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内蒙古地区的黑色金属冶炼和轧制技术
作者:佚名    社会博览来源:内蒙古自治区志•科学技术志    点击数:341    更新时间:2017-4-5    

 

一、炼铁

自治区炼铁工业始建于1958年。至1987年,已建成炼铁高炉13座,总容积5490立方米,其中:包头钢铁公司1513立米高炉2座,1800立米高炉1座,地方中小钢铁企业共有小高炉10座,总容积为664立方米。1987年,包钢产铁237万吨,地方中小企业产铁19.3万吨。

1.包钢大高炉冶炼白云鄂博多金属含氟共生矿取得进展

白云鄂博铁矿含氟平均品位主矿为7.42%,东矿为5.08%,此类矿山全世界仅此一处。1954年包钢建厂之初,就开始了冶炼试验研究,较大型的试验达10次之多,前9次试验均在小高炉进行,取得了一些高炉冶炼技术数据,确定了炉衬耐火材料的选择,摸索了一些操作特规律。但在1号高炉投产后,问题相继显露,出现了风口、渣口、铁口大量破损,炉内结瘤的三口一瘤问题。据统计,投产之初,月坏风口达100个以上,有的月份高达334个。1980年前,3座高炉带瘤作业率高达68%。

风口攻关1965年,研制成长铜板帽空腔风口,使风口寿命提高了13倍。1977年,研制成高压水螺旋铜管风口。1981年平均风口寿命达到199次。

渣口攻关含氟炉渣粘度低、比重大、流动性好,渣口热负荷大,工作条件恶劣。1960年全年烧坏渣口314个,最高时一个月烧坏渣口51个。1960年,研制成铜板帽焊接渣口。1963年,研制成功紫铜棒锻造内芯的焊接渣口,1979年又提高渣口循环水压到10公斤,渣口寿命显著提高。

铁口攻关高炉投产初期,铁口炮泥和泥套均采用粘土耐火材料制作,经不住含氟炉渣浸蚀。1978年试验成功无水炮泥,解决了铁口炭砖受到水分氧化而损坏的问题,使铁口寿命延长,满足了生产要求。

炉内结瘤攻关白云矿石不仅含氟高,而且含碱金属钾、钠也高。高炉结瘤原因之一是钾、钠、氟积累严重。原因之二是炉料软熔温度降低,过早成渣,生成高熔点的霞石类矿物和枪晶石,粘结于炉墙或自身粘结。原因之三是氧化铁在还原时,产生微粒状或网状海绵铁,掺杂在初期渣中增高熔点,使炉瘤坚硬化。根据结瘤机理,包钢在生产技术管理上采取了一系列措施。

2.1976年包钢试验成功高碱度烧结矿

1976年,包钢试验在精矿中配加15%的白云富矿粉和20%左右的石灰石粉,碱度由1.0提高到2.0,烧结矿质量提高,成本降低、粉尘减少,质量达到同类型烧结机生产的烧结矿质量。配用70%高碱度烧结矿在3号高炉进行冶炼试验,日产生铁由700吨左右提高到900多吨,生铁合格率由69%提高到100%,焦比由1000公斤左右降到750公斤,为包钢高炉实现精料开辟了一个新途径。由于高碱度烧结矿的试验成功,包钢不再从外地运入粉矿,完全立足于内蒙古当地,对于白云精矿和白云富矿中含有的铌、稀土等稀有元素的综合利用有重要意义。

3.包钢利用先进技术,提高高炉的现代化装备水平

包钢参加了BG型液压矮泥炮的设计研制,该泥炮比电动泥炮矮,占地面积小,操作方便,工作可靠,改善了炉前操作条件,已在全国推广。

包钢结合高炉大中小修,在高炉上采用了工业电视、计算机自动化控制、无料钟布料、大框架结构等先进适用技术,从而提高了大型高炉的现代化装备水平。

4.地方中小炼铁企业的科技成果

70年代后期,在小高炉上推广应用大料批、正分装净矿操作,加强高炉上下部调剂手段,使当时高炉的利用系数达到1.72吨/立方米昼夜,比70年代提高0.5吨/立方米昼夜,焦比达到758公斤/吨,比70年代降低500公斤/吨左右。

千里山钢铁厂(简称千钢)在六五计划期间,从冶炼操作和配料等方面,解决了硅高、碱度高、硫高三高问题。各小铁厂生产的铸造生铁含硅量降低了1%左右,多数铁厂均按国标组织生产Z14-22铸造生铁。

1986年呼钢1号高炉大修时,实施了高炉停炉放残铁技术。采用炉缸下部另行开孔放残铁,共放残铁11吨,节省400公斤炸药,并确保了人身设备的安全,节省了费用开支。

1987年,呼和浩特钢铁厂(简称呼钢)3号高炉中修后,高炉开炉采用了全焦顶风上料,高风温点火开炉技术。开炉后炉况顺行,炉缸温度充足,没有悬料、坐料,渣铁物理温度充沛,取得了铁口好开的明显效果。

六五计划期间,呼钢、千钢相继改造土烧结为半机械化盘式烧结工艺,乌兰浩特钢铁厂(简称乌钢)1987年也实现了盘式烧结工艺。1987年,千钢、呼钢开始建设15平方米烧结机,采用微机控制自动补偿配料工艺。1986年千钢开始建设,1987年投入使用了1500平方米矿石中和场地,用5吨双梁吊车进行矿石中和作业;呼钢、乌钢在料场添置ZL45装载机、重型汽车提高了料场的机械化水平。

投产初期,中小炼铁企业均采用铸床铸铁。1977年,千钢、呼钢等先后上了炉前滚轮移动式铸铁机,由于该机行走机构最大缺点是滚轮,铁轨磨损快,设备故障率高,1985年呼钢又将滚轮移动式改为滚轮固定式,改造后设备维护费大大降低,设备作业率得到了提高。炉前缓冲包的改进,使铸铁机操作更方便可靠。

1986年呼钢1号高炉大修,淘汰了称量车上料方式,采用皮带机上料微机控制的新设备,实现了槽下过筛,装料程序自动控制漏料,自动计量,自动补偿,一日内主要原燃料用量累计、上料时间累计批数自动记录、打印,方便了生产技术管理。

70年代后期,扎兰屯钢铁厂首先在北方寒冷地区采用了布袋除尘、球式热风炉系统。呼钢在198010月将温式除尘改为布袋除尘,采用开路反吹。由于反吹时放散大量煤气,污染量大,1985年该厂技术人员研究设计出闭路调压反吹工艺,该方法具有设备和管理简单,投资少,使用方便等优点。这一技术已推广到河北遵化地区。同年,3号高炉大修,又采用了球式热风炉,扩大了蓄热面积,风温由原来的800900℃提高到9501050℃

1986年呼钢结合1号高炉大修,对高炉炉底采用自然通风冷却,炉缸采用自焙炭砖砌筑炉底技术。这些新技术首次应用在小高炉上,使投产后炉底温度始终稳定在500℃左右,对延长一代高炉寿命,效果明显。

1987年,包头市东风钢铁厂大修改造的1号高炉投产,除采用了布袋除尘、球式热风炉等较选进的技术外,还实现了从上料到出铁的整个工艺流程电子计算机控制。

呼钢对烧结机风叶采用热喷涂焊技术,提高风机寿命36倍,设备的有效利用率和可靠性明显提高。此外,呼钢在D300-43风机上,东风钢铁厂在D400鼓风机上,采用液力偶合器技术,达到了节电节水的明显效果。

1985年,乌钢供排水系统采用了冲渣水闭路循环新工艺,提高了水的循环利用率。

二、炼钢

1.转炉炼钢

自治区转炉炼钢始于1958年内蒙古自治区农牧业机械厂(今内蒙古铸锻厂)建成投产的6吨转炉。1960年前,呼和浩特钢铁厂、包头钢铁公司试验厂也先后建成6吨转炉各一座。呼和浩特钢铁厂由于转炉炼钢生产不正常,基本未生产。19707月,包头钢铁公司炼钢厂建成350吨转炉。

1974年,包钢耐火材料厂与炼钢厂合作研制和试用滑动水口,以取代原来用的塞棒浇铸。197515月,进行转炉滑动水口铸钢试验,同年8月,包钢炼钢厂转炉全部实现滑动水口铸钢。

19792月至年底,包钢炼钢厂进行了转炉大面积喷补试验,使炉体寿命达到300400次。

19838月,包钢炼钢厂在60吨钢水罐上使用铝镁衬砖,经工业性试验,1985年全部采用铝镁免烧砖,提高了钢水罐使用寿命,平均达到74.4次。

19844月,包钢成立转炉顶底复合吹炼试验组,自行设计施工,在3号转炉进行顶底复合吹炼工业性试验,取得了化渣快、吹炼平稳、吹损低、钢铁料消耗降低6.52公斤/吨,炉龄提高110炉,锰铁节省1.06公斤/吨,成本降低3.53元/吨生产率高的优点,钢质量也明显提高。

19857月,对转炉氧气管道系统进行改造。

包钢炼钢厂先后对转炉组织了5次提高炉龄的技术攻关。19707月转炉投产后,平均炉龄仅为76.6次,1985年炉龄达312.6次。

2.平炉炼钢

包头钢铁公司拥有4500吨平炉炼钢设备。196051日,第一座平炉投产。由于原料成份复杂,给炼钢生产带来极大困难。

19605月以后,包钢组成了三结合小组,经过3年多的试验探索,总结出快装料、加好热、多放初期渣,降低熔毕磷,精炼采用高碱度,薄渣活跃沸腾及采用罐内脱氧的工艺制度。19641965年,炉龄达到454次,平均冶炼时间3小时。

19635月,包钢炼钢厂平炉采用铝镁砖砌筑出钢口出钢。19764月,平炉出钢口又采用三高(高氧化镁,高密度和高烧成温度),预制出钢口,寿命提高5倍以上。

19661970年,包钢先后将4号炉由煤气炼钢,改为重油炼钢,提高了平炉热效率,缩短了冶炼时间。1981年,炼钢厂热工科又提出重油掺水的节能方案,经过多次试验,1983l月正式应用。

1974年,包钢炼钢厂开始试用炉门用氧强化冶炼。1979315日,包钢学习鞍钢等企业平炉顶吹氧的经验,1号平炉炉顶双枪吹氧投入生产。1982923口,1号平炉又改为炉顶三枪吹氧。

19804月,为适应平炉氧气冶炼技术的发展,对平炉炉体进行技术改造。19847月,包钢2号平炉改造大修完成后投入生产,改造后提高了炉顶高度,扩展了熔池装入量。平炉结构为适应以重油燃料和顶吹氧,由三上升道改为单上升道,有利强化冶炼,提高了炉顶寿命,改善了工人劳动条件。

三、轧钢

1.线材与小型钢材

1964年,呼和浩特钢铁厂由天津轧钢三厂搬迁来l套横列线材轧机投产。年产直径6.5毫米线材近4万吨。1979年,包头钢铁设计院与呼和浩特钢铁厂联合进行差动调速在线材轧机上应用的试验研究,将8架精轧机组改为连轧,经过1年试生产证明,当调速范围在±30%时,调节快速性与直流电机拖动的连轧机相近。

1986年,赤峰钢铁厂将生产直径8毫米线材为主的复二重轧机组改为CWⅡ型短力线轧机。投产后,轧机刚性好,轧制精度高,明显地提高了产品质量和成材率。

2.管材

19748月,包头钢铁公司无缝钢管厂普通套管工程竣工投产。

调整管坯直径研究按照原设计单位苏联黑色冶金设计院提供的无缝钢管轧制工艺规定,轧制直径245毫米钢管需采用直径230毫米管坯,轧制直径219毫米钢管需用直径200毫米管坯。包钢无缝管厂在采用这一工艺生产时,不仅一次穿孔工艺不便,且钢管表面质量不好,穿孔压下量过大。1976年提出改为中径200毫米管坯轧制直径245毫米钢管,直径180毫米管坯轧制直径219毫米钢管的工艺措施,经生产实践表明,钢管一次穿孔工艺顺利,钢管合格率得到提高,金属消耗量大为降低。

舰艇用大口径高强度雷达桅杆材料由海军09单位、齐齐哈尔钢铁厂和包钢共同负责开发研制。924不锈钢由海军09单位提供,齐齐哈尔钢厂轧成管坯,由包钢无缝钢管厂轧成钢管。19757月,包钢无缝钢管厂进行试轧。19788月,用直径160毫米实心管坯,成功地轧成直径154×23毫米钢管,为包钢生产高合金无缝管做了技术储备。

40锰铌稀土石油套管的试制1974年底,包钢无缝钢管厂试轧直径140×7毫米抗硫石油套管成功,经成都钢管厂热处理和加工,发往油田作下井试验成功,为包钢生产高强度石油套管和抗硫石油套管做了技术储备。

特薄壁钢管的试制1981年,包钢无缝钢管厂在轧制直径219×6毫米特薄壁管时,采用新措施,调整了机组的延伸系数的变形系数,取得成功。

J55级石油套管提高到N80级热处理工艺19824月,在包钢中央试验室工作基础上,包钢无缝钢管厂转入现场热处理工业性试验。用热轧J55级套管料经调质处理,达到API标准N80级性能要求,为包钢生产N80级石油套管提供了技术储备。

轧管项头润滑的研究19821983年,北京钢铁研究总院18室通过实验选定了顶头润滑剂。经包钢无缝管厂在400毫米机组轧管机采用人工加入工艺试验表明,该润滑剂可提高顶头寿命1520%,钢管内表面质量亦有改善。

直径400毫米管坯轧制直径877毫米缝钢管于1985年获得成功并批量生产。它是400毫料无缝钢管机组生产的最大口径无缝钢管。

3.钢轨

包钢轨梁轨钢厂投产后,在产品开发、改进生产工艺方面成绩显著。

1974年,包钢轨梁厂安装了钢轨全长淬火试验工艺设备,与包钢钢铁研究所共同进行室外试验,1981年取得成功。淬火轨比轧态轨使用寿命提高l倍以上。

1974年,冶金部和交通部决定由包钢轨梁轧钢厂进行钢轨轨端帽型淬火试验,以提高轨端质量,延长钢轨使用寿命。经过三年试验,1977年提出《铁路轨轨端淬火标准部分(草案)》。以后,包钢轨梁厂与攀枝花钢铁研究院共同进行试验研究,1982年编写出《包钢50公斤/米钢轨轨端淬火试验总结报告》,从理论及工业性试验生产的角度阐述了包钢轨梁轧钢厂已具备钢轨帽型淬火正式转产的条件。

1974年,由交通部第一航务局、包钢轨梁轧钢厂负责研制131Y-500型钢板桩,19773月试轧成功。经试用性能指标超过同型号日产1YA型钢板桩。

197612月,包钢轨梁轧钢厂试制成功60公斤/米重轨。钢轨采用U74钢轧制,具有可焊性。19843月,又试轧成功了75公斤/米重轨,这种重轨采用U7lMn钢种轧制,具有强度高耐磨和韧塑性好的特点,使用寿命比60公斤/米大为提高。

 

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