钢铁行业的毕业论文

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引言 随着现代科学技术的发展和工农业对钢材质量要求的提高,钢厂普遍采用了炉外精炼工艺流程,它已成为现代炼钢工艺中不可缺少的重要环节。由于这种技术可以提高炼钢设备的生产能力,改善钢材质量,降低能耗,减少耐材、能源和铁合金消耗,因此,炉外精炼技术已成为当今世界钢铁冶金发展的方向。对于炉外精炼技术存在的问题及发展方向有必要进行探讨。 1 国内外炉外精炼技术的发展历程和现状 随着炼钢技术的不断进步,炉外精炼在现代钢铁生产中已经占有重要地位,传统的生产流程(高炉→炼钢炉(电炉或转炉)→铸锭),已逐步被新的流程(高炉→铁水预处理→炼钢炉→炉外精炼→连铸)所代替。已成为国内外大型钢铁企业生产的主要工艺流程,尤其在特殊钢领域,精炼和连铸技术发展得日趋成熟。精炼工序在整个流程中起到至关重要的作用,一方面通过这道工序可以提高钢的纯净度、去除有害夹杂、进行微合金化和夹杂物变性处理;另一方面,精炼又是一个缓冲环节,有利于连铸生产均衡地进行。 日本在20世纪70年代为了降低炼钢成本,提高钢的纯净度和质量,率先将炉外精炼技术应用于特殊钢生产中,随后西欧的钢铁企业也加入到推广和使用这项技术的行列中。据资料报道,日本早在1985年精炼率达到年上升到,特殊钢的精炼率达到94%,新建电炉短流程钢厂100%采用炉外精炼技术。80年代连铸技术发展迅速,原有的炼钢炉难以满足连铸的技术要求,更加促进了炉外精炼技术的发展,到1990年为止世界各主要工业国家拥有1000多台(套)炉外精炼设备。 我国早在20世纪50年代末,60年代中期就在炼钢生产中采用高碱度合成渣在出钢过程中脱硫冶炼轴承钢、钢包静态脱气等初步精炼技术,但没有精炼的装备。60年代中期至70年代有些特钢企业(大冶、武钢等)引进一批真空精炼设备。80年代我国自行研制开发的精炼设备逐渐投入使用(如LF炉、喷粉、搅拌设备),黑龙江省冶金研究所等单位联合研制开发了喂线机、包芯线机和合金芯线,完善了炉外精炼技术的辅助技术。现在这项技术已经非常成熟,以炉外精炼技术为核心的“三位一体”短流程工艺广泛应用于国内各钢铁企业,取得了很好的效果。初炼(电炉或转炉)→精炼→连铸,成了现代化典型的工艺短流程。 2 炉外精炼技术的特点与功能 炉外精炼是指在钢包中进行冶炼的过程,是将真空处理、吹氩搅拌、加热控温、喂线喷粉、微合金化等技术以不同形式组合起来,出钢前尽量除去氧化渣,在钢包内重新造还原渣,保持包内还原性气氛。炉外精炼的目的是降低钢中的C、P、S、O、H、N、等元素在钢中的含量,以免产生偏析、白点、大颗粒夹杂物,降低钢的抗拉强度、韧性、疲劳强度、抗裂性等性能。这些工作只有在精炼炉上进行,其特点与功能如下: 1)可以改变冶金反应条件。炼钢中脱氧、脱碳、脱气的反应产物为气体,精炼可以在真空条件下进行,有利于反应的正向进行,通常工作压力≥50Pa,适于对钢液脱气。 2)可以加快熔池的传质速度。液相传质速度决定冶金反应速度的快慢,精炼过程采用多种搅拌形式(气体搅拌、电磁搅拌、机械搅拌)使系统内的熔体产生流动,加速熔体内传热、传质的过程,达到混合均匀的目的。 3)可以增大渣钢反应的面积。各种精炼设备均有搅拌装置,搅拌过程中可以使钢渣乳化,合金、钢渣随气泡上浮过程中发生熔化、熔解、聚合反应,通常1吨钢液的渣钢反应面积为～,当渣量为原来的6%时,钢渣乳化后形成半径为的渣滴,反应界面会增大1000倍。微合金化、变性处理就是利用这个原理提高精炼效果。 4)可以在电炉(转炉)和连铸之间起到缓冲作用,精炼炉具有灵活性,使作业时间、温度控制较为协调,与连铸形成更加通畅的生产流程。 3 炉外精炼技术在生产中的应用目前得到公认并被广泛应用的炉外精炼方法有:LF法、RH法、VOD法。 LF法(钢包精炼炉法) 它是1971年由日本大同钢公司发明的,用电弧加热,包底吹氩搅拌。 工艺优点 1)电弧加热热效率高,升温幅度大,控温准确度可达±5℃; 2)具备搅拌和合金化的功能,吹氩搅拌易于实现窄范围合金成份控制,提高产品的稳定性; 3)设备投资少,精炼成本低,适合生产超低硫钢、超低氧钢。 LF法的生产工艺要点 1)加热与控温LF采用电弧加热,热效率高,钢水平均升温1℃耗电～·h,LF升温速度决定于供电比功率(kVA/t),而供电的比功率又决定于钢包耐火材料的熔损指数。因采用埋弧泡沫渣技术,可减少电弧的热辐射损失,提高热效率10%～15%,终点温度的精确度≤±5℃。 2)采用白渣精炼工艺。下渣量控制在≤5kg/t,一般采用Al2O3-CaO-SiO2系炉渣,包渣碱度R≥3,以避免炉渣再氧化。吹氩搅拌时避免钢液裸露。 3)合金微调与窄成份范围控制。据试验报道,使用合金芯线技术可提高金属回收率,齿轮钢中钛的回收率平均达到,硼的回收率达,钢包喂碳线回收率高达90%,ZG30CrMnMoRE喂稀土线稀土回收率达到68%,高的回收率可实现窄成份控制。 LF法在生产实践中的应用 2000年6月,鞍钢第一炼钢厂新建的连铸车间正式投产,精炼设备由两座LF钢包精炼炉,年处理钢水200万t;一座VD钢水真空处理装置,年处理钢水80万t组成。LF炉最大升温速度为4℃,LF炉平均处理周期≤28min;处理效果:平均[H]≤;最低[H]≤。 我国现有家重轨生产厂(攀钢、包钢、鞍钢和武钢)生产典型的工艺路线如下:LD→LF→VD→WF→CC,钢包吊到LF处理线的钢包车上后,由人工接通钢包底吹氩的快速接头,根据要求的钢水成分及温度确定物料的投入量(含喂丝)重轨钢含碳量较高,因而增碳显得很重要,转炉出钢时钢水含碳量控制为～(wt),炉后增碳至～(wt),在LF炉处理时再增～(wt)个碳至标准成份的中上限,经VD处理后即可达到钢种成分要求。 RH法(真空循环脱气法)这种方法是1958年西德发明的,其基本原理是利用气泡将钢水不断的提升到真空室内进行脱气、脱碳,然后回流到钢包中。 RH法的优点 1)反应速度快。真空脱气周期短,一般10分钟可以完成脱气操作,5分种能完成合金化及温度均匀化,可与转炉配合使用。 2)反应效率高。钢水直接在真空室内反应,钢中可达到[H]≤×10-6,[N]≤25×10-6,[C]≤10×10-6,的超纯净钢。 3)可进行吹氧脱碳和二次燃烧热补偿,减少精炼过程的温降。 RH法工艺参数 1)RH循环量。循环量是指单位时间内通过上升管或下降管的钢水量,单位是t/min。有关资料给出的计算公式为: Q=×·,式中:Q———循环流量,t/min;Du———上升管直径,cm;G———上升管内氩气流量,L/min。 2)循环因数。他是指在RH处理过程中通过真空室的钢水与处理量之比,其公式为:μ=w·t/v式中:μ———循环因数,次;w———循环量,t/min;t———循环时间,min;v———钢包容量,t。 3)供氧强度与含碳量的关系。向RH内吹氧可以提高脱碳速度,即RH-OB法。当[C]/[O]>时钢包内氧的传质速度决定脱碳速度,其计算公式为: QO2=×Q·[C]式中:QO2———氧气强度,Nm3/min;Q———钢水循环量,t/min;[C]———含碳量,Nm3/t。 RH法在生产实践中的应用 日本的山阳钢厂将LF与RH配合生产轴承钢形成EF-LF-RH-CC轴承钢生产线,钢中总氧量达到×10-6。LF-RH法首先利用LF炉将钢水升温,利用LF搅拌和渣精炼功能进行还原精炼,是钢水脱硫和预脱氧,然后将钢水送入RH中进行脱氢和二次脱氧。经过这样处理大大的提高了钢水的清洁度,同时钢水的温度达到连铸需要的温度。 宝钢炉外精炼设备有RH-OB、钢包喷粉装置、CAS精炼装置,RH-OB的冶炼效果较理想,脱氢率为50%～70%,脱氮率为20%～40%,一般情况下,经RH-OB处理后[H]≤×10-6,[C]≤30×10-6,去除钢中非金属夹杂物一般能达到70%,钢中总氧量≤25×10-6,而且在RH中合金处理可以提高合金的收得率和控制的精确度,[C]、[Si]、[Mn]的控制精度能达到±,铝的精确度可达到×10-3,取得了较好的炉外精炼效果。 VOD法(真空罐内钢包吹氧除气法) VOD的特点VOD法是1965年西德首先开发应用的,它是将钢包放入真空罐内从顶部的氧枪向钢包内吹氧脱碳,同时从钢包底部向上吹氩搅拌。此方法适合生产超低碳不锈钢,达到保铬去碳的目的,可与转炉配合使用。他的优点是实现了低碳不锈钢冶炼的必要的热力学和动力学的条件-高温、真空、搅拌。 VOD法在生产实践中的应用 20世纪90年代初,上海大隆铸锻厂从德国莱宝(leybold)公司进口1台15tVODC的关键设备和技术软件。采用电炉初炼钢水经VODC炉外精炼的工艺方法,精炼了超低碳不锈钢、中低合金钢和碳钢,取得了很好的冶金效果,钢中非金属夹杂物减少,氢含量小于3×10-6氧含量小于×10-6,不锈钢中铬回收率达98%～99%,精炼后的钢具有十分优越的性能。VODC精炼工艺成熟,控制容易,适应中小型钢厂和铸钢厂的多钢种、小吨位精炼生产需要,对发展铸钢行业的精炼生产会起到很大积极作用,具有广阔的发展前景10。 抚顺特殊钢有限公司有30tVOD炉,采用EAF+VOD技术精炼不锈钢,可使[H]≤×10-6,T[O]≤×10-6,铬回收率达到,脱硫率,精炼高碳铬轴承钢T[O]≤×10-6 。 4 发展炉外精炼技术需解决的问题及发展方向炉外精炼技术已经应用40年,对提高钢的纯净度、精确控制成分含量及细化组织结构等方面都起了重要作用,使冶炼成本大幅降低,同时提高了钢的品质和性能。但在发展的过程中也出现了一些问题,有待于解决,使这项技术更加完美。 1)实现炉外精炼工艺的智能化控制,根据来料钢水的各种技术参数,利用信息技术,制定最佳的精炼工艺方案,并通过计算机控制各精炼工序。精炼工位配备快速分析设备,实现数据网络化,减少热停等待时间。 2)炉外处理设备将实现“多功能化”。在水钢精炼设备中将渣洗精炼、真空冶金、搅拌工艺以及加热控温功能全部组合起来,实现精炼,以满足超纯净钢生产的社会需求。 3)开发高纯度、高密度、高强度的优质碱性耐火材料,以适应不同精炼炉的需要,注重产品质量的稳定性。耐火材料的使用条件应尽可能与炉渣相适应,最大限度地降低侵蚀速度。要根据精炼设备的实际情况形成不同层次的配套材料,研究开发保温和修补技术,提高炉衬的使用寿命。 4)减少精炼过程的污染排放,精炼过程会产生大量废气,其中含SO2、Pb、金属氧化物、悬浮颗粒等,在真空脱气冷却水中含有固态悬浮物、Pb、Zn等,这些污染物须经企业内部的相关处理,把污染程度降低到符合排放标准后再排放,加强环境保护意识。 5 结束语 炉外精炼技术是一项提高产品质量,降低生产成本的先进技术,是现代化炼钢工艺不可缺少的重要环节,具有化学成分及温度的精确控制、夹杂物排除、顶渣还原脱S、Ca处理、夹杂物形态控制、去除H、O、C、S等杂质、真空脱气等冶金功能。只有强化每项功能的作用,才能发挥炉外精炼的优势,生产出高品质纯净钢种。

首先，钢铁企业的安全生产是保证企业不断发展的必然要求。安全是企业之本。企业的不断发展壮大除了要依靠政府的支持，依靠先进的科学技术之外，最基本的还是要依靠广大职工来创造财富。从政治经济学的原理我们得知：职工作为劳动力的拥有者必须从企业中获得生存及健康的保障，才能将自己的劳动转化为企业的效益。企业的良好运营不仅依托雄厚的经济实力，更有赖于企业职工的安全生产。“千里之堤，溃于蚁穴”，如果企业中存在着某一方面哪怕是微乎其微的安全隐患，也会存在发生安全事故的可能性。一起安全事故的发生轻则给企业带来不必要的经济损失，重则会给企业带来灭顶之灾。所以，缺乏安全生产的企业就犹如无源之水，无本之木是不会获得进一步发展的。此外，钢铁企业的安全生产，可以使职工在相对安全的工作环境中从事生产作业，减少职工对自身安全的后顾之忧，全身心的投入到生产工作中，提高劳动生产率，为企业创造更多的效益使企业在竞争中不断的发展壮大。 其次，钢铁企业的安全生产是实现社会稳定的必然要求。在法治观念深入人心的时代，在我们这样一个讲法治的国度里，对人权的尊重和保护已日益完善，而人权中最基本的就是生存权。其它权利的享有和义务的设置只有在生存权得到保障的前提下才有意义。据统计2002年在全国范围内的21家钢铁企业中安全事故伤亡人数达到了1118人，其中死亡45人、重伤84人。而规模不同的钢铁企业几乎遍及全国，这区区21家钢铁企业的伤亡人数与整个钢铁行业的年度伤亡人数相比，也只是管中窥豹而已。如果在解决这些安全事故所带来的问题时，伤亡者家属与企业发生摩擦，事后又没有进行及时、有效的沟通，这些伤亡者家属势必会通过其它方式寻求救济，伤亡者的子女若因此而丧失了受教育的机会，也很可能成为社会中的某些不安定因素。因此，钢铁企业的安全生产对于维护社会的稳定和谐也有十分重要的现实意义。 再次，钢铁企业的安全生产是促进钢铁行业生产力水平长足发展的必然要求。任何一个产业乃至整个人类社会的发展进步都是在生产力和生产关系的矛盾运动中得以实现的。生产力决定生产关系，生产关系反作用于生产力。只有生产力发展了企业的规模才能够扩大，企业的效益才能够增长，企业的发展才能够实现。可以说是生产力的不断发展才推动我们进入了后工业化时代。而作为企业中流砥柱的劳动者正是生产力中最活跃、最重要的因素。钢铁企业的安全生产可以有效的减少伤亡事故的发生，使人们在劳动中所结成的生产关系更加稳固从而促进生产力的发展。 二、我国钢铁企业安全生产的现状 近年来，我国钢铁企业的安全生产问题倍受党、国家和社会的普遍关注。在“安全第一，预防为主”方针的指引下，全行业的安全生产已卓有成效。“安全是企业的生命”的观念已在众多企业中普遍树立起来。“违规操作等于自杀，违规指挥等于杀人”的安全生产口号也在职工之间广为流传。 然而，铁岭清河特钢的事故提醒了我们，我国钢铁企业安全生产的现状仍不容乐观。许多企业虽然高呼“安全第一”，可是当安全生产与企业利润发生冲突时，却走上了“利润先行”的危险之路。为数不少的企业为了减少开支而使用超期服役的机器设备，对职工工作环境中存在的危险也不及时处理；更有甚者为了追求片面的经济利益，不惜牺牲职工的休息时间，强令他们超时工作。这种种现象都是存在于钢铁企业中的安全隐患。我们不仅应该在口头上倡导安全生产而且还要把安全生产落到实处，贯彻到日常的工作中去，因为安全事故在阻碍企业发展、破坏职工家庭幸福的同时，也带来了极其恶劣的社会影响。 三、我国钢铁企业中存在安全隐患的原因 钢铁产业本身就是一个高温高压、易燃易爆、有毒有害的高风险行业。但是，我们不能避重就轻的把钢铁产业的特点作为掩饰安全管理漏洞的借口。具体而言，我国钢铁企业安全事故频发，伤亡人数居高不下的原因主要包括以下几个方面： 首先，企业职工违反安全操作规程的现象普遍存在。虽然我国的钢铁企业都制定了安全操作规程，但是这些规程在制定后就被束之高阁很少有人问津。作为企业既不随着实际工作的需要而适时的修改这些规程也不组织职工系统的学习规程的具体内容，更谈不上在实际工作中对遵守规程情况的监督和检查了。作为违规操作的企业职工，他们不但轻视按照规程进行操作的重要性还拿自己的生命当儿戏，抱着侥幸心理进行违规作业而最终却酿成无法弥补的惨剧。 其次，机器设备严重老化，厂房年久失修也是引起安全事故的原因之一。随着经济体制的改革我国已经完成了从计划经济到市场经济的转型。加之入世后企业间的竞争日益激烈，许多企业为了在竞争中获得一席之地，便把本应用于更新设备和翻新厂房的资金用于购进原材料和维持生产中去了。这种只顾眼前利益的错误作法，不但不会增强企业的竞争力还会因为存在安全隐患和资金积累方向错误而使企业长期的处于劣势地位。 再次，对职工的安全教育不足，职工缺乏起码的安全保护知识和自我保护经验也是钢铁企业中安全事故频发所不容回避的原因。随着企业规模的不断扩大，企业对职工的需求也随之增加。许多企业在一次招聘中就聘用几百人甚至上千人进入生产车间。这些人的安全意识和对安全保护知识掌握的水平纵有天壤之别也不足为奇，关键是企业在这些职工上岗前有没有对其进行必要的安全教育，其安全教育的程度又如何。而且有些企业采用较为灵活的用工制度，生产车间里存在着短期的农民工、临时工，他们的工种不确定、工作地点也不固定。对这类短期工的安全教育不足也威胁着我国钢铁企业的安全生产。 此外，技术上的缺陷、安全设施和个人安全防护用品的缺乏以及面对重大突发事故时缺少应急预案等都构成了我国钢铁企业中存在安全隐患的原因。 四、关于我国钢铁企业安全生产的几点思考 鉴于我国钢铁企业在生产过程中存在的种种安全问题，笔者结合生产实践提出以下几点思考： （一）、增强企业领导的安全生产观念 企业领导是企业中重大事项的决策人，是企业中各项工作的带头人，在“厂长、经理负责制”的管理体系中，企业领导就犹如职工的衣食父母。因此，加强企业领导对安全生产的深入认识是真正实现安全生产的关键环节。 一方面企业领导应该树立正确的安全观，时时、事事牢记安全生产的重要性。当安全生产与企业的利润发生冲突时，应毫不犹豫的选择安全生产，应该正确理解安全生产所带来的长远利益和深远影响远远超过了舍弃安全所带来的暂时效益。另一方面，企业领导应把安全生产落到实处，让安全生产的阳光普照企业的每一个角落，只有安全的工作环境才能使劳动者发挥出最大的价值。因此，企业领导应该把安全生产作为头等大事来对待。 （二）、加大对企业职工安全教育的力度，培养其安全意识，坚决杜绝违规操作 企业职工是生产作业的实施者也是安全事故的直接受害者。只有彻底的转变职工思想，让其从被动的接受安全教育的听者转变为主动的参加安全教育的“学者”，从而杜绝违规操作现象，才能从根本上解决安全事故问题。 首先，对企业职工进行有区别的安全教育。对企业的各级领导进行系统宏观的安全教育；对现场安全监察人员进行理论和实际相结合的知识化安全教育；对一般的企业职工进行可操作性强的基础性安全教育；对短期工进行适合其工作环境的特殊性安全教育。 其次，采用灵活的安全教育形式。除了要加强现有的厂级、车间级、班组级的安全教育外，还要组织职工对其它企业的典型安全事故进行分析、讨论，从中吸取经验教训。可以鼓励职工以各种形式反映在其实际工作中发现的安全问题，并给予足够的重视，认真分析、实地考察、对确实存在的安全隐患，作及时、有效的处理。调动企业职工报告安全问题的积极性，集思广义、群策群力的发现安全问题并解决好安全问题。 （三）、淘汰落后设备、工艺，从技术上保障企业的安全生产 落后的机器设备本身就存在着发生安全事故的可能性。企业要在维护、保养现有机器设备的同时，淘汰落后的设备和生产工艺，从各个方面对职工进行业务培训，鼓励职工在结合工作实际的同时进行科学技术方面的研究并引进国内外钢铁企业的先进技术以保障企业的安全生产。 此外，企业在引进设备时一定要严把质量关，不能仅凭价格诱惑就购买有质量瑕疵的设备，这样的设备不但寿命短而且还存在着巨大的安全隐患。 （四）、不断更新和完善企业的安全操作规程和劳动纪律 企业职工的违规操作除了因为职工的安全意识淡薄外，安全操作规程缺乏实际操作性也是不容忽视的原因。因此，企业应根据实际情况的变化不断的调整、完善安全操作规程，增加它的可操作性 ，使职工乐于遵守该规程。而且，企业在制定劳动纪律时应充分考虑相关因素，在对违规操作、忽视安全的职工进行一定处罚的同时，更应该重视正面引导对职工遵守安全操作规程的作用。可以对发现重大安全隐患和模范的遵章操作的职工给予一定的精神和物质的奖励，形成以奖励为主，以处罚为辅的劳动纪律。 （五）、建立健全企业的安全管理体制和应急预案 由于一些钢铁企业内部没有形成严密的安全管理体制也没有行之有效的安全事故应急预案，以至重大安全事故发生时，企业领导互相推委拿不出一套系统有效的解决问题的方案，职工由于缺乏统一协调的指挥也陷入混乱之中，从而给企业带来了许多不必要的损失。因此，在钢铁企业中应逐步的建立健全安全管理的体制，在该体制下各责任人员分工明确、各司其职、各负其责以便更好的解决和预防安全事故的发生。 此外，企业应该形成一整套适合本企业实际情况且具有可行性的安全事故应急预案。并在重大安全事故发生时，及时主动的和上级领导取得联系，为应急预案的启动提供方方面面的保证。还应有计划的组织职工进行应急演练，作到预防与应急并重，尽量避免事故发生时出现的无序状态。 （六）、及时分析事故原因，对安全隐患有效整改，避免“二次事故”的发生 在本企业或其它企业发生安全事故后，相关负责人员应组织成立专门研究小组分析事故原因，对现存的隐患及时有效的整改并将研究结论整理成书面材料层层传达直至企业职工，从而避免相同事故的再次发生。 （七）、明确责任人的内部责任和法律责任 事故发生后追究责任人责任的意义不仅在于对其进行惩罚更在于对他人的教育和警戒。因此，对于安全事故中的责任人员应根据其过错程度追究其内部责任，触犯法律的还应承担相应的法律责任。 五、结语 对于钢铁企业而言，安全生产任重而道远。如何在钢铁行业这个高风险的领域里摸索出一套行之有效的安全生产保障体系，仍是企业应该不断探索的问题。希望各钢铁企业在今后的发展中能交上一份令其职工、职工家属及社会都满意的“安全答卷”。参考文献： 1、 卢春雪 冶金行业现代安全管理模式 工业安全与环保 2005年第31卷第11期 2、 李锦华 肖辉勇 冶金企业的安全管理 南方金属 2001年10月第122期 3、 催政斌 企业安全文化建设的哲学思考 中国安全科学学报 1997年7月 4、 谷庆红 冶金行业安全管理模式探讨 工业安全与环保 2003年第29卷第7期 5、 国家安全生产监督管理总局 冶金事故灾难应急预案 2006年10月