝式)兩大類。前者電熱效率高,功率因數高,但要有起熔體,熔煉溫度低,適用於單一品種的連續熔煉;後者熔煉溫度高,電熱效率低,適於特殊鋼和鎳基合金等的熔煉。真空感應熔煉在高溫合金、高強度鋼和超高強度鋼等生產中得到廣泛應用。

煉鋼工藝過程

造渣:調整鋼、鐵生產中熔渣成分、鹼度和粘度及其反應能力的操作。目的是通過渣——金屬反應煉出具有所要求成分和溫度的金屬。例如氧氣頂吹轉爐造渣和吹氧操作是為了生成有足夠流動性和鹼度的熔渣,以便把硫、磷降到計劃鋼種的上限以下,並使吹氧時噴濺和溢渣的量減至最小。

出渣:電弧爐煉鋼時根據不同冶煉條件和目的在冶煉過程中所採取的放渣或扒渣操作。如用單渣法冶煉時,氧化末期須扒氧化渣;用雙渣法造還原渣時,原來的氧化渣必須徹底放出,以防回磷等。

熔池攪拌:向金屬熔池供應能量,使金屬液和熔渣產生運動,以改善冶金反應的動力學條件。熔池攪拌可藉助於氣體、機械、電磁感應等方法來實現。

電爐底吹:通過置於爐底的噴嘴將N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等氣體根據工藝要求吹入爐內熔池以達到加速熔化,促進冶金反應過程的目的。採用底吹工藝可縮短冶煉時間,降低電耗,改善脫磷、脫硫操作,提高鋼中殘錳量,提高金屬和合金收得率。並能使鋼水成分、溫度更均勻,從而改善鋼質量,降低成本,提高生產率。

熔化期:煉鋼的熔化期主要是對平爐和電爐煉鋼而言。電弧爐煉鋼從通電開始到爐料全部熔清為止、平爐煉鋼從兌完鐵水到爐料全部化完為止都稱熔化期。熔化期的任務是盡快將爐料熔化及升溫,並造好熔化期的爐渣。

氧化期和脫炭期:普通功率電弧爐煉鋼的氧化期,通常指爐料溶清、取樣分析到扒完氧化渣這一工藝階段。也有認為是從吹氧或加礦脫碳開始的。氧化期的主要任務是氧化鋼液中的碳、磷;去除氣體及夾雜物;使鋼液均勻加熱升溫。脫碳是氧化期的一項重要操作工藝。為了保證鋼的純凈度,要求脫碳量大於0.2%左右。隨著爐外精煉技術的發展,電弧爐的氧化精煉大多移到鋼包或精煉爐中進行。

精煉期:煉鋼過程通過造渣和其他方法把對鋼的質量有害的一些元素和化合物,經化學反應選入氣相或排、浮入渣中,使之從鋼液中排除的工藝操作期。

還原期:普通功率電弧爐煉鋼操作中,通常把氧化末期扒渣完畢到出鋼這段時間稱為還原期。其主要任務是造還原渣進行擴散、脫氧、脫硫、控制化學成分和調整溫度。目前高功率和超功率電弧爐煉鋼操作已取消還原期。

爐外精煉:將煉鋼爐(轉爐、電爐等)中初煉過的鋼液移到另一個容器中進行精煉的煉鋼過程,也叫二次冶金。煉鋼過程因此分為初煉和精煉兩步進行。初煉:爐料在氧化性氣氛的爐內進行熔化、脫磷、脫碳和主合金化。精煉:將初煉的鋼液在真空、惰性氣體或還原性氣氛的容器中進行脫氣、脫氧、脫硫,去除夾雜物和進行成分微調等。將煉鋼分兩步進行的好處是:可提高鋼的質量,縮短冶煉時間,簡化工藝過程並降低生產成本。爐外精煉的種類很多,大致可分為常壓下爐外精煉和真空下爐外精煉兩類。按處理方式的不同,又可分為鋼包處理型爐外精煉及鋼包精煉型爐外精煉等。

鋼液攪拌:爐外精煉過程中對鋼液進行的攪拌。它使鋼液成分和溫度均勻化,並能促進冶金反應。多數冶金反應過程是相界面反應,反應物和生成物的擴散速度是這些反應的限制性環節。鋼液在靜止狀態下,其冶金反應速度很慢,如電爐中靜止的鋼液脫硫需30~60分鍾;而在爐精煉中採取攪拌鋼液的辦法脫硫只需3~5分鍾。鋼液在靜止狀態下,夾雜物靠上浮除去,排除速度較慢;攪拌鋼液時,夾雜物的除去速度按指數規律遞增,並與攪拌強度、類型和夾雜物的特性、濃度有關。

鋼包喂絲:通過喂絲機向鋼包內喂入用鐵皮包裹的脫氧、脫硫及微調成分的粉劑,如Ca-Si粉、或直接喂入鋁線、碳線等對鋼水進行深脫硫、鈣處理以及微調鋼中碳和鋁等成分的方法。它還具有清潔鋼水、改善非金屬夾雜物形態的功能。

鋼包處理:鋼包處理型爐外精煉的簡稱。其特點是精煉時間短(約10~30分鍾),精煉任務單一,沒有補償鋼水溫度降低的加熱裝置,工藝操作簡單,設備投資少。它有鋼水脫氣、脫硫、成分控制和改變夾雜物形態等裝置。如真空循環脫氣法(RH、DH),鋼包真空吹氬法(Gazid),鋼包噴粉處理法(IJ、TN、SL)等均屬此類。

鋼包精煉:鋼包精煉型爐外精煉的簡稱。其特點是比鋼包處理的精煉時間長(約60~180分鍾),具有多種精煉功能,有補償鋼水溫度降低的加熱裝置,適於各類高合金鋼和特殊性能鋼種(如超純鋼種)的精煉。真空吹氧脫碳法(VOD)、真空電弧加熱脫氣法(VAD)、鋼包精煉法(ASEA-SKF)、封閉式吹氬成分微調法(CAS)等,均屬此類;與此類似的還有氬氧脫碳法(AOD)。

惰性氣體處理:向鋼液中吹入惰性氣體,這種氣體本身不參與冶金反應,但從鋼水中上升的每個小氣泡都相當於一個「小真空室」(氣泡中H2、N2、CO的分壓接近於零),具有「氣洗」作用。爐外精煉法生產不銹鋼的原理,就是應用不同的CO分壓下碳鉻和溫度之間的平衡關系。用惰性氣體加氧進行精煉脫碳,可以降低碳氧反應中CO分壓,在較低溫度的條件下,碳含量降低而鉻不被氧化。

預合金化:向鋼液加入一種或幾種合金元素,使其達到成品鋼成分規格要求的操作過程稱為合金化。多數情況下脫氧和合金化是同時進行的,加入鋼中的脫氧劑一部分消耗於鋼的脫氧,轉化為脫氧產物排出;另一部則為鋼水所吸收,起合金化作用。在脫氧操作未全部完成前,與脫氧劑同時加入的合金被鋼水吸收所起到的合金化作用稱為預合金化。

成分控制:保證成品鋼成分全部符合標准要求的操作。成分控制貫穿於從配料到出鋼的各個環節,但重點是合金化時對合金元素成分的控制。對優質鋼往往要求把成分精確地控制在一個狹窄的范圍內;一般在不影響鋼性能的前提下,按中、下限控制。

增硅:吹煉終點時,鋼液中含硅量極低。為達到各鋼號對硅含量的要求,必須以合金料形式加入一定量的硅。它除了用作脫氧劑消耗部分外,還使鋼液中的硅增加。增硅量要經過准確計算,不可超過吹煉鋼種所允許的范圍。

終點控制:氧氣轉爐煉鋼吹煉終點(吹氧結束)時使金屬的化學成分和溫度同時達到計劃鋼種出鋼要求而進行的控制。終點控制有增碳法和拉碳法兩種方法。

出鋼:鋼液的溫度和成分達到所煉鋼種的規定要求時將鋼水放出的操作。出鋼時要注意防止熔渣流入鋼包。用於調整鋼水溫度、成分和脫氧用的添加劑在出鋼過程中加入鋼包或出鋼流中。