浅谈先进钢铁生产流程进展
时间：2021-01-29 04:02:53 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
[摘 要]钢铁作为我国制造业的支柱产业，其技术水平、设备先进性决定了我国制造业的整体水平。
[关键词]先进钢铁生产；生产流程；进展
中图分类号：TP938 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）42-0314-01
1.前言
先进钢铁生产流程可以提高生产效率，降低生产成本，生产特定钢材，进一步提高生产水平。
2.新世纪钢铁生产流程的发展特点和方向
钢铁生产在20世纪创造了许多新的成就，但最具影响力和主导作用的是生产过程革命带来的持续，高效，优质，低成本和高效率的发展。近几年来，许多专家总结了20世纪钢铁工业发展的历史经验，指出20世纪50年代出现了氧气转炉和连铸，创造了现代钢铁生产，实现高效，连续的工艺革命，并于20世纪80年代初期，日本新日铁公司的大分工厂消除了初轧的开始，实现了连铸和连轧的第二次工艺革命，改变了“通用”工厂的模式。
2.1紧凑，高效，智能的过程已成为主要发展方向
可以断言，紧凑的新工艺很快将在21世纪初占据主导地位。这是钢铁工业改革和投资新世纪必须认真考虑的方向。这个紧凑的工艺最初出现在一个短流程电炉厂，这被称为废钢作为主要原料。近年来，高炉转炉长工艺合资企业发展迅速，促进了紧凑型工艺的改进。的发展。紧凑型工艺是指钢水连续凝固成近终端型连续铸造成品，使钢的炼钢和轧制在同一工厂连续两道工序，实现了生产周期在几分钟内，其开发极限可能与融合还原和半固化工艺等尖端技术相结合，形成高度灵活，高效，清洁，质量和完全智能的新工艺，将钢材和钢材结合在一起。
2.2紧凑型工艺发展的特点
2.2.1生产规模和生产效率进一步提高，已达到或超过传统板坯连铸连轧目前的水平。薄板坯连铸连轧紧凑工艺产业化十余年来，许多专家认为，由于连铸能力的影响，轧制能力不能充分发挥。生产规模≤250万t/a，不能与传统板坯连接/铸轧相比。但是，新世纪的发展表明，无论是电炉还是紧凑型转炉工艺，都可以充分实现300?350万t/a的生产能力。即使从当前薄板坯连铸速度的潜力来看，它也可能达到更大规模。例如，印度ISPAT公司的CSP生产线实现了日产量最高的10000吨/日的目标；中国宝钢CSP，唐钢FTSC日产量分别超过9000吨和10000吨，月产量分别达26.7万吨和27.6万吨。两者正在朝着2.7至3百万吨/年的实际产量努力。
2.2.2产品质量向高档次化的方向发展
紧凑的薄板坯连铸连轧工艺不仅能够生产普通的低碳钢工艺。一些专家认为，这个新工艺已经能够生产几乎所有的传统工艺产品。例如，蒂森德国，印度ISPAT，中国马钢CSP冷轧方坯热轧卷生产线超过70%；蒂森CSP冷轧硅钢生产量达到20%，中国武钢计划建设一条特殊生产冷轧硅钢CSP生产线；许多公司也开始测试和生产超薄高强度集装箱板钢，高强度管线钢，双相钢，无NB高强度微合金钢，不锈钢，汽车钢（包括高强度汽车梁钢，汽车面板钢）等。在印度，ISPAT和中国包头钢铁公司共生产40多种钢种。可以肯定的是，随着紧凑型工艺钢厂的发展，各种类型的真空和非真空钢水精炼和铁水预处理设施已经越来越多地与传统工艺钢厂结合，以进一步优化连铸工艺和设备，优化轧制过程（如控制轧制和冷却过程），产品优化的新过程是不可避免的。
2.2.3产品规格的多样化
新型薄板坯连铸连轧紧凑工艺继续保持生产薄规格超薄规格热轧卷板（包括可通过热轧冷轧的薄规格卷材）的优势。大型高品质线圈的发展。目前，中厚（90-130mm）薄板坯连铸中间板坯连铸机在美国和中国已能生产宽度超过3000mm的连续板坯，并且由于薄（中厚度）板坯连铸的高速凝固可以通过精细结晶来表征，并且完全可以生产厚度更薄的厚板。大规模，高质量，多样化规格的特点突出了传统工艺在投资，生产效率高，生产成本低等方面的优势，与传统工艺相比，消耗少，消耗少。更少和更清洁的基本特征凸显了新世纪发展的优势。
3.钢铁生产21世纪先进流程
3.1氢冶金技术
3.1.1氢气用于铁矿粉还原的可行性
由于氢原子体积小，铁氧化物的还原具有良好的动力学条件。在氧化铁气固还原过程中，气体还原剂中氢的比例可以大大增加，这可以显着提高还原率。从热力学的观点来看，在某一温度（高于810℃）下，与用氢气还原氧化铁相对应的H2的平衡含量低于对应于CO还原的CO的平衡含量，这意味着它可以用氢。减少用于减少化学能消耗的还原剂的量。同时，氢还原铁氧化物的主要反应产物是金属铁和水蒸气，蒸汽是目前最容易实现的气固分离气体种类（冷却脱水）。减少的废气对环境没有破坏作用，并且可以显着降低环境负荷。
3.1.2氢的来源
根据理论计算，在一定温度下，生产氢还原铁矿石所消耗的1t铁约为550m3。这一数量的氢气可以通过气体中含有的CO的水煤气转换而获得。气体中含有大量的CO气体（根据组分的需要可以调整），并且在催化剂存在的情况下，可以完成以下反应：
CO+H2O=H2+CO2
上式中的气体产物进行变压吸附或其他处理（富含碳的），并且可以从中除去CO2以获得本方法所需的大量氢气。
3.2第2代薄板坯连铸连轧技术
20世纪薄板坯连铸连轧技术特点主要体现在三个方面：一是降低成本，与传统带钢生产相比，每吨钢材成本降低60美元；其次，品种的生产主要以低档次的碳钢为主，低合金钢为主。工业化生产技术尚未形成在汽车面板，石油管线钢，硅钢，不锈钢等高质量面板上，与传统工艺相比更加困难。三是产量低，普通双流薄板坯连铸生产线年生产能力为160?200万吨。第二代薄板坯连铸连轧生产线的技术特点和发展趋势主要体现在以下四个方面：在生产品种方面，对碳素钢，优质碳素结构钢，和低合金钢为基础的产品结构和生产。汽车用钢，石油管线钢，电工用钢，不锈钢等更高档次的产品；在产能方面，将薄板坯连铸单流年产量现状从800万改为100万吨，薄板坯连铸单流年产量增加到100?150万吨，以配合连铸工艺和轧制工艺。在产品规格方面，最终产品的薄型产品比率逐渐提高，达到最终产品的超薄规格，例如规格达到1毫米以下。热轧钢带进一步降低了高品质钢的成本。在产品性能方面，通过采用清洁钢铁冶炼，高速连铸和高温直轧等技术，最终产品的组织性能得到优化。第二代薄板坯连铸连轧生产技术的特点和发展趋势是薄板坯连铸连轧技术向更高领域发展的必然。这表明该技术将成为21世纪冶金工艺发展的主流。
4.结语
通过改进连轧技术，氢气的应用，使炼钢技术得到很大提升，将其融入生产流程之中，使之更加紧凑高效，进一步提升钢铁生产水平。
参考文献
[1]柯俊.当代中国钢铁工业[M].北京：当代中国出版社，2016.
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