不锈钢生产方案

1不锈钢生产方案1Cr18Ni9Ti第一冶炼设备选型和生产能力的计算两台25000kw的矿热炉冶炼镍铁理论产量Q=25000KW*330*0.98*0.97*0.96*0.85/1000实际功率：16000kw（生产每个镍电耗700度）实际产量Q=16000KW*330*0.98*0.97*0.96*0.85/1000=30T/day日产不锈钢80吨年产不锈钢2.8万吨。每两个半小时出一炉钢每次出镍铁水3-4t，两台矿热炉同时出铁6-8t。镍铁品质：NiSi:PCS10~12%2~5%0.040~0.047%3.0~4%0.04~0.1%配料计算：按照有6吨含镍12%镍铁水的加料制度计算生产304不锈钢8Ni17Cr加入镍铁的量镍铁含镍量98%加入高铬的量高铬含铬量97%=304304不锈钢中的镍含量不锈钢中的铬含量=8i17rNC每炉加入镍铁：6t（Ni：12%）每炉加入高铬：2.58t（Cr：60%）第二冶炼原理1、酸性炉衬AOD：吹氧脱硅吹氧初期一部分Fe被氧化成FeO2Fe+O2=2FeO+QFeO一部分进入炉渣，另外一部分扩散到金属液中将其他元素氧化硅在钢中以FeSi形式存在，Si+O2=SiO2+QFeO+Si=SiO2+2Fe+Q（Si遇到炉渣FeO进行间接氧化）SiO2为酸性氧化物，在高温下具有强烈的酸性，这就是我们为什么要将第一台AOD的炉衬设计为酸性砖。Si氧化放出大量的热，生成SiO2由于比重小，上浮组成炉渣。2、碱性炉衬AOD中冶炼分为：氧化过程和还原过程氧化过程：主要是脱碳保铬，吹入炉内的氧气进入钢液后、与钢液中的碳和铬反应，即：钢液中的碳和氧反应生成气态的一氧化碳[C]+{O}=(CO)↑钢液中的铬与氧反应生成氧化铬进入渣层2[Cr]+3{O}=(Cr2O3)另外，钢液中的碳与渣中的氧化铬反应，将渣中的Cr2O3还原为铬，重新回到钢液中。23[C]+(Cr2O3)=2[Cr]+3(CO)↑根据铁碳相图上碳和铬氧化反应吉布斯能曲线的相对位置关系，要达到降碳保铬，就得使碳优先于铬氧化，构成选择性的氧化关系。通过向钢液中连续不断地吹入N2和Ar来降低CO分压，从而使上述反应向着生成CO的方向进行，将渣中的Cr2O3还原为铬溶入钢液中，从而达到降碳保铬的目的。钢水倒入AOD后，立即摇直炉体开始吹入氩氧混合气体，开吹温度控制在1480-1560度。还原精炼过程：主要是把氧化的铁和铬利用还原剂硅铁还原出来，再利用还原环境脱硫。在吹炼过程中会氧化一部分，其量大约为2%。为了还原此部分铬和稀释吹炼后十分粘稠的富铬渣，希望钢水温度在1700℃以上。用FeSi粉和石灰作还原剂，并用氩气进行强烈搅拌。由于渣钢间反应强烈，使（Cr3O4）+2[Si]=3[Cr]+2（SiO2）的反应进行的比较完全，所以铬的回收率可达99%，锰的回收率为90%，还原期由于有碱性还原渣、高温和强搅拌的条件，极易把硫脱到0.01%的水平。脱硫一般采用单渣法，当要求[S]＜0.005%时，采用双渣法。第三工艺流程工序一1、两台矿热炉同时出镍铁水，出铁水之前提前加入一定量的脱硫剂，温度大概在1500℃，不用扒渣，因为渣起保温的作用。2、所需设备、辅料及技术参数：铁水包（普通铁水包）一只脱硫剂（出铁之前提前加入钢包中）出铁温度：不能低于1450℃镍铁水：6t（Ni：12%）工序二1、将第一工序所出6t镍铁水用平板小车，从一号车间通过铁轨运到二号车间之后，扒渣，提前在酸性AOD中加入部分石灰，然后将镍铁水倒入酸性AOD炉中，通入氧气，脱硅氧化0.01%Si需要氧气1.0m3，脱硅率达到90%，脱碳，总的操作时间为60min，需将碳硅降到0.5%左右，冶炼前:NiSi:PCS10~12%≤4%0.040~0.047%≤3%0.04~0.1%冶炼后：NiSi:PCS10~12%≤0.5%0.040~0.047%≤0.5%0.04~0.1%脱硅：氧化0.01%Si需要氧气1.0m3，3%~0.5%脱硅所需要的氧气量：250×1=250m3脱碳：氧化0.01%Si需要氧气1.5m3，3%~0.5%脱碳所需要的氧气量：250×1.5=375m33整个过程需要氧气量625m3，按照AOD炉子供气参数最大瞬时流量为800标立方/小时，通氧时间为54分钟。冶炼完成之后扒渣，然后将镍铁水倒入钢包之中进入下一道工序。2、所需设备、辅料及技术参数：平板小车8t酸性炉衬AOD铁水包（普通铁水包）一只渣包1只石灰镍铁水入酸性炉衬AOD之前温度：≥1300℃，Si≤0.5%，C≤0.5%最大瞬时流量氧气≥800标立方/小时、1.8-2.5MPa出铁温度：1650℃工序三1、在碱性AOD里提前放入冷料（高碳铬铁和石灰），然后将工序二生产的热的镍铁水兑入其中，摇直炉体，吹入氩氧混合气体，进入氧化期。根据初炼钢液的化学成分和每个吹炼阶段末的含碳量,可以计算每阶段需要吹入的氧量,再根据供氧速度及氩氧比例计算出每阶段的吹炼时间。各个工厂可在生产中总结出计算所需氧量的经验公式,现举例如下:QO2=9.3C1+8.0Si+1.4Mn+17.2/（1+50C2）+2.0式中QO2为每阶段氧气需要量(m3/t);C1为每阶段吹炼开始时钢中含碳量(%);C2为吹炼阶段末需要达到的含碳量(%);Mn,Si为吹炼阶段时钢中锰、硅含量(%)。开始吹炼时,采用Ar∶O2=1∶3,此时由于硅、锰的氧化冒出很浓的红烟。当红烟消失,火焰露头,说明硅锰基本氧化完了,碳开始大量氧化。当碳焰收缩变软时,此时钢液中的碳大约为0.2%左右,可取样分析,并变换氩氧比例,用Ar∶O2=1∶2、Ar∶O2=1∶1吹炼。当碳焰收缩分叉,在炉口周围有薄薄的红烟冒出,碳含量大约为0105%～0108%。如吹炼超低碳不锈钢时,再变换氩氧比例,使Ar∶O2=2∶1甚至Ar∶O2=3∶1继续吹炼,当炉口碳焰很少,冒出的火焰发白时,钢中碳含量大约在0.03%以下。当吹炼至终点时，立即加入硅铁，电解锰，及石灰组成还原料，同时吹入氩气搅拌6-8分钟，还原渣碱度控制在1.5左右。吹氩结束后去水样分析C、Mn、P、S、Si、Cr、Ni等，并在出钢前进行最后的成分调整。调整之后扒渣，待温度达到要求立即出钢。2、所需设备、辅料及技术参数：8t碱性炉衬的AOD渣包1只高碳铬铁2.58t（Cr：60%）石灰（造渣剂，占料重的0.7%-0.8%）硅铁（加入量15-20kg/t）电解锰出钢温度（304：1575℃）工序四1、出钢：将炉体摇斜一定角度，将钢水倒入钢包中。通过行车将钢包运到浇铸车间，进行浇铸。2、所需设备、辅料及技术参数：钢包一只（滑动水口）钢模4工序五1、将冷却的钢锭进行修模，因为钢锭外表有一层氧化模，不利于不锈钢扎制，会影响轧钢的质量。2、所需设备、辅料及技术参数：氧化铝砂轮5工艺流程图第四主体以及辅助设备6-8t酸性炉衬AOD炉衬：作用：脱硅脱碳矿热炉出来的镍铁水温度：1500度6-8t碱性炉衬AOD炉衬：作用：对于熔体脱碳，提温，还原脱硫，脱磷浇铸修模成品堆场扒渣O2作用：脱Si跳汰出来的铁粒高碳铬铁硅铁氧化期：O2,Ar混合气体脱磷剂脱硫剂还原期：Ar铁屑6AOD主要工艺设备包括：炉体设备、供配气系统、铁合金及副原料加料系统、烟气净化系统四部分组成。AOD炉体设备主要由炉壳、悬挂机构、托圈、倾动装置组成。AOD炉体名称数量总价格8t酸性炉衬AOD1台7500008t碱性炉衬AOD1台750000设备总投资1500000元辅助设备：名称数量总价格（厂商报价）行车32t/10t双梁冶炼专用行车2台432000×2=86400010t葫芦2台39000×2=780008t出钢包2只20000×2=400008t兑钢包2只20000×2=40000渣包4只15000×4=60000浇钢平板￠3000米字型6只15t×6000=90000钢模预计300000除尘器AOD炉除尘器（8万风量、旋转罩）685533～840809空压机6立方米（风冷）30000光谱分析仪德国OBLF光谱仪23通道400000～650000行车电子秤32t、20t电子秤3000气站氧气≥1600标立方/小时、1.8-2.5MPa氩、氮≥1000立方/小时、1.8-2.5MPa设备总投资2840533元备注：供气方案方案一合作方式供气方：出资在我厂建立整套储气设备，并负责气站的日常维护，气体的供应和连续性。我方：向供气方每月缴纳一定的月租费用，并购买其气体，按量交费。方案二合作方式供气方：出资在我厂建立一套大型空分设备，除了向我厂提供气体服务外，并向周边地区的钢厂或7者用气单位提供气体服务。供气方需每月向我厂缴纳一定的场地租金。我方：购买供方气体，按量交费。光谱分析仪由于生产上的要求，国内产的光谱分析仪精确度不能稳定，所以最好采用德国OBLF光谱分析仪，新设备报价在65万。广州有一台仅用了两个月的OBLF的光谱仪，预计在40万左右。除尘器方案一两台AOD分别建一台除尘设备，优点：除尘效果好；缺点：投资多。日常维护费用高，电耗高方案二两台AOD和用一台除尘设备，优点：投资少；缺点：AOD耐火材料：名称材料名称需要量总价格酸性耐材硅碳砖20t左右3500×20碱性耐材镁钙砖20t左右4000×20第五冶炼原料及加入量名称每吨用量总价格镍铁0.75t（Ni：12%）13050元（单价：1450元/镍）高碳铬铁0.32t（Cr：60%）4608元（单价：12000元50基价）硅铁10-15kg115.5元（单价：7700元/吨）电解锰20kg400元（单价：20000元/吨）石灰（脱磷剂，脱硫剂）60kg4.5元（单价：75元/吨）萤石5kg5元（单价：1000元/吨）氧气230元氮气氩气镁钙砖250元硅碳砖总计18663元/吨第六投资预算设备投资名称价格主体设备1500000元8辅助设备2840533元厂房2000000元总费用6340533元生产原料投资：名称每月需求量价格高碳铬铁768吨11059200（单价：12000元50基价）石灰144吨10800（单价：75元/吨）电解锰48吨960000（单价：20000元/吨）硅铁36吨277200（单价：7700元/吨）萤石12吨12000（单价：1000元/吨）氧气，氮气，氩气171吨，78吨，26吨450000总费用12769200元第七经济效益评估生产成本：18663元/吨÷.打磨成材率为98%+人工费用50=19093.88元三种方法对比在原料用量上基本上是一致的，但是在电耗和其他费用，AOD(酸)+AOD(碱)是占很大优势的，因为在EF+AOD(碱)在化铁一个环节上要花费600元/吨的成本，并且在镍铁的采购上面要多出运费和镍铁生产厂的利润两部分。目前市场上生产不锈钢的方法均以EF+AOD(碱)为主。第八市场定位产品以304和321为主浇铸产品：板坯扎制尺寸：宽1.8m×长6m×（厚10～35mm）管材扎制尺寸：长4.5m×（直径65～130ｍｍ）产品以中小管为主，将以石油用管及高压锅炉管等高附加值、高品质的产品作为市场定位，以满足石油、化工、电站、核电、造船等行业的需求。