炼钢
一、前言-----国丰钢铁有限公司简介
唐山国丰钢铁有限公司成立于1993年，是一家集制氧、烧结、炼铁、炼钢、轧钢为一体的大型钢铁联合企业，具备年产铁、钢、材各800万吨的综合生产能力，拥有总资产209亿元，职工15000人。在2009中国企业500强中名列第218位，在中国制造业500强中名列第111位，河北省百强民营企业第一名。公司现为中国钢铁工业协会会员、河北省冶金行业协会和全国工商联冶金业商会副会长单位。
公司位于渤海明珠--唐山市丰南区，境内京哈、京秦铁路、津秦京沈、唐津高速公路纵横交错，西距天津港68公里，东距京唐港70公里，南距曹妃甸港50公里，具有得天独厚的区位优势。
公司始终坚持“精品立企、诚信兴业”的经营理念，通过了ISO9001—2000质量体系认证。主导产品为热轧卷板、热轧带钢、热轧带肋钢筋，规格齐全、质量可靠，产品畅销全国20多个省市，出口十几个国家和地区，深受用户喜爱，并多次被评为“全国冶金博览会名牌产品”、“中国质量检验协会质量信得过建材产品”、“河北省优质产品”和“河北省用户满意产品”。
公司先后荣获“全国质量服务诚信示范企业”、“全国乡镇企业大型企业”、第二届“全国名优产品售后服务先进单位”、“全国乡镇企业创名牌重点企业”、“全国钢压延效益十佳企业”、“河北省五一奖状”、“河北省重点冶金企业”、“河北省首届诚信守法企业”、“河北省明星企业”、“河北省百强企业”等称号。
二、实习目的
通过这次对国丰钢铁厂的生产实践，使我们对钢铁生产的主要设计和工艺流程，运输联系、工厂布局，钢铁冶金企业的车间组成和总图布置，铁路线路及站场，机车车辆、厂矿道路及汽车运输，机械化运输及装卸设备等，有一较全面的感性认识。并对冶金工程专业所涉及的范围和主要内容能有所了解，以便为以后课程的学习打下基础。
三、实习时间
20##年5月9号-----20##年5月18号
四、实习地点
唐山国丰钢铁有限公司（南区）第一炼钢厂
五、实习内容
我们是5月9号来到的国丰钢铁有限公司第一炼钢厂冶炼二车间，进入车间师傅给我们讲了安全知识，随后我们开始了炼钢厂的实习。
1、铁水预处理
铁水预处理是指铁水兑入炼钢炉之前进行的各种处理。分为普通铁水预处理和特殊铁水预处理两大类。普通铁水预处理包括：铁水脱硫，铁水脱磷和脱硅。特殊铁水预处理一般是针对铁水中含有的特殊元素进行提纯精炼或资源综合利用，如铁水提钒，提铌，脱铬等预处理工艺。三脱：脱磷，脱硫，脱硅
铁水预处理脱硫：适度脱硫，补救措施，将硫脱至小于0.03-0.05，在炉前铁水沟中用简单设施进行处理。常规脱硫，一般铁水炼钢用，将硫脱至小于0.02%，在铁水罐喷入石灰系或碳化钙系脱硫剂进行处理。深度脱硫，转炉炼优质或合金钢种（纯净钢），将硫脱至“双零”水平。在铁水罐中用喷枪喷入镁基脱硫剂进行处理。
铁水预处理脱磷，反应温度低，热力学条件好，易于脱磷。铁水中c,si含量高提高了铁水中磷的活度，有利于脱磷。由于铁水预处理脱磷具备良好的化学热力学条件，轧钢间磷的分批额系数是炼钢脱磷的5-10倍，因而渣量小，可以控制较低的渣中feo含量，脱磷成本低。和炼钢相比，不会因脱磷造成钢水氧化，影响刚质量。
2、转炉
我们去的是120t转炉，据师傅说这在世界上都是比较先进的，车间师傅通过几台电脑控制。
炼钢的方法主要有转炉、电炉和平炉三种，国丰采用的是转炉。
转炉：炉体可转动，用于吹炼钢或吹炼锍的冶金炉。转炉炉体用钢板制成，呈圆筒形，内衬耐火材料，吹炼时靠化学反应热加热，不需外加热源，是最重要的炼钢设备，也可用于铜、镍冶炼。
根据所炼钢种的要求把生铁中的含碳量去除到规定范围,并使其它元素的含量减少或增加到规定范围的过程。简单地说,是对生铁降碳、去硫磷、调硅锰含量的过程。这一过程基本上是一个氧化过程,是用不同来源的氧(如空气中的氧、纯氧气、铁矿石中的氧)来氧化铁水中的碳、硅、锰等元素。
反应生成的一氧化碳很容易从铁水排至炉气中而被除掉。生成的二氧化硅、氧化锰、氧化亚铁互相作用成为炉渣浮在钢水面上。生铁中硫、磷这两种元素在一般情况下对钢是有害的,在炼钢过程中必须尽可能除去。在炼钢炉中加入石灰(CaO),可以去除硫、磷。
在使碳等元素降到规定范围后,钢水中仍含有大量的氧,是有害的杂质,使钢塑性变坏,轧制时易产生裂纹。故炼钢的最后阶段必须加入脱氧剂(例如锰铁、硅铁和铝等),以除去钢液中多余的氧。同时调整好钢液的成分和温度,达到要求可出钢,把钢水铸成钢锭。其中转炉炼钢的简单操作：
开吹时氧枪枪位采用高枪位，目前是为了早化渣，多去磷，保护炉衬；
在吹炼过程中适当降低枪位的保证炉渣不“返干”，不喷溅，快速脱碳与脱硫，熔池均匀升温为原则；
在吹炼末期要降枪，主要目的是熔池钢水成分和温度均匀，加强熔池搅拌，稳定火焰，便于判断终点，同时使降低渣中Fe含量，减少铁损，达到溅渣的要求。
当吹炼到所炼钢种要求的终点碳范围时，即停吹，倒炉取样，测定钢水温度，取样快速分析[C]、[S]、[P]的含量，当温度和成分符合要求时，就出钢。
当钢水流出总量的四分之一时，向钢包中的脱氧合金化剂，进行脱氧，合金化，由此一炉钢冶炼完毕。
3、炉外精炼
我们是5月13号来到的炉外精炼和连铸车间，国丰是LF精炼。
（1）、炉外精炼技术的特点与功能：
炉外精炼是指在钢包中进行冶炼的过程,是将真空处理、吹氩搅拌、加热控温、喂线喷粉、微合金化等技术以不同形式组合起来,出钢前尽量除去氧化渣,在钢包内重新造还原渣,保持包内还原性气氛。炉外精炼的目的是降低钢中的C、P、S、O、H、N、等元素在钢中的含量,以免产生偏析、白点、大颗粒夹杂物,降低钢的抗拉强度、韧性、疲劳强度、抗裂性等性能。 这些工作只有在精炼炉上进行,其特点与功能如下:
可以改变冶金反应条件。炼钢中脱氧、脱碳、脱气的反应产物为气体,精炼可以在真空条件下进行,有利于反应的正向进行,通常工作压力≥50Pa,适于对钢液脱气。
可以加快熔池的传质速度。液相传质速度决定冶金反应速度的快慢,精炼过程采用多种搅拌形式(气体搅拌、电磁搅拌、机械搅拌)使系统内的熔体产生流动,加速熔体内传热、传质的过程,达到混合均匀的目的。
可以增大渣钢反应的面积。各种精炼设备均有搅拌装置,搅拌过程中可以使钢渣乳化,合金、钢渣随气泡上浮过程中发生熔化、熔解、聚合反应,通常1吨钢液的渣钢反应面积为0.8～1.3mm2,当渣量为原来的6%时,钢渣乳化后形成半径为0.3mm的渣滴,反应界面会增大1000倍。微合金化、变性处理就是利用这个原理提高精炼效果。
可以在电炉(转炉)和连铸之间起到缓冲作用,精炼炉具有灵活性,使作业时间、温度控制较为协调,与连铸形成更加通畅的生产流程。炉外精炼技术在生产中的应用目前得到公认并被广泛应用的炉外精炼方法有:LF法、RH法、VOD法。
国丰采用的是LF法(钢包精炼炉法) ：它是1971年由日本大同钢公司发明的,用电弧加热,包底吹氩搅拌。
（2）、工艺优点:
电弧加热热效率高,升温幅度大,控温准确度可达±5℃; 具备搅拌和合金化的功能,吹氩搅拌易于实现窄范围合金成份控制,提高产品的稳定性; 设备投资少,精炼成本低,适合生产超低硫钢、超低氧钢。
（3）、LF法的生产工艺要点：
① 加热与控温LF采用电弧加热,热效率高,钢水平均升温1℃耗电0.5～0.8kW·h,LF升温速度决定于供电比功率(kVA/t),而供电的比功率又决定于钢包耐火材料的熔损指数。因采用埋弧泡沫渣技术,可减少电弧的热辐射损失,提高热效率10%～15%,终点温度的精确度≤±5℃。
② 采用白渣精炼工艺。下渣量控制在≤5kg/t,一般采用Al2O3-CaO-SiO2系炉渣,包渣碱度R≥3,以避免炉渣再氧化。吹氩搅拌时避免钢液裸露。
③ 合金微调与窄成份范围控制。据试验报道,使用合金芯线技术可提高金属回收率,齿轮钢中钛的回收率平均达到87.9%,硼的回收率达64.3%,钢包喂碳线回收率高达90%,ZG30CrMnMoRE喂稀土线稀土回收率达到68%,高的回收率可实现窄成份控制。
（4）、LF法在生产实践中的应用
20##年6月,鞍钢第一炼钢厂新建的连铸车间正式投产 ,精炼设备由两座LF钢包精炼炉,年处理钢水200万t;一座VD钢水真空处理装置,年处理钢水80万t组成。LF炉最大升温速度为4℃,LF炉平均处理周期≤28min;处理效果:平均[H]≤0.0002%;最低[H]≤0.0001%。
我国现有家重轨生产厂(攀钢、包钢、鞍钢和武钢)生产典型的工艺路线如下:LD→LF→VD→WF→CC,钢包吊到LF处理线的钢包车上后,由人工接通钢包底吹氩的快速接头,根据要求的钢水成分及温度确定物料的投入量(含喂丝)重轨钢含碳量较高,因而增碳显得很重要,转炉出钢时钢水含碳量控制为0.2%～0.3%(wt),炉后增碳至0.60%～0.65%(wt),在LF炉处理时再增0.10%～0.15%(wt)个碳至标准成份的中上限,经VD处理后即可达到钢种成分要求。
总之，炉外精炼技术是一项提高产品质量,降低生产成本的先进技术,是现代化炼钢工艺不可缺少的重要环节,具有化学成分及温度的精确控制、夹杂物排除、顶渣还原脱S、Ca处理、夹杂物形态控制、去除H、O、C、S等杂质、真空脱气等冶金功能。只有强化每项功能的作用,才能发挥炉外精炼的优势,生产出高品质纯净钢种。
4、连铸
转炉生产出来的钢水经过精炼炉精炼以后，需要将钢水铸造成不同类型、不同规格的钢坯 。连铸工段就是将精炼后的钢水连续铸造成钢坯的生产工序，主要包括回转台、中间包，结晶器、拉 矫机等。
（1）连铸的目的:
将钢水铸造成钢坯。将装有精炼好钢水的钢包运至回转台，回转台转动到浇注位置后，将钢水注入中间包，中间包再由水口将 钢水分配到各个结晶器中去。结晶器是连铸机的核心设备之一，它使铸件成形并迅速凝固结晶。拉矫机与 结晶振动装置共同作用，将结晶器内的铸件拉出，经冷却、电磁搅拌后，切割成一定长度的板坯。
连铸的生产工艺流程：
将装有精炼好钢水的钢包运至回转台，回转台转动到浇注位置后，将钢水注入中间 包，中间包再由水口将钢水分配到各个结晶器中去。结晶器是连铸机的核心设备之一，它使铸件成形并迅 速凝固结晶。拉矫机与结晶振动装置共同作用，将结晶器内的铸件拉出，经冷却、电磁搅拌后，切割成一 定长度的板坯。
（2）连铸钢水的准备：
① 连铸钢水的温度要求：
钢水温度过高的危害：1.出结晶器坯壳薄，容易 漏钢；2.耐火材料侵蚀加快，易导致铸流失控，降低浇铸 安全性；3.增加非金属夹杂，影响板坯内在质量；4.铸坯柱状晶发达；5.中心偏析加重，易产生中心线裂 纹。
钢水温度过低的危害：1.容易发生水口堵塞，浇铸中断；2.连铸表面容易产生结疱、夹渣、裂纹等缺陷； 3.非金属夹杂不易上浮，影响铸坯内在质量。
② 钢水在钢包中的温度控制：
根据冶炼钢种严格控制出钢温度，使其在较窄的范围内变化；其次，要最大限度地减少从出钢、钢包中、 钢包运送途中及进入中间包的整个过程中的温降。
③ 拉速的确定和控制：
拉速控制作用:拉速定义，拉坯速度是以每分钟从结晶器拉出的铸坯长度来表示。拉坯速度应和钢液的浇注速度相一致。 拉速控制合理,不但可以保证连铸生产的顺利进行,而且可以提高连铸生产能力,改善铸坯的质量.现代连铸 追求高拉速。
拉速确定原则:确保铸坯出结晶器时的能承受钢水的静压力而不破裂，对于参数一定的结晶器，拉速高时，坯壳薄；反之 拉速低时则形成的坯壳厚。一般，拉速应确保出结晶器的坯壳厚度为12-14mm。
影响因素：钢种、钢水过热度、铸坯厚度等。
钢种影响：
就含碳量而言，拉坯速度按低碳钢、中碳钢、高碳钢的顺序由高到低。就钢中合金含量而 言，拉速按普碳钢、优质碳素钢、合金钢顺序降低。
钢水过热度影响：
机身长度的限制根据凝固的平方根定律，铸坯完全凝固时达到的厚度,又机身长度,得到拉速;
拉坯力的限制拉速提高，铸坯中的未凝固长度变长，各相应位置上凝固壳厚度变薄，铸坯表面温度升高，铸坯在辊间的 鼓肚量增多。拉坯时负荷增加。超过拉拔转矩就不能拉坯，所以限制了拉速的提高。
结晶器导热能力的限制，根据结晶器散热量计算出最高浇注。
速度影响：
降低拉速可以阻止或减少铸坯内部裂纹和中心偏析
提高拉速可以防止铸坯表面产生纵裂和横裂
为防止矫直裂纹，拉速应使铸坯通过矫直点时表面温度避开钢的热脆区。
钢水过热度的影响，一般连铸规定允许最大的钢水过热度，在允许过热度下拉速随着过热度的降低而提高，
（3）铸坯冷却的控制
钢水在结晶器内的冷却即一冷确定，其冷却效果可以由通过结晶器壁传出的热流的大小来度量。
一冷作用：一冷就是结晶器通水冷却。其作用是确保铸坯在结晶器内形成一定的初生坯壳。
一冷确定原则：一冷通水是根据经验，确定以在一定工艺条件下钢水在结晶器内能够形成足够的坯壳 厚度和确保结晶器安全运行的前提。通常结晶器周边供水2L/mm·min。进出水温差不超过8℃，出水温度 控制在45-500℃为宜，水压控制在0.4-0.6Mpa。
二冷作用:二次冷却是指出结晶器的铸坯在连铸机二冷段进行的冷却过程.其目的是对带有液芯的铸坯 实施喷水冷却,使其完全凝固,以达到在拉坯过程中均匀冷却.
二冷强度确定原则:二冷通常结合铸坯传热与铸坯冶金质量两个方面来考虑.铸坯刚离开结晶器,要采用 大量水冷却以迅速增加坯壳厚度,随着铸坯在二冷区移动,坯壳厚度增加,喷水量逐渐降低.因此,二冷区可 分若干冷却段,每个冷却段单独进行水量控制.同时考虑钢种对裂纹敏感性而有针对性的调整二冷喷水量.
二冷水量与水压:对普碳钢低合金钢，冷却强度为：1.0-1.2L/Kg钢。对低碳钢、高碳钢,冷却强度为： 0.6-0.8L/Kg钢。对热裂纹敏感性强的钢种，冷却强度为:0.4-0.6L/Kg钢，水压为0.1-0.5MPa
5、实习心得
我们通过本次实践，开拓了视野，看到了国丰钢铁的先进设备，和先进的操作技术，验证了课堂的理论知识，更增加了努力学习的决心。从大的方面来看，整个钢厂就像是一部运转的庞大机器，每个工序，每个岗位，每位职工都有条不紊的做着自己的工作，没有一丝一毫的偏差。因为每一个要求都不变的，所以每个职工和岗位都看不到慌乱，只能感到一切都在按照程序来运行。
此次对国丰钢铁的实践调查给我们印象最深的不是先进的设备，和复杂的工艺程序，而是国丰钢铁对于制度的严肃性和工人们一丝不苟的执行力。在国丰钢铁的工作现场里没有什么监督工，也没有领导在现场盯着看，可是国丰钢铁的职工在工作时都是认真的完成自己的工作，没有因为其它原因而懈怠工作。国丰钢铁真正的做到了生产以产品质量和安全为主。国丰钢铁的增碳是靠碳粉来增碳的，每一炉都在出钢前期一次性加入，然后才加合金。这样可以增加成分吸收的稳定性。国丰钢铁的供氧制度，他们的氧枪工作压力相对较小，据他们的技术员介绍，国丰钢铁为了减少喷溅和烟尘而降低了氧压，所以国丰钢铁氧枪是欠压工作的。
国丰钢铁的温度相控制的非常好，因为他们是每一炉装铁时就把这一炉的铁水成分报到炉前，而且废钢的配比也相对合理，铁水成分能提前知道，可以通过计算加入量来控制温度，另外,国丰钢铁的钢包烘烤也相当好，钢包温度一般都达到了七八百度钢水降温很少，所以国丰钢铁的出钢温度比普通钢厂要低二三十度，这对炉龄和钢包使用寿命也很有好处.
国丰钢铁的很多小的细节也给了我们很大的感触，那就是从小见大，在好多的操作台上都有提示，小心操作，不要戴手套操作,防止水流到操作台上等等小提示.还有在现场好多地方都有标示此地方的照明或设备归谁管,如果有问题白天打什么电话,晚上打什么电话.在一些大型设备上还贴着此设备价值多少钱,操作时要注意.给人的感觉好像很人性化.
通过学习我们能学到很多知识,也开扩了我们的眼界.知不足而奋起,在学习中我们一定要加倍努力,为炼钢的发展打下坚实的基础!
这次实践是我们第一次走出校门真正去做工程，这对于我们这些出世未深的学生来说意义重大，而我们也深感责任的艰巨。同样，这次实习让我们真正体验了生活，理解了生活，我们也感触颇多。实践生活，实际上就是学习的另一种方式，这也是我们在课本上学不到的。通过在大一相关知识的学习，我们只能从理论上体会电气自动化的理念，只能片面的理解电气控制的相关概念。然而，正是这次实习让我们在脑海里对电气有了一个新的认识，有了一个新的框架，让我们能够将理论与实践相结合，将所学的知识应用到实践中。并且，充分将理论知识与实践经验互相补充，互相融合。在实践的过程中，一点一点的积累经验，一点一点的去摸索思考，逐渐的去领悟电气控制的基本原理与方法。我想，这正是我们实践的意义所在，实践的目的所在吧。
在这次实习中，受益颇多，首先对于专业方向来说我已经不是对专业知识停留在课本上，加上自己的想象，已经从课本走到了现实，至少坚定了我们选择金属方向的决心。而且我们也对在钢厂的工作环境有了充分的了解，也让我喜欢上了这份工作，即使这不是一生的选择，但我们将来会把它当做是人生的一部分，一种历练，加上亲身实践，让我们认识到了自己好高骛远的缺点，任何事都要脚踏实地。谢谢这次时间给我一种不一样的人生感悟。也谢谢钢厂的调度给我们的介绍和对我们的指导。