冶金工艺流程

冶金工艺流程选矿的目的

提高矿石品位。

冶金工艺流程选矿方法

◆重力选矿法。根据矿物密度的不同，在选矿介质中具有不同的沉降速度而进行选矿。

◆磁力选矿法。磁力选矿法是利用矿物的磁性差别，在不均匀的磁场中，磁性矿物被磁选机的磁极吸引，而非磁性矿物则被磁极排斥，从而达到选别的目的。

◆浮游选矿法。浮游选矿法是利用矿物表面不同的亲水性，选择性地将疏水性强的矿物用泡沫浮到矿浆表面，而亲水性矿物则留在矿浆中，从而实现不同矿物彼此分离。

冶金工艺流程选矿后产品

精矿、中矿和尾矿。

◆精矿是指选矿后得到的含有用矿物含量较高的产品。

◆中矿为选矿过程中间产品，需进一步选矿处理。

◆尾矿是经选矿后留下的废弃物。

为了保证供给高炉的铁矿石中铁含量均匀，并且保证高炉的透气性，需要把选矿工艺产出的铁精矿制成10-25mm的块状原料。铁矿粉造块目前主要有两种方法：烧结法和球团法。两种方法所获得的块矿分别为烧结矿和球团矿。本专题将详细介绍烧结生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息，其次，我们将简要介绍球团法生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。

铁矿粉造块的目的：　◆综合利用资源，扩大炼铁用的原料种类。　◆去除有害杂质，回收有益元素，保护环境。　◆改善矿石的冶金性能，适应高炉冶炼对铁矿石的质量要求。　铁矿粉造块的方法：烧结法和球团法。　铁矿粉造块后的产品：分别为烧结矿和球团矿。（供高炉炼铁生产的主要原料）

冶金工艺流程烧结

烧结是钢铁生产工艺中的一个重要环节，它是将铁矿粉、粉（无烟煤）和石灰、高炉炉尘、轧钢皮、钢渣按一定配比混匀。经烧结而成的有足够强度和粒度的烧结矿可作为炼铁的熟料。利用烧结熟料炼铁对于提高高炉利用系数、降低焦比、提高高炉透气性保证高炉运行均有一定意义。

冶金工艺流程球团

把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后，在加水润湿的条件下，通过造球机滚动成球，再经过干燥焙烧，固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料。

高炉生产前的准备除了准备铁矿石（烧结矿和球团矿）外，还需要准备好必需的燃料--焦炭。焦炭是高炉冶炼的主要燃料，焦炭在风口前燃烧放出大量热量并产生煤气，煤气在上升过程中将热量传给炉料，使高炉内的各种物理化学反应得以进行。

焦炭在高炉冶炼中的作用:　1.发热剂。焦炭在风口前燃烧放出大量热量并产生煤气，煤气在上升过程中将热量传给炉料，使高炉内的各种物理化学反应得以进行。　2.还原剂。焦炭燃烧产生的CO及焦炭中的固定碳是铁矿石的还原剂。　3.料柱骨架。焦炭在料柱中占1/3～1/2的体积，尤其是在高炉下部高温区只有焦炭是以固体状态存在，它对料柱起骨架作用，高炉下部料柱的透气性完全由焦炭来维持。　4.渗碳剂。　5.炉料下降提供自由空间。

（转炉、电炉、精炼炉）

转炉炼钢是把氧气鼓入熔融的生铁里，使杂质硅、锰等氧化。在氧化的过程中放出大量的热量（含1%的硅可使生铁的温度升高200摄氏度），可使炉内达到足够高的温度。因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。炼钢的基本任务是脱碳、脱磷、脱硫、脱氧，去除有害气体和非金属夹杂物，提高温度和调整成分。归纳为：“四脱”（碳、氧、磷和硫），“二去”（去气和去夹杂），“二调整”（成分和温度）。采用的主要技术手段为：供氧，造渣，升温，加脱氧剂和合金化操作。

转炉冶炼目的：将生铁里的碳及其它杂质（如：硅、锰）等氧化，产出比铁的物理、化学性能与力学性能更好的钢。【相关信息】　钢与生铁的区别：首先是碳的含量，理论上一般把碳含量小于2.11%称之钢，它的熔点在1450-1500℃，而生铁的熔点在1100-1200℃。在钢中碳元素和铁元素形成Fe3C固熔体，随着碳含量的增加，其强度、硬度增加，而塑性和冲击韧性降低。钢具有很好的物理、化学性能与力学性能，可进行拉、压、轧、冲、拔等深加工，其用途十分广泛。

转炉冶炼原理简介：转炉炼钢是在转炉里进行。转炉的外形就像个梨，内壁有耐火砖，炉侧有许多小孔（风口），压缩空气从这些小孔里吹炉内，又叫做侧吹转炉。开始时，转炉处于水平，向内注入1300摄氏度的液态生铁，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。这时液态生铁表面剧烈的反应，使铁、硅、锰氧化(FeO,SiO2,MnO,)生成炉渣，利用熔化的钢铁和炉渣的对流作用，使反应遍及整个炉内。几分钟后，当钢液中只剩下少量的硅与锰时，碳开始氧化，生成一氧化碳（放热）使钢液剧烈沸腾。炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。最后，磷也发生氧化并进一步生成磷酸亚铁。磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙，一起成为炉渣。当磷与硫逐渐减少，火焰退落，炉口出现四氧化三铁的褐色蒸汽时，表明钢已炼成。这时应立即停止鼓风，并把转炉转到水平位置，把钢水倾至钢水包里，再加脱氧剂进行脱氧。整个过程只需15分钟左右。如果氧气是从炉底吹入，那就是底吹转炉；氧气从顶部吹入，就是顶吹转炉。

炉身直立，炉盖上带有竖井，并利用电弧炉排出的高温废气在竖井内预热废钢的超高功率电弧炉。炉气在炉内向上运动。与炉料之间呈逆流换热；多数竖炉的炉料与燃料直接接触。按工艺用途分熔炼竖炉（常用的有高炉、炼铜、炼锌和炼铅用的鼓风炉、化铁用的冲天炉等）和焙烧竖炉（用于焙烧各种物料，如铁矿石、铁精矿球团、有色金属矿石、粘土矿物、石灰石等。物料在焙烧过程中始终保持固态）两大类。

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，主要设备包括回转台、中间包，结晶器、拉矫机等。

连铸的目的:将钢水铸造成钢坯。

（铁轨、管材、板材、线材）

从炼钢厂出来的钢坯还仅仅是半成品，必须到轧钢厂去进行轧制以后，才能成为合格的产品。热轧后的成品分为钢卷和锭式板两种，经过热轧后的钢材厚度一般在几个毫米,如果用户要求钢板更薄的话，还要经过冷轧。

连轧的目的：将连铸后的钢坯轧制成客户需要规格的钢材。

从炼钢厂送过来的连铸坯，首先是进入加热炉，然后经过初轧机反复轧制之后，进入精轧机。轧钢属于金属压力加工，说简单点，轧钢板就像压面条，经过擀面杖的多次挤压与推进，面就越擀越薄。在热轧生产线上，轧坯加热变软，被辊道送入轧机，最后轧成用户要求的尺寸。轧钢是连续的不间断的作业，钢带在辊道上运行速度快，设备自动化程度高，效率也高。从平炉出来的钢锭也可以成为钢板，但首先要经过加热和初轧开坯才能送到热轧线上进行轧制，工序改用连铸坯就简单多了，一般连铸坯的厚度为150～250mm，先经过除磷到初轧，经辊道进入精轧轧机，精轧机由7架4辊式轧机组成，机前装有测速辊和飞剪，切除板面头部。精轧机的速度可以达到23m/s。热轧成品分为钢卷和锭式板两种，经过热轧后的钢轨厚度一般在几个毫米,如果用户要求钢板更薄的话，还要经过冷轧。

热轧生产工艺流程　板坯由炼钢连铸车间的连铸机出坯辊道直接送到热轧车间板坯库，直接热装的钢坯送至加热炉的装炉辊道装炉加热，不能直接热装的钢坯由吊车吊入保温坑，保温后由吊车吊运至上料台架，然后经加热炉装炉辊道装炉加热，并留有直接轧制的可能。　连铸板坯由连铸车间通过板坯上料辊道或板坯卸料辊道运入板坯库，当板坯到达入口点前，有关该板坯的技术数据已由连铸车间的计算机系统送到了热轧厂的计算机系统，并在监视器上显示板坯有关数据，以便工作人员进行无缺陷合格板坯的核对和接收。另外，通过过跨台车运来的人工检查清理后的板坯也需核对和验收，并输入计算机。进入板坯库的板坯，由板坯库计算机管理系统根据轧制计划确定其流向。

冷轧的工艺　冷轧的工艺，简单地说就是将热轧来的原料板轧制成用户所要求的尺寸（板凸度）与形状（板形），同时满足性能（热处理）与表面质量（涂镀、精整）要求，是冶金行业的深加工工序，要求很高。　冷轧工艺包括几部分：一般讲，主要分为酸洗、多机架连轧机、热处理线（包括罩式炉和连退），单机架和双机架平整线，表面防腐处理的镀锌线、彩涂线，及精整线等，此外依据生产的产品不同还会有：镀锌线、冷轧硅钢和彩涂线，冷轧是把热轧的板卷再次加工成具有高附加值的产品。

高炉炼铁生产是冶金(钢铁)工业最主要的环节。高炉冶炼是把铁矿石还原成生铁的连续生产过程。铁矿石、焦炭和熔剂等固体原料按规定配料比由炉顶装料装置分批送入高炉，并使炉喉料面保持一定的高度。焦炭和矿石在炉内形成交替分层结构。矿石料在下降过程中逐步被还原、熔化成铁和渣，聚集在炉缸中，定期从铁口、渣口放出。高炉生产是连续进行的。一代高炉（从开炉到大修停炉为一代）能连续生产几年到十几年。

高炉冶炼目的：将矿石中的铁元素提取出来，生产出来的主要产品为铁水。副产品有：水渣、矿渣棉和高炉煤气等。高炉冶炼原理简介：　高炉生产是连续进行的。一代高炉（从开炉到大修停炉为一代）能连续生产几年到十几年。生产时，从炉顶（一般炉顶是由料种与料斗组成，现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶）不断地装入铁矿石、焦炭、熔剂，从高炉下部的风口吹进热风（1000～1300摄氏度），喷入油、煤或天然气等燃料。装入高炉中的铁矿石，主要是铁和氧的化合物。在高温下，焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来，得到铁，这个过程叫做还原。铁矿石通过还原反应炼出生铁，铁水从出铁口放出。铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生成炉渣，从出铁口和出渣口分别排出。煤气从炉顶导出，经除尘后，作为工业用煤气。现代化高炉还可以利用炉顶的高压，用导出的部分煤气发电。

空气中含氮气78%，氧气21%。由于空气是取之不尽的免费原料，因此工业制氧/制氮通常是将空气中的氧气和氮气分离出来。制氧氧气用来炼钢；氮气用来搅拌钢水，氧气和氮气均是重要的冶金原料。

【烟气尘处理目的】：冶金工业是中型工业，污染比较严重，主要是烟气尘污染，对我们生存环境造成严重破坏，必须节能降耗、节水、资源综合利用。【烟气尘处理原理简介】：主要对冶金过程中产生的烟气尘加以有效再利用，对于废气经过除尘减害后再排放。2100433B

焊接冶金焊接熔渣

焊接熔渣是在焊接过程中，主要由焊条药皮或焊剂形成的，起冶金处理、机械保护金属和改善焊接工艺性能的作用。焊接熔渣的主要组成是各种氧化物，还有氟化物、氯化物和硼酸盐类。氧化物有酸性的、中性的和碱性的。衡量熔渣的碱性强弱采用碱度，最常用和简便的计算方法是碱性氧化物的重量总和同酸性氧化物的重量总和之比（见炉渣）。碱度大于 1.3的焊渣称为碱性渣，反之称为酸性渣。焊渣碱度对焊接冶金过程有很大影响。采用碱性焊渣时，焊缝金属具有较好的综合机械性能，抗裂性能提高，同时焊缝的脱氧及脱硫也较好。

完善的脱氧可提高焊缝金属（如钢）的综合机械性能。焊接时的脱氧过程可分为两类：①先期脱氧，即在药皮的加热阶段，固态药皮中进行的脱氧反应。②沉淀脱氧，溶于液态金属（如钢液）中的脱氧剂直接与金属液体中的FeO发生脱氧反应；各种钢焊接时,利用Si、Mn联合脱氧能取得较好的脱氧效果。沉淀脱氧在脱氧过程中起最后的决定性作用。

焊接冶金焊缝金属的凝固

焊接熔池的凝固条件不同于一般铸锭。焊接熔池体积小、温度高而不均匀，中心温度近于沸点，而周围都是未熔化的被焊接金属（母材），因此温度梯度大、冷却速度快。焊缝凝固结晶始于熔池边缘的最低温度处，以半熔化的母材金属晶粒为非自发晶核，开始结晶生长，即所谓“联生结晶”。另一特点为由于冷却速度快，所以结晶从半熔化的晶粒表面开始后，沿着与散热相反的方向，以柱状晶的形态向熔池中心迅速生长，直到柱状晶互相接触为止。同时，由于柱状晶的生长速度很快，熔池中即使存在着难熔质点，也很难作为晶核长大成等轴晶粒。这样，焊缝就具有柱状晶特征（图2）。

焊接冶金焊接热作用特点

焊接热源的局部集中，导致不均匀的温度场。离焊缝越远，被加热达到的峰值温度越低，如图3所示。不均匀的温度场将引起不均匀的应力和变形，并造成不均匀的组织和性能变化。此外，焊接热源始终处于运动状态之中，焊接区中任何一点的温度变化都是准稳态，热源移近时迅速升温，热源移开时则迅速降温。这就决定了焊接过程中所发生的各种冶金学变化都无法达到平衡状态。

0 绪论

0.1 冶金和冶金方法

0.2 冶金工艺流程和冶金过程

0.3 冶金工业在国民经济中的地位和作用

1 冶金工厂设计概述

1.1 冶金工厂建设程序

1.2 冶金工厂设计的基本知识

1.3 前期设计

1.4 工程设计

学习思考题

2 土建基础知识

2.1 基本概念

2.2 建筑的分类

2.3 风玫瑰图

2.4 建筑定位尺寸

2.5 建筑物的一般要求

2.6 基础

2.7 单层厂房结构

学习思考题

3 冶金工艺设计

3.1 工艺专业的设计任务

3.2 工艺专业的资料交接

3.3 工艺流程的设计

3.4 设计委托书的要求

3.5 设计说明书

3.6 物料与能量衡算

3.7 工艺设备设计

学习思考题

4 车间配置设计

4.1 车间配置设计的内容和要点

4.2 车间配置设计的步骤和方法

4.3 车间配置图的绘制

4.4 设备安装图的绘制

学习思考题

5 冶金炉砌砖设计

5.1 砌体设计的内容

5.2 砌体设计的基本规定

5.3 砌砖尺寸的设计

学习思考题

6 工艺管道设计

6.1 管道材质、管件、阀门的选择

6.2 管径与管壁厚度的选择计算

6.3 流槽计算

6.4 管道的保温及热延伸补偿

6.5 管道配置原则

6.6 工艺管道图的绘制

6.7 烟气管道和烟囱设计

学习思考题

附录1 各种高阶段设计的内容与格式

附录2 设计委托任务书内容与格式

附录3 流程图常用设备符号及常用管道符号

附录4 有关制图的规定

附录5 常用材料性能

附录6 常用燃料

附录7 其他2100433B

1绪论

1.1冶金和冶金方法

1.2冶金工艺流程和冶金过程

1.3冶金工业在国民经济中的地位和作用

2冶金工厂设计概述

2.1冶金工厂建设

2.1.1建设程序

2.1.2建设中的执行者

2.2冶金工厂设计的基本知识

2.2.1基本概念

2.2.2设计单位专业设置

2.2.3专业之间的关系

2.3前期设计

2.3.1基本概念

2.3.2项目建议书

2.3.3可行性研究

2.3.4规划

2.3.5厂址选择

2.4工程设计

2.4.1设计基础资料

2.4.2初步设计

2.4.3技术设计

2.4.4施工图设计

2.4.5施工服务

3土建基础知识

3.1基本概念

3.2建筑的分类

3.3建筑定位尺寸

3.3.1开间和进深

3.3.2厂房的柱距与跨度

3.4工厂厂房的一般要求

3.4.1工厂内建筑物的配置

3.4.2工厂厂房的模数

3.4.3厂房高度

3.4.4厂房的地面通道和门

3.4.5吊装孔的位置

3.5基础

3.5.1地基与基础的概念

3.5.2基础的分类

3.5.3基础的埋置深度

3.6单层厂房结构

3.6.1砖混结构

3.6.2装配式钢筋混凝土结构

4冶金工艺设计

4.1工艺专业的设计任务

4.2工艺专业的资料交换

4.2.1收集设计资料

4.2.2提出设计条件

4.3工艺流程设计

4.3.1冶金工厂规模的确定

4.3.2工艺流程的选择

4.3.3工艺流程方案的技术经济比较

4.3.4工艺流程的设计方法

4.3.5工艺流程图的绘制

4.4设计委托书的要求

4.4.1总图运输和水运工程

4.4.2建筑和结构

4.4.3机械设备

4.4.4电力

4.4.5自动化仪表和电信

4.4.6计算机

4.4.7给水排水

4.4.8采暖通风

4.4.9工业炉

4.4.10热力和燃气

4.4.11机修和检验

4.4.12技术经济

4.4.13能源、环保、安全和工业卫生

4.4.14工程经济

4.5设计说明书

4.5.1概述

4.5.2主要设计决定和特点

4.5.3主要工艺设备的技术性能

4.6工艺设备设计

4.6.1设备设计的任务

4.6.2冶金主体设备设计

4.6.3冶金辅助设备的选用与设计

4.6.4非标准件设计

S施工方案实例

5.1编制综合说明

5.2编制依据及执行标准

5.3国家和行业相关规范和标准

5.4设备技术文件与设计所规定的其他技术要求和标准

5.5编制原则

5.6编制内容

5.7工程概况

5.7.1现场自然条件

5.7.2交通条件和区域位置

5.7.3工程项目

5.7.4建筑及结构部分概况

5.7.5混凝土结构和钢结构概况

5.7.6工程特点及对策

6施工总体部署

6.1指导思想

6.2施工目标

6.3施工部署

6.3.1施工组织机构

6.3.2施工准备工作计划

6.3.3施工安排

7施工进度计划及保证措施

7.1施工进度计划说明

7.2关键控制点

7.3工期保证措施

7.3.1组织措施

7.3.2技术措施

8施工资源配备

8.1劳动力资源配备

8.2机械配备

8.3主要材料供应计划

9施工总平面规划

9.1平面规划说明

9.2临时设施设置

9.2.1项目管理部设置

9.2.2临时道路

9.2.3临时用水

9.2.4临时用电

9.2.5临时排水

9.2.6围栏设置

9.3施工测量控制

9.4施工总平面的管理

……

10高炉本体设计

11高炉本体施工中的特殊措施方案

12质量保证体系及措施

参考文献2100433B