冶金工程专业论文冶金工程专业

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1、冶金工程专业论文冶金工程专业 　　导语：本文从钢铁联合企业生产步骤：铁矿石开采、高炉炼铁和转炉炼钢。结累计算机做出了浅析。期望xx带来的这篇文章对你有所作用。 　　摘要：计算机自动化和钢铁联合企业的联络日益紧密，冶金企业生产步骤步步谨慎，在信息发达的今天，怎样利用计算机的优势为冶金企业发挥最大的作用已成为必需研究的问题。文中先介绍冶金企业的生产步骤，分析其中的特点及技术技巧，然后介绍生产步骤中包括的设备特点及工作步骤，再从计算机控制的角度分析冶金设备的不足和冶金企业生产步骤的需求，以此说明钢铁冶金联合企业的生产步骤和计算机控制有着紧密的联络。 　　关键词：钢铁冶金计算机自动化高炉控

2、制 　　引言： 　　本学期选修课，我选择了冶金工程概论，因为这和我学习的计算机专业有着一定的联络。经过十周的学习，在老师的耐心讲解下，我对冶金专业有了一定的了解，结累计算机专业，我也有一定的看法，钢铁生产的性质和生产设备对冶金企业有一定的影响，从利益的角度讲，利用计算机控制设备生产既降低了企业的职员需求，又能够给职员提供一定的安全保障。 　　1钢铁冶金联合企业的生产步骤 　　铁矿石的开采 　　铁矿石开采技术要求 　　通常来说，必需有工业价值的矿床，然后才能考虑开采问题。因为中国富铁矿石不多，因此品位越高，质量越好。中国的工业品位定在大于45%，含磷越低，铁矿石的冶炼和分选的成本越低

3、，是冶炼厂青睐的，价格也较高。铁矿石在理论上来说，通常含有铁元素或铁化合物的矿石全部能够叫做铁矿石。不过，在工业上或商业上来说。 　　铁矿石不仅是要含有铁的成份，而且必需有利用的价值才行。 　　矿石开采分类 　　矿石的开采通常分为露天开采和地底开采。 　　露天开采：成本低，利润高，关键是利用挖崛机，装载机，汽车，风钻机，炸药等。地下开采：成本较高，还需要坑道支架和通风设备，铺设矿山轨道，利用专门设备小火车运到地表。 　　高炉炼铁 　　高炉炼铁过程 　　高炉炼铁生产是冶金(钢铁)工业最关键的步骤。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要求配料比由

4、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，定时从铁口、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。生产时，从炉顶通常炉顶是由料种和料斗组成，当代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶不停地装入铁矿石、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，关键是铁和氧的化合物。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。铁矿石经过还原反应炼出生铁，铁水

5、从出铁口放出。铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分和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。当代化高炉还能够利用炉顶的高压，用导出的部分煤气发电。 　　高炉设备及其介绍 　　高炉设备：高炉、热风炉、铁水罐车等。 　　高炉：横断面为圆形的炼铁竖炉。用钢板作炉壳，壳内砌耐火砖内衬。高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸5部分。因为高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大，劳动生产效率高，能耗低等优点，故这种方法生产的铁占世界铁总产量的绝大部分。高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂石灰石，从在炉子下部沿炉周的

6、风口吹入经预热的空气。在高温下焦炭有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁。炼出的铁水从铁口放出。铁矿石中未还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣，从渣口排出。产生的煤气从炉顶排出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。高炉冶炼的关键产品是生铁，还有副产高炉渣和高炉煤气。 　　热风炉：热风炉是为高炉加热鼓风的设备，是当代高炉不可缺乏的主要组成部分。提升风温能够经过提升煤气热值、优化热风炉及送风管道结构、预热煤气和助燃空气、改进热风炉操作等技术方法来实现。理论研究和生产实践表明，采取优化

7、的热风炉结构、提升热风炉热效率、延长热风炉寿命是提升风温的有效路径。 　　铁水罐车：铁水罐车用于运输铁水，实现铁水在脱硫跨和加料跨之间的转移或放置在混铁炉下，用于高炉或混铁炉等出铁。 　　转炉炼钢 　　转炉炼钢的基础冶炼过程 　　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，可使炉内达成足够高的温度。所以转炉炼钢不需要另外使用燃料。炼钢的基础任务是脱碳、脱磷、脱硫、脱氧，去除有害气体和非金属夹杂物，提升温度和调整成份。归纳为：“四脱”碳、氧、磷和硫，“二去”去气和去夹杂，“二调整”成份和温度。采取的关键技术手

8、段为：供氧，造渣，升温，加脱氧剂和合金化操作。 　　转炉的外形就像个梨，内壁有耐火砖，炉侧有很多小孔风口，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。这时液态生铁表面猛烈的反应，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，使反应遍布整个炉内。几分钟后，当钢液中只剩下少许的硅和锰时，碳开始氧化，生成一氧化碳放热使钢液猛烈沸腾。炉口因为溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。最终，磷也发生氧化并深入生成磷酸亚铁。磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定

9、的磷酸钙和硫 　　化钙，一起成为炉渣。当磷和硫逐步降低，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。这时应立刻停止鼓风，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。假如氧气是从炉底吹入，那就是底吹转炉；氧气从顶部吹入，就是顶吹转炉。 　　转炉一炉钢的基础冶炼过程。顶吹转炉冶炼一炉钢的操作过程关键由以下六步组成: 　　1上炉出钢、倒渣，检验炉衬和倾动设备等并进行必须的修补和修理； 　　2倾炉，加废钢、兑铁水，摇正炉体至垂直位置； 　　3降枪开吹，同时加入第一批渣料起初炉内噪声较大，从炉口冒出赤色烟雾，随即喷出暗红的火焰；3～5mi

10、n后硅锰氧靠近结束，碳氧反应逐步剧烈，炉口的火焰变大，亮度随之提升；同时渣料熔化，噪声减弱； 　　43～5min后加入第二批渣料继续吹炼随吹炼进行钢中碳逐步降低，约12min后火焰微弱，停吹； 　　5倒炉，测温、取样，并确定补吹时间或出钢； 　　6出钢，同时将计算好的合金加入钢包中进行脱氧合金化。 　　转炉设备及其介绍 　　转炉设备：转炉、AOD精炼炉、VOD精炼炉、LF精炼炉、氧枪、转炉倾炉系统。 　　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，是最主要的炼钢设备，也可用于铜、镍冶炼。 　　AO

11、D精炼炉：AOD即氩氧脱碳精炼炉，是一项用于不锈钢冶炼的专有工艺。AOD炉型依据容量有3t、6t、8t、10t、18t、25t、30t等。装备水平也由半自动控制发展到智能计算机控制来冶炼不锈钢。 　　VOD精炼炉：VOD精炼炉是在真空状态下进行吹氧脱碳的炉外精炼炉，它以精炼铬镍不锈钢、超低碳钢、超纯铁素体不锈钢及纯铁为主。将初炼钢液装入精炼包中放入密封的真空罐中进行吹氧脱碳、脱硫、脱气、温度调整、化学元素调整。 　　LF精炼炉：LF炉是含有加热和搅拌功效的钢包精炼炉。加热通常经过电极加热，搅拌是经过底部透气砖进行的。 　　氧枪：氧枪是转炉供氧的关键设备，它是由喷头、枪身和尾部结构组成。喷

12、头是用导热性良好的紫铜经铸造和切割加工而成，也有用压力浇铸而成的。喷头的形状有拉瓦尔型、直筒型和螺旋型等。现在应用最多的是多孔的拉瓦尔型喷头。拉瓦尔型喷头是收缩—扩张收缩型喷孔，当出口氧压和进口氧压之比p出/p0 　　转炉倾炉系统： 　　倾炉系统：变频调速(变频器+电机+减速机+大齿轮)。 　　倾炉机构：倾炉机构由轨道、倾炉油缸、摇架平台、水平支撑机构和支座等组成。 　　2计算机和冶金专业的联络 　　自动化的动向和计算机控制和钢铁工业的联络日益紧密，钢铁工业自动化的目标在于提升大型设备的生产效率，加强质量管理，实现生产管理合理化和省力化、无人化。提升大型设备的生产效率对于像钢铁工业这

13、种含有大型设备的工业，为了提升投资效率，必需提升设备运行率。而且要求一直在稳定状态下运行。近代设备的理想条件，是要求设备本身含有自控能力，改变部分能够经过自动化来赔偿。可是实际情况离这种理想条件很远，设备的运行条件使冶金过程中计算机系统的控制成为必须。 　　为何钢铁生产过程要实施计算机控制，或说计算机控制的效果表现在哪里？为了说明这个问题，下面介绍钢铁生产过程的性质和特点。 　　钢铁生产的性质可概括为以下三点：一是大型装置工业；二是需要复杂的生产过程；三是订货生产方法。 　　这些性质详细表现为以下特点： 　　①设备方面的特点是：单机设备大；多半不是连续过程，而是间歇过程；人工操作仍相当

14、多。 　　②生产过程中物流的特点是：原料使用量大；要使用大量的能量和水；物流相当复杂；原料和成品的运输量大。 　　③生产过程情况的特点是：生产过程中物流多个多样；高温下作业。 　　④按订货进行生产的特点是：生产管理需要大量的信息；信息流和生产管理全部很复杂。⑤从劳动条件方面看的特点是：要求熟练工的作业多；多为高温、重体力劳动。 　　这些特点，不论拿哪一项作为企业条件全部是不轻易的。以这种过程进行生产，从企业来讲要降低产品成本是相当困难的。然而正相反，对钢铁产品的质量和价格的要求却越来越苛刻了，这愈加重了困难程度。也就是说，钢铁企业在原料、能量、设备偿还和劳动力费用方面全部受到很大压力，

15、而对如此严酷要求，必需找出有效的对策处理。计算机控制就是方法之一，鉴于钢铁生产过程的复杂性，只凭在其它工业的连续性生产发展起来的闭环反馈控制为基础的一系列控制技术是极难处理问题的。而且以后钢铁工业的趋势将是更困难、更复杂。钢铁工业的当代化正在经历着种种变革。这些变革必需实施自动化，或实现最少以自动化为前提的计算机控制系统。 　　结论 　　本文从冶金企业的生产特点和设备性质上分析了冶金企业和计算机之间的关系，论述了冶金过程中计算机系统的控制成为必须。能够看出，冶金企业受影响的原因很多，除了计算机，还有其它专业的知识也要用到冶金中。在以后的冶金过程中，加入更多计算机应用成为了一个趋势。 　　参考文件 　　1张训鹏.冶金工程概论M.中南大学出版.2021,03. 　　2赵文广等.计算机在冶金中的应用M.化学工业出版社.2021 　　冶金工程专业论文