製鋼設備

製鋼の定義：酸化法を用いて銑鉄や鉄くずに含まれる不純物を除去し、適量の合金元素を添加して、高強度、靭性などの特殊な特性を備えた鋼を製造するプロセスを「製鋼」といいます。

 

炭素含有量が 2.0% 以下の鉄 - 炭素合金の鉄 - 炭素状態図における 2.0%C の重要性。高温: オーステナイト、良好な熱処理性能;室温：主にパーライト。

 

鋼が作られる理由: 銑鉄は広く入手可能ではありません。炭素含有量が高い: 高温でもオーステナイトが存在しません。性能が悪い：硬くて脆い、靭性が低い、溶接性能が低い、加工できない。不純物が多い：S、P、介在物含有量が多い。

 

鋼の一般的な元素: C、Mn、S、P、Si (必須) の 5 つの元素。その他の元素: V、Cr、Ni、Ti、Cu など (鋼種による)。存在理由：①工程上の限界：SとPを完全に除去することができない。 ②原料残留物：スクラップ鋼残留物Cu、Zn。 ③ 性能の向上：Mn は強度を向上させます。Al は結晶粒を微細化します。要素内容: ① 国家標準要件: GB; ② 企業標準：企業が自主的に決定する。 ③その他の国家規格：SWRCH82B（日本）。

 

 

 

 

溶けた鉄とスクラップ鋼を混合し、転炉に注ぎ、酸素を吹き込むと、炉の温度は約1600度に上昇し、炉内の反応は火山の噴火のように非常に激しく、炭素と主要な不純物はすぐに焼き尽くされます。 （溶鉄中のマンガンやケイ素が酸化され、また溶鉄中の炭素も酸化されて二酸化炭素になります）。全プロセスはわずか約 30 分で、燃料を追加する必要はなくなり、鋼の炉を連鎖させることができ、この鋼の方法を使用すると「マイナスエネルギー鋼」さえも製造でき、品質は平炉鋼に匹敵することができ、時間もかかりません。平炉に比べて必要な量は1/10で、効率が非常に高いです。転炉製鉄は現代の鉄鋼生産の主要プロセスとなっています。炉外精錬を加えたことにより、製品の品質はさらに向上しました。

 

1. 製鉄の安全生産の主な特徴

鉄にはC、S、Pなどの不純物が含まれており、鉄の強度や脆さに影響を与えます。鉄を再溶解して上記不純物を除去し、SiやMnなどを添加して組成を調整する必要があります。溶けた鉄を再溶解して組成を調整することを製鋼といいます。

製鉄の主原料は炭素を多く含む溶鉄や銑鉄、鉄くずです。溶鉄中の不純物を除去するために、酸化剤、脱酸剤、スラグ材や合金鉄などを溶鉄に添加して鋼の組成を調整します。炭素を多く含む鉄や銑鉄を製鋼炉に投入した後、酸素吹き込み、鉱石添加、脱炭素などの工程を経て鉄水中の不純物を酸化除去し、最後に合金を添加して合金化を行います。 、すると鋼が得られます。製鋼炉には平炉、転炉、電気炉の3種類があります。平炉製鋼法は、エネルギー消費量が多く、作業環境が悪いため、徐々に廃止されてきました。転炉および平炉製鋼は、最初に鉄を混合炉に予熱し、スクラップ鋼を転炉または平炉に入れ、次に高温の鉄を混合炉で転炉または平炉に混合鉄車で入れ、溶解および加熱します。温度が適切になると、酸化期間に入ります。電気炉製鋼は、電気炉で鋼材をすべてコールドスクラップに加え、長時間の溶解と加熱の後、酸化期間に入ります。

 

(1) 溶解プロセス。鉄やスクラップにはC、Mn、Si、P、Sなどの不純物が含まれており、低温溶解プロセスではC、Si、P、Sが酸化され、たとえ不純物の単形状態から不純物の化学合成状態に変化しても、後の段階で不純物のさらなる除去を容易にするため。酸素は、装入中の錆（Fe2O3-2H2Oの組成）、酸化鉄、添加された鉄鉱石、および空気中の酸素や吹き付け酸素から発生します。さまざまな不純物の酸化プロセスは、スラグと鋼の界面の間で起こります。

(2) 酸化処理。酸化プロセスは、高温で行われる脱炭、脱リン、脱ガス、および不純物の除去反応です。

(3) 脱酸、脱硫および製鉄。酸化の終わりに、塊状または粉末状の合金鉄または多元素合金を溶鋼に添加して、溶鋼中の過剰酸素を除去することにより、鋼には大量の過剰酸素が含まれます。その結果、有害なガスが発生します。炉から CO が排出されます。結果として生じるスラグはさらに脱硫できます。つまり、最終的な鋼の排出プロセスでの脱硫反応を高めるために、スラグと鋼をすすぎながら強力に混合します。

(4) 炉外精錬。製鋼炉から製錬された鋼には少量のガスや不純物が含まれており、一般に鋼は精錬パッケージに注入され、アルゴン吹き込み、脱ガス、取鍋精錬などのプロセスを経て、より純粋な鋼が得られます。

(5) キャスティング。製鋼炉や精錬炉から純鋼を取り出し、その温度が適切であれば、製鋼後に化学組成を適切に調整します。鋼は鋼パッケージを通ってインゴットモールドまたは連続鋳造機に投入され、インゴットまたは連続鋳造ビレットが得られます。

 

鋳造には「型鋳造」と「連続鋳造」の2種類の方法があります。金型鋳造も上鋳造法と下鋳造法に分けられます。鋳造方法は取鍋から上口の鋳型を経て直接鋳型に鋼を流し込み、インゴットを形成します。下部射出法は取鍋内の鋼材を射出管に流し込み、鋼材レンガ、インゴット鋳型から鋼材を下部口から鋳型内に流し込む方法です。鋼は金型内で凝固してインゴットが得られます。鋼塊は、脱断熱キャップを通って均一な加熱炉加熱の圧延機に導入され、その後、鋳塊金型およびその他の金型は、金型作業全体のために製鉄所に戻されます。

 

連続鋳造では鋼を取鍋から中間パッケージに入れ、その後クリーナーに流し込みます。ビレットプーラーにより晶析装置から一定の速度で鋼材が引き出され冷却され、二次冷却、強制冷却を経て全冷却され、一定サイズの連続鋳造ビレットに切断され、最終的に圧延工場に送られる。 。

 

2. 鉄鋼生産の主要な安全技術

(1) エルボまたは減速機の爆発防止。流量による酸素パイプの曲がりや減速機の上部の酸素ガン、パイプ内のスラグや脱脂がきれいでないなどの局所的な抵抗損失により、高純度、高圧、高酸素を誘導しやすくなります。酸素の燃焼をスピードアップします。事故を避けるために、設計、急な曲がりを防ぐ、流量を下げる、定期的なブロー、フィルターの掃除、完全な脱脂などの手段で改善する必要があります。

(2) 焼き戻し事故及び燃焼事故の防止及び管理。低圧酸素は負圧酸素チューブを引き起こし、酸素ガンのノズル詰まり、逆タンクの逆火により発生する高温溶融プールガス、爆発事故を起こしやすくなります。したがって、酸素圧力を注意深く監視する必要があります。酸素を備えた複数の炉では、パイプラインの逆火を引き起こさないように、急いで酸素を使用しないでください。

(3) 耐蒸気爆発防止。操作ミスにより酸素ガンが水中に戻ることができなくなり、酸素ガンは高温蒸発の溶融池に水を蓄積し、高圧水の侵入を防ぎました。酸素ガン内の蒸気圧がガンの壁の強度の限界を超えると、爆発性が生じます。

(4) 爆発の可能性のある危険性: 爆発地震波。爆発衝撃波。破片や飛来ブロックの危険。ノイズ。

（５）安全対策：まず重スクラップ発破。スクラップ鋼は地下の発破ピットで搬出する必要があり、発破ピットの強度は大きく、圧力逃がし穴、壁をブロックする柱の設置周囲の圧力逃がし穴が必要です。 2つ目は、炉の爆破の解体、装入量の制限、爆破エネルギーの制御です。 3 つ目は、必要な予防および管理措置を講じることです。

 

3、鋼、鉄、スラグ焼け防止技術

鉄、鋼、スラグの液温は非常に高く、熱放射が非常に強く、飛散しやすく、機器や環境の高温と相まって、非常に燃焼事故が起こりやすいです。

(1) 火傷とその原因：製鋼炉、鋼タンク、鉄タンク、製鉄混合炉のオーバーフローなどの設備漏洩。鉄、鋼、スラグの液体が水中で発生する物理的および化学的爆発および二次爆発と接触する。過熱蒸気パイプラインの漏れまたは露出。平炉炉床の火炎の方向と、高温ガスまたは火炎から出る排気ガスの方向を変える。操作手順の違反。

(2) 安全対策：製鋼炉、製鋼タンク、製鉄タンク、製鉄混合炉等の設備の定期点検整備。安全性と技術的規制を改善し、厳格に施行する。個人の保護を改善する。フランジから漏れが発生しやすいため、バルブを定期的に交換する必要があります。

 

4、製鉄工場の吊り上げ・搬送作業の安全技術

製鉄工程には原材料、半製品、完成品を輸送するための吊り上げ装置や機関車が必要であり、輸送過程には多くの危険要素が存在します。

（１）危険の存在：物を持ち上げると落下して傷つく。持ち上げた物体が互いに衝突する。鉄と鋼を傾けると痛い。車が人を轢く。

(2) 安全対策：プラント設計時に十分なスペースを考慮する。設備を革新し、メンテナンスを強化します。作業者の作業レベルを向上させます。安全生産規制を厳守します。

 

５、製鋼生産事故防止対策と技術

(1) 製鉄工場室の安全要件。製鋼工場室の構造が高温放射線に耐えられることを考慮する必要があります。十分な強度と剛性があり、鋼製取鍋、鉄鍋、インゴット、ビレットなどの荷重や衝突に耐え、変形しません。作業員の作業の安全要件を十分に考慮した、広々とした作業環境、良好な換気と照明、熱の放散と煙の放出を促進するもの。

(2) 防爆安全対策。鋼、溶鉄、鉄鋼スラグ、製鋼炉底部のスラグは高温の溶融物質であり、水に触れると爆発します。 1kgの水が完全に水蒸気になると、その体積は約1500倍になり、破壊力は非常に大きくなります。溶融材料が水と接触するための製鉄所の爆発状況は、転炉、炉酸素銃、転炉フード、連続鋳造機晶析装置の高圧および中圧冷却水の漏洩、溶融材料の浸透および爆発です。製鋼炉、精錬炉、連続鋳造晶析装置の水冷部品は水詰まりが戻り、爆発による熱が継続する。製鋼炉、製鋼タンク、製鉄タンク、タンク、中間スラグ缶の鋼材の漏洩、スラグの漏洩および爆発の投棄。湿式鋼タンク、鉄タンク、中間タンク、鋼、鉄、液状スラグの爆発で満たされたスラグタンクへ。湿った廃棄物と水のピット、高温タンク内のピット、スラグピット、スラグ、爆発によるスラグの上にあること。爆発によって生じた湿った材料を製鋼炉に追加します。鋼鋳造システムの漏れと濡れた地面との接触による爆発。水と接触した溶融物質の爆発を防ぐ主な対策は、冷却水システムへの安全な水の供給を確保すること、水質を浄化し、漏れがないことを確保することです。材料、容器、作業場は乾燥していなければなりません。

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