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1、冶金工程專業(yè)論文冶金工程專業(yè) 　　導(dǎo)語：本文從鋼鐵聯(lián)合企業(yè)生產(chǎn)步驟：鐵礦石開采、高爐煉鐵和轉(zhuǎn)爐煉鋼。結(jié)累計算機做出了淺析。期望xx帶來的這篇文章對你有所作用。 　　摘要：計算機自動化和鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的聯(lián)絡(luò)日益緊密，冶金企業(yè)生產(chǎn)步驟步步謹(jǐn)慎，在信息發(fā)達(dá)的今天，怎樣利用計算機的優(yōu)勢為冶金企業(yè)發(fā)揮最大的作用已成為必需研究的問題。文中先介紹冶金企業(yè)的生產(chǎn)步驟，分析其中的特點及技術(shù)技巧，然后介紹生產(chǎn)步驟中包括的設(shè)備特點及工作步驟，再從計算機控制的角度分析冶金設(shè)備的不足和冶金企業(yè)生產(chǎn)步驟的需求，以此說明鋼鐵冶金聯(lián)合企業(yè)的生產(chǎn)步驟和計算機控制有著緊密的聯(lián)絡(luò)。 　　關(guān)鍵詞：鋼鐵冶金計算機自動化高爐控

2、制 　　引言： 　　本學(xué)期選修課，我選擇了冶金工程概論，因為這和我學(xué)習(xí)的計算機專業(yè)有著一定的聯(lián)絡(luò)。經(jīng)過十周的學(xué)習(xí)，在老師的耐心講解下，我對冶金專業(yè)有了一定的了解，結(jié)累計算機專業(yè)，我也有一定的看法，鋼鐵生產(chǎn)的性質(zhì)和生產(chǎn)設(shè)備對冶金企業(yè)有一定的影響，從利益的角度講，利用計算機控制設(shè)備生產(chǎn)既降低了企業(yè)的職員需求，又能夠給職員提供一定的安全保障。 　　1鋼鐵冶金聯(lián)合企業(yè)的生產(chǎn)步驟 　　鐵礦石的開采 　　鐵礦石開采技術(shù)要求 　　通常來說，必需有工業(yè)價值的礦床，然后才能考慮開采問題。因為中國富鐵礦石不多，因此品位越高，質(zhì)量越好。中國的工業(yè)品位定在大于45%，含磷越低，鐵礦石的冶煉和分選的成本越低

3、，是冶煉廠青睞的，價格也較高。鐵礦石在理論上來說，通常含有鐵元素或鐵化合物的礦石全部能夠叫做鐵礦石。不過，在工業(yè)上或商業(yè)上來說。 　　鐵礦石不僅是要含有鐵的成份，而且必需有利用的價值才行。 　　礦石開采分類 　　礦石的開采通常分為露天開采和地底開采。 　　露天開采：成本低，利潤高，關(guān)鍵是利用挖崛機，裝載機，汽車，風(fēng)鉆機，炸藥等。地下開采：成本較高，還需要坑道支架和通風(fēng)設(shè)備，鋪設(shè)礦山軌道，利用專門設(shè)備小火車運到地表。 　　高爐煉鐵 　　高爐煉鐵過程 　　高爐煉鐵生產(chǎn)是冶金(鋼鐵)工業(yè)最關(guān)鍵的步驟。高爐冶煉是把鐵礦石還原成生鐵的連續(xù)生產(chǎn)過程。鐵礦石、焦炭和熔劑等固體原料按要求配料比由

4、爐頂裝料裝置分批送入高爐，并使?fàn)t喉料面保持一定的高度。焦炭和礦石在爐內(nèi)形成交替分層結(jié)構(gòu)。礦石料在下降過程中逐步被還原、熔化成鐵和渣，聚集在爐缸中，定時從鐵口、渣口放出。高爐生產(chǎn)是連續(xù)進(jìn)行的。一代高爐從開爐到大修停爐為一代能連續(xù)生產(chǎn)幾年到十幾年。生產(chǎn)時，從爐頂通常爐頂是由料種和料斗組成，當(dāng)代化高爐是鐘閥爐頂和無料鐘爐頂不停地裝入鐵礦石、焦炭、熔劑，從高爐下部的風(fēng)口吹進(jìn)熱風(fēng)1000～1300攝氏度，噴入油、煤或天然氣等燃料。裝入高爐中的鐵礦石，關(guān)鍵是鐵和氧的化合物。在高溫下，焦炭中和噴吹物中的碳及碳燃燒生成的一氧化碳將鐵礦石中的氧奪取出來，得到鐵，這個過程叫做還原。鐵礦石經(jīng)過還原反應(yīng)煉出生鐵，鐵水

5、從出鐵口放出。鐵礦石中的脈石、焦炭及噴吹物中的灰分和加入爐內(nèi)的石灰石等熔劑結(jié)合生成爐渣，從出鐵口和出渣口分別排出。煤氣從爐頂導(dǎo)出，經(jīng)除塵后，作為工業(yè)用煤氣。當(dāng)代化高爐還能夠利用爐頂?shù)母邏海脤?dǎo)出的部分煤氣發(fā)電。 　　高爐設(shè)備及其介紹 　　高爐設(shè)備：高爐、熱風(fēng)爐、鐵水罐車等。 　　高爐：橫斷面為圓形的煉鐵豎爐。用鋼板作爐殼，殼內(nèi)砌耐火磚內(nèi)襯。高爐本體自上而下分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸5部分。因為高爐煉鐵技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)良好，工藝簡單，生產(chǎn)量大，勞動生產(chǎn)效率高，能耗低等優(yōu)點，故這種方法生產(chǎn)的鐵占世界鐵總產(chǎn)量的絕大部分。高爐生產(chǎn)時從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑石灰石，從在爐子下部沿爐周的

6、風(fēng)口吹入經(jīng)預(yù)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(fēng)爐、加熱爐、焦?fàn)t、鍋爐等的燃料。高爐冶煉的關(guān)鍵產(chǎn)品是生鐵，還有副產(chǎn)高爐渣和高爐煤氣。 　　熱風(fēng)爐：熱風(fēng)爐是為高爐加熱鼓風(fēng)的設(shè)備，是當(dāng)代高爐不可缺乏的主要組成部分。提升風(fēng)溫能夠經(jīng)過提升煤氣熱值、優(yōu)化熱風(fēng)爐及送風(fēng)管道結(jié)構(gòu)、預(yù)熱煤氣和助燃空氣、改進(jìn)熱風(fēng)爐操作等技術(shù)方法來實現(xiàn)。理論研究和生產(chǎn)實踐表明，采取優(yōu)化

7、的熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)、提升熱風(fēng)爐熱效率、延長熱風(fēng)爐壽命是提升風(fēng)溫的有效路徑。 　　鐵水罐車：鐵水罐車用于運輸鐵水，實現(xiàn)鐵水在脫硫跨和加料跨之間的轉(zhuǎn)移或放置在混鐵爐下，用于高爐或混鐵爐等出鐵。 　　轉(zhuǎn)爐煉鋼 　　轉(zhuǎn)爐煉鋼的基礎(chǔ)冶煉過程 　　轉(zhuǎn)爐煉鋼是把氧氣鼓入熔融的生鐵里，使雜質(zhì)硅、錳等氧化。在氧化的過程中放出大量的熱量含1%的硅可使生鐵的溫度升高200攝氏度，可使?fàn)t內(nèi)達(dá)成足夠高的溫度。所以轉(zhuǎn)爐煉鋼不需要另外使用燃料。煉鋼的基礎(chǔ)任務(wù)是脫碳、脫磷、脫硫、脫氧，去除有害氣體和非金屬夾雜物，提升溫度和調(diào)整成份。歸納為：“四脫”碳、氧、磷和硫，“二去”去氣和去夾雜，“二調(diào)整”成份和溫度。采取的關(guān)鍵技術(shù)手

8、段為：供氧，造渣，升溫，加脫氧劑和合金化操作。 　　轉(zhuǎn)爐的外形就像個梨，內(nèi)壁有耐火磚，爐側(cè)有很多小孔風(fēng)口，壓縮空氣從這些小孔里吹爐內(nèi)，又叫做側(cè)吹轉(zhuǎn)爐。開始時，轉(zhuǎn)爐處于水平，向內(nèi)注入1300攝氏度的液態(tài)生鐵，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空氣并轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)爐使它直立起來。這時液態(tài)生鐵表面猛烈的反應(yīng)，使鐵、硅、錳氧化(FeO,SiO2,MnO,)生成爐渣，利用熔化的鋼鐵和爐渣的對流作用，使反應(yīng)遍布整個爐內(nèi)。幾分鐘后，當(dāng)鋼液中只剩下少許的硅和錳時，碳開始氧化，生成一氧化碳放熱使鋼液猛烈沸騰。爐口因為溢出的一氧化炭的燃燒而出現(xiàn)巨大的火焰。最終，磷也發(fā)生氧化并深入生成磷酸亞鐵。磷酸亞鐵再跟生石灰反應(yīng)生成穩(wěn)定

9、的磷酸鈣和硫 　　化鈣，一起成為爐渣。當(dāng)磷和硫逐步降低，火焰退落，爐口出現(xiàn)四氧化三鐵的褐色蒸汽時，表明鋼已煉成。這時應(yīng)立刻停止鼓風(fēng)，并把轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)到水平位置，把鋼水傾至鋼水包里，再加脫氧劑進(jìn)行脫氧。整個過程只需15分鐘左右。假如氧氣是從爐底吹入，那就是底吹轉(zhuǎn)爐；氧氣從頂部吹入，就是頂吹轉(zhuǎn)爐。 　　轉(zhuǎn)爐一爐鋼的基礎(chǔ)冶煉過程。頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉一爐鋼的操作過程關(guān)鍵由以下六步組成: 　　1上爐出鋼、倒渣，檢驗爐襯和傾動設(shè)備等并進(jìn)行必須的修補和修理； 　　2傾爐，加廢鋼、兌鐵水，搖正爐體至垂直位置； 　　3降槍開吹，同時加入第一批渣料起初爐內(nèi)噪聲較大，從爐口冒出赤色煙霧，隨即噴出暗紅的火焰；3～5mi

10、n后硅錳氧靠近結(jié)束，碳氧反應(yīng)逐步劇烈，爐口的火焰變大，亮度隨之提升；同時渣料熔化，噪聲減弱； 　　43～5min后加入第二批渣料繼續(xù)吹煉隨吹煉進(jìn)行鋼中碳逐步降低，約12min后火焰微弱，停吹； 　　5倒?fàn)t，測溫、取樣，并確定補吹時間或出鋼； 　　6出鋼，同時將計算好的合金加入鋼包中進(jìn)行脫氧合金化。 　　轉(zhuǎn)爐設(shè)備及其介紹 　　轉(zhuǎn)爐設(shè)備：轉(zhuǎn)爐、AOD精煉爐、VOD精煉爐、LF精煉爐、氧槍、轉(zhuǎn)爐傾爐系統(tǒng)。 　　轉(zhuǎn)爐：爐體可轉(zhuǎn)動，用于吹煉鋼或吹煉锍的冶金爐。轉(zhuǎn)爐爐體用鋼板制成，呈圓筒形，內(nèi)襯耐火材料，吹煉時靠化學(xué)反應(yīng)熱加熱，不需外加熱源，是最主要的煉鋼設(shè)備，也可用于銅、鎳冶煉。 　　AO

11、D精煉爐：AOD即氬氧脫碳精煉爐，是一項用于不銹鋼冶煉的專有工藝。AOD爐型依據(jù)容量有3t、6t、8t、10t、18t、25t、30t等。裝備水平也由半自動控制發(fā)展到智能計算機控制來冶煉不銹鋼。 　　VOD精煉爐：VOD精煉爐是在真空狀態(tài)下進(jìn)行吹氧脫碳的爐外精煉爐，它以精煉鉻鎳不銹鋼、超低碳鋼、超純鐵素體不銹鋼及純鐵為主。將初煉鋼液裝入精煉包中放入密封的真空罐中進(jìn)行吹氧脫碳、脫硫、脫氣、溫度調(diào)整、化學(xué)元素調(diào)整。 　　LF精煉爐：LF爐是含有加熱和攪拌功效的鋼包精煉爐。加熱通常經(jīng)過電極加熱，攪拌是經(jīng)過底部透氣磚進(jìn)行的。 　　氧槍：氧槍是轉(zhuǎn)爐供氧的關(guān)鍵設(shè)備，它是由噴頭、槍身和尾部結(jié)構(gòu)組成。噴

12、頭是用導(dǎo)熱性良好的紫銅經(jīng)鑄造和切割加工而成，也有用壓力澆鑄而成的。噴頭的形狀有拉瓦爾型、直筒型和螺旋型等?，F(xiàn)在應(yīng)用最多的是多孔的拉瓦爾型噴頭。拉瓦爾型噴頭是收縮—擴張收縮型噴孔，當(dāng)出口氧壓和進(jìn)口氧壓之比p出/p0 　　轉(zhuǎn)爐傾爐系統(tǒng)： 　　傾爐系統(tǒng)：變頻調(diào)速(變頻器+電機+減速機+大齒輪)。 　　傾爐機構(gòu)：傾爐機構(gòu)由軌道、傾爐油缸、搖架平臺、水平支撐機構(gòu)和支座等組成。 　　2計算機和冶金專業(yè)的聯(lián)絡(luò) 　　自動化的動向和計算機控制和鋼鐵工業(yè)的聯(lián)絡(luò)日益緊密，鋼鐵工業(yè)自動化的目標(biāo)在于提升大型設(shè)備的生產(chǎn)效率，加強質(zhì)量管理，實現(xiàn)生產(chǎn)管理合理化和省力化、無人化。提升大型設(shè)備的生產(chǎn)效率對于像鋼鐵工業(yè)這

13、種含有大型設(shè)備的工業(yè)，為了提升投資效率，必需提升設(shè)備運行率。而且要求一直在穩(wěn)定狀態(tài)下運行。近代設(shè)備的理想條件，是要求設(shè)備本身含有自控能力，改變部分能夠經(jīng)過自動化來賠償?？墒菍嶋H情況離這種理想條件很遠(yuǎn)，設(shè)備的運行條件使冶金過程中計算機系統(tǒng)的控制成為必須。 　　為何鋼鐵生產(chǎn)過程要實施計算機控制，或說計算機控制的效果表現(xiàn)在哪里？為了說明這個問題，下面介紹鋼鐵生產(chǎn)過程的性質(zhì)和特點。 　　鋼鐵生產(chǎn)的性質(zhì)可概括為以下三點：一是大型裝置工業(yè)；二是需要復(fù)雜的生產(chǎn)過程；三是訂貨生產(chǎn)方法。 　　這些性質(zhì)詳細(xì)表現(xiàn)為以下特點： 　?、僭O(shè)備方面的特點是：單機設(shè)備大；多半不是連續(xù)過程，而是間歇過程；人工操作仍相當(dāng)

14、多。 　?、谏a(chǎn)過程中物流的特點是：原料使用量大；要使用大量的能量和水；物流相當(dāng)復(fù)雜；原料和成品的運輸量大。 　?、凵a(chǎn)過程情況的特點是：生產(chǎn)過程中物流多個多樣；高溫下作業(yè)。 　?、馨从嗀涍M(jìn)行生產(chǎn)的特點是：生產(chǎn)管理需要大量的信息；信息流和生產(chǎn)管理全部很復(fù)雜。⑤從勞動條件方面看的特點是：要求熟練工的作業(yè)多；多為高溫、重體力勞動。 　　這些特點，不論拿哪一項作為企業(yè)條件全部是不輕易的。以這種過程進(jìn)行生產(chǎn)，從企業(yè)來講要降低產(chǎn)品成本是相當(dāng)困難的。然而正相反，對鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量和價格的要求卻越來越苛刻了，這愈加重了困難程度。也就是說，鋼鐵企業(yè)在原料、能量、設(shè)備償還和勞動力費用方面全部受到很大壓力，

15、而對如此嚴(yán)酷要求，必需找出有效的對策處理。計算機控制就是方法之一，鑒于鋼鐵生產(chǎn)過程的復(fù)雜性，只憑在其它工業(yè)的連續(xù)性生產(chǎn)發(fā)展起來的閉環(huán)反饋控制為基礎(chǔ)的一系列控制技術(shù)是極難處理問題的。而且以后鋼鐵工業(yè)的趨勢將是更困難、更復(fù)雜。鋼鐵工業(yè)的當(dāng)代化正在經(jīng)歷著種種變革。這些變革必需實施自動化，或?qū)崿F(xiàn)最少以自動化為前提的計算機控制系統(tǒng)。 　　結(jié)論 　　本文從冶金企業(yè)的生產(chǎn)特點和設(shè)備性質(zhì)上分析了冶金企業(yè)和計算機之間的關(guān)系，論述了冶金過程中計算機系統(tǒng)的控制成為必須。能夠看出，冶金企業(yè)受影響的原因很多，除了計算機，還有其它專業(yè)的知識也要用到冶金中。在以后的冶金過程中，加入更多計算機應(yīng)用成為了一個趨勢。 　　參考文件 　　1張訓(xùn)鵬.冶金工程概論M.中南大學(xué)出版.2021,03. 　　2趙文廣等.計算機在冶金中的應(yīng)用M.化學(xué)工業(yè)出版社.2021 　　冶金工程專業(yè)論文