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2017年冶金生产实习报告
目录
0 总论..........................................................................................................................1 第一章
攀钢炼焦厂....................................................................................................1 1.1实习的目的和意义..........................................................................................1 1.2实习时间与地点..............................................................................................1 1.3公司基本情况介绍..........................................................................................2 1.4实习中资料的收集..........................................................................................2 1.4.1 干熄焦..................................................................................................2 1.4.2机械化澄清槽.......................................................................................4 1.4.3焦炭指标...............................................................................................4 1.4.4 结焦机理..............................................................................................6 1.4.5 捣固焦与顶装焦..................................................................................7 1.5实习感想..........................................................................................................8 1.5.1厂区存在的问题...................................................................................8 1.5.2新技术的重要性...................................................................................8 1.5.3环保.......................................................................................................9 1.6建议..................................................................................................................9 第二章
攀钢四号高炉和烧结三厂............................................................................9 2.1实习的目的和意义..........................................................................................9 2.2实习时间与地点..............................................................................................9 2.3公司基本情况介绍........................................................................................10 2.4实习中资料的收集-于四号高炉..................................................................11 2.4.1四号高炉基本情况.............................................................................11 2.4.2 炉前操作............................................................................................15 2.4.3高炉四大操作制度.............................................................................16 2.5实习中资料的收集-于烧结三厂..................................................................20 2.5.1烧结矿简介.........................................................................................20 2.5.2攀钢的烧结矿工艺.............................................................................21 2.5.3烧结矿生产流程.................................................................................21 2.6实习感想........................................................................................................24 2.6.1攀钢的与众不同.................................................................................24 2.6.2测温方法的变革.................................................................................24 2.6.3厂区存在的问题.................................................................................24 2.7建议................................................................................................................25 第三章
攀枝花提钒炼钢厂......................................................................................25 3.1实习的目的和意义........................................................................................25 3.2实习时间与地点............................................................................................25 3.3公司基本情况介绍........................................................................................25 3.4实习中资料的收集........................................................................................26 3.4.1硫在钢中的影响.................................................................................26
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3.4.2 铁水脱硫的方法................................................................................27 3.4.3.攀钢转炉提钒工艺过程.....................................................................28 3.4.4提钒转炉主要设备.............................................................................29 3.4.5攀钢提钒技术要点.............................................................................29 3.4.6经济指标.............................................................................................29 3.5实习感想........................................................................................................30 3.5.1厂区存在的问题.................................................................................30 3.5.2炼钢厂给人的总体印象.....................................................................30 3.6建议................................................................................................................30 第四章
攀钢炉外精炼工段......................................................................................31 4.1实习的目的和意义........................................................................................31 4.2实习时间与地点............................................................................................31 4.3公司基本情况介绍........................................................................................31 4.4实习中资料的收集........................................................................................31 4.4.1炉外精炼.............................................................................................31 4.4.2炉外精炼的冶金特点.........................................................................32 4.4.3炉外精炼的冶金功能.........................................................................32 4.4.4攀钢炉外精炼技术现状.....................................................................33 4.5实习感想........................................................................................................35 4.5.1厂区存在的问题.................................................................................35 4.5.2炉外精炼工段给人的印象.................................................................36 4.6建议................................................................................................................36 第五章
攀钢钒热连轧..............................................................................................36 5.1实习的目的和意义........................................................................................36 5.2实习时间与地点............................................................................................36 5.3公司基本情况介绍........................................................................................37 5.4实习中资料的收集........................................................................................37 5.4.1 1450mm热连轧概述......................................................................37 5.4.2发展历程.............................................................................................38 5.4.3生产工艺及关键装备.........................................................................39 5.4.4品种及关键控制技术.........................................................................40 5.5实习感想........................................................................................................41 5.5.1厂区存在的问题.................................................................................41 5.5.2热轧厂的优势与劣势.........................................................................41 5.5.对亏本生产的理解................................................................................42 5.6建议................................................................................................................42 第六章
攀钢冷轧厂..................................................................................................42 6.1实习的目的和意义........................................................................................42 6.2实习时间与地点............................................................................................43 6.3公司基本情况介绍........................................................................................43 6.4实习中资料的收集........................................................................................43 6.4.1酸洗.....................................................................................................43
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6.4.2冷轧.....................................................................................................43 6.4.3退火.....................................................................................................45 6.4.4连续热镀锌.........................................................................................46 6.4.5 活套....................................................................................................47 6.5实习感想........................................................................................................49 6.5.1对冷轧厂的认识-连续化...................................................................49 6.5.2对成本的新认识.................................................................................49 6.6 建议...............................................................................................................49 第七章 攀钢钒轨梁厂................................................................................................50 7.1实习的目的和意义........................................................................................50 7.2实习时间与地点............................................................................................50 7.3公司基本情况介绍........................................................................................50 7.4实习中资料的收集........................................................................................51 7.4.1产品规格与性能要求.........................................................................51 7.4.2万能生产线.........................................................................................52 7.4.3重轨矫直.............................................................................................53 7.5实习感想........................................................................................................54 7.5.1对于矫直的看法.................................................................................54 7.5.2 精度控制的难题................................................................................54 7.6建议................................................................................................................54 第八章 东方钛业认知实习........................................................................................55 8.1 实习的目的和意义.......................................................................................55 8.2 实习时间与地点...........................................................................................55 8.3公司基本情况介绍................................................................................55 8.4实习中的资料搜集........................................................................................56 8.4.1原料－钛白矿.....................................................................................56 8.4.2 原料－硫酸........................................................................................56 8.4.3钛白粉硫酸法与氯化法生产工艺比较.............................................57 8.5实习感想........................................................................................................59 8.5.1钛白粉硫酸法与氯化法清洁生产比较.............................................59 8.5.2冶金企业技术升级难题.....................................................................60 8.6建议................................................................................................................60 终章 总结感想篇........................................................................................................61
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0 总论
实习目的：通过生产实习，使学生了解冶金工业的生产概况和发展远景，获得冶金生产实际的感性知识；印证、巩固和加深所学基础理论和专业知识，初步掌握本专业的基本生产实际知识和先进科学技术；扩大知识面，培养理论联系实际的作风和改革创新精神；提高动手能力、分析问题和解决问题的能力；使学生树立正确的人生观和劳动观，增强组织观念，加强纪律性。
实习时间：7月8日～7月22日。
实习地点：攀钢集团新钢钒有限公司；攀钢集团研究院有限公司。实习内容：攀钢集团新钢钒有限公司烧结、炼铁、转炉、热轧、冷轧、轨梁、钒制品、钛业公司钛白、海绵钛等工艺流程及设备。
培训授课：攀钢集团新钢钒有限公司安全教育，烧结、炼铁、炼钢、热轧、冷轧、轨梁、钒制、钛白和海绵钛生产等工艺设备。
第一章
攀钢炼焦厂
1.1实习的目的和意义
通过生产实习，可以让我们了解冶金工业的生产概况和发展远景，获得冶金生产实际的感性知识；印证、巩固和加深所学基础理论和专业知识，初步掌握本专业的基本生产实际知识和先进科学技术；扩大知识面，培养理论联系实际的作风和改革创新精神；提高动手能力、分析问题和解决问题的能力；使学生树立正确的人生观和劳动观，增强组织观念，加强纪律性。
1.2实习时间与地点
时间：2017年7月10日
地点：四川省攀枝花市攀钢炼焦厂
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1.3公司基本情况介绍
四川省攀枝花市攀钢炼焦厂，2009年3月投产，为四期工程，年产焦炭135万吨，现有62×2碳化室、170t/h干熄炉、5.5m3捣固炉（每炉22.5t），干法熄焦过程中产生的高能蒸汽每炉每天能卖20多万元，蒸汽的产值为近3亿元每年，石油化工产品的产值为近4亿元每年，是几年前产值的1/2，主要是受市场波动的影响。
1.4实习中资料的收集
1.4.1 干熄焦
所谓干熄焦，是相对湿熄焦而言的，是指采用惰性气体将红焦降温冷却的一种熄焦方法。
在干熄焦过程中，1000℃的红焦从干熄炉顶部装入，130℃的低温惰性循环气体由循环风机鼓入干熄炉冷却段红焦层内，吸收红焦显热，冷却后的焦炭（低于200℃）从干熄炉底部排出，从干熄炉环形烟道出来的高温惰性气体（N2）流经干熄焦锅炉进行热交换，锅炉产生蒸汽，冷却后的惰性气体由循环风机重新鼓入干熄炉，惰性气体在封闭的系统内循环使用。
干熄焦有如下优点：
1）吸收红焦的热量，节约能源
传统的熄焦方法采用喷水降温，红焦显热浪费很大。因为每炼1公斤焦耗热约750～800千卡，而湿熄焦浪费的热量可达355千卡。干熄焦避免了上述的缺点，它吸收红焦的80%左右的热量使之产生蒸汽。干熄每吨焦炭可产生420～450Kg，450℃，4.6Mpa的中压蒸汽（蒸汽压力根据各厂实际而定）实际上还要高一些。
2）改善焦炭的质量
焦炭在干熄炉的预存室里有一个再炼焦的过程，再加上它随着排焦均匀的下降和缓慢的冷却,因此焦炭裂纹较少，强度较好。再则干熄焦炭与焦粉容易分离也减轻筛分的困难，焦粉又可作为烧结的重要原料。
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3）改善了环境，减少污染
在湿熄焦中，熄焦用的水主要来自于化工车间的冷却水，其中含有大量的酚，氰等有害物质。湿法熄焦产生的蒸汽及残留在焦内的酚，氰，硫化物等腐蚀性介质，侵蚀周围建筑物，并能扩散到几公里外的范围，有害物质超过环境标准的好几倍造成大面积的空气污染。
图1 干熄焦提升炉
图
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图2 干熄焦锅炉
图3 湿熄焦系统
攀钢炼焦厂的湿熄焦系统在干熄焦系统出故障时使用。
1.4.2机械化澄清槽
机械化氨水澄清槽是焦化厂用于提纯焦油所用的设备，主要根据物料比重的不同，将焦油、氨水及焦油渣进行分离。在槽内分为三层：上层为氨水，中层为焦油，下层为焦油渣，沉淀在槽底的焦油渣由刮板输送机送到漏嘴排出槽外，焦油则通过液面调节器流至焦油槽，澄清后的氨水经上部溢流至循环氨水槽。其中得到的氨水有两个用途，一是用于装煤过程中对烟尘的处理，二是高温碳化过程中对荒煤气的降温。
图4 机械化澄清槽
1.4.3焦炭指标
是高温干馏的固体产物，主要成分是碳，是具有裂纹和不规则的孔孢结构体（或孔孢多孔体）。裂纹的多少直接影响到焦炭的力度和抗碎强度，其指标一般以裂纹度（指单位体积焦炭内的裂纹长度的多少）来衡量。衡量孔孢结构的指标
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主要用气孔率（只焦炭气孔体积占总体积的百分数）来表示，它影响到焦炭的反应性和强度。不同用途的焦炭，对气孔率指标要求不同，一般冶金焦气孔率要求在40-45%，铸造焦要求在35-40%，出口焦要求在30%左右。焦炭裂纹度与气孔率的高低，与炼焦所用煤种有直接关系，如以气煤为主炼得的焦炭，裂纹多，气孔率高，强度低；而以焦煤作为基础煤炼得的焦炭裂纹少、气孔率低、强度高。焦炭强度通常用抗碎强度和耐磨强度两个指标来表示。焦炭的抗碎强度是指焦炭能抵抗受外来冲击力而不沿结构的裂纹或缺陷处破碎的能力，用M40值表示；焦炭的耐磨强度是指焦炭能抵抗外来摩檫力而不产生表面 玻璃 形成碎屑或粉末的能力，用M10值表示。焦炭的裂纹度影响其抗碎强度M40值，焦炭的孔孢结构影响耐磨强度M10值。M40和M10值的测定方法很多，中国多采用德国米贡转鼓试验的方法。
质量指标
1.焦炭中的硫分：硫是生铁冶炼的有害杂质之一，它使生铁质量降低。在 炼钢生铁 中硫含量大于0.07%即为废品。由高炉炉料带入炉内的硫有11% 来自矿石；3.5% 来自石灰石；82.5%来自焦炭，所以焦炭是炉料中硫的主要来源。焦炭硫分的高低直接影响到高炉炼铁生产。当焦炭硫分大于1.6%，硫份每增加0.1%，焦炭使用量增加1.8%，石灰石加入量增加3.7%，矿石加入量增加0.3% 高炉产量降低1.5-2.0%。冶金焦的含硫量规定不大于 1%，大中型高炉使用的冶金焦含硫量小于0.4-0.7%。
2.焦炭中的磷分：炼铁用的冶金焦含磷量应在0.02-0.03%以下。
3.焦炭中的灰分：焦炭的灰分对高炉冶炼的影响是十分显著的。焦炭灰分增加1%，焦炭用量增加2-2.5%因此，焦炭灰分的降低是十分必要的。
4.焦炭中的挥发分：根据焦炭的挥发分含量可判断焦炭成熟度。如挥发分大于1.5%，则表示生焦；挥发分小于0.5-0.7%，则表示过火，一般成熟的冶金焦挥发分为1%左右。
5.焦炭中的水分：水分波动会使焦炭计量不准，从而引起炉况波动。此外，焦炭水分提高会使M40偏高，M10偏低，给转鼓指标带来误差。
6.焦炭的筛分组成：在高炉冶炼中焦炭的粒度也是很重要的。中国过去对焦炭粒度要求为：对大焦炉（1300-2000 平方米）焦炭粒度大于40毫米；中、小
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高炉焦炭粒度大于25毫米。但一些钢厂的试验表明，焦炭粒度在40-25毫米为好。大于80毫米的焦炭要整粒，使其粒度范围变化不大。这样焦炭块度均一，空隙大，阻力小，炉况运行良好。
一级指标
冶金焦是高炉焦、铸造焦、铁合金焦和有色金属冶炼用焦的统称。由于 90% 以上的冶金焦均用于高炉炼铁，因此往往把高炉焦称为冶金焦。中国制定的冶金焦质量标准（GB/T1996-94）就是高炉质量标准。
1.4.4 结焦机理
煤的有机质基本结构单元，是以芳香族稠环为主体，周围连接侧链杂环和官能团的大分子。煤在结焦过程中受热到350～480℃，大分子剧烈分解，断裂后的侧链继续裂解，其中分子量小的呈气态，分子量适中的呈液态，分子量大的和不熔组分呈固态，相互渗透的三相物组成胶质体。煤的粘结性强弱，取决于胶质体的数量以及流动性和热稳定性。当温度继续升高到 450～550℃时，液相产物进一步分解，其中一部分又呈气态析出，剩余部分逐渐变稠，与分散的固相颗粒融成一体，最后缩聚并固化，形成半焦。在这过程中，气态产物通过胶质体逸出，产生膨胀压力，使固体颗粒结合得更加牢固。聚积在胶质体中的气态产物则形成气孔。当温度进一步升高到700～1000℃时，半焦主要析出气体，碳网继续缩聚，体积变小，焦质变硬，形成多孔的焦炭。这时，热解产物已无液相出现。由于半焦的收缩，各点的温度和升温速度不同，使收缩量和收缩速度不均，产生焦炭裂纹。
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图5 采矿场
1.4.5 捣固焦与顶装焦
区别：
1）同样质量的入炉煤 情况下，捣固焦比顶装焦块度大，M40增加2-7个点，M10减少1-2个点，热强度增加1-2个点，反应性降1-2个点；
2）吨焦成本低
1、节约资源
煤饼堆密度由顶装煤炼焦的0.75 t/ m3 ~0.85 t/ m3，提高到0.95 t/ m3 ~1.10 t/ m3，煤料颗粒间距减小，煤饼堆比重增加，有利于多配入高挥
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发性煤和弱黏结性煤。
2、提高焦炭质量
在相同配比条件下，捣固焦炭要比顶装焦炭的质量好。焦炭的机械强度和反应后强度、反应性都有所提高。
3、单炉产量高
在炭化室容积相同情况下，捣固焦炉的产量要高于顶装焦炉，同时捣固焦炉在单位时间内减少了出炉孔数，单套机械服务的孔数也有所增加。
4、经济效益
捣固炼焦工艺可以比顶装煤炼焦工艺配入更多的高挥发分或弱黏结性的低阶煤，减少焦煤用量，原料煤的采购费用具有明显的优势，直接降低了焦炭的生产成本。对于现在的市场行情，捣固焦炉更符合企业盈利的目的。
1.5实习感想
1.5.1厂区存在的问题
炼焦厂给我的第一印象就是噪音和烟尘，也许是受制于工艺流程和昂贵的成本，噪音的污染难以避免，但我觉得烟尘可以进一步治理，比如捣固焦的捣固设备下方，待回收的煤粉下落时，有一部分弥散到了空气中，这部分可以做防护处理，推焦进入炼焦炉时产生的大量有毒气体，在特定的风向下，将对工人造成极大的危害，如有条件应将炼焦炉升高，使有毒气体在尽量高的空中分散。
1.5.2新技术的重要性
传统的高炉炼铁受制于焦炭，而焦煤的资源已经不够了，人们一直在寻找代替焦炭的方法，例如非高炉炼铁，在攀钢炼焦厂，他们也有采用焦油渣，从而减少焦炭的使用量，而塑料的使用还在实验室研究阶段，找到焦炭的替代品，这是整个世界钢铁行业的一个大课题。
另外，在攀钢炼焦厂的干熄炉中，没有采用气固分离装置，按以往来说，用气体冷却固体时气体容易带走部分固体从而带来损失，而在攀钢是采用调整中央风和周边风，使固体不进入气体循环系统中，从而减少损失。可见技术的改进可
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以节约大量成本，符合社会的需求。
1.5.3环保
现在的冶金工业，凡是把效益放到环保前面考虑的企业都已经被责令停产了，可见环保之重要，攀钢炼焦厂今年2月份也因为排放超标的问题被责令停产整改，7月底又会来复查一次，所以说环保是取得效益的前提，也是作为一个企业社会责任感的体现。
1.6建议
本次参观的炼焦厂号称是我们生产实习中最危险也是环境最差的厂区，确实给人的感觉不是很好，炼焦厂整体的效益也是亏损状态的，炼焦厂的存在只是为了维持高炉系统，我感觉以现在的发展态势，世界非高炉炼铁工艺迅猛发展，焦炭资源也快到了尽头，焦炭被代替的时代即将来临，不需要我们等得太久，这也许就是攀钢领导们不把策略中心放在炼焦上的原因。不过在这改朝换代之际，我们作为冶金行业的学生，还是应该先吃透原来的焦炭高炉的炼铁路线，只有在这部分上的理论知识站的住了，在新的时代来临之时我们才能有一搏之力，或者说，我们才能有希望带领这个行业跨入.第二章
攀钢四号高炉和烧结三厂
2.1实习的目的和意义
通过生产实习，可以让我们了解冶金工业的生产概况和发展远景，获得冶金生产实际的感性知识；印证、巩固和加深所学基础理论和专业知识，初步掌握本专业的基本生产实际知识和先进科学技术；扩大知识面，培养理论联系实际的作风和改革创新精神；提高动手能力、分析问题和解决问题的能力；使学生树立正确的人生观和劳动观，增强组织观念，加强纪律性。
2.2实习时间与地点
时间：2017年7月11日
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地点：四川省攀枝花市攀钢四号高炉和烧结三厂
2.3公司基本情况介绍
攀枝花钢铁公司是我国于70年代初自行设计建成的大型钢铁联合企业，也是我国研究、开发高钛型钒钛磁铁矿冶炼的基地。攀钢一期工程建成高炉三座，总炉熔剂为3400m3，生产能力为年产炼钢生铁200×104t。自1970年一号高炉投产以来，首创成功大型高炉钒钛矿冶炼新工艺。在高炉装备水平较低的情况下，生产水平逐年提高，至1983年止，年利用系数达1.65t/m3·d，焦比为620kg/t·Fe。
四号高炉是在总结攀钢一期建设有益经验的基础上，结合攀钢的具体条件，依靠国内科研、制造、生产的力量，积极消化移植宝钢一号高炉引进技术和其他先进可行的技术，从改善原燃料条件，增加高炉的生产能力，延长高炉及热风炉使用寿命以及节能等方面进行设计，以达到高炉高产、优质、低耗、长寿的目的。
图1 现场工程师给我们讲解
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2.4实习中资料的收集-于四号高炉
图2 高炉作业区概览
2.4.1四号高炉基本情况
四号高炉为攀钢的二期工程，容积为1350m3，有两铁口两渣口，一炉可产铁水3300t（设计产量为3270t），有120t小铁水罐和140t大铁水罐，采用外燃式热风炉，风温为1220℃±20℃，约4小时一炉，43批料（30t/批），负荷为4.3，采用皮带上料（1、2、3号高炉为小车上料）。
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图3 高炉出铁口
图4 运输线路
高炉炼铁的基本原理
1）高炉中铁的还原
炉料中铁的氧化物存在形态有:Fe2O3(赤铁矿),Fe3O4（磁铁矿）和Fe-Oy（浮氏体，y从0.04到0.125）等。但最后都是经FeO的形态被还原成金属Fe。氧化铁由CO还原生成CO2或由H2还原生成H2O的过程。还原顺序为: Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe（低于570℃时，FeO不稳定,还原顺序为：Fe2O3→Fe3O4→Fe）。
铁的高价氧化物分解压比低价氧化物的大，Fe3O4的分解压则低得多，FeO的分解压则更低。故在高炉的温度条件下，除Fe2O3不需要还原剂（只靠热分解）就能得到Fe3O4外，Fe3O4、FeO必须要还原剂夺其氧。高炉内的还原剂是固定碳及气体CO和H2。
氧化铁还原的主要还原反应为：
3Fe2O3+CO→2Fe3O4+CO2 Fe3O4+CO→3FeO+CO2
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FeO+CO→Fe+CO2 以及
3Fe2O3+H2→2Fe3O4+H2O
Fe3O4+H2→3FeO+H2O
FeO+H2→Fe+H2O 在高温区（约850℃开始）因有大量焦炭存在,生成的CO2和H2O立即与焦炭反应,转化成CO和H2：
CO2+C→2CO ； H2O+C→H2+CO 所以从全过程看，可认为是由碳素直接还原氧化铁生成CO和铁：
FeO+C→Fe+CO 这种高温还原叫做直接还原。因为直接还原比间接还原耗热大得多，所以在高炉内应尽可能提高中温区的间接还原率，以降低焦比和燃料比。2）高炉中铁水中碳的行为及其他元素的还原
一般生铁中除含Fe、C外还含有少量Si、Mn及S、P等，如冶炼复合矿石，还涉及V、Ti、Zn、Pb、Cu、Ni、Co等元素的还原。因此，了解非铁元素在高炉冶炼条件下的还原过程是非常必要的。
根据氧化物生成自由能大小，可以看出在高炉冶炼条件下，铜、砷、钴、镍等元素极易还原，而锰、硅、钒、钛等元素则较难还原。
(1）铁水中的碳
因为在高炉内还会出现还原和渗碳到Fe3C的反应： 3Fe+2CO→Fe3C+CO2
FeO(MnO,SiO2)+C→Fe(Mn,Si)+CO 3Fe+C→Fe3C 所以高炉生铁含碳高，其含量主要决定于铁水的成分。凡能生成碳化物并溶于铁水的元素如锰、钒、铬、铌等能使铁水含碳增加；凡能促使铁水中碳化物分解的元素如硅、磷、硫等会阻碍铁水渗碳。普通生铁含碳4％左右。铁水溶解某些碳化物达到饱和后，剩余的碳化物便留在炉渣中，例如炼高硅生铁时的SiC,在炉料含TiO2较多时形成的TiC等。碳化物熔化温度一般都很高(SiC＞2700℃，TiC 3290℃)，以固相混杂在炉渣中，使炉渣流动性变坏，造成冶炼上的困难。
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（2)锰的还原 高炉内锰的还原，也是从高价氧化物逐级还原到低级氧化物，即：
MnO2—Mn2O3—Mn3O4—MnO—Mn从MnO2到MnO的还原在高炉内很容易被CO或H2还原，MnO是相当稳定的，高炉内只能在高温下由直接还原进行，同时吸收大量热量。
MnO+C=Mn+CO 从MnO直接还原出1kgMn要比直接还原1kg铁多消耗约一倍的热量，所以高温是锰还原的重要条件。但高温下锰易挥发，在高炉上部又被氧化成Mn3O4后随煤气逸出。
在冶炼炼钢生铁时，Mn有5～10%被煤气带出，40～60%进入生铁，其余进入炉渣。由于炼钢技术的进步，在冶炼炼钢生铁是无需加锰矿。
用高炉冶炼锰铁或镜铁时，为提高锰的回收率，要做到以下： 要求锰矿含Mn高，含Fe低，S、P和SiO2等要少； 高风温、高富氧；
3.合适的造渣制度，要有较高的碱度和适当高的Al2O3含量。
（3)硅的还原 硅比铁难还原，要到高温区才能被碳还原出来，熔于铁水：(SiO2)+2[C]→[Si]+2CO 耗热比铁的直接还原大得多。式中圆括弧表示炉渣中的氧化物；方括弧表示铁水中的有关元素。大部分生铁中的硅是焦炭灰分或渣中的SiO2，通过风口附近高温区（1700℃以上）时，先被还原生成气态SiO，SiO在上升过程中再被还原成硅并熔于铁水。冶炼高硅生铁时，有一部分SiO随煤气逸出炉外。含硅愈高，挥发愈多；SiO冷却后又被氧化成极细的SiO2粉末,除增加能耗外，还会恶化炉料透气性和堵塞煤气管道。为了炼得含硅较高的生铁或合金,宜配用碱度较低的炉渣,以利于酸性SiO2的还原。由于反应热耗大，必须维持较高的炉温，生铁含硅愈多，燃料消耗（焦比）和成本也愈大。
（4）磷的还原 炉料中磷主要以磷酸钙 Ca3(PO4)2形态存在，磷酸钙较难还原，还原开始温度在1000℃以上，在高炉内一般是在高温下进行直接还原：
Ca3(PO4)2+5C=3CaO+2P+5CO 在有SiO2存在时，有利于磷的还原： 2Ca3(PO4)2 +3SiO2 +10C=3Ca2SiO4 +4P+10CO
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磷酸钙中的磷较铁难还原，需要直接消耗碳素和大量热量。
但在生产一般生铁时，炉料带入的磷几乎全部还原进入生铁，原因主要是：
1．高炉内的强还原气氛；
2．SiO2和Fe的存在，促进了磷的还原；
3．P2O5和还原出来的P易于挥发，改善还原动力学条件.因此，只能通过控制炉料带入的含磷量来控制生铁的磷含量。
（5)其他元素的还原 以氧化物或硫化物形态存在的铜、镍、钴、砷、铅等全部被还原。钒、铌、铬等的氧化物一般可被还原75～80％。二氧化钛在高炉内只有少量被还原。
钾、钠、锌等金属的沸点低，其化合物在高炉下部高温区被还原成金属后立即挥发，一部分随煤气逸出炉外，一部分又被氧化后沉积在上部炉料表面，随炉料再下降到高温区。再还原，再挥发，再沉积,循环积累,造成以下严重危害：破坏矿石和焦炭的强度和炉料的透气性；沉积在炉衬中破坏耐火材料，引起结瘤。因此，对高炉原料中这些元素的含量要有一定的限制,必要时,可以定期降低炉渣碱度,使K2O和Na2O更多地进入炉渣，排出炉外,减轻危害。包头铁矿石含K2O、Na2O和CaF2较多，影响炉况顺行，现已找到解决途径。
钒、铜、镍、钴、铌等是宝贵的合金元素，它们在铁矿石中如达到一定含量，应考虑回收利用。
2.4.2 炉前操作
1）炉前操作的任务
①利用开口机、泥炮、堵渣机等专用设备和各种工具，按规定的时间分别打开渣、铁口，放出渣、铁，并经渣铁沟分别流人渣、铁罐内，渣铁出完后封堵渣、铁口，以保证高炉生产的连续进行。
②完成渣、铁口和各种炉前专用设备的维护工作。③制作和修补撇渣器、出铁主沟及渣、铁沟。
④更换风、渣口等冷却设备及清理渣铁运输线等一系列与出渣出铁相关的工作。
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2）高炉不能及时出净渣铁，会带来以下不利影响
①影响炉缸料柱的透气性，造成压差升高，下料速度变慢，严重时还会导致崩料、悬料以及风口灌渣事故。
②炉缸内积存的渣铁过多，造成渣中带铁，烧坏渣口甚至引起爆炸。③上渣放不好，引起铁口工作失常。
④铁口维护不好。铁口长期过浅，不仅高炉不易出好铁，引起跑大流、漫铁道等炉前事故，直至烧坏炉缸冷却壁，危及高炉的安全生产，有的还会导致高炉长期休风检修，损失惨重。
图5 液压炮和炮里（中）
2.4.3高炉四大操作制度
①装料制度
装料制度是炉料装入炉内方式的总称。包括装入顺序、批重大小、料线高低、布料装置的功能等。它决定着炉料在炉内分布的状况。由于不同炉料对煤气阻力的差异，因此炉料在横断面上的分布状况对煤气流在炉子上部的分布有重大影响，从而对炉料下降状况，煤气利用程度，乃至软熔带的位置和形状产生影响。利用装料制度的变化以调节炉况被称为“上部调节”。
②送风制度
送风制度是指通过风口向高炉内鼓送具有一定能量的风的各种控制参数的2017年冶金生产实习报告
总称。它包括风量、风温、风压、风中含氧、湿分、喷吹燃料以及风口直径、风口中心线和水平的倾角，风口端伸入炉内的长度等等。由此确定两个重要的参数：风速和鼓风动能。
调节上述诸参数以及喷吹量常被称为“下部调节”，下部调节是通过上述诸参数的变动来控制风口燃烧带状况和煤气流的初始分布。与上部调节相配合是控制炉况顺行、煤气流合理分布和提高煤气利用的关键。一般来说下部调节的效果较上部调节快。因此它是生产者常用的调节手段 ③造渣制度
造渣制度包括造渣过程和终渣性能的控制。造渣制度应根据冶炼条件、生铁品种确定。
为控制造渣过程，应对使用的原料的冶金性能作全面了解，特别是它们的软化开始温度，熔化开始温度，软熔温度区间，熔化终了温度以及软熔过程中的压降等，目前推广的合理炉料结构就是要将这些性能合理搭配，使软熔带宽度和位置合理，料柱透气性良好，煤气流分布合理。④炉缸热制度
炉缸热制度是指高炉炉缸所具有的高温热量水平，或者说是根据冶炼条件，为获得最佳效益而选择的最适当的炉缸高温热量，它反映了高炉炉缸内热量收入与支出的平衡状态。表示炉缸热制度的指标有两个。一个是铁水温度，它一般在1350～1550℃之间，俗称“物理热”。另一个指标是生铁含硅量，生铁中的硅全部是直接还原过来的，炉缸热量越充足，越有利于硅的还原，生铁含硅量就越高，所以生铁含硅量的高低，在一定条件下可以表示炉缸热量的多少，俗称“化学热”。一般情况下，当炉渣碱度变化不大时，两者基本是一致的，即化学热越高，物理热越高，炉温也越充沛。炉渣
由于炉渣具有熔点低、密度小和不溶于生铁的特点，所以高炉冶炼过程中渣、铁才能得以分离，获得纯净的生铁，这是高炉造渣过程的基本作用。另外，炉渣对高炉冶炼还有以下几方面的作用：
（1）渣铁之间进行合金元素的还原及脱硫反应，起着控制生铁成分的作用。比如，高碱度渣能促进脱硫反应，有利于锰的还原，从而提高生铁质量；SiO2%
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含量高的炉渣促进Si的还原，从而控制生铁含Si量等。
（2）炉渣的形成造成了高炉内的软熔带及滴落带，对炉内煤气流分布及炉料的下降都有很大的影响，因此，炉渣的性质和数量对高炉操作直接产生作用。
（3）炉渣附着在炉墙上形成渣皮，起保护炉衬的作用。但是另一种情况下又可能侵蚀炉衬，起破坏性作用。因此，炉渣成分和性质直接影响高炉寿命。
炉渣成分的来源主要是铁矿石中的脉石以及焦炭（或其他燃料）燃烧后剩余的灰分。它们大多以酸性氧化物为主，即SiO2及Al2O3。其熔点各为1728℃和2050℃。即使混合在一起，它们的熔点仍然很高（约1545℃）。在高炉中只能形成一些黏稠的物质，这会照成渣铁不分，难于流动。因此必须加入碱性助熔物质，如石灰石、白云石等作为熔剂。尽管熔剂中的CaO和MgO自身熔点也很高，分别为2570℃和2800℃，但它们能同SiO2和Al2O3结合成低熔点（低于1400℃）的化合物，在高炉内足以熔化，形成流动性良好的炉渣。它与铁水的密度不同（铁水密度6.7～7.0，炉渣为2.8～3.0），渣铁分离而畅流，高炉正常生产。攀钢4号高炉炉渣碱度为1.05-1.15。
高炉生产中总是希望炉渣愈少愈好，但完全没有炉渣是不可能的（也是不可行的），高炉工作者的责任是在一定的矿石和燃料条件下，选定熔剂的种类和数量，配出最有利的炉渣成分，以满足冶炼过程的要求。
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图6 高炉渣口
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2.5实习中资料的收集-于烧结三厂
图7 新三烧结系统全厂画面
图8 烧三作业区烧结机平面分布图
2.5.1烧结矿简介
将不能直接加入高炉的精(富)矿粉通过高温固结的烧结法和球团法以及低温固结的球团法和压块法，制成人造富矿的原料加工处理工艺。铁矿石造块的目的是充分利用贫铁矿和富矿粉，扩大钢铁生产的资源；通过造块改善铁矿石的冶金性能，为高炉提供优质原料以改善冶炼指标；综合利用其他对连续铸钢、炼铁有用的粉尘、尘泥和炉渣(见炉尘、氧化铁皮、硫酸渣、钢渣)，减轻钢铁生产对
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环境的污染。方法有铁矿石烧结和铁矿石球团法。造块过程中还可以去除矿石中某些有害杂质，如硫、砷、钠、钾、锌等，减少其对高炉的危害。
烧结是铁矿粉造块的主要办法，其工艺是将各种粉矿含铁原料配入适量的燃料和熔剂，均匀混合，然后放在烧结设备上点火烧结。在燃料产生高温和一系列物理化学变化的作用下，部分混合料颗粒表面发生软化和熔化，产生一定液相，并润湿周围其他未熔化的矿石颗粒，使其熔解成为液相。当冷却后，液相将矿粉颗粒粘结成块。
2.5.2攀钢的烧结矿工艺
与一般的烧结矿工艺相同，攀钢的烧结矿工艺是将原料矿粉烧结成5mm以上的矿粒，从而投入高炉中使用，5mm以下的矿粒将返回烧结矿工序重新烧结，一般最后的烧结矿的平均粒度为20mm以上。
现在的烧结矿工艺已经成熟，很少有新的工艺出现，工程师们现阶段的努力的目标是在现有的技术支撑条件下，降低成本、提高产量，以取得更大的效益。
烧结过程中会产生大量的烟气，其中带有大量的热量，攀钢的余热回收系统通过烟气与水产生热交换形成蒸汽，但这里产生的蒸汽不同于之前炼焦厂产生的蒸汽，这里的蒸汽压力不够，故不能用于发电。
2.5.3烧结矿生产流程
1）准备
①含铁原料
含铁量较高、粒度
一般要求含铁原料品位高，成分稳定，杂质少。
②熔剂
要求熔剂中有效CaO含量高，杂质少，成分稳定，含水3%左右，粒度小于3mm的占90%以上。在烧结料中加入一定量的白云石，使烧结矿含有适当的MgO，对烧结过程有良好的作用，可以提高烧结矿的质量。
③燃料
主要为高炉筛下焦粉和无烟煤。对燃料的要求是固定碳含量高，灰分低，挥发分低，含硫低，成分稳定，含水小于10%，粒度小于3mm的占95%以上。2）配料
配料目的：获得化学成分和物理性质稳定的烧结矿，满足高炉冶炼的要求。常用的配料方法：容积配料法和质量配料法。
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容积配料法是基于物料堆积密度不变，原料的质量与体积成比例这一条件进行的。准确性较差。
质量配料法是按原料的质量配料。比容积法准确，便于实现自动化。3）混合混合目的：使烧结料的成分均匀，水分合适，易于造球，从而获得粒度组成良好的烧结混合料，以保证烧结矿的质量和提高产量。
混合作业：加水润湿、混匀和造球。
根据原料性质不同，可采用一次混合或二次混合两种流程。一次混合的目的：润湿与混匀，当加热返矿时还可使物料预热。二次混合的目的：继续混匀，造球，以改善烧结料层透气性。
使用细磨精矿粉烧结时，因粒度过细，料层透气性差，为改善透气性，必须在混合过程中造球，所以采用二次混合，混合时间一般不少于2..5～3min。
我国烧结厂大多采用二次混合。4）烧结
烧结作业是烧结生产的中心环节，它包括布料、点火、烧结等主要工序。①布料
将铺底料、混合料铺在烧结机台车上的作业。
当采用铺底料工艺时，在布混合料之前，先铺一层粒度为10～20mm，厚度为20～30mm的小块烧结矿作为铺底料，其目的是保护炉箅，降低除尘负荷，延长风机转子寿命，减少或消除炉箅粘料。
铺完底料后，随之进行布料。布料时要求混合料的粒度和化学成分等沿台车纵横方向均匀分布，并且有一定的松散性，表面平整。
②点火
点火操作是对台车上的料层表面进行点燃，并使之燃烧。点火要求有足够的点火温度，适宜的高温保持时间，沿台车宽度点火均匀。点火温度取决于烧结生成物的熔化温度。常控制在1100±50℃。点火时间通常40～60s，点火真空度4～6kPa，点火深度为10～20mm。
③烧结
准确控制烧结的风量、真空度、料层厚度、机速和烧结终点。
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图9 烧结矿粉进料处
图10 烧结厂鼓风管道
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2.6实习感想
2.6.1攀钢的与众不同
攀钢作为炼钢企业，与其他企业最大的不同就在于原料，攀钢炼铁的原料为钒钛磁铁矿，因此渣的粘度很大，这在技术上是一个很大的挑战，一般的高炉查看炉温都是通过看铁水中Si的含量，而攀钢需要看铁水中Ti的含量，从而精确掌握炉况。由于炉渣的粘度很大，攀钢对炉前操作的工人的要求很高，以便能及时发现问题。
2.6.2测温方法的变革
我对高炉测温的认识还停留在课本的阶段，也就是通过热电偶来测量炉温，而在本次实习中工程师告诉我们，采用热电偶测温的方法费人力、物力，而且知道炉中实际温度并没有实际意义，故这种方法已被淘汰，攀钢采用的是取样测Ti含量的方法，每次取样花费10来分钟，通过了解炉中铁水中的成分来分析炉况，可以达到目的。
在攀钢高炉，工人们的基本功是看炉温，看炉温一般有4种方式：铁水亮度、渣的颜色、风口亮度、热风压力，通过这四种再和Ti的含量结合，从而推测出炉温，当工人推测的炉温与实际炉温相差±2℃时，工人便合格了。
2.6.3厂区存在的问题
高炉作业区和烧结矿作业区的粉尘特别严重，这是我的第一印象，因为采用的原料大多为粉料，粉尘难以避免，工人们都必须带着口罩工作。
另外，感觉厂区的危险标识不够醒目，我全程都在观察各处的标识，还是在很多危险的地方没有看到标识，无论是对于厂区工作人员还是对于外来参观人员，都不足以做、起到警示提神的作用。
对于烧结厂，最大的问题是尾气排放问题，据带队工程师所说，现在没有烧结矿厂能达到国家排放标准，这里的指标主要是指尾气含硫量，攀钢烧结矿的烟气含硫量为5000-6000mgSO2/m3，脱硫后为200mgSO2/m3以下，仍然达不到国家
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标准50mgSO2/m3，这也成为了制约烧结矿发展的最重要的因素。
2.7建议
本次参观的攀钢四号高炉和烧结三厂给我的总体感觉是环境较差和危险系数较高，工作环境为高温、噪音环境，这应该也是这些岗位待遇较好的原因，经过这次实地参观，我也认识到了攀钢的炼铁现状，由此不难联想我国的高炉发展现状，虽然攀钢技术上不是很先进，但在操作模式上是非常成熟了，现在的高炉和烧结基本都已经做到了半自动化，只需要少数几个工人在炉前，然后部分工人在中控室操作，据工程师说，现在的工作难度比以前低得多，不过岗位很少了，这两年攀钢高炉的作业部都没有招人，这也是在当今钢铁产能过剩的状况下，各企业做出相应的应对措施的体现吧。
第三章
攀枝花提钒炼钢厂
3.1实习的目的和意义
通过生产实习，可以让我们了解冶金工业的生产概况和发展远景，获得冶金生产实际的感性知识；印证、巩固和加深所学基础理论和专业知识，初步掌握本专业的基本生产实际知识和先进科学技术；扩大知识面，培养理论联系实际的作风和改革创新精神；提高动手能力、分析问题和解决问题的能力；使学生树立正确的人生观和劳动观，增强组织观念，加强纪律性。
3.2实习时间与地点
时间：2017年7月12日
地点：四川省攀钢集团攀枝花钢钒有限公司
3.3公司基本情况介绍
攀钢集团攀枝花钢钒有限公司是我国西部最大的钢铁钒钛产品生产和科研基地，是我国依靠科技创新开发资源的楷模，是中国第二大铁矿区。钒、钛分别
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占全国储量的50.5%和90%以上，占世界储量的18%和35%以上，同时还生产其他多种稀有金属，被称为“富甲天下的聚宝盆”。公司经过一期、二期和三期扩建，已形成从烧结、炼铁、炼钢到轧制成品钢材的钢铁冶金产品生产工艺流程和钒产品生产工艺流程。攀钢产品独具资源特色，拥有以高速铁路用钢轨为代表的大型材系列；以IF钢板、汽车大梁板、高强度深冲镀锌板、GL板等冷热轧板为代表板材系列；以三氧化二钒、高钒铁、氮化钒为代表的钒系列标志性产品。
提钒炼钢厂铁水处理量为600万吨，钢产量547万吨，钒渣产量（V2O5的量）为25-26万吨。铁水含硫0.07-0.08%，铁水含钒0.25-0.35%。
攀钢1971-1995年采用雾化提钒法从铁水吹炼钒渣的方法，最高年产7.5万t，随着攀钢二期工程的建立投产，对半钢质量及温度要求越来越高，雾化炉提钒的半钢质量已不能满足后续工序的需求，经过充分论证分析，攀钢决定新建提钒转炉取代雾化炉，2座120t提钒转炉分别于1995年8月7日、9月15日相继建成投产。年设计产标准钒渣11万t，2010年达到年产25万t标准钒渣的规模。
3.4实习中资料的收集
3.4.1硫在钢中的影响
（1）降低钢的热加工塑性
在含锰量低的钢中，硫以网状的FeS-Fe共晶形式分布在晶界上。由于FeS-Fe共晶的熔点为988℃，所以当钢锭或钢材进行热轧和锻造时（通常热加工温度为1000~1200℃左右），会导致晶界处FeS-Fe共晶熔化而造成破裂。这就是热脆现象，这是硫的主要危害。（2）降低钢与合金的强度和塑性
高温合金中S质量分数≥0.005%时，会降低合金的高温持久强度和室温伸长率。因为硫沿晶界偏析，降低了晶界塑性与强度（3）降低钢的耐蚀性能
硫能降低不锈耐酸钢的耐蚀性能。因为，钢中MnS易溶于酸性介质而成为腐蚀源，最终会发展成点蚀和缝隙腐蚀。为此，不锈耐酸钢中含硫量（质量分数）应控制在小于0.015%。
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（4）降低磁性合金的电磁特性
硫对精密合金的性能产生不良的影响。在磁性合金中当S质量分数≥0.010%时，会使合金的磁导率、矫顽力显著地恶化。电工硅钢的磁导率随含硫量的增加而下降，含S质量分数≥0.005%时磁导率急剧下降。（5）降低钢的焊接性能
焊接过程中，高含硫量钢材焊接热影响区容易产生热裂纹，降低焊缝强度。用于焊丝材料时要求硫质量分数小于0.010%。另外，硫含量高时还容易产生SO2气孔和疏松等缺陷，降低了焊缝的质量。
3.4.2 铁水脱硫的方法
铁水脱硫技术，有铺撒法、摇包法、机械搅拌法和喷粉法等方法。常用脱硫剂有碳化钙、石灰、苏打、金属镁和钙，以及它们组成的多种复合脱硫剂。
现在一般来说搅拌法脱硫效果好，脱硫剂可在铁水的涡流中与铁水充分接触，而喷吹法的脱硫剂只有在气泡上升过程中和铁水的一次接触。但是攀钢的原料为钒钛磁铁矿，渣的粘度很大，不适合采用搅拌法，故采用喷吹法脱硫。
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图1 喷吹脱硫装置
3.4.3.攀钢转炉提钒工艺过程
（1）铁水供应
将脱硫后的铁水扒渣，再用起重机将铁水兑入转炉。
（2）冷却剂供应
a.生铁块、废钒渣：用电磁起重机装入生铁料槽,再用起重机加入提钒炉。
b.铁皮球、污泥球、铁矿石：用翻斗汽车运至地面料仓，由单斗提升机运到37.56m平台，经胶带运输机送到炉顶料仓内。使用时由炉顶料仓电磁振动给料机给料,经称量斗称量后加入转炉。
（3）氧气和氮气供应
氧气用管道输送到车间内,氧气纯度为99.5％；压力0.49～1.18 MPa；氮气压力0.294～0.392Mpa。
（4）吹炼提钒
吹炼前根据铁水条件加入生铁块或废钒渣,然后兑入铁水,摇正炉体下枪供氧吹炼，在吹炼过程中可根据吹炼情况加适量铁皮球、铁矿石、污泥球，吹炼结束时先出半钢进入半钢罐。
（5）出钒渣
转炉炉下钒渣罐采用16m3 渣罐,每个渣罐能容纳吹炼钒渣8~12炉。钒渣罐通过炉下电动渣罐车拉至钒渣跨，用起重机吊至16m3 钒渣罐车上；每4辆车组成一列(3辆钒渣罐车,一辆废渣车),用火车拉至钒渣破碎间，废渣拉至弃渣场。
图2 钢包
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3.4.4提钒转炉主要设备
（1）冷却料供应系统
冷却剂供应系统包括地下料坑、单斗提升机、皮带运输机、卸料小车、高位料仓、振动给料器、称量料斗以及废钢槽、天车等设备，这些设备保证提钒用原料的正常供应。
地下料坑的作用: 暂时存放用火车或汽车运输来的提钒冷却剂，保证提钒转炉连续生产的需要。
单斗提升机的作用: 把贮存在地下料仓的各种散状料提升运输到高位料仓，供给提钒生产使用。
高位料仓的作用: 临时贮料，保证转炉随时用料的需要。料仓的大小决定不同冷却剂的消耗和贮存时间。每座提钒转炉单独使用4个高位料仓。
（2）转炉炉体
转炉及其倾动系统包括转炉炉体、托圈及耳轴、减速机、电动机、制动装置等，这些设备保证转炉的运转。由炉壳及其支撑系统(托圈、耳轴、联接装置和耳轴轴承座等)组成。炉体外面是炉壳，用钢板焊接而成，里面是炉衬，砌筑的耐火砖。
供氧设备
氧气顶吹转炉吹炼所需的氧气由氧枪输入炉内，通过氧枪头部的喷头喷射到熔池上面，是重要的工艺装置。其设备组成：氧枪本体、氧枪升降机械、换枪装置等。
另外还有烟气净化及回收系统、挡渣镖加入装置、钢渣车等辅助设备。
3.4.5攀钢提钒技术要点
冷固球团做提钒冷却剂工艺、339氧枪提钒供氧工艺、多炉出钒渣工艺技术和挡渣出半钢技术、提钒转炉综合砌筑及护炉技术、深吹半钢开炉技术、顶底复合吹炼提钒技术。
3.4.6经济指标
经济指标有钒渣品位、炉龄（一般为9000炉）、钒氧化率（一般＞90%）、钒回收率（一般＞78%）、钒渣产量、半钢质量。
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3.5实习感想
3.5.1厂区存在的问题
炼钢的厂区和之前参观的炼焦、炼铁、烧结的厂区最大的区别就是粉尘量明显减小了，路上的货车经过后扬尘不是很严重，不过炼钢厂区的噪音污染和热辐射污染更严重，厂内各高温设施没有相应的防护隔离设备，厂里的楼梯过道显得年代久远，不是很牢固，各区域间的安全距离也没有留足，很多操作区域显得空间非常小，总的来说，显得安全系数很低。
3.5.2炼钢厂给人的总体印象
厂区除了让人觉得安全系数很低外，设备的自动化程度也不是很高，感觉在攀钢里显得有点落后，不过同是炼钢厂之间的比较的话，攀钢的技术还算比较先进的，之所以让人感觉落后，应该是攀钢的炼钢厂修建的太早，很多设备都没有更新的缘故。
厂里的职工非常少，工作人员们也表示非常渴望新鲜的血液加入，与攀钢其他岗位饱和的情况不同，炼钢厂有很多岗位空缺，按理来说攀钢的待遇还不错，这确实让人有点困惑，不过有可能是因为工作条件太艰苦，年轻的一代不肯加入。还有一点，今天在炼钢厂见到的工人们，里面患有皮肤病、歪眼斜嘴的人的比例很大，感觉这其中有着某种联系。
3.6建议
钢水提钒是基于攀枝花钒钛磁铁矿的一种特色，也是在当今冶金行业不景气、大部分冶金企业亏损的条件下，攀钢能取得效益的一个重要的因素，故攀钢对该技术的保密措施也做的非常到位，只是稍微给我们介绍了一下钢水提钒的技术要点。
提钒炼钢厂的工作人员都非常热情，我还看到了两个女性，这在冶金行业里是比较少见的，估计她们都是行业里的佼佼者，让我有点意外的是，其中一个工作人员在和我们介绍工厂情况时，首先提到的“题外话”：虽然我们钢铁行业现在不景气，但我们一定要注意保护环境，整个地球都是互相影响的，不爱护环境
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就是在害我们自己，希望以后我们无论从事哪个行业都要注意以保护环境为前提。话语虽然浅显易懂，但字里行间无不透露着一个从事工程的工作者的深刻的领悟。
第四章
攀钢炉外精炼工段
4.1实习的目的和意义
通过生产实习，可以让我们了解冶金工业的生产概况和发展远景，获得冶金生产实际的感性知识；印证、巩固和加深所学基础理论和专业知识，初步掌握本专业的基本生产实际知识和先进科学技术；扩大知识面，培养理论联系实际的作风和改革创新精神；提高动手能力、分析问题和解决问题的能力；使学生树立正确的人生观和劳动观，增强组织观念，加强纪律性。
4.2实习时间与地点
时间：2017年7月13日
地点：四川省攀枝花市攀钢炉外精炼工段
4.3公司基本情况介绍
攀钢通过不断的技术改造，从1993年建设第一座130t LF炉，1997年建成投产第一套130tRH装置，发展到目前拥有4座130t LF炉，具有钢水加热、成分微调、造渣精炼功能，年处理钢水600万吨能力和3套130t RH真空装置，具有钢水脱气、去除夹杂、成分微调功能，年处理钢水400万吨能力的水平，设备装备水平有了大幅度提高。
4.4实习中资料的收集
4.4.1炉外精炼
炉外精炼技术是构成洁净钢平台重要的基础环节。钢水的炉外精炼，也称为
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钢的二次冶金，是指“炼钢炉出钢之后，直到钢水凝固为止的整个过程，对钢水进行冶金处理的各类工艺”，旨在“在炼钢炉基础上，进一步改善钢水的物理、化学性能，优化工序衔接匹配”。炉外精炼早在上世纪30、40年代就显示了它在提高质量、扩大品种方面的作用，随着连铸技术的开发应用，炉外精炼技术除了继续满足产品性能优化，钢材质量提高的各种要求以外，更成为炼钢各工序优化衔接匹配特别是连铸生产稳定的必要手段。
4.4.2炉外精炼的冶金特点
各种炉外精炼设备都具备高效精炼的特点，能满足以下冶金特点：(1)改善冶金反应的热力学条件。如脱碳、脱气反应，反应产物为气体，降低气相压力，提高真空度，有利于反应继续进行。
(2)加快传质速度。对于多数冶金反应，液相传质是反应速度的限制环节，各种精炼设备采用不同的搅拌方式，强化熔池搅拌，加速混匀过程，提高化学反应速度。
(3)增大渣钢反应面积。各种炉外精炼设备均采用各种搅拌或喷粉工艺，造成钢渣乳化，显著增加渣钢反应面积，提高反应速度。
(4)精确控制反应条件，均匀钢水成分、温度。各种炉外精炼设备，配备了不同的加热功能，可以精确控制反应条件，使各种冶金反应更趋近平衡。同时，通过搅拌均匀钢水成分，精确调整成分，实现成分微调。
4.4.3炉外精炼的冶金功能
炉外精炼设备的冶金功能主要包括：
(1)搅拌功能，均匀钢水成分和温度，保证钢材质量均匀。
(2)提纯精炼功能，通过钢渣反应、真空冶炼以及喷射冶金等方法，去除钢中S、P、H、O等杂质和夹杂物，提高钢水纯净度。
(3)钢水升温和控温功能，对钢水实现成分微调。(4)生产调节功能，均衡炼钢．连铸生产。为实现上述冶金功能，一般采用以下精炼方法：
(1)渣洗精炼：精确控制炉渣成分，通过渣钢反应实现对钢水的提纯精炼，32
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主要用于钢水脱氧、脱硫和去除夹杂物等方面。
(2)真空精炼：在真空条件下实现钢水的提纯精炼，适用于对钢液脱气、脱碳和用碳脱氧等反应过程。
(3)吹氩搅拌：通过吹氩，加速熔体内传热、传质过程，达到混匀的效果。(4)喷射冶金：通过载气将固体颗粒反应物喷入熔池深处，造成熔池的强烈搅拌并增大反应面积。固体颗粒上浮过程中发生熔化、溶解，完成伺．液反应，显著提高精炼效果。
(5)加热与控温：为了精确控制反应温度与终点钢水温度，炉外精炼设备采用了各种不同的加热功能，避免精炼过程温降。主要的加热方法有：电弧加热、化学加热和脱碳二次燃烧加热。
4.4.4攀钢炉外精炼技术现状
钢包吹氩精炼
包吹氩精炼有包底透气砖吹氩、上部插入喷管吹氩、加盖吹氩等。钢包吹氩技术是最普通也是最简单的炉外处理工艺，其主要冶金功能是均匀钢水成分、温度、促进夹杂物上浮，目前在国内外已得到广泛应用。
吹氩搅拌精炼主要靠吹入的氩气泡在钢液内部的上浮对钢水进行搅拌，通常钢包吹氩的气体搅拌强度为0.003-0.01N·m3/t·min。提高钢包吹氩强度，有利于钢水混匀和夹杂物上浮，而吹氩强度过大，会使钢液面裸露，造成钢液二次氧化。为获得良好精炼效果必须做到：
(1)能够精确控制Ar流量以控制搅拌强度；(2)严格控制转炉出钢下渣量；
(3)对钢包渣进行还原改质，以防止带入的高FeO含量转炉渣对钢水造成的二次氧化。
攀钢在5座炼钢转炉均配置了1套钢包吹氩精炼装置，转炉出钢后的所有钢水都要经过吹氩处理。吹氩搅拌强度一般为0.002-0.004 N·m3/t min，搅拌时间为6-12分钟。LF炉精炼
LF精炼炉是70年代初由日本开发成功。由于采用电弧加热，可以多量造新
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渣，在渣．钢精炼方面较其它精炼方法具有优势，成为最主要的炉外精炼设备。LF炉的工艺优点包括：精炼功能强，适宜生产超低硫、超低氧钢；具有电弧加热功能，热效率高，升温幅度大，温度控制精度高；具备搅拌和合金化功能，易于实现成分精度控制，提高产品的稳定性。
LF炉的精炼工艺主要包括：
(1)加热与温度控制：LF炉采用电弧加热，用埋弧泡沫技术，对钢水加热效率较高，升温速度可达到3—5℃/min，终点温度的控制精度≤±5℃。
(2)白渣精炼工艺：LF炉利用白渣进行钢水精炼，实现钢水脱硫、脱氧，生产超低硫钢和低氧钢。因此，白渣精炼是LF炉工艺操作的核心，也是提高钢水纯净度的重要保证。
(3)合金微调与成分精度控制：合金微调与成分精度控制技术是保证钢材成分性能稳定的关键技术之一，也是LF炉的重要冶金功能。实现合金微调与成分精度控制的主要措施是①在线建立快速分析设施，保证分析响应时间
攀钢把LF炉作为温度调整和低合金钢生产的主要精炼设备。攀钢低合金钢采用的生产工艺流程为：铁水预处理一转炉冶炼LF精炼一钙处理连铸。在低合金钢生产工艺流程中，采用出钢过程加人6-10kg/t的高碱度精炼渣、出钢后加入2kg/t的调渣剂，LF工序再次加入2-3kg/t的高碱度精炼渣，并补加0.3-0.6kg/t的铝丸的分步调整方法对钢包渣的组成和氧化性进行控制，同时将精炼后的软吹氩时间延至5min以上。RH精炼
RH精炼又称真空循环脱气法。其基本工艺原理是利用气泡将钢水不断地提升到真空室内进行脱气、脱碳等反应，然后回流到钢包中。和其它各种真空处理工艺相比，RH技术的优点是：
(1)反应速度快，处理周期短，生产效率高，常与转炉配套使用；
(2)反应效率高，钢水直接在真空室内进行反应，可生产[H]≤0.5×10-6，[C]
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≤10×10-6的超纯净钢；
(3)可进行吹氧脱碳和二次燃烧进行热补偿，减少处理温降；(4)可进行喷粉脱硫，生产[S]≤5×10-6的超低硫钢。
为了进一步提高RH的精炼效率，扩大处理能力，近几年国内外RH精炼技术的发展趋势是：
(1)提高真空泵的抽气能力，使RH达到极限真空度(66.7Pa)的抽气时间缩短至2min。
(2)进一步提高钢水的循环流量。钢水循环流量决定于下降管内径，真空室内钢水深度和吹Ar的气体流量。扩大RH下降管直径，提高氩气的供气强度以及提高真空室真空度，均有利于提高RH的循环流量。
(3)向RH内吹入纯氧，可以提高RH在高碳低氧区内的脱碳速度，因而有利于提高Im的初始含碳量。当RH内钢水碳氧比[C]/[O]≤0．66时，RH脱碳速度的限制环节是钢中碳的扩散；当钢水碳氧比[C]/[O]≥0.6时，熔池内氧的传质速度决定了脱碳速度。攀钢目前拥有3套130t RH真空装置，具有钢水脱气，去除夹杂，成分微调功能，年处理钢水400万吨能力的水平。
图1 正在进行喂线操作
4.5实习感想
4.5.1厂区存在的问题
炉外精炼功能与产品结构优化的要求尚不协调，连铸发展与产品优化的要求是推动炉外精炼技术发展的两个根本原因。攀钢连铸比已达到100％，但炉外精
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炼比目前只达到60-70％，LF炉主要用于钢水加热，RH只处理少量的钢种，炉外精炼工序的能力与功能，与国内外先进钢铁企业相比还存在差距。从总体上影响了攀钢连铸的水平和高档次产品的质量。
4.5.2炉外精炼工段给人的印象
给我的第一感觉是攀钢炉外精炼的技术并不是很先进，虽然自动化水平已经达到了一定程度，但设备老化较为严重，有年代感，现场的设施多是教科书上的设施，没有看到技术上的进步。另外感觉员工们对原理的了解不够，只是机械化的重复，碰到老问题就用套路性的解决办法，这样不仅会导致遇到新问题时不好解决，也会限制技术的进步。
4.6建议
建设高效率、低成本洁净钢平台是工艺稳定、产品结构优化最重要的基础，也足提高生产效率、降低成本的有效手段。近几十年来，炉外精炼已成为钢铁生产流程中，特别是洁净钢生产中不可缺少的工艺环节，并以自身的不断完善优化，不断推进钢厂生产的高效化、紧凑化，产品质量与结构的不断优化和连铸生产的发展。在当前建设高效率、低成本洁净钢平台的过程中，更是突显其重要性。
第五章
攀钢钒热连轧
5.1实习的目的和意义
通过生产实习，可以让我们了解冶金工业的生产概况和发展远景，获得冶金生产实际的感性知识；印证、巩固和加深所学基础理论和专业知识，初步掌握本专业的基本生产实际知识和先进科学技术；扩大知识面，培养理论联系实际的作风和改革创新精神；提高动手能力、分析问题和解决问题的能力；使学生树立正确的人生观和劳动观，增强组织观念，加强纪律性。
5.2实习时间与地点
时间：2017年7月14日
2017年冶金生产实习报告
地点：四川省攀枝花市攀钢钒热连轧
5.3公司基本情况介绍
攀钢1450热轧板厂于1992年建成投产由于历史条件的限制。原设计的工艺装备水平较低，属半连续轧机，采用了热卷箱的短流程生产线。原设计年产量100万t，二期改造 后 达到280万t，其中冷轧料100-120万t，商品材160-180万t。最大卷重22t，精轧最大轧制速度11m/s。
5.4实习中资料的收集
5.4.1 1450mm热连轧概述
热轧带钢生产是现代轧钢中最高水平的生产方式
热轧带钢的生产特点：连续化，高精度、高速度、高产量、高自动化程度，优良的性能控制，工艺技术发展快，市场竞争压力大。
图1 热轧流程简图
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图2 传统热连轧带钢生产线工艺流程
图3 厂内流程总图
5.4.2发展历程
1972-1980年，攀钢一期热轧项目筹建，重庆设计院模仿鞍钢1700热轧设计（设备国内制造)，1982年底因国家计划调整项目停建(72%的设备制造完毕，封存）；1985-1994年，攀钢二期热轧项目建设，1982年经原冶金部批准，攀钢重新启动1450mm热连轧项目建设，1992年轧线建成投产（轧机、大电机等主体装备利用封存设备）；1996-2003年，技术升级改造：第一步：1996~1997年实施快速换辊改造提高轧机作业率、降低劳动强度；第二步：1999~2000年实施轧机主传动交-交变频技术改造，传动系统动态响应大幅提高，节能15%轧制稳定性提高；第三步： 2001~2003年实施以“增加卷重、扩大产能”改造，产能增加，产品质量大幅提升。
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5.4.3生产工艺及关键装备
图4 1450mm工艺平面布置
关键设备：步进式加热炉、两架粗轧机、无芯移送热卷箱、六机架精轧机组、超快冷系统、层流冷却系统、地下卷取机、SVC 动态无功补偿系统、平整机组。
图5 过程自动控制系统
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5.4.4品种及关键控制技术
图6 产品品种（部分）
（一）尺寸精确板型好，表面光洁性能高
尺寸精确：尺寸精度主要是厚度精度，因为它不仅影响到使用性能及连续自动冲压后步工序、而且在生产中的控制难度最大。此外厚度偏差对节约金属影响也很大。
板形好：板形平坦，无浪形瓢曲才好使用。但是由于板、带钢既宽且薄，对不均匀变形的敏感性又特别大，所以要保持良好的板型就很不容易。板、带愈薄，其不均匀变形的敏感性越大，保持良好板型的难度也就愈大。显然，板型的不良来源于变形的不均匀，而变形的不均又往往导致厚度的不均。因此板型的好坏往往与厚度精确度也有着直接的关系。
表面光洁：板、带钢是单位体积的表面积最大的一种钢材，又多用作外围构件，必须保证表面质量。表面缺陷不仅损害板制件的外观，面且往往败坏性能或成为产生破裂和锈蚀的策源地，成为应力集中的薄弱环节。
性能高：板、带钢的性能要求主要包括机械性能、工艺性能和某些钢板的特殊物理或化学性能。一般结构钢板只要求具备较好的工艺性能，例如，冷弯和焊接性能等，面对机械性能的要求不很严格。
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图7 热轧工序物流与数据流
（二）EPS（Eco Pickled Surface）
环保表面处理法是TMW公司的专利金属表面处理技术，该方法可用于加工各种钢材，可以替代国内的酸洗、抛丸、涂漆等传统处理工序。其核心为浆化打磨技术（Slurry Blasting），即使用精炼钢砂的水混合物对钢板表面进行物理打磨处理。
5.5实习感想
5.5.1厂区存在的问题
热连轧厂存在生产计划不匹配的现象，也就是生产的粗板材与热轧的生产计划不匹配，粗板材的余热没有得到充分的利用，粗板材在厂房里自然冷却，到了热轧的步骤时又要加热，这里存在明显的能量浪费。
5.5.2热轧厂的优势与劣势
热轧有着突出的优点，连续化，高精度、高速度、高产量、高自动化程度，优良的性能控制，特别是攀钢的热轧厂，采用的是过程自动控制系统，自动化程
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度高于传统的基础自动控制系统，在一线的工人很少，工人们基本都在控制室工作。但是显著的优点带来的结果就是，全国各地大力投资热轧，导致严重的产能过剩。
5.5.对亏本生产的理解
几年前钢卷价格大跌，跌到了2000多元每吨，约现在价格的二分之一，持续了一年，那年攀钢一直在亏本生产，即使市场价格低于成本价，也必须卖出去，整个工厂也不能停止生产，这是出于几层考虑，一是工厂停产意味着工人们没了工作，到时候想恢复生产的时候工人们就不好找了；而是设备需要一直保养，长期不用容易生锈，造成大量损失；三是热轧的停产意味着内部钢材无法消化，导致攀钢整个产业线混乱。
5.6建议
本次参观的热轧厂是我感觉攀钢技术最先进的厂区，基本做到了自动化控制，除开热辐射和噪音较大外，粉尘较少，整个厂区相对来说比较整洁。攀钢的热轧板材也因为天生含有各种伴生元素而享有一定的名声，攀钢在这方面做的非常好。不过我感觉轧钢的技术是无止尽的，追求性能更为优越的产品，必是各企业乃至行业孜孜不.第六章
攀钢冷轧厂
6.1实习的目的和意义
通过生产实习，可以让我们了解冶金工业的生产概况和发展远景，获得冶金生产实际的感性知识；印证、巩固和加深所学基础理论和专业知识，初步掌握本专业的基本生产实际知识和先进科学技术；扩大知识面，培养理论联系实际的作风和改革创新精神；提高动手能力、分析问题和解决问题的能力；使学生树立正确的人生观和劳动观，增强组织观念，加强纪律性。
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6.2实习时间与地点
时间：2017年7月17日
地点：四川省攀枝花市攀钢冷轧厂
6.3公司基本情况介绍
攀钢冷轧厂为攀钢二期工程建设的主要成材厂之一，始建于1992年7月1日，1996年6月普板线建成投产，1997年3月1#热镀锌机组投产。2000年后在攀钢三期工程建设期间，对冷轧厂进行了技术改造。2003年3月完成了酸洗、轧机联机改造，形成了酸轧联合机组；2004年5月和2005年6月新建的热镀（铝）锌机组和3#热镀锌机组正式投产；2007年4月完成了1#热镀锌机组的连退功能改造，形成了热镀锌/连退两用机组；2011年新增了6座罩式炉，新建了1条重卷机组，简称新重卷机组。
攀钢冷轧厂坐落在四川省攀枝花市东区施家坪，处在成昆线上，北距成都749km，南距昆明351km。
6.4实习中资料的收集
冷轧工艺是指用热轧钢卷为原料，经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧，其成品为轧硬卷，由于连续冷变形引起的冷作硬化使轧硬卷的强度、硬度上升、韧塑指标下降，因此冲压性能将恶化，只能用于简单变形的零件。轧硬卷可作为热镀锌厂的原料，因为热镀锌机组均设置有退火线。
6.4.1酸洗
热轧带钢在冷轧前必须酸洗以清除表面氧化铁皮。酸洗所用的介质基本上有二种：硫酸与盐酸。
五、六十年代以前都采用硫酸，但硫酸酸洗的效果差，且环境污染严重，己逐渐淘汰而被盐酸替代。盐酸具有与氧化铁皮的化学反应速度快、生成的盐在水中溶解性强等优点。因而带钢表面洗得干净、效率高。
6.4.2冷轧
冷轧机是整个冷轧厂的核心机组，也是保证带钢几何尺寸的精度及表面质量
2017年冶金生产实习报告的主要工序。根据工厂的生产规模及产品方案可选用不同的轧机组成。一般有二大类：即可逆与串列(连续)。（1）轧辊对冷轧的影响
轧辊表面质量的好坏直接影响带钢的表面质量，因而冷轧机组轧辊的更换十分频繁。缩短换辊所需的时间，成为提高设备作业率的一项重要措施。现代化的冷轧机组都配有快速换辊装置，在五分钟以内可以自动更换一对工作辊。对于连续式轧机还可以不切断在机架内的带钢，而将带钢保留在机架内换辊，因而在换辊后可立即轧钢,不需要再逐架穿带而节省辅助时间，使生产能力提高。（2）完善轧辊冷却及润滑系统
轧辊冷却及润滑是保证轧机高速轧制及带钢表面质量的关键设施之一,它基本上有二种方式，直接式及循环式。直接式将一定浓度的轧制油喷在带钢上而用冷却水喷在轧辊及辊缝间冷却轧辊与带钢，用过的油与水一起排入地沟送至废水处理站处理后排走。一般用于高速轧制较薄的带钢如镀锡板等。而循环方式则将轧制油与水混合成乳化液喷在轧辊及辊缝中起到冷却及润滑双重作用, 用过的乳化液收集后返面系统，经冷却过滤后循环使用。
图1 快速换辊
（3）攀钢冷轧机特点
1)原料由本公司热轧厂提供,具有两大 特点:一是因含有钒、钛等稀有元素,44
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强度高、韧性好;二是因热轧厂技术装备水平低,生产热板普遍存在厚度波动大,断面公差大等问题,给冷轧机厚度及板型控制增加很大难度。
2)原料及成品厚度跨度大:原料厚度为2.0～5.0mm,成品厚度为0.25～2.5mm。跨薄板、极薄板两个工艺厚度区。
3)钢种覆盖面宽:无论是普碳、优碳还是深冲、特深冲钢均要生产,给轧机生产及参数调整增加难度。
4)该厂为四机架轧制,总压下率在50～87.15%,对极簿规格道次压下率高达40%。大压下将产生大量变形热,客观上要求有良好润滑及冷却效果的乳化液。
6.4.3退火
冷轧带钢材质的机械性能除了与上游冶炼、热轧有关外，在一定条件下与冷轧后的退火有密切关系。带钢在冷轧后晶粒被破碎拉长，通过退火可以重新调整其内部织构而达到所要求的各种机械性能。
带钢退火基本上有二种方式一罩式退火及连续退火。
罩式退火由于有足够长的再结晶时间，可以获得软而深冲性能优良的带钢，适用于具有深冲性能低碳铝镇静钢的退火。也可以通过在钢中加入适量Si、Mn、Ti等强化元素制造高强度带钢。其特点是设备比较简单，操作另活。但存在退火周期长，钢卷内外温差大等缺点。近年来己开发使用纯氢为保护气并加强氢气的循环。使退火周期缩短，退火温度均匀等特点，且带钢表面的清洁度也得以提高。因而仍普遍被采用。对于进一步作电镀用的产品及表面清洁度要求较高的产品，一般在进入罩式炉退火前仍需在带钢清洗(脱脂)机组上先洗净带钢在冷轧时残留在表面的油污。
连续退火有退火周期短及带钢性能均匀的特点。
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图2 罩式退火
6.4.4连续热镀锌
带钢热镀锌的方法较多，有赛拉斯法、库柯诺特曼法、莎伦法、森吉米尔法、改进型森吉米尔法、以及美钢联法等等.但目前基本上都采用后二种工艺方法。例如攀钢为改进型森吉米尔法，其主要区别在于镀锌前的准备工序。改进型森吉米尔法在退火前采用直接火焰高温予热及以用燃烧清除带钢表面残留的油污, 再在退火炉中用辐射管及还原性气氛退火;而美钢联法则在退火前先用化学或/及电解方法先清洗带钢表面再进入退火炉用辐射管在保护气氛中退火。
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图3 锌锅-热镀锌
图4 镀锌钢卷
6.4.5 活套
（1）活套的含义
通过自动控制系统调节相邻机架的速度使机架间产生“多余”轧件，该“多余”轧件在起套装置辅助下形成且能动态保持弧形的套状物，这个套状物就称为活套。活套控制功能适用于轧件断面小轧制速度较快的场合，能消除连轧机架的动态速度变化的干扰、保证轧件精度，活套可以实现无张力轧制。所谓无张力轧制即是在轧制过程中，机架间轧件不存在拉钢关系，是通过改变活套存储量来实现的。当相邻两机架间轧件受拉时，套量减小，可起缓冲作用，防止机架间产生张力，免使轧件断面拉缩，影响轧件尺寸的精度；另一方面吸收过量的轧件，防止堆钢而造成机架间的堆钢事故。但是活套的套量调节范围及套量的存储量是有限的，当相邻机架速度匹配不合理或其它原因而使起套量偏差太大，自动控制系统来不及或无法调节，就会引起堆钢。（2）活套的作用
1)缓冲金属流量的变化，给控制调整一时间，并防止成迭进钢；
2)调节各架的轧制速度以保持连轧常数，当各项工艺参数产生波动时，发出信号和命令快速进行调整；
3)带钢在一定范围内保持恒定小张力，防止因张力过大引起缩颈现象，造成宽度不均甚至拉断。起套就是活套支撑器升起来，落套就是活套支撑器落下来。
（3）立式活套和卧式活套的区别
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