鋼鐵公司燒結(jié)生產(chǎn)工藝及成本核算教學課件完整版

燒結(jié)生產(chǎn)工藝及成本核算燒結(jié)生產(chǎn)工藝及成本核算

燒結(jié)的概念將各種粉狀含鐵原料，配入適量的燃料和熔劑，加入適量的水，經(jīng)混合和造球后在燒結(jié)設備上使物料發(fā)生一系列物理化學變化，將礦粉顆粒黏結(jié)成塊的過程。

燒結(jié)在鋼鐵工業(yè)中的意義：我國的鐵礦石大部分都是貧礦，貧礦直接入爐煉鐵是很不合算，因此必須將貧礦進行破碎、選出高品位的精礦后，再將精礦粉造塊成為人造富礦才能入高爐冶煉。富礦的開采過程中要產(chǎn)生粉礦，粉礦直接入爐會起高爐不順，惡化高爐技術(shù)經(jīng)濟指標，因此粉礦也必須經(jīng)過造塊才能入爐。燒結(jié)生產(chǎn)工藝及成本核算粉礦經(jīng)過造塊后，可以進一步改善含鐵原料的性質(zhì)，獲得氣孔高、還原性好、強度合適、軟熔溫度較高、成份穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)冶金原料，有助于爐況的穩(wěn)定和技術(shù)經(jīng)濟指標的改善。粒礦造塊過程中，還可以除去部份有害雜質(zhì)，如硫、氟、砷、鋅等，有利于提高生鐵的質(zhì)量。因為人造富礦比天然富礦更具有優(yōu)越性，成為了現(xiàn)代高爐原料的主要來源。

燒結(jié)過程的基本原理將準確備好的燒結(jié)混合料和鋪底料在燒結(jié)機上進行鋪底布料，點火，由抽風機系統(tǒng)設備通過對料層的抽風作用，使混合料中的燃料燃燒，產(chǎn)生高溫使燒結(jié)礦物料局部軟化或熔化，發(fā)生一系列的物理化學的反應，生成一定的液相。隨后，由于料層溫度降低，液相冷卻而凝固成塊狀的燒結(jié)礦，這就是燒結(jié)過程的基本原理。燒結(jié)生產(chǎn)工藝及成本核算

燒結(jié)所用原燃料㈠含鐵原料：含鐵量較高、粒度<5mm的礦粉，鐵精礦，高爐爐塵，軋鋼皮，鋼渣等。一般要求含鐵原料品位高，成分穩(wěn)定，雜質(zhì)少。簡述鐵礦粉的分類：組成地殼的各種巖石大部分都含有鐵，已經(jīng)知道的鐵礦石有300多種。但是目前能作為煉鐵原料的只有20多種。按照不同存在形態(tài)，又分為磁鐵礦（Fe3O4）、赤鐵礦（Fe2O3）、褐鐵（Fe2O3·H2O）、菱鐵礦（FeCO3）四大類。通常實際品位低于理論品位，其原因是礦石中含有相當數(shù)量的脈石礦物，這些脈石礦物主要是石英、各種硅酸鹽和碳酸鹽等礦物以及數(shù)量不等的S、P等雜質(zhì)和CO2、結(jié)晶水等在高溫下分解的物質(zhì)。絕大多數(shù)礦石的脈石是酸性的。燒結(jié)生產(chǎn)工藝及成本核算1、磁鐵礦：含鐵一般在45~70%，S、P高，堅硬，致密難還原。很少直接入爐，大多進行選礦。2、赤鐵礦：含鐵一般在55~65%，S、P少，軟易破碎，易還原。例如：巴西礦、澳礦等。3、褐鐵礦（針鐵礦FeO(OH)Fe62.9%）:含鐵一般在37~62%，疏松，大部松軟易還原。例如：揚迪粉、火箭粉、PB粉、MAC粉等。通常表達式褐鐵礦是Fe2O3·nH2O，nH2O就稱做結(jié)晶水，n數(shù)值變化大小說明結(jié)晶水含量的多少。在一般商務報價時，對礦石化學成分常表達有LOI燒損或CombinedWater,基本上是同一概念。礦石中結(jié)晶水要加熱到900oC時才揮發(fā)。燒結(jié)生產(chǎn)工藝及成本核算平常我們說的燒損（LOI）LostofIgnition,一般是表示結(jié)晶水含量的大小，它是指加熱900oC時的揮發(fā)量。只有褐鐵礦有結(jié)晶水，磁鐵礦、赤鐵礦均不含結(jié)晶水，菱鐵礦有燒損，但燒后損失的是CO2,不是H2O。4、菱鐵礦:含鐵一般在30~40%，S、P少，易破碎，焙燒后易還原，朝鮮該礦種較多。顏色呈灰色，經(jīng)焙燒后呈多孔狀結(jié)構(gòu)，易破碎，還原性能好不含結(jié)晶水，但此類礦石還有燒損值，加熱后CO2揮發(fā)。㈡熔劑：在燒結(jié)料中配加堿性熔劑，其目的在于:1)獲得一定堿度燒結(jié)礦，使高爐冶煉時不加或少加熔劑，以利提高高爐冶煉強度，降低焦比.2)在燒結(jié)過程中熔劑中堿性物質(zhì)CaO及MgO可以與礦粉中的酸性脈石SiO2及Al2O3組成低熔點物質(zhì)，從而在燃料消耗較低的情況下，獲得足夠的液相以改善燒結(jié)礦的強度及冶金性能(還原性)。燒結(jié)生產(chǎn)工藝及成本核算對于熔劑的要求如下：1、堿性氧化物含量要高。2、酸性氧化物(SiO2+Al2O3)的含量愈低愈好。3、硫、磷等有害雜質(zhì)要少4、粒度不宜過大。燒結(jié)常用的熔劑有石灰石、自云石、生石灰及消石灰。㈢燃料：主要為焦粉和無煙煤。對燃料的要求是固定碳含量高，灰分低，揮發(fā)分低，含硫低，成分穩(wěn)定，含水小于10%，粒度小于3mm的占95%以上。

燒結(jié)的工藝流程㈠配料與混合①配料燒結(jié)生產(chǎn)工藝及成本配料目的：獲得化學成分和物理性質(zhì)穩(wěn)定的燒結(jié)礦，滿足高爐冶煉的要求。常用的配料方法：容積配料法和質(zhì)量配料法。容積配料法是基于物料堆積密度不變，原料的質(zhì)量與體積成比例這一條件進行的。準確性較差。質(zhì)量配料法是按原料的質(zhì)量配料。比容積法準確，便于實現(xiàn)自動化。②混合混合目的：使燒結(jié)料的成分均勻，水分合適，易于造球，從而獲得粒度組成良好的燒結(jié)混合料，以保證燒結(jié)礦的質(zhì)量和提高產(chǎn)量。根據(jù)原料性質(zhì)不同，可采用一次混合或二次混合兩種流程。一次混合的目的：潤濕與混勻，當加熱返礦時還可使物料預熱。二次混合的目的：繼續(xù)混勻，造球，以改善燒結(jié)料層透氣性。燒結(jié)生產(chǎn)工藝及成本核算㈡燒結(jié)生產(chǎn)燒結(jié)作業(yè)是燒結(jié)生產(chǎn)的中心環(huán)節(jié)，它包括布料、點火、燒結(jié)等主要工序。①布料將鋪底料、混合料鋪在燒結(jié)機臺車上的作業(yè)。當采用鋪底料工藝時，在布混合料之前，先鋪一層粒度為10～25mm，厚度為20～25mm的小塊燒結(jié)礦作為鋪底料，其目的是保護爐箅，降低除塵負荷，延長風機轉(zhuǎn)子壽命，減少或消除爐箅粘料。鋪完底料后，隨之進行布料。布料時要求混合料的粒度和化學成分等沿臺車縱橫方向均勻分布，并且有一定的松散性，表面平整。目前采用較多的是圓輥布料機布料。②點火點火操作是對臺車上的料層表面進行點燃，并使之燃燒。燒結(jié)生產(chǎn)工藝及成本核算點火要求有足夠的點火溫度，適宜的高溫保持時間，沿臺車寬度點火均勻。點火溫度取決于燒結(jié)生成物的熔化溫度。?？刂圃?250±50℃。點火時間通常40～60s。點火真空度4～6kPa。點火深度為10～20mm。③燒結(jié)準確控制燒結(jié)的風量、真空度、料層厚度、機速和燒結(jié)終點。燒結(jié)機抽風燒結(jié)過程是自上而下進行的，沿其料層高度溫度變化的情況一般可分為5層。點火開始以后，依次出現(xiàn)燒結(jié)礦層，燃燒層，預熱層，干燥層和過濕層。然后后四層又相繼消失，最終只剩燒結(jié)礦層。⑴燒結(jié)礦層經(jīng)高溫點火后，燒結(jié)料中燃料燃燒放出大量熱量，使料層中礦物產(chǎn)生熔融，隨著燃燒層下移和冷空氣的通過，生成的熔融液相被冷卻而再結(jié)晶(1000—1100℃)凝固成網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的燒結(jié)礦。燒結(jié)生產(chǎn)工藝及成本核算這層的主要變化是熔融物的凝固，伴隨著結(jié)晶和析出新礦物，還有吸入的冷空氣被預熱，同時燒結(jié)礦被冷卻，和空氣接觸時低價氧化物可能被再氧化。⑵燃燒層燃料在該層燃燒，溫度高達1350～1600℃，使礦物軟化熔融黏結(jié)成塊。該層除燃燒反應外，還發(fā)生固體物料的熔化、還原、氧化以及石灰石和硫化物的分解等反應。⑶預熱層由燃燒層下來的高溫廢氣，把下部混合料很快預熱到著火溫度，一般為400～800℃。此層內(nèi)開始進行固相反應，結(jié)晶水及部分碳酸鹽、硫酸鹽分解，磁鐵礦局部被氧化。燒結(jié)生產(chǎn)工藝及成本核算⑷干燥層干燥層受預熱層下來的廢氣加熱，溫度很快上升到100℃以上，混合料中的游離水大量蒸發(fā)，此層厚度一般為l0～30mm。實際上干燥層與預熱層難以截然分開，可以統(tǒng)稱為干燥預熱層。該層中料球被急劇加熱，迅速干燥，易被破壞，惡化料層透氣性。⑸過濕層從干燥層下來的熱廢氣含有大量水分，料溫低于水蒸氣的露點溫度時，廢氣中的水蒸氣會重新凝結(jié)，使混合料中水分大量增加而形成過濕層。此層水分過多，使料層透氣性變壞，降低燒結(jié)速度。燒結(jié)生產(chǎn)工藝及成本核算燒結(jié)生產(chǎn)工藝及成本核算燒結(jié)過程中的基本化學反應①固體碳的燃燒反應固體碳燃燒反應為：C+O2=CO2或2C+O2=2CO；反應后生成C0和C02，還有部分剩余氧氣，為其他反應提供了氧化還原氣體和熱量。②碳酸鹽的分解和礦化作用燒結(jié)料中的碳酸鹽有CaC03、MgC03、FeC03、MnC03等，其中以CaC03為主。在燒結(jié)條件下，CaC03在720℃左右開始分解，880℃時開始化學沸騰，其他碳酸鹽相應的分解溫度較低些。碳酸鈣分解產(chǎn)物Ca0能與燒結(jié)料中的其他礦物發(fā)生反應，生成新的化合物，這就是礦化作用。反應式為：CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2；CaCO3+Fe2O3=CaO·Fe2O3+CO2燒結(jié)生產(chǎn)工藝及成本核算③鐵和錳氧化物的分解、還原和氧化鐵的氧化物在燒結(jié)條件下，溫度高于l300℃時，F(xiàn)e203可以分解：6Fe2O3=4Fe3O4+O2；Fe304在燒結(jié)條件下分解壓很小，但在有Si02存在、溫度大于1300℃時，也可能分解：6Fe2O3+3Si02=3（2FeO.Si02）+02㈢抽風工序系統(tǒng)：包括風箱、集塵管、除塵器、拍風機。煙囪等。㈣成品處理工序系統(tǒng)：包括熱破碎、熱篩分、冷卻、冷破碎、冷篩分、及成品運輸系統(tǒng)。㈤環(huán)保除塵工序系統(tǒng)：主要是用電除塵器系統(tǒng)將燒結(jié)機尾部卸礦處、熱篩、冷卻、返礦及整粒系統(tǒng)各處揚塵點的廢氣，經(jīng)過除塵器凈化后，廢氣排入大氣，粉塵經(jīng)過潤濕后加入燒結(jié)混合料中再燒結(jié)。其任務是擔負燒結(jié)生產(chǎn)的環(huán)境保護。燒結(jié)生產(chǎn)工藝及成本核算燒結(jié)生產(chǎn)工藝及成本核算1燒結(jié)生產(chǎn)工藝及成本核算

燒結(jié)成本科目的設置：生產(chǎn)成本—原材料（精粉、外礦、返粉、氧化鐵皮、鋼渣、其他）—輔助材料（白灰、其他）—燃料（焦粉、煤）—能源介質(zhì)（電、水、煤氣、氮氣）—人工成本（工資）—制造費用—成本匯總煉鐵生產(chǎn)工藝及成本核算煉鐵生產(chǎn)工藝及成本核算

煉鐵工藝：將金屬鐵從含鐵礦物（主要為鐵的氧化物）中提煉出來的工藝過程。

高爐冶煉用原料：原料是高爐冶煉的物質(zhì)基礎，精料是使高爐操作穩(wěn)定順行，獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗及長壽的基本保證。高爐冶煉用的原料主要包括鐵礦石、燃料和熔劑。對于一些不能滿足要求的原料，要進行一系列準備處理，例如造塊。高爐冶煉用的原料主要有鐵礦石（天然富礦（天然塊礦）和人造富礦（燒結(jié)礦、球團礦））、燃料（焦炭和噴吹煤）和熔劑。煉鐵廠入爐料結(jié)構(gòu)為燒結(jié)礦+球團礦+塊礦煉鐵生產(chǎn)工藝及成本核算

焦炭：焦炭在高爐生產(chǎn)中起以下4方面的作用：(1)提供高爐冶煉所需要的大部分熱量。焦炭在風口前被鼓風中的氧燃燒，放出熱量，這是高爐冶煉所需要熱量的主要來源。(2)提供高爐冶煉所需的還原劑。高爐冶煉主要是生鐵中的鐵和其他合金元素的還原及滲碳過程，而焦炭中所含的固定碳（C）以及焦炭燃燒產(chǎn)生的一氧化碳（Cao）都是鐵及其他氧化物進行還原的還原劑。(3)焦炭是高爐料柱的骨架。由于焦炭在高爐料柱中約占1/3～1/2的體積，而且焦炭在高爐冶煉條件下既不熔融也不軟化，它在高爐中能起支持料柱、維持爐內(nèi)透氣性的骨架作用。特別是在高爐下部，礦和熔劑已全部軟化造渣并熔化為液體，只有焦炭仍以固體狀態(tài)存在，這就保證了煉鐵生產(chǎn)工藝及成本核算高爐下部料柱的透氣性，使從風口鼓入的風能向高爐中心滲透，并使爐缸煤氣能有一個良好的初始分布。(4)生鐵形成過程中滲碳的碳源。在高爐煉鐵過程中焦炭中的碳是逐步滲透到生鐵中，每噸煉鋼鐵滲碳消耗的焦炭在50Kg左右。

噴吹燃料（無煙煤與煙煤粉）：高爐噴煤的優(yōu)點：(1)用價格低廉的煤粉部分替代價格昂貴且日趨匱乏的冶金焦炭，焦比降低，從而降低煉鐵成本。(2)高爐噴煤是調(diào)劑爐況熱制度的有效手段，使爐缸的工作狀態(tài)得以改善，從而保證高爐生產(chǎn)的穩(wěn)定順行。(3)為高爐使用高風溫和富氧創(chuàng)造了條件。煉鐵生產(chǎn)工藝及成本核算(4)提高了煤氣的還原能力和穿透擴散能力，有利于礦石還原和高爐操作指標的改善。(5)高爐噴煤替代部分冶金焦炭，既緩解了焦煤的需求，也減少了煉焦設施，可節(jié)約基建投資，并降低煉焦生產(chǎn)對環(huán)境的污染。

熔劑鐵礦石中的脈石包括SiO2、Al2O3、CaO、MgO等金屬氧化物。在高爐條件下，這些氧化物不能或很難被還原為金屬，最終以高爐渣的形式與金屬分離。渣中堿性氧化物（CaO、MgO）與酸性氧化物（SiO2）的質(zhì)量分數(shù)應大體相等，這樣渣的熔點才能較低，粘度也較小，易于在爐內(nèi)處理而不致有礙于正常操作。為此，實際操作中應根據(jù)鐵礦石帶入的脈石的成分和數(shù)量配加適當?shù)摹爸蹌?，簡稱“熔劑”。煉鐵生產(chǎn)工藝及成本核算CaCO3=CaO+CO2(條件：高溫）渣中堿性氧化物（CaO、MgO）與酸性氧化物（SiO2）⑴分離渣鐵，具有良好的流動性，能順利排出爐外?！o助材料（白灰、其他）此時加熱另一個熱風爐中的蓄熱球，當?shù)谝粋€熱風爐中的蓄熱溫度降低，燒結(jié)生產(chǎn)工藝及成本核算煉鐵生產(chǎn)工藝及成本核算以及氮氣排出時帶走熱量的缺點。出鋼時使爐體傾斜，鋼水從出鋼口注入鋼水包里，同時加入脫氧劑點火操作是對臺車上的料層表面進行點燃，并使之燃燒。然后后四層又相繼消失，最終只剩燒結(jié)礦層。由抽風機系統(tǒng)設備通過對料層的抽風作用，使混合料中的燃料燃燒，產(chǎn)積，而且焦炭在高爐冶煉條件下既不熔融也不軟化，它在高爐中能起支⑶氧化劑：氧氣、鐵礦石、氧化鐵皮；1、磁鐵礦：含鐵一般在45~70%，S、P高，堅硬，致密難還原。煉鐵生產(chǎn)工藝及成本核算煉鐵生產(chǎn)工藝及成本核算煉鐵生產(chǎn)工藝及成本核算

高爐：高爐是由耐火材料砌筑而成豎式圓筒形爐體，外有鋼板制成爐殼加固密封，內(nèi)嵌冷卻器保護，爐子自上而下依次分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹和爐缸五部分。爐缸部分設有風口、鐵口和渣口，爐喉以上為裝料裝置和煤氣封蓋及導出管。高爐生產(chǎn)時從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑（石灰石），從位于爐子下部沿爐周的風口吹入經(jīng)預熱的空氣。在高溫下焦炭（有的高爐也噴吹煤粉、重油、天然氣等輔助燃料）中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣，在爐內(nèi)上升過程中除去鐵礦石中的氧，從而煉鐵生產(chǎn)工藝及成本核算還原得到鐵。煉出的鐵水從鐵口放出。鐵礦石中未還原的雜質(zhì)和石灰石等熔劑結(jié)合生成爐渣，從渣口排出。產(chǎn)生的煤氣從爐頂排出，經(jīng)除塵后，作為熱風爐、加熱爐、焦爐、鍋爐等的燃料。高爐冶煉的主要產(chǎn)品是生鐵，還有副產(chǎn)品高爐渣和高爐煤氣。

高爐爐渣的作用⑴分離渣鐵，具有良好的流動性，能順利排出爐外。⑵具有足夠的脫硫能力，盡可能降低生鐵含硫量，保證冶煉出合格的生鐵。具有調(diào)整生鐵成分，保證生鐵質(zhì)量的作用。⑶保護爐襯，具有較高熔點的爐渣，易附著于爐襯上，形成“渣皮”，保護爐襯，維持生產(chǎn)。煉鐵生產(chǎn)工藝及成本核算其反應式為：Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2(高溫)(還原反應）Fe3O4+4CO==3Fe+4CO2(高溫)（還原反應）爐渣的形成:CaCO3=CaO+CO2(條件：高溫）CaO+SiO2=CaSiO3(條件：高溫）煉鐵生產(chǎn)工藝及成本核算

高爐的附屬設備：煉鐵生產(chǎn)工藝及成本核算

熱風爐在高爐煉鐵生產(chǎn)過程中，需要向高爐的內(nèi)部鼓入大量的助燃空氣，以促進高爐內(nèi)煉鐵反應的進行，由于高爐內(nèi)部溫度很高，鼓入常溫空氣將會導致高爐內(nèi)部溫度急劇下降，不利于煉鐵反應的進行，因此需要鼓入高溫的空氣。熱風爐的作用就是把鼓風加熱到要求的溫度，從而燃燒焦炭以把鐵礦石還原成鐵水。蓄熱式熱風爐內(nèi)部采用格子磚或蓄熱球，高爐煤氣對格子磚或蓄熱球進行加熱，加熱后，再用新鮮冷空氣進行反吹，使冷空氣變成高溫熱空氣，將高溫熱空氣送進高爐進行使用。煉鐵生產(chǎn)工藝及成本核算此時加熱另一個熱風爐中的蓄熱球，當?shù)谝粋€熱風爐中的蓄熱溫度降低，無法達到需求的溫度，第2個熱風爐的溫度已經(jīng)達到需求溫度，再將冷風切換到第2個熱風爐，使用第2個熱風爐里的熱量，一般情況需要3座同樣的熱風爐進行切換才能循環(huán)使用開。

渣鐵處理系統(tǒng)其原理就是石灰石在高溫下分解成生石灰和二氧化碳，生石灰與鐵礦石中的硅酸鹽、硫、磷等雜質(zhì)在高溫下結(jié)合，生成難熔的硫化鈣、磷化鈣，硅酸鈣等固體雜質(zhì)，這些雜質(zhì)比重比鐵水要輕而且在鐵水的溫度下，不再熔于鐵水中，在出鐵的時候，這些雜質(zhì)就浮在鐵水上面和鐵水分離了。煉鐵生產(chǎn)工藝及成本核算現(xiàn)在大型高爐都主溝末端設置一個用澆注料做的撇渣器，因為渣輕所以在被撇渣器擋住后，從撇渣器邊上相對高一些的渣溝流走。而鐵比渣重，鐵水從撇渣器下部過眼流出后從流鐵溝流走。分離出來的雜質(zhì)被稱為爐渣，是生產(chǎn)礦渣水泥和耐火磚的好材料。煉鐵生產(chǎn)工藝及成本核算

煉鐵成本科目的設置：生產(chǎn)成本—原材料（外礦、球團、燒結(jié)）—輔助材料（材料明細核算）—耐火材料（材料明細核算）—燃料（焦炭、煤）—能源介質(zhì)（電、水、氧氣、氮氣）—人工成本（工資）—制造費用—回收原材料（返粉、焦粉、煤氣）—成本匯總煉鋼生產(chǎn)工藝及成本核算

什么是煉鋼？是指控制碳含量（一般小于2%），消除P、S、O、N等有害元素，保留或增加Si、Mn、Ni、Cr等有益元素并調(diào)整元素之間的比例，獲得最佳性能。把煉鋼用生鐵放到煉鋼爐內(nèi)按一定工藝熔煉，即得到鋼。

煉鋼的基本任務1.脫碳、脫磷、脫硫、脫氧；2.去除有害氣體和夾雜；3.提高溫度；4.調(diào)整成分煉鋼過程通過供氧、造渣、加合金、攪拌、升溫等手段完成煉鋼基本任務。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼過程，主要是以供入純氧氣，配合爐頂高位料倉加入石灰、白云山、氧化鐵皮、出鋼時加入合金材料等，澆成（模鑄、連鑄）合格鋼鋼錠或鑄坯。煉鋼生產(chǎn)工藝及成本核算

煉鋼用原材料煉鋼用原材料一般分為主原料、輔原料和各種鐵合金。㈠金屬料包括鐵水、廢鋼、鐵合金；吹煉終點脫除鋼中多余的氧，并調(diào)整成分達到鋼種規(guī)格，需加入鐵合金以脫氧合金化。㈡輔料材料⑴造渣料：石灰、螢石、白云石、合成造渣材料、菱鎂