钢材是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工制成的一定形状、尺寸和性能的材料。大部分钢材加工都是通过压力加工,使被加工的钢(坯、锭等)产生塑性变形。根据钢材加工温度不同,可以分为冷加工和热加工两种。
广东钢材批发小编介绍一下钢材生产是一个复杂的过程,需要满足以下多方面的条件:
一、原料供应条件
铁矿石质量要求
品位合适:铁矿石的品位是指其中铁元素的含量,它是衡量铁矿石质量的重要指标。一般来说,用于钢材生产的铁矿石品位应在 60% 以上。高品位铁矿石可以减少炼铁过程中的废渣生成量,降低生产成本,提高生产效率。例如,品位为 65% 的铁矿石相较于品位为 50% 的铁矿石,在相同的炼铁工艺下,可以生产出更多的铁水,并且所需的矿石处理量和能源消耗相对较少。
杂质含量控制:除了铁元素外,铁矿石中还含有其他杂质,如硫(S)、磷(P)、硅(Si)等。这些杂质对钢材质量有很大影响。硫会使钢材产生热脆性,磷会使钢材产生冷脆性,因此在铁矿石选择上,硫、磷含量应尽可能低。通常要求铁矿石中的硫含量不超过 0.05%,磷含量不超过 0.1%。同时,适量的硅可以改善钢材的性能,但过量的硅也会带来不利影响,所以也要对硅含量进行严格控制。
辅助原料供应稳定性
熔剂供应:在炼铁和炼钢过程中,需要添加熔剂来降低矿石的熔点,改善炉渣性能。常用的熔剂有石灰石(CaCO₃)和白云石(CaMg (CO₃)₂)。这些熔剂的供应必须稳定,质量要符合要求。例如,石灰石的纯度应在 90% 以上,其粒度大小要适中,过粗的石灰石在炉内分解不完全,过细的石灰石则容易被气流带走,影响熔剂效果。
废钢供应:废钢是炼钢的重要原料之一,其供应的稳定性和质量对于钢材生产至关重要。废钢的来源广泛,包括废旧汽车、机械设备、建筑结构等。在使用废钢时,要对其进行分类和预处理,去除其中的杂质(如油污、泥沙、非铁金属等)。同时,要保证废钢的供应数量能够满足生产需求,尤其是在一些以废钢为主要原料的电炉炼钢企业,稳定的废钢供应是保证生产连续性的关键。
二、设备与工艺条件
炼铁设备要求
高炉性能:高炉是炼铁的核心设备,其性能直接影响铁水的产量和质量。高炉的容积大小决定了生产规模,现代大型高炉容积可达数千立方米。高炉的内衬要耐高温、耐侵蚀,一般采用耐火砖或耐火浇注料。同时,高炉的冷却系统要高效可靠,能够及时带走炉体的热量,防止炉衬损坏。例如,采用先进的冷却壁技术,可以有效提高高炉的使用寿命。
热风炉配套:热风炉是为高炉提供热风的设备,热风温度的高低对高炉的炼铁效率有显著影响。一般要求热风温度在 1000 - 1300℃之间。热风炉的蓄热体材料要具有良好的蓄热和放热性能,如采用格子砖或陶瓷小球作为蓄热体。并且,热风炉的燃烧系统要能够稳定地燃烧煤气,为高炉提供稳定的热风供应。
炼钢设备与工艺匹配
转炉或电炉选择:炼钢设备主要有转炉和电炉。转炉炼钢适合大规模、高效率的生产,它以铁水为主要原料,通过吹入氧气来氧化杂质,生产节奏快。电炉炼钢则以废钢为主要原料,适合生产高质量、特殊钢种。在选择炼钢设备时,要根据钢材的品种、产量要求以及原料供应情况等因素来确定。例如,生产建筑用普通钢材,一般采用转炉炼钢;生产合金钢、不锈钢等高端钢材,可能会采用电炉炼钢。
精炼工艺应用:为了提高钢材质量,在炼钢后通常需要进行精炼。精炼工艺包括 LF(钢包精炼炉)、RH(真空循环脱气)等。LF 炉主要用于调节钢水的成分和温度,进行脱氧、脱硫等操作;RH 炉则主要用于去除钢水中的氢气和氮气等有害气体,降低钢中的夹杂物含量。这些精炼工艺的合理应用可以有效改善钢材的纯净度、均匀性和性能。
轧钢设备精度控制
轧机性能:轧钢是将钢坯加工成各种钢材产品的关键环节,轧机的性能直接影响钢材的尺寸精度和表面质量。轧机的轧制力要足够大,能够满足不同规格钢材的轧制要求。同时,轧机的轧辊精度要高,其表面硬度、粗糙度等参数要符合钢材轧制的要求。例如,在轧制高精度的薄板时,轧辊的圆柱度误差应控制在很小的范围内,以保证薄板的厚度均匀性。
控温系统优化:在轧钢过程中,温度控制非常重要。不同的钢材品种和轧制工艺需要不同的轧制温度。例如,热轧时,钢坯的加热温度要根据钢材的化学成分和产品要求进行精确控制,一般在 1000 - 1250℃之间。同时,在轧制过程中,要通过冷却系统对钢材进行冷却,以获得所需的组织和性能。因此,轧钢设备的加热炉和冷却系统要能够实现精确的温度控制。
三、能源与动力条件
能源供应充足性
焦炭供应:在炼铁过程中,焦炭是重要的还原剂和热源。焦炭的质量(如固定碳含量、强度等)对高炉炼铁的效果有很大影响。一般要求焦炭的固定碳含量在 80% 以上,强度要高,以承受高炉内的压力和摩擦力。同时,焦炭的供应要充足,因为焦炭短缺会导致高炉减产甚至停产。
电力供应稳定:钢材生产过程中,许多环节都需要电力,如电炉炼钢、轧钢设备的驱动等。因此,要有稳定的电力供应。对于一些大型钢铁企业,通常会有自己的变电站和备用电源,以应对突发的电力故障。例如,在电炉炼钢过程中,突然停电可能会导致钢水凝固在炉内,造成重大损失,所以稳定的电力供应是保证生产安全和连续的关键。
动力系统可靠性
压缩空气供应:在钢铁生产中,压缩空气用于许多设备的操作,如高炉的炉顶设备、炼钢的吹氧设备等。压缩空气系统要能够提供足够压力和流量的空气。一般要求压缩空气的压力在 0.4 - 0.8MPa 之间,并且要保证空气的清洁度,避免杂质对设备造成损坏。
蒸汽供应能力:蒸汽在钢铁厂中有多种用途,如用于加热、保温、驱动汽轮机等。要有稳定的蒸汽供应系统,其压力和温度要根据具体的生产需求进行调整。例如,在轧钢车间,蒸汽可以用于加热轧辊的轴承座,保证轧辊的正常运转。
四、质量控制与环境保护条件
质量检测手段完备性
化学成分分析:钢材生产过程中,要对原材料和产品进行化学成分分析。通过光谱分析、化学滴定等方法,准确测定钢材中的碳、硅、锰、硫、磷等元素的含量,确保其符合相应的标准。例如,对于优质碳素结构钢,碳含量的控制精度要达到 ±0.01%,以保证钢材的性能。
物理性能检测:除了化学成分,还要对钢材的物理性能进行检测,如拉伸强度、屈服强度、硬度、冲击韧性等。通过万能试验机、硬度计、冲击试验机等设备进行检测,保证钢材的力学性能满足用户的要求。例如,在生产建筑用螺纹钢时,其屈服强度和抗拉强度要符合国家标准,以确保建筑物的结构安全。
环境保护合规性
废气处理达标:钢铁生产过程中会产生大量的废气,如高炉煤气、转炉煤气、烧结烟气等。这些废气中含有二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NOₓ)、颗粒物等污染物。企业要采用有效的废气处理技术,如脱硫、脱硝、除尘等,确保废气排放符合国家和地方的环保标准。例如,烧结机的烟气脱硫效率要达到 90% 以上,以减少酸雨等环境问题的产生。
废水废渣处理妥善:钢铁生产还会产生废水和废渣。废水主要来自炼铁、炼钢的冷却、冲洗等环节,其中含有重金属(如铬、镉等)、油类、悬浮物等污染物。要通过沉淀、过滤、中和、生化处理等方法,使废水达标排放。废渣主要是高炉渣、钢渣等,这些废渣要进行合理的回收利用或安全处置,如高炉渣可以用于生产水泥、建筑材料等,实现资源的循环利用。