炼钢能源消耗(3)

2019-04-16 18:01

法国ItonSeineSA公司9架ESS轧机将取代一架三辊粗轧机,将当前的半连续布置转换成现代化的、全连续轧机,能够使用更大尺寸的铸坯。通过优化轧机的运行以及减少停工时间,将实现更高的生产灵活性和效率。该轧机以110tph的小时产量生产Φ8~20mm钢筋。

西班牙SiderurgicaSevillana公司在1号棒材轧机上实施与以上相似的改造,十机架ESS紧凑式粗轧/中轧机将使该轧机全连续布置,能采用更大尺寸铸坯生产并具有上述相同的优点。该轧机能以90tph小时产量生产Φ8~16mm钢筋。

意大利和法国工厂预定于2008年8月建成,而后西班牙的项目于2009年初紧随其后建成。Riva集团已在法国Alpa的年产700000t的棒材轧机上试验了达涅利的ESS轧机技术,其中6机架ESS无扭紧凑粗轧机组自2001年4月以来成功运行。 RSA的Davsteel棒材轧机主体升级

Davsteel(海角门集团)棒材轧机的主要改造旨在通过和现有线材厂使用相同原料的标准化改造提高工厂效率。该棒材轧机最初由达涅利在70年代中期提供,之后也经历了一些升级改造直到今天的布置。 目前,该项工程就是要用无扭紧凑粗轧机取代老化的三辊开坯机,它由四架ESS悬臂轧机组成,从而得到一套全连续的轧机,并使用与线材轧机相同的原料(长10m,重1t的连铸坯),提高工厂的运行、利用率及成材率。目前的冷床也将进行修改,包括用喷水系统以改善它的冷却能力。该轧机生产中、低、高碳钢Φ10~40mm的圆钢和钢筋、方钢,以及最大50mm的角钢和同等规格的扁钢。

德国Saarstahl公司第二条线材轧机实现现代化

提高盘条冷却效率的新的水冷线安装在Neunkirchen的Saarstahl线材厂的精轧机和吐丝机之间。用户定制的生产线由三段预先装有冷却元件的水箱组成,再加上相关的均温导槽,装在能侧面自动移动的小车上,能从控制台上进行遥控。这使它能够根据正在轧制的产品快速精确地变换程序,以减少运行时的停工时间并提高设备效率。该轧机以100mps速度生产Φ8.5~25mm的高质量盘条。Saarstahl的另一家工厂,在Burbach的四线线材轧机,近来通过安装4组达涅利的紧凑型精轧机组进行升级改造,自2007年1月以来成功运行。

西班牙Nervacero公司通过新的预精轧机组改善棒材质量

两套新的单线无扭二道次预精轧机组将安装在SA(Celsa集团)的Nervacero的双线棒材和大盘卷轧机上,以取代目前的轧机,从而实现优化轧制操作,能更好地控制轧材,获得更高质量的产品。这些机组将安装在达涅利的4机架精轧机组前面,该机组安装于2004年,是升级改造的一部分,也包括新的工字轮盘卷生产线。新机组将作为Φ25~32mm钢筋的精轧机组,或对其它范围产品进行预精轧,能够获得双线每小时150t的生产能力。

秘鲁阿雷基帕Aceros公司轧钢厂的附加改造

阿雷基帕德Aceros公司在皮斯科的棒材、线材和小型轧机将通过添加两个SHS无牌坊粗轧机架实施改造,能够轧制最大160mm厚、长14m的连铸方坯。相同的轧机、相接的炼钢连铸厂不久就进入主体升级的最后状态,也是由达涅利公司来进行,将实现生产能力增至50万t/a,并扩展了产品尺寸范围。升级后的紧凑型轧机将在今年中交付启动。

埃及AIEzz钢筋厂钢筋淬火和回火设备

该项目预计在2号钢筋轧机上安装新的QTB生产线,以前在1号钢筋轧机上和2号钢筋轧机上都安装过QTB设施。2号轧机装上QTB设施后,AIEzz就能适应不断增长的淬火和回火钢筋的市场需求。新的生产线设计最大速度15mps,最高产量80tph,生产Φ10~32mm钢筋(10~16mm切分轧制)。预计将于2007年底启动。

美国威尔顿GerdauAmeristeel新的棒材精整设施

该改造项目将实现自动在线处理冷床冷却后的产品,提高工厂生产效率和产品质量,并通过消除目前的人工操作和离线处理来降低生产成本。该项目的设计理念与达涅利在巴西Gerdau安装的三套轧机相似,也和两套在北美轧机极为相似,即GerdauAmeristeelWhitby(加拿大)和Cartersville(美国),已分别于2006年10月和11月投产。威尔顿新的精整设施将包括新的自动CLS型在线多线矫直装置以及定尺剪切

系统,新的80′长单磁头码垛机,捆垛成型、打捆和收集设施。冷床将改造新增的喷水系统以提高冷却能力,新的输出设施包括自动排钢装置。威尔顿工厂生产的棒材包括“1-3”角钢,“1-6”扁钢,最大“I”钢筋,1/2″到21/4″的方钢,生产能力均为90tph。所用的技术/后勤方案将在非常有限的停机时间内完成。从而实现最小的生产损失。预计于2008年夏天投产。 埃及EZDK新的棒材精整设施

新的精整设施将取代亚历山大AIEzzDekheila钢铁公司1号轧机目前的冷床以及配套设施。达涅利还将进行现有的电弧炉的主体改造。新的棒材精整设施能以130tph的能力生产Φ10~40mm的钢筋(QTB处理能达到Φ28mm),可获得更高的产品质量、成材率及生产效率。将提供一套安装在精轧机的出口的 QTB5淬火和回火生产线,还有一座长90m带有进、出料设施的冷床,以及用于连续运行中定尺剪切的摆式飞剪,棒材计数、成捆、打捆和收集设施。达涅利自动化公司将提供电气设备和先进的1级和2级自动化系统。预计2008年3季度新的生产线将投产。

<导报期号>=200742 <发表时间>=2007/11/06

<作者>=

<标题>=浦项与达涅利签订新一代紧凑式板带轧机合作意向

<导报分类>=0101;0104 <关键词>=浦项;达涅利

<正文>= 韩国浦项和达涅利公司在2007年9月20号就新一代板带产品的轧机项目达成合作意向。该生产线安装在韩国浦项制铁公司的光阳钢铁厂。浦项于1996年在光阳安装了一台ISP小型轧机。它在该设备方面有着超过10年的操作经验,并投入了大量的资金进行研究。经过多年的试验和发展,浦项最终决定对已有的连铸和轧机设备进行彻底改造,来克服已有设备的局限性,在考虑到和已有的连铸轧机设备直接连接的基础上,开发一种新的工艺技术以及布置图。

为了达到这一目标,浦项选择了达涅利作为技术合作伙伴,这归功于达涅利在高速薄板坯连铸机和热带轧机方面丰富的设计经验以及工艺自动化。

改造前的设备布置是两台单流薄板坯铸机与两台粗轧机相连,该设备由德马格供货。两流铸坯在经过粗轧机后进行卷取,然后送到单机架精轧机。浦项对现有设备的局限性很不满意,决定对设备布置图进行彻底的改造。

改造后新设备的最终年生产能力为180万t优质卷。所有的连铸与轧制主设备将设计成总体“在线连接”工艺。

在原有的两台薄板坯铸机的位置安装“新一代高速达涅利薄板坯铸机”,并和轧制设备相连,设计的浇铸厚度为80mm。铸机与后面的3台粗轧机直接相连,用于减薄铸坯厚度。中间坯经过粗轧机后送到现有的精轧机,并轧制到最终产品厚度。

达涅利的供货范围覆盖了对现有设备进行的彻底改造,包括新的连铸设备,完全改造的粗轧机,以及与现有的精轧机设备进行连接。

设计拉速为8m/min的新一代高速薄板坯铸机,结合浦项在操作和研究方面的能力,强有力地表明了达涅利公司灵活的薄板坯连铸机在已证明的优良的产品质量和生产能力方面又一次刷新了记录。达涅利自动化公司将负责新设备的控制系统,包括连铸和粗轧工艺之间的直接工艺包。 浦项称该设备为CEM(紧凑式无头连铸及轧制),标志着新一代生产板带产品的迷你型轧机的诞生,这在钢铁行业技术发展领域是一个很大的飞跃,将钢铁生产的各个工艺进行了完美的配合。

<导报期号>=200742 <发表时间>=2007/11/06 <作者>=肖英龙

<标题>=促进汽车引擎部件高强化与轻量化的钢铁材料

<导报分类>=0101;0104 <关键词>=钢铁材料

<正文>= 引擎是汽车的心脏,在汽车整体的轻量化中承担重要任务。在引擎上利用其部件的高强度化可提高性能并实现小型化、轻量化,还具有促进其它部件轻量化的波及效应。在过去的引擎部件上,特别是因特殊钢的高品质化、低成本化和高强度化等,对降低燃耗和促进汽车技术进步都作出了大的贡献。以下概要介绍引擎部件中重要的阀簧和连杆所使用钢铁材料的技术进步。 1.阀簧

1.1高强度阀簧所要求的疲劳强度和耐永久应变性

引擎由数百个部件构成,多数的滑动配合部件之间会因摩擦而产生能量损失。这种摩擦能量损失在引擎内发生的能量损失中,约占除热损以外损失的40%,其中动阀系统的损失很大。所谓动阀系统,是指在引擎中与曲轴旋转同步而开关给排气阀门机构的总称。

在动阀系统中,阀簧是在引擎运转时,使阀门正常动作,在1min之内承受数千次交变载荷的部件。随着引擎运动的高速化,要求阀簧须有更高的疲劳强度。如果能因材料高强度化而使用细直径阀簧,就可将其缩小体积、减轻重量,从而获得降低燃耗的效果。最近要求提高汽车冲撞安全性能的呼声高涨,其中当汽车撞上行人时,为了减少对人的伤害,也需要确保引擎的轻量化、小型化以及引擎上部的空间。 另外,对阀簧而言,耐永久应变性也是极重要的性能,若因时效变化而降低阀簧载荷,就会影响引擎高速运动的阀门动作,从而影响到引擎的性能。故为了获得能满足要求的阀簧,所用钢材也必须是高性能的,原来是采用琴钢丝,上世纪80年代以后使用高强度Si-Cr油浴回火钢丝———即将常温拉拔钢丝连续用油等冷却剂淬火后、再回火的钢丝,因其具有析出了微细碳化物的回火马氏体组织,故能充分发挥高强度和高韧性的优势。

为了提高阀簧用钢的疲劳强度,采用了调整钢中Si、Cr、V等合金元素的加入方法,另外,有时会因在组织内部的硬质非金属夹杂物(如Al2O3等)降低了疲劳强度而成为断裂的起点,故开发了控制非金属夹杂物的形态,而使之变为软质的低熔点夹杂物。此防止疲劳强度下降的技术现已实用于生产中。 1.2.利用表面处理技术提高阀簧疲劳强度

在阀簧的制造阶段进行喷丸硬化处理,也是有效提高疲劳强度的方法。所谓喷丸硬化,是用很多硬质小钢球高速冲击金属表面,在其表面施加残余压缩应力,从而提高了被加工工件的疲劳强度中。最近采用了多级喷丸处理,如在2级处理时采用3比1级处理更小直径的钢粒进行喷丸,以进一步缩残余应力和疲劳强度。

作为提高疲劳强度有效方法的氮化处理,一直被广泛采用。所谓氮化处理,就是将氮元素扩散渗透进弹簧表面,在钢中形成氮化物,从而硬化表层的方法。现在疲劳强度最高的材料之一,就是将氮化处理作为前提的高强度阀簧用钢。为了抑制钢的高强度化而造成的韧性下降,在增加Si-Cr-V钢中Si、Cr加入量的同时,还适当降低了碳含量,以实现强度和韧性的平衡。

一般汽车引擎阀簧单重30~50g,钢丝直径为2~5mm。其典型的生产流程如下:

(a)钢铁厂的生产流程(以神户制钢公司为代表):高炉铁水预处理(脱Si、脱P、脱S)———转炉吹炼(脱C)———钢水在钢包中除渣后精炼(调整成分并控制夹杂物形态)———大方坯连铸坯———加热后初轧开坯———小方坯经清理后再加热、终轧后控冷———卷取成5.5~9.0mm盘园成品。 (b)钢丝厂家生产流程:将上述盘园线材进行感应加热退火处理———SV处理———LP(IH、LA)处理———酸洗———拉丝———油浴(或Pb浴)回火———卷取。

(c)弹簧厂家生产流程:卷绕成形(盘簧)———退火除应力———氮化处理———喷丸硬化———感应加热低温退火———整定成为成品。

2.连杆

2.1向周围波及效应大的连杆轻量化

引擎连杆等运动部件的轻量化能减低引擎的惯性质量,提高引擎性能,降低曲轴载荷,且还有抑制引

擎振动、减小振动噪音、促使曲轴轻量化、减小滑动摩擦等多方面波及效应,结果必然会降低燃耗。因此,连杆的轻量化是值得长期研究的大课题。

由于连杆承担将活塞的往复运动传给曲轴的任务,针对由引擎的燃烧压力引起的压曲强度和惯性质量的拉伸压缩输入功率,材料要有足够高的疲劳强度。因此,在谋求材料的高强度化时,实现连杆的轻量化必不可少。

在连杆用材方面虽有特殊钢锻件和金属粉末烧结品等种类,但用得多的还是低成本锻件,以前多是将碳素钢锻造后进行淬火+回火调质热处理,现在则主要(为了降低成本并简化工序)采用非调质钢———在热锻后的冷却中可获得与调质钢同等强度的钢。因省略了繁杂的热处理而提高了生产率并降低了成本。现在,利用向碳素钢中加入V的碳、氮化物引起的析出硬化F-P型非调质钢是汽车引擎连杆用材的主流。 因提高材料强度可以轻量化的部位是在杆部中间(约1/2处的)重载部,为了提高其疲劳强度,利用喷丸硬化施加压缩残余应力是有效的。屈服强度可作为表示压曲强度的指标,但广泛使用的含0.1%V的F-P型非调质钢屈服比低,为了实现轻量化须提高其屈服强度。为此,实际使用了低碳的M型非调质钢和含0.25%V的高V非调质钢。 2.2用裂化法省略加工工序

最近引人注目的连杆制造技术是裂化法。通常连杆和盖是分别进行机械加工,最终由螺栓连接装配而成。与此相反的裂化法是将盖和整体进行锻造和机加工后,在大端部施加大的外力使之断裂分离,然后将其再度装配。其特点是可省略机加工工序,同时有使连杆轻量化的效果。在断裂面将连杆和盖平按,省略了原来的定位销。

在北美(美、加等国)烧结连杆多,而在欧洲则普及了采用含0.70%C的高碳钢(DINC70S6)的裂化制造法,但此钢材切削性能不佳。故日本开发了非调钢,以调整钢成分而改善了切削性,并在提高材料强度的同时,使断裂部无塑性变形,以适于用裂化工艺生产。

过去用过的钛、铝合金连杆成本高,故今后的重点是采用非调质钢材。为了提高汽车的动力、环保和安全性能,今后钢铁材料的高强度化和部件轻量化及相关技术将发挥重要作用。据日本汽车公司资料,连杆裂化生产工艺是将盖部和杆部整体锻造后再断裂分离,可省略平按面加工和定位销,减少平按部断面积,既使部件轻量化、降低了燃耗和振动,又因省略了加工工序降低生产成本10%,连杆整体重量比原传统工艺制造的下降了15%。

<导报期号>=200742 <发表时间>=2007/11/06

<作者>= 薛文东;陈松林;党宏有 <标题>=RH炉用耐火材料(1) <导报分类>=0101;0104;0206

<关键词>=耐火材料

<正文>= RH真空脱气炉最初只是作为脱气装置,当时的耐火材料内衬主要采用粘土砖、高铝砖。现在,RH炉功能已经扩展了到了吹氧和喷粉,内衬耐火材料的适用条件变得更为苛刻,因此选用高级耐火材料。特别是随着高级特种钢的产量增加,正在大力推广增大环流量、大量吹入气体的方法,以进行超低碳钢的稳定生产和高速处理。加大环流量使耐火材料内衬磨损增加,增加冷风吹入量造成了高温剥落,钢包熔渣吸入量增加又加大了结构剥落和侵蚀,所有这些因素都将导致内衬材料的损毁加剧。因此,现在的RH/RH-OB内衬以直接结合镁铬砖为主流,而在RH/RH-OB内衬吹氧口周围使用半结合或再结合镁铬砖,一部分使用镁碳砖。

用于RH装置顶部和上部槽内的耐火材料,由于不与钢水和熔渣直接接触,与下部相比一般损毁都较少。中间部分由于接触钢水和熔渣侵蚀或者由于高温剥落,使耐火内衬遭到损毁。下部槽包括浸渍管的耐火内衬是RH装置的高腐蚀区,它往往决定着RH炉的使用寿命,因此下部槽的内衬应选用高温烧成直接结合镁铬砖。炉身下部损伤最严重的部位是环流管,因为衬里的结构限制了它的厚度,而且复杂形状的耐

火制品还需经两次加热,所以没有一种耐火材料有足够的使用寿命。此外,在RH-OB炉中,OB对耐火材料的使用也有重要的影响,在采用上部喷枪法时,耐材受到吹入的氧气与钢水中铁元素生成的氧化物及高温反应气体侵蚀,尤其是生成氧化物会迅速地侵蚀耐火材料工作面,因此需选用Cr2O3含量高的MgO-Cr2O3砖才会有较高的使用寿命,而暴露在高温气体下部选用Cr2O3含量低的MgO-Cr2O3砖会有较好综合使用性能。

1.RH炉用镁铬砖

高温烧成的镁铬砖系耐火材料(如直接结合、再结合、半再结合镁铬砖)由于具有抗低碱度渣蚀能力强的优点,已经广泛应用于精炼炉衬上。镁铬系砖有许多不同的品种,砖的生产工艺、组织结构、性能差异也很大。镁铬系砖按Cr2O3含量可分为镁铬砖(Cr2O3含量为5%~20%)、铬镁砖(Cr2O3含量为20%~35%)和铬砖(Cr2O3含量为大于35%),按生产工艺分为烧结砖和熔铸砖等。由于镁铬砖的品种非常繁多,有文献对其进行了归类总结:

(1)硅酸盐结合镁铬砖(普通烧成镁铬砖)。这种砖是由杂质(SiO2与CaO)含量较高的普铬矿与制砖镁砂制做成,烧成温度在1550℃左右。结构特点是:耐火物晶粒之间是由硅酸盐结合的,显气孔率较高,抗炉渣侵蚀性较差,高温体积稳定性差。

(2)预反应镁铬砖。将镁砂(轻烧镁粉)与铬矿共磨压坯在窑内烧成,用合成的镁铬砂作为原料再制砖,形成“预反应镁铬砖”。预反应镁铬砖属硅酸盐结合镁铬砖的改进型。 (3)直接结合镁铬砖。直接结合镁铬耐火材料是由杂质含量低的铬精矿与较纯镁砂制作,烧成温度在1700℃以上。其结构特点是:耐火物晶粒之间多呈直接接触,砖中方镁石(固溶体)-方镁石(固溶体)与方镁石(固溶体)-尖晶石(固溶体)的直接结合程度高,因此其高温性能、抗炉渣侵蚀性好,高温体积稳定性都较普通镁铬砖好。

(4)熔粒再结合镁铬砖(电溶再结合镁铬)。用电熔方法使镁砂与铬矿(轻烧镁粉或菱镁石与铬矿)充分均匀地反应,合成结构更理想的方镁石固溶体和尖晶石固溶体镁铬原料,再结合镁铬砖就是用此原料制砖称为熔粒再结合镁铬砖。由于制砖原料较纯,都需要在1750℃以上高温或超高温下烧成。其显微结构特征是尖晶石等组元分布均匀、气孔率低、耐火物晶粒之间为直接接触、耐压强度高、抗侵蚀性好、高温强度高等,但缺点是热震稳定性较差。

(5)半再结合镁铬砖。以人工合成原料做颗粒,以铬精矿与镁砂为细粉的镁铬砖都应称为半再结合镁铬砖。国内将由电熔镁铬料作颗粒,而以共烧结料为细粉或以铬精矿与镁砂粉为混合细粉,制作的镁铬砖都称为半再结合镁铬砖。其烧成温度在1700℃以上,砖内耐火物晶粒之间也是以直接结合为主,优点是抗热震性较好,抗侵蚀、抗冲刷也不错。

(6)共烧结镁铬砖(又称全合成镁铬)。用百分之百的烧结合成镁铬砂为制砖原料,再经过高温烧成所生产的镁铬砖就是共烧结镁铬。其特点是抗侵蚀性好,高温体积稳定性好等。

(7)不烧镁铬砖(或称化学结合镁铬)。化学结合不烧镁铬砖,一般采用镁砂与铬矿为制砖原料,以聚磷酸钠或六偏磷酸钠或水玻璃为结合剂压制的镁铬砖。不需高温烧成,只经200℃左右温度烘烤。由于未经高温烧成,镁砂会发生水化,不能长期存放。

(8)熔铸镁铬制品砖。采用镁砂、铬矿为主要原料,加入少量添加剂,经混合、压坯与素烧,破碎成块,进电弧炉熔融,再注入模内、退火,生产成母砖,母砖经切、磨等冷加工制成各种特定形状的制品。熔铸镁铬砖的结构特点是成分分布均匀,耐火物晶粒之间主要为直接接触,硅酸盐以孤岛状存在,砖抗熔体熔蚀、渗透与冲刷特别好,但热震稳定性差。

<导报期号>=200742 <发表时间>=2007/11/06

<作者>=朱久发

<标题>=炼铁过程CO2减排技术发展动向 <导报分类>=0101;0104;0207


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