導(dǎo)語：如何才能寫好一篇高爐低碳冶煉技術(shù)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：高爐；煉鐵；高風(fēng)溫技術(shù)；

1.目前高爐煉鐵技術(shù)展望

高爐煉鐵是鋼鐵廠生產(chǎn)成本和經(jīng)濟(jì)效益控制的關(guān)鍵工藝單元，對整個鋼鐵廠物質(zhì)流、能量流和信息流流程網(wǎng)絡(luò)的高效動態(tài)運(yùn)行具有決定性作用。當(dāng)代高爐煉鐵要實(shí)現(xiàn)“高效、低耗、優(yōu)質(zhì)、長壽、清潔”的總體發(fā)展要求，高效不是簡單地提高產(chǎn)量和強(qiáng)化冶煉，更要注重其經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益；長壽也不是簡單地延長高爐壽命，還要重視其技術(shù)的先進(jìn)性和可持續(xù)發(fā)展的生存能力。面對當(dāng)前國內(nèi)外激烈的市場競爭環(huán)境，在資源短缺、能源供給不足、環(huán)境制約的條件下，為保障高爐煉鐵工藝的可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)低碳冶煉和循環(huán)經(jīng)濟(jì)，要著力構(gòu)建高效率、低消耗、低成本、低排放的高爐煉鐵生產(chǎn)體系。

2.高風(fēng)溫技術(shù)

高風(fēng)溫是現(xiàn)代高爐煉鐵的主要技術(shù)特征之一。提高風(fēng)溫是當(dāng)前鋼鐵行業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)低碳冶金、節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵共性技術(shù)，對于提高高爐綜合技術(shù)水平、減少CO2排放、引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步具有極其重要的意義。

2.1.高風(fēng)溫的意義和作用

高爐冶煉所需要的熱量，一部分是燃料在爐缸燃燒所釋放的燃燒熱，另一部分是高溫?zé)犸L(fēng)所帶入的物理熱。熱風(fēng)帶入高爐的熱量越多，所需要的燃料燃燒熱就越少，亦即燃料消耗就越低。實(shí)踐證實(shí)，在風(fēng)溫1000～1250℃的范圍內(nèi)，提高風(fēng)溫100℃可以降低焦比約10～15kg/t，由此可見，提高風(fēng)溫可以顯著降低燃料消耗和生產(chǎn)成本。除此之外，提高風(fēng)溫還有助于提高風(fēng)口前理論燃燒溫度，使風(fēng)口回旋區(qū)具有較高的溫度，爐缸熱量充沛，有利于提高煤粉燃燒率、增加噴煤量，還可以進(jìn)一步降低焦比。因此，高風(fēng)溫是高爐實(shí)現(xiàn)大噴煤操作的關(guān)鍵技術(shù)，是高爐降低焦比、提高噴煤量、降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)途徑，是高爐煉鐵發(fā)展史上極其重要的技術(shù)進(jìn)步。高風(fēng)溫技術(shù)是一項(xiàng)綜合技術(shù)，涉及整個鋼鐵廠物質(zhì)流、能量流流程網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)運(yùn)行和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，應(yīng)當(dāng)在整個鋼鐵廠流程網(wǎng)絡(luò)的尺度上進(jìn)行研究。高風(fēng)溫對于優(yōu)化鋼鐵廠能源網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、降低生產(chǎn)成本和能源消耗、實(shí)現(xiàn)低品質(zhì)能源的高效利用、減少CO2排放等都具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。

2.2.獲得高風(fēng)溫的關(guān)鍵技術(shù)

多年以來，中國高爐平均風(fēng)溫始終徘徊在1000～1080℃，2001-2010年的10年間，重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)高爐平均風(fēng)溫由1081℃提高到1160℃，風(fēng)溫僅提高了79℃，可謂步履維艱，高爐風(fēng)溫是中國高爐和國外先進(jìn)水平差距最大的技術(shù)指標(biāo)。制約風(fēng)溫提高有許多因素，如何突破這些制約條件，達(dá)到1200℃以上的高風(fēng)溫乃是當(dāng)今中國高爐煉鐵的主要技術(shù)發(fā)展目標(biāo)之一。在當(dāng)前條件下，提高風(fēng)溫應(yīng)著力解決利用低熱值高爐煤氣獲得1250℃以上高風(fēng)溫的關(guān)鍵技術(shù)難題，通過技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)熱風(fēng)爐高效率、低成本、低排放、長壽命的綜合技術(shù)目標(biāo)。

2.2.1.研究開發(fā)并應(yīng)用燃燒高爐煤氣獲得高風(fēng)溫技術(shù)。高爐煤氣是高爐冶煉過程中產(chǎn)生的二次能源，熱風(fēng)爐燃燒大約消耗高爐煤氣發(fā)生量的40%～50%。隨著高爐煉鐵技術(shù)進(jìn)步，大型高爐燃料比已降低到520kg/t以下，高爐煤氣利用率提高到45%以上，煤氣低發(fā)熱值不足3000kj/m3。由于鋼鐵廠高熱值的焦?fàn)t煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣主要用于煉鋼和軋鋼等工序，高熱值煤氣供給不足，絕大部分熱風(fēng)爐只能燃燒低熱值高爐煤氣，在沒有高熱值煤氣富化的條件下，導(dǎo)致熱風(fēng)爐理論燃燒溫度和拱頂溫度不高，進(jìn)而難以實(shí)現(xiàn)1200℃高風(fēng)溫，這是當(dāng)前制約中國高爐提高風(fēng)溫最重要的原因。面對能源供給短缺的現(xiàn)狀，采用煤氣、助燃空氣高效雙預(yù)熱技術(shù)，不但可以回收熱風(fēng)爐煙氣余熱，減少熱量耗散，還可以有效提高熱風(fēng)爐拱頂溫度。在眾多的預(yù)熱技術(shù)中，要統(tǒng)籌考慮能量轉(zhuǎn)換效率、技術(shù)可靠性以及設(shè)備使用壽命等因素，擇優(yōu)選用適宜可靠的煤氣、助燃空氣雙預(yù)熱技術(shù)。

2.2.2.選擇合理的熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)形式。高爐熱風(fēng)爐是典型的蓄熱式加熱爐，其工作原理不同于其他的冶金爐窯，是現(xiàn)代鋼鐵廠燃燒功率最大、能量消耗最高、熱交換量最大的單體熱工裝置。盡管現(xiàn)有的內(nèi)燃式、外燃式和頂燃式3種結(jié)構(gòu)熱風(fēng)爐均有實(shí)現(xiàn)1250℃以上高風(fēng)溫的實(shí)績，但不同結(jié)構(gòu)的熱風(fēng)爐在燃燒工況適應(yīng)性、氣體流動及分布均勻性、能量利用有效性等方面仍存在差異。綜合考慮熱風(fēng)爐高效長壽和工況適應(yīng)性，現(xiàn)代高爐采用頂燃式或外燃式熱風(fēng)爐是適宜的選擇。

2.2.3.采用高效格子磚。實(shí)踐證實(shí)，縮小熱風(fēng)爐拱頂溫度與風(fēng)溫的差值可以顯著提高風(fēng)溫，其主要技術(shù)措施是強(qiáng)化蓄熱室格子磚與氣體之間的熱交換。在保持格子磚活面積或格子磚質(zhì)量不變的條件下，適當(dāng)縮小格子磚孔徑，可以增加格子磚加熱面積、提高換熱系數(shù)而增加熱交換量。在熱風(fēng)爐燃燒期，高溫?zé)煔饪梢詫⒏嗟臒崃總鬟f給格子磚，熱量交換更加充分，使得煙氣溫度更低；在熱風(fēng)爐送風(fēng)期，同樣有利于鼓風(fēng)與格子磚的熱交換，使得熱風(fēng)溫度更高，熱風(fēng)溫降也更為平緩，在風(fēng)溫保持較高的狀態(tài)下更加穩(wěn)定。對于格子磚磚型的選擇需要綜合考慮擇優(yōu)確定，并不是格子磚孔數(shù)越多、孔徑越小就越有利，要綜合考慮蓄熱室熱效率、蓄熱室有效利用率和格子磚使用壽命等各種因素的影響。

3.結(jié)語

高風(fēng)溫是綜合技術(shù)，是降低燃料比、提高噴煤量的重要技術(shù)保障。在當(dāng)前條件下，利用低熱值高爐煤氣實(shí)現(xiàn)1250℃以上高風(fēng)溫，是實(shí)現(xiàn)低品質(zhì)能源高效利用和高效能源轉(zhuǎn)換最優(yōu)化的技術(shù)措施。要系統(tǒng)解決高風(fēng)溫的獲得、高溫?zé)犸L(fēng)的穩(wěn)定輸送和高效利用等關(guān)鍵技術(shù)問題，采用高效長壽熱風(fēng)爐及高效格子磚，優(yōu)化熱風(fēng)爐操作，保障高溫?zé)犸L(fēng)的穩(wěn)定輸送，延長熱風(fēng)爐壽命，使高溫?zé)犸L(fēng)得到高效利用。

篇2

提釩煉鋼二廠一次除塵風(fēng)機(jī)的維護(hù)與檢修

混合煤氣流量測量的計(jì)算和實(shí)現(xiàn)方法

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五氧化二釩生產(chǎn)廢水的處理及利用

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管道參數(shù)對便攜式超聲波流量計(jì)測量的影響

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DSA保護(hù)監(jiān)控一體化系統(tǒng)在6-10KV系統(tǒng)的應(yīng)用

動力廠新3#摻混煤氣風(fēng)機(jī)運(yùn)行中存在問題及改造

承鋼中寬帶車間寬度信息采集及圖形化應(yīng)用

YGXC-250-100型旋膜除氧器運(yùn)行工況失常的分析與處理

上升管閥體的更換

淺議工程審計(jì)中簽證的審計(jì)

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降低轉(zhuǎn)爐鋼鐵料消耗的分析與對策實(shí)施

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承鋼高爐冶煉釩鈦礦三十年的技術(shù)進(jìn)步

承鋼半鋼煉鋼前期化渣速度的探討

承鋼6#高爐爐頂溜槽卡雜物后爐況變化及操作優(yōu)化

開爐料加木材操作實(shí)踐

棒材生產(chǎn)線450噸擺式飛剪機(jī)參數(shù)測試

承鋼二高線工程采用的先進(jìn)技術(shù)

承鋼步進(jìn)式加熱爐汽化冷卻技術(shù)的持續(xù)改進(jìn)

承鋼1780熱軋卷板廠工藝技術(shù)特點(diǎn)與產(chǎn)品優(yōu)勢

降低焦化工序能耗的探索實(shí)踐

焦?fàn)t冒煙問題的治理

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單點(diǎn)除塵在承鋼的應(yīng)用

縮短全精餾制氬系統(tǒng)啟動時間的分析和操作

盤螺紋屈服強(qiáng)度測試方法的比較

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燒結(jié)廠150m2燒結(jié)機(jī)配料圓盤套筒改造

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KNCA7/800D型瑞典桑德斯線材打捆機(jī)的常見故障及處理方法

步進(jìn)式加熱爐液壓系統(tǒng)的分析與改進(jìn)

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GB1499．2——2007《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》標(biāo)準(zhǔn)修訂情況

承鋼能源計(jì)量信息系統(tǒng)改造

基于PROFIBUS實(shí)現(xiàn)的S7-400與S7-200的EM277的通訊

企業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)不安全因素分析

工業(yè)以太網(wǎng)在工業(yè)自動化系統(tǒng)中應(yīng)用及前景

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優(yōu)化和創(chuàng)新市場分析方法，完善承鋼產(chǎn)品銷售定價機(jī)制

淺談治理天車燒電機(jī)的幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)

新一代高強(qiáng)度含釩鋼及特殊性能長材生產(chǎn)工藝的開發(fā)

黑山鐵礦Ⅰ采場境內(nèi)表外礦石綜合利用

承鋼高爐渣處理改造攻關(guān)——爐前風(fēng)水淬渣法

1300t混鐵爐設(shè)計(jì)優(yōu)化

砌爐車液壓系統(tǒng)故障的分析與處理

TRT在承鋼1260m3高爐的應(yīng)用

鐵水在線脫硫的研究分析

低碳拉絲用盤條的研制開發(fā)

篇3

【關(guān)鍵詞】轉(zhuǎn)爐煉鋼；脫磷工藝；探討

磷在鋼中是以【Fe3P】或【Fe2P】形式存在，一般以【P】表示。磷含量高時，會使鋼的朔性和韌性降低，即使鋼的脆性增加，這種現(xiàn)象低溫時更嚴(yán)重，通常把它稱為“冷脆”。且這種影響常常隨著氧，氮含量的增加而加劇。磷在連鑄坯中的偏析僅次于硫，同時它在鐵固溶體中擴(kuò)散速度又很小。不容易均勻化，因而磷的偏析和難消除。由于煉鐵過程為還原性氣氛，脫磷能力較差。因此脫磷是煉鋼過程的重要任務(wù)之一。在20世紀(jì)90年代中后期，為解決超低磷鋼的生產(chǎn)難題，世界上各大鋼廠都曾經(jīng)進(jìn)行過轉(zhuǎn)爐鐵水脫磷實(shí)驗(yàn)研究。

1、鐵水預(yù)處理方法

1.1噴吹蘇打粉處理

日本住友公司鹿島廠開發(fā)的“住友堿精煉法”是成功用于工業(yè)生產(chǎn)的蘇打精煉法。

工藝流程：從高爐流出的鐵水先經(jīng)脫硅處理，即將高爐鐵水注入混鐵車內(nèi)，用氮?dú)廨斔秃蛧姶禑Y(jié)礦粉，噴入量為每噸鐵水40公斤，最大供粉速度為每分鐘400公斤，最大吹氧量為每分鐘50立方米，脫硅量約為0.4%。脫硅處理后的鐵水硅含量可降到0.1%以下。然后用真空吸渣器吸出脫硅渣，進(jìn)行脫磷處理，以氮?dú)鉃檩d氣向鐵水中噴入蘇打粉，蘇打粉用量為每噸18公斤，最大供粉量為每分鐘250公斤，最大吹氧量為每分鐘50立方米，處理后鐵水中【P】≤0.001%，【S】≤0.003%，再用真空吸渣器吸出脫磷渣，并將其送到蘇打回收車間，經(jīng)水浸后可回收約80%的Na2O，最后將處理過的鐵水倒入轉(zhuǎn)爐冶煉。

1.2噴吹石灰系熔劑處理

由于石灰系熔劑具有成本低，對環(huán)境污染小的優(yōu)點(diǎn)，因此受到重視，并不斷對其深入研究，以使其滿足精煉鐵水的需要。

工藝流程：向高爐鐵溝中加入鐵磷進(jìn)行脫硅處理，加入量為每噸鐵水27公斤，處理后鐵水含硅量由0.5%降到0.15%，氧的利用率為80%-90%。脫硅后的鐵水流入混鐵車中，并與混鐵車內(nèi)上一爐脫磷脫硫渣混合，待渣與鐵分離后扒渣。然后，向混鐵車內(nèi)鐵水中用氮?dú)鉃檩d氣體，流量為每分鐘為3-5立方米，噴入石灰熔劑。處理后溫度為13500C左右，處理時間25分鐘。將處理后的鐵水倒入轉(zhuǎn)爐，在轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)一步脫磷，可使鋼中【P】≤0.001%。

2、轉(zhuǎn)爐冶煉過程中脫磷

2.1氧化脫磷

磷在鋼液中能夠無限溶解，。而它的氧化物P2O5在鋼液的溶解度卻很小，因此，要除去鋼中的磷，可設(shè)法使磷氧化生成P2O5進(jìn)入爐渣，并固定在渣中。煉鋼過程中的脫磷反應(yīng)在渣—鋼界面和氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的乳濁液中，是被渣中FeO氧化，其反應(yīng)為：

2【P】+5（FeO）= （P2O5）+5【Fe】

G0=-1495194+684.92T（J/mol）

生成的P2O5的密度較小，幾乎不溶于鋼液，所以一旦生成即上浮轉(zhuǎn)入渣相。但由于冶煉初期渣中較多的堿性氧化物是FeO，因此進(jìn)入爐渣的P2O5僅和FeO結(jié)合成磷酸鐵鹽。

其反應(yīng)：

（P2O5）+3（FeO）=（3FeO·P2O5）

H0=-128030J/mol

根據(jù)生成焓H0判斷，渣中（P2O5），（3FeO·P2O5）卻不穩(wěn)定，它們在煉鋼過程中隨著熔池溫度的不斷升高而逐漸分解，使磷又回到鋼液之中。所以在煉鋼溫度下，以氧化鐵為主的爐渣脫磷能力很低。為了使脫磷過程進(jìn)行得比較徹底，防止已被氧化的磷大量返回鋼液，目前大多工廠的做法是向熔池加入一定量的石灰，增加渣中強(qiáng)堿性氧化物CaO的含量，使五氧化二磷和氧化鈣生成較穩(wěn)定的磷酸鈣，從而提高爐渣的脫磷能力。在生產(chǎn)中，隨著石灰的變化，爐渣的堿度會逐漸升高，渣中的游離的CaO逐漸增加，此時將發(fā)生置換反應(yīng)：

即：（3FeO·P2O5）+4（CaO）=（4CaO·P2O5）+5【Fe】

所以，堿性氧化渣脫磷的總反應(yīng)為：

2【P】+5（FeO）+4（CaO）=（4CaO·P2O5）+5【Fe】

轉(zhuǎn)爐冶煉過程中低碳低磷鐵水轉(zhuǎn)爐去磷率達(dá)到90%以上。

2.1.1影響爐渣脫磷的主要因素：（1）爐渣成分的影響：爐渣成分對脫磷反應(yīng)的影響主要反應(yīng)在渣中的FeO含量和爐渣堿度上。渣中的FeO是脫磷的首要條件，如果渣中沒有氧化鐵或氧化鐵含量很低，就不可能使磷氧化。但是，純氧化鐵爐渣只有很小的去磷效果，因?yàn)樵校?FeO·P2O5）在高溫下 不穩(wěn)定，它會分解或被硅、錳還原，而渣中（4CaO·P2O5）在17100c的溫度下比較穩(wěn)定，即煉鋼溫度下它分解的可能性不大，所以CaO是脫磷的必要條件；（2）溫度的影響：脫磷反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng)，升高溫度會使其平衡常數(shù)的數(shù)值減小，去除效率下降。從熱力學(xué)條件來看，降低溫度有利于去P反應(yīng)進(jìn)行，但是應(yīng)該辯證地看待溫度的影響，盡管升高溫度會使反應(yīng)的平衡常數(shù)K值減少，然而與此同時較高的溫度能使?fàn)t渣的粘度下降，加速石灰的成渣速度和渣中各組元的擴(kuò)散速度，強(qiáng)化了磷從金屬液向爐渣的轉(zhuǎn)移。其影響可能超過Kp值得降低，溫度過高時，Kp值的下降起主導(dǎo)作用，會使?fàn)t渣的去P效率下降。鋼中的磷含量回升；（3）爐渣粘度的影響：煉鋼熔池中的脫P(yáng)反應(yīng)主要是在爐渣與金屬液兩相的界面上進(jìn)行的，所以反應(yīng)速度與爐渣粘度有關(guān)。通常情況下，爐渣粘度越低，渣中反應(yīng)物FeO向渣—鋼界面的擴(kuò)散轉(zhuǎn)移速度就越快，渣中反應(yīng)產(chǎn)物P2O5離開界面溶入爐渣的速度也就越快。因此，在脫P(yáng)要求的高堿度條件下，應(yīng)及時加入稀渣劑改善爐渣的流動性，以促進(jìn)脫P(yáng)反應(yīng)的順利進(jìn)行；（4）渣量的影響：隨著脫磷反應(yīng)的進(jìn)行，渣中P2O5的含量不斷升高，爐渣脫P(yáng)能力逐漸下降。在一定條件下，增大渣量必然會使渣中的P2O5含量降低，破壞磷在鋼—渣間分配的平衡性，促進(jìn)脫磷反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，使鋼中的磷含量進(jìn)一步降低。所以爐內(nèi)渣量的多少決定著鋼液的脫磷程度。但渣量過大，會使鋼液面上渣層過厚而減慢去磷速度，同時還壓抑了鋼液的沸騰，使氣體及夾雜物的排除受到影響。

2.2回磷

2.2.1產(chǎn)生回磷的原因：冶煉終點(diǎn)一般被認(rèn)為脫P(yáng) 反應(yīng)達(dá)到平衡，在出鋼過程向鋼包加入脫氧劑，將使使鋼中的氧以及渣中（FeO）下降，脫氧產(chǎn)物（SiO2），（Al2O3）等進(jìn)入爐渣，使?fàn)t渣堿度降低，從而打破了脫磷反應(yīng)的平衡狀態(tài)，有利于（P2O5）的分解和還原，磷又重新進(jìn)入鋼液。

2.2.2影響回磷的因素：（1）出鋼過程中下渣是磷的主要原因。下渣量大，回磷嚴(yán)重；（2）出鋼合金化或增碳操作不合理。如出鋼后期補(bǔ)加硅鐵，碳化硅，碳粉等；（3）吹氬時，使用氬氣壓力過高，造成鋼液-爐渣翻騰，卷渣，也會增加回磷。

2.2.3防止回磷的措施：要防止鋼水會磷，首先是擋好渣，減少出鋼過程的下渣量。其次是嚴(yán)格出鋼合金化操作，杜絕出鋼后補(bǔ)加合金。再次出鋼時向鋼包內(nèi)投入少量小塊石灰以提高鋼包內(nèi)渣層的堿度，稠化爐渣，降低爐渣的反應(yīng)能力，阻止鋼渣接觸時發(fā)生回磷反應(yīng)。

篇4

關(guān)鍵字：高爐礦渣水泥混凝土立式輥磨

中圖分類號：TF54文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

前言

隨著我國對環(huán)保的重視以及發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的提出，對高爐冶煉生鐵中的副產(chǎn)品——粒化高爐礦渣的高效利用逐漸為人們所重視。高層建筑的出現(xiàn)，對高強(qiáng)度、高性能混凝土的需求日益增加。高強(qiáng)、早強(qiáng)、輕質(zhì)、高流態(tài)性能混凝土材料的低成本開發(fā)愈顯迫切。

粒化高爐礦渣(簡稱礦渣)是高爐冶煉生鐵時排出的工業(yè)廢渣。每生產(chǎn)一噸生鐵，大約要排出300～1000kg的礦渣。礦渣出爐時經(jīng)水淬疾冷，保留了微晶態(tài)高活性玻璃體結(jié)構(gòu)，具有較高的物理化學(xué)活性和潛在的水硬性。由于礦渣的易磨性較差，與水泥熟料等混在一起細(xì)磨無法磨得很細(xì)，其性能不能充分得到發(fā)揮，水泥中礦渣粉的摻量及應(yīng)用受到一定的限制。

粒化高爐礦渣經(jīng)過細(xì)磨后的礦渣粉用作水泥混合料，在我國已有近半個世紀(jì)的歷史。礦渣粉摻加到水泥中，摻量一般為25～50％。礦渣粉不僅能提高水泥強(qiáng)度，還能增加其水化密實(shí)度。為保證合成礦渣水泥的早期強(qiáng)度，應(yīng)盡量降低礦渣粉細(xì)度，提高其比表面積，礦渣粉的比表面積應(yīng)≥380 m2/kg。

同時，礦渣粉單獨(dú)使用或作為混凝土摻合料，可等量取代水泥25～50％，采用很低的水泥用量即可配制出C50以上混凝土。混凝土中摻入礦渣粉，可以降低混凝土的水化熱及有害成分的含量，抑制混凝土絕熱升溫，減少熱應(yīng)力裂縫，為改善混凝土的性能創(chuàng)造了有利條件。

據(jù)大量研究證明，根據(jù)不同混凝土標(biāo)號，用25％～50％礦渣粉取代等量水泥后，混凝土具有水化熱低、耐熱、防微縮、密實(shí)性好、抗侵蝕、與鋼筋粘結(jié)力好、大幅度提高混凝土的后期強(qiáng)度、混凝土泵送性能好等優(yōu)點(diǎn)，特別適合用于大壩工程、水下工程、道路工程、防腐工程、大型基礎(chǔ)工程、高層建筑工程等。此外，混凝土中由于礦渣粉的摻入還可有效地降低堿骨料的反應(yīng)，防止混凝土的微裂縫，延長建筑物的壽命。摻有礦渣粉的混凝土以獨(dú)有的性能深得建筑業(yè)的歡迎。

礦渣細(xì)磨工藝與系統(tǒng)

傳統(tǒng)礦渣的應(yīng)用工藝

傳統(tǒng)礦渣的應(yīng)用工藝是把礦渣和水泥熟料、石膏及其它一些添加材料共同細(xì)磨制得水泥，這種工藝的缺點(diǎn)是：

（1）很難有足夠的極性分子和氫氧根離子新形成水化產(chǎn)物難以形成過飽和溶液，使得礦渣膠凝性得不到發(fā)揮；

（2）礦渣易磨性較差，共同細(xì)磨使得礦渣平均粒徑較大，水化時與極性分子和氫氧根離子接觸機(jī)會減少，使得其水化性能受到影響。

新式礦渣細(xì)磨工藝與系統(tǒng)

直至立式輥磨等細(xì)磨節(jié)能設(shè)備的開發(fā)成功，才實(shí)現(xiàn)了將粒化高爐礦渣單獨(dú)細(xì)磨至400m2/kg比表面積以上，這極大地提高了礦渣活性，既可摻入水泥生產(chǎn)高強(qiáng)度等級、大摻量的礦渣水泥，而并不過多地增加電耗，又可在制備混凝土?xí)r等量或超量替代水泥并改善混凝土的性能。

用立式輥磨將粒化高爐礦渣細(xì)磨為礦渣粉已被視為節(jié)能、改善環(huán)境和提高水泥及混凝土性能的最有效途徑。

新式礦渣細(xì)磨工藝與系統(tǒng)是將礦渣單獨(dú)細(xì)磨至比表面積≥400m2/kg，充分地將礦渣粉的活性激發(fā)出來。新式礦渣粉細(xì)磨工藝與系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：

（1）克服礦渣和水泥熟料混合細(xì)磨存在的礦渣難磨磨不細(xì)、熟料好磨過細(xì)磨的問題，有利于優(yōu)化生產(chǎn)操作參數(shù)，降低生產(chǎn)成本；

（2）礦渣單獨(dú)細(xì)磨，可以根據(jù)市場需要直接作為產(chǎn)品供混凝土生產(chǎn)摻用；也可以根據(jù)需要調(diào)整細(xì)度及摻量配制成水泥出售。

（3）單獨(dú)細(xì)磨礦渣粉有利于礦渣活性系數(shù)的提高，不僅實(shí)現(xiàn)了一噸熟料生產(chǎn)三噸水泥的目標(biāo)，而且解決了熟料供給緊張的問題；同時在保證水泥質(zhì)量的前提下，降低了水泥生產(chǎn)成本。

立式輥磨技術(shù)優(yōu)勢

立式輥磨的工作原理

立式輥磨屬于外加力型輥盤式磨機(jī)。電動機(jī)通過主減速機(jī)驅(qū)動磨盤旋轉(zhuǎn)，磨盤的轉(zhuǎn)動帶動磨輥?zhàn)赞D(zhuǎn)。高爐礦渣經(jīng)喂料裝置進(jìn)入磨機(jī)喂料槽落到磨盤中心，在磨盤回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下，礦渣向磨盤邊緣運(yùn)動并通過磨輥下部及磨盤襯板上部之間的碾磨區(qū)被碾磨，碾過的物料越過磨盤邊緣的擋料環(huán)，被從噴口環(huán)噴出的熱風(fēng)吹起，進(jìn)入磨機(jī)上方的選粉機(jī)，選粉機(jī)將合格的細(xì)粉選出，粗粉沿返料斗再次回落到磨盤上碾磨。選粉機(jī)效率高，分離清晰。其特點(diǎn)是細(xì)度、比表面積靠調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)。高比表面積要求高的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。

立式輥磨的技術(shù)優(yōu)勢

在礦渣粉質(zhì)量達(dá)到GB/T 18046《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》要求的前提下，與球磨系統(tǒng)相比，具有如下優(yōu)勢：

（1）節(jié)電50％以上；

（2）極大地降低耐磨材料的消耗；

（3）立磨工藝采用邊烘干邊細(xì)磨的技術(shù)，減少了烘干機(jī)的設(shè)備和土建投資，簡化了工藝流程，降低了燃料消耗。

立式輥磨技術(shù)生產(chǎn)礦渣粉的特點(diǎn)

（1）工藝流程簡單，自動化程度高，控制簡單方便；

（2）具有明顯的高效節(jié)能效應(yīng)，符合環(huán)保政策；

（3）能生產(chǎn)不同比表面積的礦渣粉產(chǎn)品，滿足市場不同的需求。

立式輥磨技術(shù)生產(chǎn)礦渣粉應(yīng)重視的問題

（1）控制比表面積是礦渣粉生產(chǎn)中最直觀的手段，并具有相當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)意義；

（2）應(yīng)充分研究控制礦渣粉的顆粒組成，并以此作為質(zhì)量控制目標(biāo)，確保礦渣粉活性的充分發(fā)揮；

（3）選擇合適的顆粒測定儀，減少測試誤差，以免誤導(dǎo)生產(chǎn)；

（4）重視基準(zhǔn)水泥化學(xué)成分和物理性能對礦渣微粉活性的影響，在標(biāo)準(zhǔn)制定中應(yīng)考慮基準(zhǔn)水泥成分的控制要求。

立式輥磨的性能與結(jié)構(gòu)

立式輥磨集烘干、細(xì)磨、選粉為一體。細(xì)磨效率高，單位電耗低，烘干能力強(qiáng)。因而

非常適合礦渣水分高、難磨的要求，在國內(nèi)立磨系統(tǒng)是今后的發(fā)展趨勢。

上世紀(jì)70年代末，德國萊歇公司（Loesche）進(jìn)行了立式輥磨機(jī)粉磨細(xì)度的試驗(yàn)，得出結(jié)論如下：

（1）立磨可以細(xì)磨出不同細(xì)度的水泥，其強(qiáng)度隨比表面積的增加而增加，但增長率隨比表面積增高而降低，超過450m2/kg以后，強(qiáng)度增加很小。（2）改變輥壓、料床厚度、風(fēng)速、選粉條件等參數(shù)可以獲得穩(wěn)定的操作和理想的指標(biāo)。

（3）立磨系統(tǒng)的投資較球磨系統(tǒng)的略高，但單位電耗和磨耗遠(yuǎn)小于球磨系統(tǒng)。

日本川崎(KHI)公司上世紀(jì)80年代初開發(fā)了針對水泥和礦渣的立磨。從立磨形狀、擋料圈設(shè)置和選粉技術(shù)等方面進(jìn)行了大量的試驗(yàn)，以尋求可自由調(diào)節(jié)產(chǎn)品粒度、操作平穩(wěn)和提高粉磨效率。得出的結(jié)論是立磨可以獲得與球磨系統(tǒng)同樣質(zhì)量的產(chǎn)品，甚至更好；操作穩(wěn)定、振動小、效率高，較球磨機(jī)節(jié)電35%-40%。

德國萊歇公司（Loesche）LM立式輥磨的技術(shù)性能與結(jié)構(gòu)

（1）萊歇公司開創(chuàng)了獨(dú)特的對輥聯(lián)合粉磨工藝，隨粉磨能力的大小，磨輥可用“1+1”、“2+2”、“3+3”不同配置。以“2+2”配置為例，將原來4個規(guī)格相同的磨輥改成兩大兩小，交錯排列。一個為輔輥(S輥)起準(zhǔn)備料床作用，即使物料脫氣、凝集；另一個為主輥(M輥)起細(xì)磨作用。M輥位于S輥之后。輔輥為寬輥小直徑，按純滾動作用設(shè)計(jì)，即在磨輥全寬范圍內(nèi)與磨盤無速度差、無剪切力。對于硬質(zhì)脆性物料粉磨時，僅需要壓應(yīng)力，故M輥設(shè)計(jì)成窄輥大直徑，施以高壓，較小的速度差、剪切力，以防止粉磨后的物料被壓成塊。

（2）設(shè)有導(dǎo)風(fēng)葉片的LSKS高效籠式選粉機(jī)。

日本川崎(KHI)公司CK立式輥磨的技術(shù)性能與結(jié)構(gòu)

（1）采用單輥?zhàn)詡淞洗驳姆椒ǎ捎貌粚ΨQ球型磨輥。輥寬方向的內(nèi)側(cè)R01大于外側(cè)的R02，內(nèi)側(cè)的輥盤間隙較大，而且愈向內(nèi)愈大，有利于形成料楔。此處為壓縮粉磨區(qū)，速度差很小。外側(cè)的輥盤間隙較小，而且是恒間隙，設(shè)計(jì)成較大的速度差，形成磨擦粉磨區(qū)，有利于細(xì)顆粒的產(chǎn)生。物料在盤上移動的過程中，在壓縮區(qū)形成穩(wěn)定的料床，在摩擦區(qū)料層恒定，運(yùn)行平穩(wěn)。

（2）擋料環(huán)上部設(shè)有向磨內(nèi)凸出的部分，突出的距離可調(diào)。目的是縮小與輥?zhàn)拥拈g隙，增加料流流動阻力，以強(qiáng)制形成穩(wěn)定的粉磨層。

結(jié)論

立式輥磨技術(shù)的開發(fā)成功，實(shí)現(xiàn)了將粒化高爐礦渣單獨(dú)細(xì)磨至400m2/kg比表面積以上，極大地提高了礦渣活性，既可摻入水泥生產(chǎn)高強(qiáng)度等級、大摻量的礦渣水泥，而并不過多地增加電耗，又可在制備混凝土?xí)r等量或超量替代水泥并改善混凝土的性能，而且順應(yīng)了國家環(huán)保、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的大趨勢，隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，立式輥磨技術(shù)也必將得到進(jìn)一步的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

王仲春，曾榮. 水泥粉磨工藝技術(shù)及進(jìn)展.北京：中國建材工業(yè)出版社，2008

篇5

關(guān)鍵詞：低成本；精煉；外加電場；夾雜物

0.前言

當(dāng)前全球鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能過剩、鋼材市場競爭殘酷。鋼鐵產(chǎn)品正面臨著被新型材料如鋁、塑料、玻璃等替代的巨大壓力和挑戰(zhàn)。我國正處于鋼鐵工業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化的關(guān)鍵時期，隨著經(jīng)濟(jì)危機(jī)的深化，各行各業(yè)對鋼材產(chǎn)品的性價比提出了更嚴(yán)格的要求，現(xiàn)存冶煉工藝存在排放量大、高能耗、高成本的問題。因此要想在日趨激烈的鋼材市場競爭中立于不敗之地，鋼鐵企業(yè)必須盡快掌握鋼材的低成本生產(chǎn)技術(shù)，做到節(jié)能減排、高效經(jīng)濟(jì)。本文結(jié)合一些研究成果對低成本冶煉新工藝及技術(shù)進(jìn)行介紹，為降低冶煉成本提供思路。

1 二氧化碳用于低成本冶煉

1.1 二氧化碳作為煉鋼過程的反應(yīng)介質(zhì)

二氧化碳在高溫下具有弱氧化性，因此可以部分代替氧氣作為煉鋼過程中脫碳的反應(yīng)介質(zhì)。由于存在CO2 +C=2CO這個反應(yīng)，直接氣化脫碳所需的氧氣用量降低，進(jìn)而減少因局部氧氣過剩而引起鐵被氧化，從而造成鐵損。朱榮課題組 對轉(zhuǎn)爐煉鋼過程煙塵的形成機(jī)制進(jìn)行詳細(xì)研究后發(fā)現(xiàn)：氧氣射流直接與高溫鐵液接觸，能夠產(chǎn)生2500℃以上的高溫火點(diǎn)區(qū)，該區(qū)域溫度最高可達(dá)到3000℃，而金屬鐵的沸點(diǎn)為2750℃因此金屬鐵將會部分被氧化、揮發(fā)（這也是細(xì)粉塵形成的主要因素），形成高溫?zé)焿m隨煙氣排放。文獻(xiàn)[4]中工業(yè)實(shí)驗(yàn)證明了：同常規(guī)冶煉比較，底吹模式渣中鐵及其氧化物數(shù)目大幅度減少，減少量平均達(dá)1/3。所以減少煉鋼過程中氧氣的用量，可以減少鐵損、增加產(chǎn)能，利于降低冶煉成本是有利的。

1.2 二氧化碳作為煉鋼過程攪拌氣體

冶煉過程中向鋼液中吹人CO2氣體，會發(fā)生CO2+C=2CO的反應(yīng)，氣體分子體積變?yōu)榉磻?yīng)前的二倍，可以強(qiáng)化熔池?cái)嚢枳饔谩Ｈ毡驹诘状禑掍摲矫孢M(jìn)行了大量的研究，證明了底吹加大了對熔池的攪拌力度，有利于夾雜物和氣體的去除。2009年朱榮等進(jìn)行的底吹工業(yè)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明：轉(zhuǎn)爐底吹是完全可行的。在保持C含量基本不變的情況下，同常規(guī)冶煉相比，底吹CO2模式P含量從0.030%降至0.023% ，降幅高達(dá)23%。T.Bruce等人也報(bào)道了用CO2替代Ar對鋼液進(jìn)行攪拌，并在60t和200t鋼包中進(jìn)行了CO2噴吹攪拌的工業(yè)試驗(yàn)得到了底吹CO2對鋼液基本沒有不良影響的結(jié)論。因此，二氧化碳可以替代Ar等成本高的氣體，作為煉鋼過程攪拌氣體。

1.3 二氧化碳冷卻噴嘴和煉鋼熔池

我們曾應(yīng)用熱分析技術(shù)對碳的二氧化碳?xì)饣磻?yīng)進(jìn)行了研究，研究表明：1）二氧化碳與碳的反應(yīng)分為一步和多步反應(yīng)，多步反應(yīng)時的限制反應(yīng)步驟為脫附反應(yīng)過程。2）無論是一步還是多步反應(yīng)，碳與二氧化碳?xì)饣鶠槲鼰岱磻?yīng)。佐野正道 曾得到界面化學(xué)反應(yīng)不足以成為脫碳的限制性環(huán)節(jié)，因此限制性環(huán)節(jié)是氣體與碳的吸附和脫附。CO2+C=2CO反應(yīng)不僅增大了攪拌氣流的體積，同時增加了碳與二氧化碳吸附、脫附的接觸概率和接觸面積。從而促進(jìn)了反應(yīng)的進(jìn)行，消除/削弱了限制性環(huán)節(jié)的作用。

碳的二氧化碳?xì)饣癁槲鼰岱磻?yīng)，對爐底噴嘴有良好的冷卻效果。將CO2摻入氧氣射流中進(jìn)行CO2一O2混合噴吹，利用CO2作為氧化劑參與熔池反應(yīng)，可降低熔池溫度，減少金屬鐵的氧化蒸發(fā)。通過研究發(fā)現(xiàn)：隨著射流中CO2比例的提高，煙塵的產(chǎn)生量逐步減少，當(dāng)二氧化碳比例達(dá)到某一定值時，煙塵基本不再產(chǎn)生。

2 外加電場用于低成本冶煉

研究通過控制鋼液中的分電壓，使其達(dá)到或高于夾雜物的分解電壓從而使夾雜物分解形成的氣體在陽極逸出，電解出的金屬在陰極富集、析出。在外加直流電場來處理鋼液時，降低鋼中的[s]、[0]的同時還可以減少了鋼中夾雜的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)夾雜物的形態(tài)的人為控制。在外加電場為交流或脈沖電場時，鋼中的夾雜物受到“攻擊”，進(jìn)而使粒徑較大的顆粒夾雜物被“擊碎”或“蠶食”變?yōu)檩^小的顆粒。同時隨著電流的變化鋼液產(chǎn)生的渦流促使夾雜上浮從而被去除。鋼液渦流的自身攪拌作用減少了攪拌氣體的用量、降低了對耐火材料的沖刷，同時提高了鋼液潔凈度、降低了冶煉成本。該技術(shù)在冶金溫度下應(yīng)用，夾雜物離子在液態(tài)鋼液中迅速遷移、傳輸，可大大縮短冶煉處理時間。

綜上該外加電場技術(shù)可以達(dá)到快速有效去除鋼中夾雜及其形態(tài)控制的目的，實(shí)現(xiàn)少渣或無渣冶煉，減輕耐材的渣料侵蝕及攪拌氣體沖刷，提高鋼液潔凈度降低冶煉成本。

3 高效低成本冶煉平臺的建立

我國大型鋼鐵企業(yè)的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝為：鐵水脫硫預(yù)處理一LD―LF―RH―CC。由于傳統(tǒng)煉鋼工藝流程長，生產(chǎn)流程中存在著煉鋼回硫、低碳脫磷、鋁脫氧與夾雜物控制及強(qiáng)還原精煉四個基本問題，是造成鋼材質(zhì)量不穩(wěn)定、能耗高、成本高和CO2排放量大的主要原因。因此解決基本問題便可以節(jié)能減排，增產(chǎn)降耗。

解決這四個基本問題的措施如下：

1）如果在鐵水預(yù)脫磷過程中，采用低氧位脫磷工藝，適當(dāng)提高爐渣堿度和降低渣中TFe含量，提高硫在渣鋼間的分配比，可以抑制轉(zhuǎn)爐煉鋼回硫。

2）采用鐵水預(yù)脫磷處理工藝，可以提高脫磷效率；通過采用低FeO渣脫磷工藝，能夠降低鐵耗，也能抑制脫磷預(yù)處理過程中半鋼增硫；嚴(yán)格控制鐵水硅含量，減少渣量。通過以上方法就能夠控制低碳脫磷。

3）減少鋁加入量，提高鋁脫氧的收得率；盡可能采用真空碳脫氧工藝，減少Al2O3脫氧產(chǎn)物對鋼水的污染；改變Al2O3上浮機(jī)制，縮短弱攪時間；優(yōu)化鈣處理工藝。

4）改進(jìn)強(qiáng)還原精煉的措施主要是提高轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳含量，降低鋼水氧化性，采用真空脫碳脫氧工藝降低加鋁前鋼水氧含量。

由上述的傳統(tǒng)工藝存在的問題的解決措施可見，傳統(tǒng)鋼鐵流程中存在著重復(fù)還原和氧化、升溫和降溫、增碳和脫碳等復(fù)雜過程。綜合上述問題后提出的新的工藝流程。

4 結(jié)論

現(xiàn)今鋼鐵行業(yè)正處于低迷的時期，生產(chǎn)高附加值的鋼種，并降低其冶煉成本勢在必行。本文介紹了幾種低成本高效的生產(chǎn)途徑，歸納如下：

（1）應(yīng)用二氧化碳替換氧氣作為煉鋼過程反應(yīng)介質(zhì)；使用二氧化碳替代價格較高的氬氣作為煉鋼過程攪拌氣體和保護(hù)氣體。以上應(yīng)用在獲得高效的同時也起到冷卻噴嘴和煉鋼熔池的作用，從另一角度節(jié)約了生產(chǎn)成本。

（2）應(yīng)用外加電場去除鋼中夾雜及控制夾雜物的形態(tài)，該技術(shù)不但能起到LF般利用溫度梯度去除夾雜的作用，同時對鋼液中的夾雜物還存在電解和電場力學(xué)作用，因此更有利于夾雜物的快速去除及形態(tài)控制。

（3）傳統(tǒng)的冶煉工藝存在重復(fù)冶煉、重復(fù)能耗等問題。應(yīng)用新的工藝流程，可以有效的、較大限度的避免重復(fù)問題及降低生產(chǎn)成本。

參考文獻(xiàn)

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[2]陳曉霞. 鋼鐵冶煉新技術(shù)與耐火材料[J]. 武鋼技術(shù)，2005，06：6-11+39.

[3]劉洋，宗男夫. 環(huán)保型低成本冶煉新技術(shù)[J]. 遼寧科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，01：1-3.

[4]楊利群. 鎢濕法冶煉新工藝技術(shù)的應(yīng)用[J]. 稀有金屬與硬質(zhì)合金，2006，02：52-54.

篇6

【關(guān)鍵詞】鋼鐵大學(xué)，虛擬煉鋼，仿真，培訓(xùn)

一引言。目前，在世界鋼鐵行業(yè)激烈競爭，新技術(shù)、新產(chǎn)品競相問世的背景下，鋼鐵企業(yè)需要花費(fèi)大量的時間和財(cái)力培訓(xùn)理論知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足的新員工。高校需要對鋼鐵相關(guān)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行實(shí)訓(xùn)又苦于無頂崗實(shí)習(xí)機(jī)會，因此精通現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)成為高校大學(xué)生的軟肋。降低鋼鐵企業(yè)的培訓(xùn)成本、提高實(shí)際效果、解決鋼鐵行業(yè)人才培養(yǎng)和再教育資源和高校學(xué)生實(shí)訓(xùn)問題成為行業(yè)可持續(xù)發(fā)展亟待解決的焦點(diǎn)問題。

世界鋼鐵協(xié)會與其會員共同創(chuàng)立的鋼鐵大學(xué)網(wǎng)站（）就是為了滿足上述要求應(yīng)運(yùn)而生的一個可以免費(fèi)使用，能贏得獎勵的網(wǎng)上資源平臺[1]，它提供了研究和應(yīng)用在鋼的生產(chǎn)和使用過程中所用原理的機(jī)會，高校教師、學(xué)生、鋼鐵行業(yè)員工及其培訓(xùn)對象可以用來進(jìn)行自動或者直接的學(xué)習(xí)達(dá)到將理論與實(shí)踐相結(jié)合。世界鋼鐵協(xié)會希望鋼鐵大學(xué)網(wǎng)站能激發(fā)學(xué)生們對鋼的價值和奇妙性的認(rèn)識、鋼對世界可持續(xù)性帶來的機(jī)會、鋼鐵行業(yè)的培訓(xùn)和職業(yè)所帶來的機(jī)會。目前國外有韓國浦項(xiàng)、塔塔等知名公司，國內(nèi)有寶鋼、鞍鋼、首鋼等眾多大企業(yè)和部分高校加入到資源的利用中來，本文通過對該網(wǎng)站的介紹試圖引起更多中小企業(yè)和高校關(guān)注這種培訓(xùn)新理念，并很好的利用此資源。

二鋼鐵大學(xué)網(wǎng)站平臺

鋼鐵大學(xué)網(wǎng)站內(nèi)容涵蓋從鋼鐵生產(chǎn)、產(chǎn)品、鋼的應(yīng)用和回收等各個方面，它通過一系列靈活的、涉及煉鋼生產(chǎn)的游戲般的模擬研究和應(yīng)用在鋼的生產(chǎn)和使用過程中所用基本的科學(xué)知識、冶金和工程原理、熱力學(xué)和動力學(xué)原理等。該網(wǎng)站現(xiàn)提供包括中文簡體和繁體兩種文字在內(nèi)的8種譯文版本可供不同需要的人群選擇。相鄰部分的有關(guān)主題提供了鏈接。

1網(wǎng)站特征靚點(diǎn)

虛擬鋼廠是該網(wǎng)站的特征之一，使用者可以控制它的各種工藝和測試活動，目前，網(wǎng)站可以提供的模擬活動有虛擬鋼廠、堿性氧氣煉鋼、電爐、二次精煉、連鑄、抗拉強(qiáng)度測試、硬度測試 、夏比沖擊韌性測試、厚鋼板的取樣和測試、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)高強(qiáng)度鋼。

該網(wǎng)站的特征之二是它的電子學(xué)習(xí)模塊（e-learning），此部分也是網(wǎng)站極具價值的核心部分，它可分為4大模塊：鋼鐵應(yīng)用，煉鋼過程（鋼的加工），鋼鐵冶金和可持續(xù)性，在4大模塊下面又細(xì)分為一系列小模塊如表1。

該網(wǎng)站的特征之三是挑戰(zhàn)賽，為了推廣該網(wǎng)站，自2005年開始，每年11月鋼鐵大學(xué)網(wǎng)站都會舉行一次虛擬煉鋼大賽。個人或團(tuán)隊(duì)均可參賽，參賽者在持續(xù)的24小時內(nèi)可以不計(jì)次數(shù)地進(jìn)行嘗試，利用該網(wǎng)站一個或多個虛擬的工藝生產(chǎn)一種特別為該比賽準(zhǔn)備的新鋼種，目標(biāo)是以總成本最低生產(chǎn)所需的鋼種。它吸引了世界各地的選手參加，參賽人數(shù)有逐年增加的趨勢，如圖1所示。

2煉鋼過程仿真模塊

1）高爐（BF）模擬。高爐是現(xiàn)代煉鐵生產(chǎn)的主要途徑，主要目的是為轉(zhuǎn)爐煉鋼提供質(zhì)量合格的鐵水原料。高爐使用鐵礦石為含鐵原料、焦炭和粉煤為還原劑、石灰或石灰石為造渣劑。本模擬的目標(biāo)是通過選擇合適的原材料（礦石、燃料、造渣劑）、并為這些原料設(shè)定合適的裝入比例，生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和裝料速度，優(yōu)化高爐生產(chǎn)鐵水的過程以獲得目標(biāo)鐵水。然后進(jìn)行質(zhì)量平衡、熱平衡和其它工藝指標(biāo)的評價使鐵水成本最低。

模擬可以生產(chǎn)鑄造生鐵和煉鋼生鐵等兩種不同類型的生鐵，共提供4個界面用于輸入與高爐生產(chǎn)條件相關(guān)的數(shù)據(jù)：1）原材料成分，2）生產(chǎn)設(shè)定，3）裝料比例，4）生產(chǎn)環(huán)境參數(shù)。當(dāng)所有的設(shè)定都完成后魚雷車被激活，點(diǎn)擊它會彈出仿真結(jié)果屏幕。主模擬屏幕如圖2所示。

2）轉(zhuǎn)爐（BOS）模擬。轉(zhuǎn)爐煉鋼是將鐵水煉成鋼水的煉鋼過程，通過向熔池供養(yǎng)發(fā)生氧化反應(yīng)降低熔池中的碳含量，并進(jìn)行脫硫、脫磷操作。此模擬目的是通過操作，向熔池供氧和加入必要的輔助料來處理鐵水，在規(guī)定的時間內(nèi)將成分和溫度合格的鋼水倒入鋼包內(nèi)。圖3畫面顯示所模擬的車間設(shè)置。

在模擬開始，動畫顯示起先加入爐內(nèi)的廢鋼和熔劑如石灰和白云石（依據(jù)用戶選擇而定）。固體料加入完畢，將鐵水罐中的鐵水兌入轉(zhuǎn)爐內(nèi)冶煉，冶煉完畢將鋼水出至鋼包中，隨著總結(jié)畫面的出現(xiàn)，表示模擬結(jié)束。該模擬設(shè)置了大學(xué)生水平和鋼廠技術(shù)人員水平兩種，目標(biāo)鋼種分為：普通建筑用鋼、TiNb超低碳鋼、管線鋼、工程用鋼等4種。模擬之前要做好計(jì)劃，首先是完成熱平衡和物料平衡的計(jì)算以決定鐵水、廢鋼、鐵礦石、渣料的用量和鐵水脫碳到目標(biāo)碳含量及升溫到出鋼溫度所需的總氧量。

3）電爐（EAF）模擬。模擬電爐冶煉的目的是通過選擇和熔化廢鋼及原料，在規(guī)定的時間內(nèi)，使鋼液達(dá)到所選擇鋼種

的目標(biāo)成分及溫度。目標(biāo)鋼種同轉(zhuǎn)爐完全一樣。EAF 模擬包括三個可視階段，在前兩個階段，為模擬冶煉的鋼種選擇原材料，第三個和最后模擬階段，熔化原材料并向目標(biāo)成分冶煉鋼液。模擬開始選擇廢鋼非常關(guān)鍵，有10種廢鋼可選如圖4。

4）二次精煉模擬。本模擬將從轉(zhuǎn)爐開始管理一包鋼水，并且要在一定的時間內(nèi)以合適的成份，溫度和一定的夾雜物含量（純凈度）運(yùn)送到合適的鑄機(jī)。要求以最小的成本來完成這個模擬。

有四種不同的鋼種以供選擇，每個鋼種都需要不同的冶煉工藝。除普通建筑用鋼、TiNb超低碳（ULC） 汽車面板用鋼、管線鋼、熱處理中碳CrMo工程用鋼外，還可以自己定義鋼種。為了冶煉出目標(biāo)鋼種，你必須以加入合金和精煉渣，攪拌，真空脫氣和再加熱為基礎(chǔ)做出一系列決定。加入的先后順序，時間和多少以及攪拌，脫氣和加熱的操作決定能否最終完成這個模擬。在模擬的最后，用戶將得到鋼水成份、溫度、夾雜物含量水平以及到達(dá)連鑄的時間是否在指定的范圍之內(nèi)，并且得到總成本。

5）連鑄模擬

本模擬的目標(biāo)是成功地連續(xù)澆鑄3包鋼水，但必須滿足特定的表面質(zhì)量、內(nèi)部質(zhì)量和夾雜物的標(biāo)準(zhǔn)。使用3種不同類型的連鑄機(jī)（板坯、大方坯和小方坯連鑄機(jī)）可生產(chǎn)4種不同的鋼種。

首要的是選擇好目標(biāo)拉速，使?jié)茶T的產(chǎn)品能滿足所有的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。其次，結(jié)晶器振動參數(shù)的設(shè)置對于獲得良好表面質(zhì)量的產(chǎn)品至關(guān)重要。最后，鋼液溫度和第2包、第3包鋼液的到達(dá)時間也需要相應(yīng)作好計(jì)劃。

模擬分大學(xué)生和鋼鐵行業(yè)的技術(shù)人員水平兩個級別，鋼種仍然是前述4類，但模式分單機(jī)模式和聯(lián)機(jī)模式。單機(jī)模式可以選擇用戶的水平、鋼種和所有的澆鑄參數(shù)，包括鋼包計(jì)劃和溫度。初始的模擬參數(shù)（例如成份、鋼包質(zhì)量、夾雜物含量等）采用默認(rèn)設(shè)置。聯(lián)機(jī)模式所有參數(shù)均從二次精煉模式調(diào)入用戶的水平、鋼種、鋼包鋼水的溫度、成份、質(zhì)量和夾雜物含量的參數(shù)。

6）熱軋模擬。型鋼軋制模擬：本模擬將一塊大方坯軋制成工字鋼。為實(shí)現(xiàn)此軋制過程，操作者需從加熱爐內(nèi)取出鋼坯并將其運(yùn)送到粗軋機(jī)。然后操作界面自動轉(zhuǎn)換到粗軋機(jī)（如圖5所示），操作者可根據(jù)屏幕顯現(xiàn)的軋制程序表移動并翻轉(zhuǎn)鋼坯進(jìn)行軋制。軋制結(jié)束后，界面將自動回到原生產(chǎn)線界面視圖，操作者應(yīng)將軋件經(jīng)過切頭剪后運(yùn)送到REF （粗軋-軋邊-終軋） 機(jī)架，并完成最后成品軋制過程。操作者應(yīng)在規(guī)定的時間內(nèi)完成工字鋼的生產(chǎn)過程。

中厚板模擬：本模擬任務(wù)是完成3份鋼板訂單的生產(chǎn)，模擬前首先通過控制面板建立各種要求的詳細(xì)內(nèi)容。3個訂單項(xiàng)的每項(xiàng)內(nèi)容（塔錐、過渡段和水下圓柱部分）需要單獨(dú)建立，點(diǎn)擊選項(xiàng)按鈕選擇任何一處，然后用上部的標(biāo)簽設(shè)置和改變各項(xiàng)參數(shù)，它們是圖6所示的鋼板尺寸和偏差、圖7所示為鋼板化學(xué)成分和軋制工藝選項(xiàng)和圖8所示的坯料計(jì)劃。根據(jù)理論知識完成三項(xiàng)參數(shù)的設(shè)定后形成一個軋制程序表，然后可以進(jìn)行軋制模擬，模擬完成后產(chǎn)生兩份報(bào)告，一份是顯示鋼板是否符合要求性能的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，另一份是顯示成本的生產(chǎn)報(bào)告。

三 應(yīng)用

1新員工、在校大學(xué)生網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)。鞍鋼為了迎戰(zhàn)2007年度的第三屆虛擬煉鋼挑戰(zhàn)賽，由集團(tuán)公司科技發(fā)展部負(fù)責(zé)，鞍鋼組織人事部和鞍鋼職工大學(xué)配合和支持，進(jìn)行了歷時3個月的準(zhǔn)備，共組織100多名職工進(jìn)行了三個階段的培訓(xùn)和網(wǎng)上實(shí)際演練。寶鋼為了讓員工了解鋼鐵大學(xué)豐富的資源并熟練應(yīng)用此網(wǎng)站，開展了許多工作。如，承擔(dān)部分中文版的翻譯工作，把鋼鐵大學(xué)網(wǎng)站鏈接到寶鋼外網(wǎng)及寶鋼教育培訓(xùn)中心外網(wǎng)上，分發(fā)鋼鐵大學(xué)網(wǎng)站手冊到各分廠。寶鋼日報(bào)還刊登過關(guān)于2006年鋼鐵大學(xué)網(wǎng)站鋼鐵生產(chǎn)競賽結(jié)果的新聞報(bào)道。

為了促進(jìn)鋼鐵大學(xué)網(wǎng)站的使用和參加鋼鐵生產(chǎn)競賽，寶鋼針對生產(chǎn)車間工作不足三年的新員工召開培訓(xùn)計(jì)劃，通過寶鋼教育培訓(xùn)中心的講師對EAF和鋼鐵生產(chǎn)模擬的演示，輔導(dǎo)培訓(xùn)者自己練習(xí)。另外還邀請鋼鐵工業(yè)專家做科學(xué)原理方面的技術(shù)演講，并舉辦小型的鋼鐵生產(chǎn)競賽。對鋼鐵生產(chǎn)的仿真模擬，使參加者認(rèn)識到鋼鐵的生產(chǎn)是一個環(huán)環(huán)相扣的系統(tǒng)過程。不僅要考慮鋼鐵質(zhì)量，原料和設(shè)備情況，還要考慮提高每個生產(chǎn)點(diǎn)的操作控制水平，只有這樣才能知道產(chǎn)量和消耗量的相互關(guān)系，模擬才能成功運(yùn)行。

從2007年上旬開始，圍繞鋼鐵大學(xué)網(wǎng)站的應(yīng)用，首鋼遷鋼公司做了大量研討、論證并作出了“運(yùn)用鋼鐵大學(xué)培訓(xùn)網(wǎng)站，開展網(wǎng)上模擬煉鋼（澆鋼）操作比賽，準(zhǔn)備參加2008年網(wǎng)上挑戰(zhàn)賽，在虛擬的環(huán)境里與各國同行高手過招”的決定。經(jīng)過充分準(zhǔn)備，2008年年初在人資處的組織下，煉鋼分廠精煉和板坯兩個作業(yè)區(qū)各自成功地舉辦了第一次（作業(yè)區(qū)級）的模擬比賽，共有73名職工參賽，其中絕大多數(shù)是大學(xué)生。2008年挑戰(zhàn)賽為初次參賽的他們積累了經(jīng)驗(yàn)。正是由于企業(yè)高度重視，以上企業(yè)分別在第三、四、六屆挑戰(zhàn)賽取得了企業(yè)組冠軍。員工素質(zhì)得到了提升，這無疑給我們中國鋼鐵公司的年輕員工帶來了良好的促進(jìn)和激勵[2]。

英國伯明翰大學(xué)將鋼鐵大學(xué)網(wǎng)站的部分模塊植入教學(xué)課程中，涵蓋了大一至大三的本科教學(xué)。這些模塊既可作為提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果能讓學(xué)生訪問的獨(dú)立資源，也可以作為嵌入的活動，在學(xué)生應(yīng)用中，后者更容易評估。汽車門板角色扮演練習(xí)已被用于艾薩克·常博士在第一年本科課程的設(shè)計(jì)和專業(yè)技能。總體而言，使用模塊加入到大學(xué)課程用替代傳統(tǒng)的課本和講座的學(xué)習(xí)模式會讓學(xué)生探索不同的鋼材加工和材料的選擇。

2歷屆挑戰(zhàn)賽情況。煉鋼挑戰(zhàn)賽自2005年舉辦以來，到目前已舉辦7次，2012/2013年為第七屆，除了2009/2010年外，網(wǎng)站已列出6次挑戰(zhàn)賽情況。挑戰(zhàn)賽目標(biāo)均為噸鋼成本最低。中國在前兩屆比賽中成績平平，自第三屆開始都有冠軍獲得，按先后分別是寶鋼、鞍鋼、首鋼遷鋼。學(xué)生沒有獲得過冠軍，也說明學(xué)生的實(shí)際能力有待大幅度提高。

1）比賽形式。前五屆比賽通過一輪在線比賽決出學(xué)生組和企業(yè)組冠軍，為激發(fā)各賽區(qū)選手的興趣，從第六屆開始，比賽形式發(fā)生較大變化。即比賽分兩輪進(jìn)行，第一輪從5大地區(qū)中選出地區(qū)冠軍，第二輪把第一輪當(dāng)中選出的地區(qū)冠軍集中在布魯塞爾國際鋼協(xié)總部，在鋼鐵企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)面前舉行總決賽。這種新的形式不僅為第二輪參賽選手提供全程免費(fèi)的全球旅行，還使參賽選手獲得與全球鋼鐵業(yè)領(lǐng)導(dǎo)面對面的機(jī)會。

2）歷屆賽事簡況。第一屆（2005）虛擬煉鋼大賽由于是首次比賽，共有28個國家的213名選手參賽，嘗試604次，人均5.6次，中國最好成績僅排85名。第二屆（2006）虛擬煉鋼大賽生產(chǎn)一種海洋平臺用的高強(qiáng)度鋼。22個不同國家的294名選手參賽，嘗試3961次，人均9.5次，較首屆有較大提高。中國寶鋼派出的4對選手進(jìn)入前10名，最好成績?yōu)榈诙蓚€組別的冠軍均被韓國獲得，分別是浦項(xiàng)科技大學(xué)和浦項(xiàng)鋼鐵公司。第三屆（2007）虛擬煉鋼大賽采用二次精煉和連鑄模擬軟件模擬生產(chǎn)啤酒罐用鋼，2007年11月7日星期三中午12點(diǎn)（格林威治時間，GMT），可以從網(wǎng)站獲得新版的模擬軟件和比賽的鋼種。比賽持續(xù)24小時，共吸引了來自5大地區(qū)26個不同國家的439名參賽者。嘗試12，753次，人均29次，成功率38%。來自中國鞍鋼的3組選手殺入前10名，其中張文和趙鋼是鋼鐵行業(yè)的最好成績，總成績排名第5。而總成績排名第一的韓國POSTECH的Hyunsoo Kim， Sangmin Lee 和 Daehee Woo贏得學(xué)生組冠軍。第四屆（2008）挑戰(zhàn)賽比賽持續(xù)24小時，2008年11月5日星期三中午12：00（GMT）結(jié)束。大賽采用一個全新的中厚板模擬軋制軟件，由于比賽當(dāng)天才仿真程序，使得比賽不太容易，成功率僅為9.2%。模擬中參賽者將綜合考慮成本及產(chǎn)品工藝要求，來完成用于制造風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒的中厚板訂單。競賽中，參賽者將得到一個風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒三個不同組成部分的訂單，并且按規(guī)定的尺寸和性能要求進(jìn)行生產(chǎn)，同時力求整個過程成本最低。本次比賽的478個參賽隊(duì)分別來自5大地區(qū)26個不同國家或地區(qū)。嘗試16446次，人均34次。最后來自企業(yè)組寶鋼選手尹璐、葛華、陳岑獲得冠軍，而學(xué)生組則由圣太田高等礦業(yè)精英大學(xué)的Nabil Marouf， Raphael Chosson， Pierre Sallot獲得。此次大賽完成3份訂單前30名中，有11對是寶剛選手，5對鞍鋼選手，鞍鋼獲得第二的成績。第六屆（2011/2012）鋼鐵大學(xué)挑戰(zhàn)賽由兩輪高規(guī)格的比賽組成。第一輪比賽于2011年11月15日星期二中午12：00（GMT）開始舉行，在線持續(xù)24小時。挑戰(zhàn)賽的第一輪先使用高爐模擬生產(chǎn)出鐵水，再用轉(zhuǎn)爐模擬將鐵水煉成能用于生產(chǎn)管線鋼的鋼水。目標(biāo)是生產(chǎn)出符合成分和溫度范圍且成本最低的鋼水。企業(yè)組及學(xué)生組的地區(qū)冠軍將來自以下地區(qū)：北美、拉美、歐洲-獨(dú)聯(lián)體、中東-印度-非洲及東亞-大洋洲。地區(qū)冠軍于2012年2月全程免費(fèi)參加了位于布魯塞爾國際鋼協(xié)總部舉行的第二輪決賽。

此次競賽吸引了25個國家650人參與，嘗試34259次，人均52次。企業(yè)組最好成績由來自首鋼遷鋼的劉飛和于晨取得，學(xué)生組最好成績由來自拉美巴西Universidade Federal do Ceará大學(xué)的Helilton Morais Rego Lima Filho和Fernando Emerson Viana Sousa取得。武漢科技大學(xué)獲得第三名。

第七屆（2012/2013）網(wǎng)上煉鋼挑戰(zhàn)賽是一次高規(guī)格的比賽，第一輪地區(qū)冠軍賽于兩個單獨(dú)的比賽日在網(wǎng)上舉行。比賽日1：2012年11月13日周二中午12：00（GMT）開始舉行，持續(xù)24小時。比賽日2：2012年11月21日周三中午12：00（GMT）開始舉行，持續(xù)24小時。參賽者可選擇參加一個或兩個比賽日的比賽。比賽模擬僅可在這兩個比賽日進(jìn)入，比賽結(jié)果將在第二個比賽日結(jié)束后評判。地區(qū)劃分為北美，拉美，歐洲-獨(dú)聯(lián)體，中東-印度-非洲及東亞-大洋州。企業(yè)組及學(xué)生組的地區(qū)冠軍將來自上述5個地區(qū)。第二輪總決賽將于2013年2月舉行。

第七屆比賽第一輪的任務(wù)是完成一份來自推土機(jī)械制造商的訂購合同。參賽者使用電爐模擬生產(chǎn)來自歐標(biāo)（EN10025：2004）S355J2+N的鋼水用于制造各種機(jī)械部件，比如伸縮臂和抓斗等，這款鋼種既強(qiáng)硬又有韌性，方便加工和制造。目標(biāo)是優(yōu)化冶煉過程以便滿足規(guī)定范圍的重量， 化學(xué)成分， 時間和溫度要求以及最低可能噸鋼成本。本輪比賽吸引了來自5大地區(qū)37個不同國家1148名參賽選手。共有42622次模擬嘗試，人均37次嘗試。

四 結(jié)語。鋼鐵大學(xué)網(wǎng)站為廣大企業(yè)和科研院校提供了豐富的培訓(xùn)和學(xué)習(xí)資料，已成為鋼鐵技術(shù)的權(quán)威網(wǎng)站，通過網(wǎng)上電子資源平臺還能解決目前高校和企業(yè)年輕員工在學(xué)習(xí)和培訓(xùn)中面臨的成本和效果問題。尤其它推出的挑戰(zhàn)賽使得世界五大洲的大學(xué)、鋼鐵公司、原料供應(yīng)商和顧客都可參與到國際鋼協(xié)的活動中，激勵了更多參賽者。值得我們鋼鐵行業(yè)和學(xué)界更多關(guān)注并自發(fā)利用該網(wǎng)站學(xué)習(xí)并推動鋼鐵行業(yè)創(chuàng)新。不失為一種年輕員工培訓(xùn)和學(xué)生直接學(xué)習(xí)的全新理念。

參考文獻(xiàn)：

篇7

許建

（濟(jì)南鋼鐵股份有限公司煉鋼廠，山東 濟(jì)南 250101）

【摘要】分析了提高轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)[C]含量工藝的主要優(yōu)勢。通過采取相應(yīng)措施，優(yōu)化工藝操作，既保證了較好的脫磷效果，又降低了鋼鐵料消耗并提高了合金收得率。

關(guān)鍵詞 轉(zhuǎn)爐；終點(diǎn)[C]含量；脫磷；鋼鐵料消耗

Technology Practice on Improving the End Point [C] Content in 210t Converter

XU Jian

(Steelmaking Plant of Jinan Iron and Steel Co., Ltd., Jinan Shangdong 250101, China)

【Abstract】We analyzed the main advantage of improving end point[C] content in converter. By taking appropriate measures, optimizing process operation, not only ensure the good dephosphorization effect, but also reduces the consumption of steel material and improve the alloy yield.

【Key words】Converter; Endpoint carbon content; Dephosphorization; Steel material consumption

鋼中[C]含量是轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)最重要的控制參數(shù)之一。轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)[C]含量很大程度上影響著產(chǎn)量、鋼水質(zhì)量、轉(zhuǎn)爐爐齡、鋼鐵料及合金消耗等轉(zhuǎn)爐各項(xiàng)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。為此，作為降本增效的重要部分，濟(jì)鋼210t轉(zhuǎn)爐煉鋼車間相應(yīng)開展了提高轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)[C]含量的工藝生產(chǎn)實(shí)踐。

1工藝主要優(yōu)勢分析

1.1降低鋼鐵料消耗

鋼鐵料消耗是煉鋼企業(yè)最重要的成本指標(biāo)，是衡量一個煉鋼廠競爭或贏利能力重要標(biāo)志。而終點(diǎn)[C]含量又很大程度上影響著鋼鐵料消耗。

我們知道，終點(diǎn)[C]含量與渣中（FeO）存在著對應(yīng)的關(guān)系。終點(diǎn)[C]含量越高，渣中（FeO）就越低；相反，終點(diǎn)[C]越低，渣中（FeO）就越高，則渣中帶走的鐵含量也就越高，越不利于鋼鐵料消耗的降低。

氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐吹煉過程的脫碳速度VC隨著溫度的升高而逐漸加快，達(dá)到最大VC后又隨著剛水中碳的減少而逐漸下降。當(dāng)碳減少至一定小的含量（約0.07%～0.10%）時，VC已經(jīng)很小了，此時供入的氧氣主要不是用來氧化碳而是氧化鋼水中的鐵元素。如果由于某種原因需要繼續(xù)供氧，此后的吹煉稱之為后吹[1]。可見，后吹增加了鐵損，減少了出鋼量，并降低了鋼水質(zhì)量。

當(dāng)[C]含量低于0.06%時，渣中（FeO）會急聚增加，嚴(yán)重后吹及點(diǎn)吹爐次的（FeO）含量會高達(dá)40%以上，而當(dāng)[C]含量在0.06～0.08%時，渣中（FeO）則急劇降至25%以下的較低水平，隨著[C]含量的繼續(xù)升高，（FeO）的降低趨勢則趨于平緩。因此，為了使終點(diǎn)[C]對鋼鐵料消耗的影響不至于太明顯，應(yīng)該使終點(diǎn)[C]含量大于0.06%。

我們可以簡單計(jì)算一下：若渣中（FeO）增加10%，則1t爐渣則多帶走鐵含量為：1000×10%×56/72=77.8kg，

一般轉(zhuǎn)爐終渣含量占總裝入量的0.10～0.15%，經(jīng)計(jì)算，鋼鐵料消耗升高6～8kg/t，隨渣量的增加而增加。顯然，若拉后吹或點(diǎn)吹嚴(yán)重的話，鋼鐵料消耗必會大幅增加。

由此可見，提高轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)[C]有利于降低鋼鐵料消耗，在允許的條件下，我們應(yīng)盡可能的提高終點(diǎn)[C]含量，杜絕拉后吹及點(diǎn)吹。

1.2降低合金消耗

我們知道，終點(diǎn)[C]含量越高，熔池[O]就越低，反之，熔池[O]則越高。因此終點(diǎn)[C]是合金工配加合金首先要考慮的因素。不同的終點(diǎn)[C]含量對合金收得率有著不同的影響，但若[C]含量保持在0.07%以上，不僅脫氧合金如鋁塊消耗大大降低，硅、錳元素收得率也能分別穩(wěn)定在90%及95%以上的水平。而一旦后吹或點(diǎn)吹嚴(yán)重，因[O]的分布明顯加大，使元素吸收率明顯下降且波動大，配料計(jì)算就難以把握，不利于成分的控制與穩(wěn)定性。回收率若降低，噸鋼成本則升高。因此，后吹或點(diǎn)吹嚴(yán)重的情況嚴(yán)重制約著生產(chǎn)成本的降低。

此外，轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)[Mn]和終點(diǎn)[C]也有著一定關(guān)系，一般終點(diǎn)[C]含量越高，終點(diǎn)余[Mn]含量就越高，相應(yīng)地合金化過程中加入的錳鐵量就越少。由此可見提高終點(diǎn)[C]含量工藝對合金料消耗的降低是顯而易見的。

1.3利于維護(hù)爐襯，提高爐齡

渣中（FeO）含量顯著影響著爐襯壽命，渣中（FeO）含量越高，對爐襯的侵蝕就越嚴(yán)重。也就是說，終點(diǎn)[C]含量越低，對爐襯侵蝕越嚴(yán)重。

渣中（FeO）是濺渣護(hù)爐最重要的技術(shù)參數(shù)，對濺渣效果起著至關(guān)重要的作用。若終渣（FeO）含量較高，特別是有嚴(yán)重后吹及點(diǎn)吹情況的，濺渣效果往往較差，對維護(hù)爐襯非常不利。而采用終點(diǎn)高[C]含量工藝時，由于終點(diǎn)熔池[C]高，終渣中(FeO)含量較低，可明顯改善終渣狀況，提高濺渣護(hù)爐效果，降低濺渣調(diào)料劑及補(bǔ)爐材料消耗，補(bǔ)爐次數(shù)減少。許多鋼廠例子證明良好的濺渣護(hù)爐可使轉(zhuǎn)爐爐齡提高到10000爐以上，甚至15000爐。因此提高轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)[C]含量，是維護(hù)爐襯提高爐齡的主要任務(wù)。

1.4提高鋼水質(zhì)量

終點(diǎn)[C]含量越低，則渣中及鋼水中殘存的氧含量越高，在鋼水脫氧后，氧化夾雜物也就越多，殘存在鋼水中的數(shù)量也較多。嚴(yán)重的后吹及點(diǎn)吹使鋼脫氧后產(chǎn)生大量的一次夾雜物使鋼的可澆性變差。而終點(diǎn)[C]含量高的鋼水，在這方面的情況則大為減少甚至消失。因此，終點(diǎn)[C]含量低，不僅增加消耗，加重精煉負(fù)擔(dān)，還嚴(yán)重影響鋼水內(nèi)在的質(zhì)量。

2工藝存在的主要問題

2.1不利于鋼水的脫磷

根據(jù)脫磷反應(yīng)的熱力學(xué)條件可知，鋼中[C]低，鋼及渣中氧化性高，渣中（FeO）升高有利于脫磷。大量實(shí)踐證明，轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)[C]含量越高，回磷傾向越大，轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)[C]含量越低，回磷傾向越小。這也就是為什么在冶煉低磷鋼使終點(diǎn)[C]含量普遍控制偏低的原因。因此，如何保證在轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)[C]含量較高的前提下，最大限度的去除[P]是所有鋼鐵企業(yè)普遍存在難點(diǎn)。

2.2終點(diǎn)判斷易失誤

如果一昧的片面追求高碳出鋼，控制不當(dāng)反而會出現(xiàn)終點(diǎn)高碳高磷現(xiàn)象，這就必然采取點(diǎn)吹操作，不僅增加冶煉周期，還嚴(yán)重侵蝕了爐襯，增加了鋼水中夾雜物，增加了鋼鐵料消耗及合金消耗，這對降成本顯然起到了相反的作用，得不償失。

3工藝優(yōu)化

3.1吹煉前期高效脫磷

根據(jù)脫磷反應(yīng)熱力學(xué)條件可知，前期熔池溫度低，渣中（FeO） 含量高，[C]—[O]反應(yīng)緩慢，是高碳出鋼工藝最有效的去磷時期。在此時期，一定要做到“早化渣，化好渣，盡快形成具有一定堿度和良好流動性的堿性渣”，以保證最大限度的脫磷。

為確保前期去磷效果，前期熔池溫度不能過高，而為了促進(jìn)石灰的熔化，獲得較好的渣流動性，熔池溫度又不能過低。因而操作中應(yīng)注意，為避免前期升溫過快，Si、Mn氧化期過后應(yīng)提高槍位，同時降低供氧流量，以便延長脫磷期保證去磷效果[2]。

3.2中期采用高槍位低氧流量操作

高槍位低氧流量操作，降低了對鋼液的供氧強(qiáng)度，能夠在一定程度上抑制碳氧反應(yīng)的快速進(jìn)行，這樣既可以抑制快速脫[C]升溫，又可以增加渣中FeO含量，促進(jìn)化渣，強(qiáng)化脫磷，同時保證了終點(diǎn)[C]。

3.3控制合適的爐渣(FeO)

(FeO)含量過高或過低都會影響熔池去磷效果。因?yàn)?FeO)含量過低時，爐渣流動性和氧化性差，去磷能力降低；而(FeO)含量過高時，會導(dǎo)致爐渣中(CaO)活度顯著降低，這樣反而會降低熔池去磷能力。有資料[3]表明，爐渣(FeO)含量控制在12%~16%附近脫磷效果最佳。可見，過高（FeO)對脫磷無用，且會降低終點(diǎn)[C]含量，在保證脫磷合適的前提下，控制爐渣(FeO)越低越好。

3.4合理的造渣制度

在高[Si]、高[Mn]條件下，易化渣且渣量大，[P]在終點(diǎn)[C]含量較高的情況下也很容易脫到較低水平，這是提高終點(diǎn)[C]含量的絕佳機(jī)會。若在低[Si]、低[Mn]鐵水條件下，提倡推進(jìn)留渣操作，很容易達(dá)到低磷、高碳出鋼的目的。另外采用雙渣法操作也有利于脫磷，有利于提高終點(diǎn)[C]含量，但雙渣法需要倒前期渣，會帶走大量金屬，增加鋼鐵料消耗。

3.5降低出鋼溫度，快速出鋼

在高[C]出鋼工藝下，為保證去磷效果，過程溫度控制偏低對脫磷有利。在轉(zhuǎn)爐停爐間隔及出鋼時間短，鋼包烘烤良好，正常周轉(zhuǎn)包等有利出鋼條件和滿足后續(xù)工序要求的條件下，出鋼溫度控制的越低越好。210煉鋼車間經(jīng)過大量實(shí)踐證明過程溫度控制在1580～1600℃，[C]控制在0.40～0.60%，終點(diǎn)溫度控制在1640～1660℃，容易進(jìn)行高C低磷操作。210煉鋼車間經(jīng)過工藝優(yōu)化后，終點(diǎn)[C]有效控制在了0.08～0.10%，同時平均磷也控制在了0.016%左右。

3.6合理控制終點(diǎn)[C]含量

根據(jù)冶煉鋼種采取合理的操作工藝，控制合適的終點(diǎn)[C]含量。終點(diǎn)[C]含量的多少主要取決于所冶煉鋼種[C]、[P]的成份以及所配加增碳合金量的多少。我車間根據(jù)大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)如下：

冶煉PD23系列、PD17系列等類似鋼種時，因成品[P]的上限為0.030%，[C]的上限為0.20～0.022%，因而是提高終點(diǎn)[C]含量工藝的理想選擇。考慮到合金增碳影響，終點(diǎn)[C]控制在0.10～0.14%；

冶煉[P]上限為0.025%，[C]上限為0.18～0.20%的鋼種時，終點(diǎn)[C]控制在0.08～0.12%；

冶煉[P]上限為0.020%，[C]上限為0.18～0.20%的鋼種時，終點(diǎn)[C]控制在0.08～0.10%；

冶煉[P]上限為0.015%，[C]上限為0.18%的鋼種時，終點(diǎn)[C]控制在0.07～0.09%；

冶煉[P]上限為0.015%，[C]上限為0.10%的鋼種時，終點(diǎn)[C]控制在0.05～0.08%，合金使用低碳合金或金屬錳或兩者按一定比例結(jié)合的配加方式，具體情況視終點(diǎn)[C]、[P]以及合金資源及成本而定。

3.7建立一次拉[C]命中率競賽

在上述優(yōu)化工藝的基礎(chǔ)上，建立一次拉[C]命中率競賽，獎勵與考核制度并行，激勵煉鋼人員的工作熱情與積極性，并能有效提高工人的冶煉水平。

4工藝實(shí)踐效果

統(tǒng)計(jì)210煉鋼車間工藝優(yōu)化前后各200爐實(shí)際數(shù)據(jù)平均值對比，如表1。

表1工藝優(yōu)化前后實(shí)際數(shù)據(jù)平均值

從表1工藝優(yōu)化前后數(shù)據(jù)對比可知新工藝的效果是顯而易見的。

210煉鋼車間通過優(yōu)化工藝及勞動競賽，終點(diǎn)[C]由原先0.06～0.09%提高到0.08～0.12%，平均余[Mn]增加約0.03%，終點(diǎn)氧含量由平均423ppm降到平均340ppm，噸鋼鋁消耗降低約0.1kg/t，平均終點(diǎn)[P]控制在了0.016%以下。鋼鐵料消耗由1064.5/kg降到1058.1/kg，一次終點(diǎn)合格率由原先82.6%提高到92.3%。硅、錳合金收得率分別由原來的87.3%、95.5%提高到92.5%、97.8%。

另外，終渣粘度大大改觀，濺渣料消耗減少，濺渣效果較好，濺渣時間縮短約1～2分鐘，噸鋼氮?dú)夤?jié)約750～1500Nm3。爐襯質(zhì)量保持良好，補(bǔ)爐料消耗降低，液位長期穩(wěn)定在9800～10000mm，利于操作的穩(wěn)定。

5結(jié)論

（1）采取有效的措施，保證了去磷保碳，終點(diǎn)[C]有原先0.06～0.09%提高到0.08～0.12%，平均終點(diǎn)[P]控制在了0.016%以下。

（2）平均余[Mn]增加約0.03%,終點(diǎn)氧含量由平均423ppm降到平均340ppm，鋼鐵料消耗由1064.5/kg降到1058.1/kg。

（3）有利于維護(hù)爐襯，節(jié)約了濺渣料和補(bǔ)爐料，有利于凈化鋼水。

參考文獻(xiàn)

［1］馮捷,賈燕.轉(zhuǎn)爐煉鋼實(shí)訓(xùn)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2004.

［2］王金平,吳健鵬,李小明,等.河南冶金,2006(9):52-57.

篇8

關(guān)鍵詞: 我國 鐵合金 成本核算

一、相關(guān)內(nèi)容簡介

（一）鐵合金簡介

鐵合金，英文名ferroalloy。是以鐵與基體金屬與一種或多種元素組成的金融熔煉、金屬處理等工藝中添加的合金，常用于鋼鐵冶煉中。但是現(xiàn)在鋼鐵行業(yè)中將所有用于煉鋼的中間合金，無論其是否含有鐵都統(tǒng)稱為“鐵合金”。

鐵合金的冶煉是從1860年開始的，開始時是用坩堝煉制的最低品位的鐵合金，后來發(fā)鋼鐵行業(yè)的發(fā)展有了高爐煉鐵、電弧爐煉制鐵合金等鍋爐形式，也有了現(xiàn)在的電爐煉制低碳鐵的形式。電爐煉鐵是當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的方式之一，主要為在電爐中氧化含硅合金的脫硅精煉法，我們最常用的煉鋼脫氧劑就是硅錳。

（二）成本核算簡介

成本核算，主要是指對生產(chǎn)經(jīng)營管理費(fèi)用的發(fā)生和產(chǎn)品成本的形成所進(jìn)行的核算。成本核算的過程大致分為三步，第一步是完整的記錄與成本核算對象有關(guān)的各種消耗費(fèi)用；第二步，將這些費(fèi)用中所產(chǎn)生的生產(chǎn)資料消耗和價值的轉(zhuǎn)移以及期間的成本費(fèi)用都計(jì)算準(zhǔn)確，即將研究對象的各種數(shù)據(jù)信息都進(jìn)行科學(xué)的加工和分析。第三部，也是最重要的一步，科學(xué)的確定研究對象在觀察時間段內(nèi)所產(chǎn)生的成本和各種費(fèi)用消耗是否符合經(jīng)濟(jì)發(fā)展效益，是否有利于企業(yè)的發(fā)展，進(jìn)而根據(jù)成本核算結(jié)果對各項(xiàng)工作作出調(diào)整。

二、在我國鐵合金產(chǎn)業(yè)中成本核算的重要性

要想提升我國鐵合金產(chǎn)業(yè)在國際上的競爭力，加強(qiáng)其成本核算能力是勢在必行的，而現(xiàn)階段我國的鐵合金行業(yè)應(yīng)用最多的就是電爐硅錳，也就是要加強(qiáng)對電爐硅錳的成本核算。成本核算工作在各行各業(yè)中都是非常重要的工作，它能幫助企業(yè)合理盈利，提升企業(yè)的市場競爭力，改善企業(yè)的經(jīng)營管理等。

（一） 提升企業(yè)的競爭力

提升市場競爭力，是現(xiàn)今企業(yè)生存和發(fā)展的首要因素。而在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)目的利潤最大化，只能通過對企業(yè)進(jìn)行成本核算和控制。在成本核算工作中，對成本消耗的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納總結(jié)，然后通過科學(xué)的方法進(jìn)行分析，找出哪些成本消耗是不必要或者消耗過多的。根據(jù)這一方向，在鐵合金的生產(chǎn)過程中找出消耗原因，加強(qiáng)該流程的管理，減少不必要的成本消耗，使得企業(yè)資金得到優(yōu)化配置，將節(jié)省出來的資金用于引進(jìn)新設(shè)備、新工藝，吸納新型人才上面，從而提升企業(yè)的市場競爭力。

（二）幫助企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者做出科學(xué)的決策

成本核算是成本管理中的重要組成部分，而成本管理又是企業(yè)管理中最基礎(chǔ)、最重要的環(huán)節(jié)，因此企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者要想做出正確的決策就必須了解成本核算的內(nèi)容、結(jié)果和意義。通過成本核算，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者可以檢查、監(jiān)管原始預(yù)算和成本的實(shí)行情況，從中了解到企業(yè)的成本水平以及對成本的管理工作如何，作為接下來做決策的參考。領(lǐng)導(dǎo)者可以從成本核算結(jié)果了解企業(yè)中哪一個環(huán)節(jié)存在不足，工作水平有待提高，以及成本消耗中從哪一方面著手降低成本而不影響產(chǎn)品生產(chǎn)的正常運(yùn)作等等，最終改善企業(yè)的經(jīng)營管理，使得企業(yè)有更好的發(fā)展。

三、我國鐵合金產(chǎn)業(yè)中成本核算的現(xiàn)狀及問題

由于鋼鐵、鐵合金等行業(yè)的特殊性，他們的成本消耗同時受到材料、質(zhì)量、施工工藝、生產(chǎn)設(shè)備等因素的影響，所以成本包含范圍較廣，也就給企業(yè)平時的成本核算工作帶來了很大的難度，導(dǎo)致我國現(xiàn)階段鐵合金產(chǎn)業(yè)中成本核算的不成熟。本文主要以鐵合金中電爐硅錳的形式做舉例說明。

（一）我國鐵合金產(chǎn)業(yè)中成本核算研究方法尚停留在傳統(tǒng)方法階段

我國的現(xiàn)代鋼鐵產(chǎn)業(yè)起步比發(fā)達(dá)國家晚，同時鋼鐵行業(yè)中的成本核算方法也較發(fā)達(dá)國家落后。我國現(xiàn)階段鐵合金產(chǎn)業(yè)中成本核算方法主要是計(jì)劃成本法、目前成本法和標(biāo)準(zhǔn)成本法，而國外已經(jīng)將比較先進(jìn)的ABC法全面推廣了。鐵合金產(chǎn)業(yè)中成本覆蓋面廣、成本信息龐大，而傳統(tǒng)的成本核算方法不能全面分析各項(xiàng)成本信息，也增加了成本核算工作者的工作壓力和工作強(qiáng)度，不符合利用最大化的標(biāo)準(zhǔn)。另外傳統(tǒng)的核算方法不能量化各種成本消耗對產(chǎn)品的影響，無法為后來的調(diào)整工作做出指導(dǎo)。

（二）我國鐵合金當(dāng)前成本信息的搜集工作不到位

在我們的觀念中，鐵合金行業(yè)本就是一個高消耗的產(chǎn)業(yè)，成本消耗量大是很正常的，工作人員對成本的各種消耗記錄工作不是很在意，導(dǎo)致成本核算工作原始數(shù)據(jù)的丟失。再者，鐵合金制造業(yè)從用料、制作加工到后來的銷售分配上市一個非常龐大的工作流程，在這一過程中成本信息的收集常常不能保證其準(zhǔn)確性和及時性。如在購進(jìn)硅錳材料時，我國大多采用計(jì)劃價格，也就是根據(jù)以往購進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，提前劃價，在期末結(jié)賬時再根據(jù)實(shí)際采購價格和計(jì)劃價格做差異比對，這種方法往往容易為人所利用，忽視了原材料瞬間變化的價格等等，導(dǎo)致記錄的成本信息不準(zhǔn)確。

篇9

《工程材料》是高校土木工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)課，它不僅是一門應(yīng)用技術(shù)，同時又是建筑施工等課程的基礎(chǔ)，該課程中涉及到的材料的組成及性能等內(nèi)容需要學(xué)生具備一定的化學(xué)知識方能學(xué)好，因此在開設(shè)該課程前，一般都需要學(xué)生具備基礎(chǔ)化學(xué)知識，結(jié)合《工程材料》教學(xué)內(nèi)容，主要總結(jié)了小高職基礎(chǔ)教育階段需要前修的化學(xué)知識模塊。

關(guān)鍵詞：

工程材料；高職；化學(xué)；教學(xué)內(nèi)容

哈爾濱鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院是一所以高鐵、隧道、橋梁、建筑為主打?qū)I(yè)的國家骨干高職院校，同時也是中國中鐵集團(tuán)下屬唯一一所高職院校。我校每年為國家高速鐵路建設(shè)、城市軌道交通建設(shè)、土木工程檢測、道路橋梁建設(shè)等方面輸送大量的優(yōu)秀人才。作為一個歷史悠久的老牌土木工程類院校，我校在大一第二學(xué)期開設(shè)了《工程材料》這門課程。由于近些年高考不斷改革，高中化學(xué)知識刪減了很多，又由于高考適齡生源的減少，以及一些二本院校招生門檻的降低，使得我校招生學(xué)生的素質(zhì)降低，此外，作為三年制高職教學(xué)的補(bǔ)充，五年制高職的學(xué)生沒有經(jīng)過高中系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，化學(xué)知識更是為零，學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)知識不能夠滿足《工程材料》這門課程的學(xué)習(xí)，因此，需要在講授這門課程之前，前修一部分化學(xué)基礎(chǔ)知識，現(xiàn)結(jié)合我校的實(shí)際情況，前修基礎(chǔ)課程并沒有充足的課時，也不能像高中化學(xué)教學(xué)那樣，重視基礎(chǔ)，精講運(yùn)算，因此我們針對學(xué)生后學(xué)專業(yè)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容，總結(jié)出三個必須掌握的化學(xué)知識模塊，即金屬元素及其化合物、硅酸鹽工業(yè)基礎(chǔ)、有機(jī)物及新型高分子材料，便于學(xué)生學(xué)習(xí)掌握，為后續(xù)《工程材料》課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

1金屬元素及其化合物

《工程材料》主要講述建筑材料的性能和使用條件，現(xiàn)階段建筑工程中常用的金屬材料又可分為黑色金屬，例如鋼、鐵、及其合金等，還有有色金屬包括銅、鋁及其合金。從事土木工程建設(shè)的技術(shù)人員必須了解和掌握這些材料有關(guān)的知識，土木工程材料是一切土木工程的物質(zhì)基礎(chǔ)，材料決定了建筑的形式和施工方法，因此我們的學(xué)生要想學(xué)好這部分知識，就必須先要掌握金屬元素及其化學(xué)物有關(guān)的基礎(chǔ)化學(xué)知識。金屬及其化合物知識點(diǎn)較多，由于學(xué)時有限，我們只能選取與專業(yè)課聯(lián)系比較緊密的內(nèi)容重點(diǎn)講解。例如：鋁、鐵、銅三種金屬及其化合物的性質(zhì)是重點(diǎn)講解的內(nèi)容。鋁元素存在的形式主要是鋁土礦，鐵元素能夠以游離態(tài)的隕鐵和化合態(tài)的鐵礦石存在；鋁粉可以制成銀粉（白色涂料）；鐵（鉻、錳）為黑金屬，其余的都為有色金屬；金屬鋁既能和強(qiáng)酸反應(yīng)，又能和強(qiáng)堿反應(yīng)；金屬化合物與酸和堿的反應(yīng)；常用的金屬冶煉方法及原理，例如，電解法冶煉鋁，熱還原法冶煉鐵，濕法冶煉銅等；其中最主要的還是工業(yè)煉鋼、煉鐵的原理。工業(yè)煉鐵的主要原料是石灰石、鐵礦石、焦炭，在煉鐵高爐中發(fā)生三個化學(xué)反應(yīng)這樣可以得到生鐵，生鐵可以作為煉鋼的原料，把生鐵冶煉成鋼的過程，就是除去大部分硫、磷等有害雜質(zhì)，并且適當(dāng)?shù)亟档蜕F里的含碳量，調(diào)整鋼里合金元素含量到規(guī)定范圍之內(nèi)。煉鋼時常用的氧化劑是空氣、氧氣或氧化鐵，主要化學(xué)方程式：大量鐵變成氧化亞鐵，調(diào)整硅、錳的含量，同時降低碳量，除去FeO，因它會使鋼具有熱脆性。

2硅及硅酸鹽工業(yè)基礎(chǔ)

建筑工程中把能夠?qū)⑸⒘畈牧希ㄈ缟白印⑹拥龋┖蛪K狀材料（各種磚或者砌塊）粘結(jié)成為具有一定強(qiáng)度的整體材料，成為膠凝材料。膠凝材料根據(jù)化學(xué)成分可分為無機(jī)膠凝材料和有機(jī)膠凝材料，其中無機(jī)膠凝材料又可分為氣硬性膠凝材料，例如石灰、石膏、水玻璃等，而水硬性膠凝材料主要為各類水泥。作為土木工程專業(yè)的學(xué)生，在學(xué)習(xí)這部分知識時要作為重點(diǎn)內(nèi)容。因此我們在講述這部分知識點(diǎn)時，首先要求學(xué)生要對這幾種材料的化學(xué)成分、反應(yīng)方程式有一定的了解，并且知道它們之間的聯(lián)系。主要講述的內(nèi)容包括硅的性質(zhì)及應(yīng)用；二氧化硅的性質(zhì)及用途，硅酸鹽工業(yè)主要包括玻璃、水泥和陶瓷，這三種產(chǎn)品都是建筑工程中常用的材料，尤其是水泥，因此，學(xué)生要掌握這幾種產(chǎn)品的制備原料、設(shè)備、反應(yīng)原理、主要成分、特性、種類及用途。以水泥為例，其制備原料為石灰石、粘土和石膏（適量），設(shè)備為水泥回轉(zhuǎn)窯，具有水硬性，水中空氣中都可以硬化，是不可逆過程。

3有機(jī)物及高分子材料

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對材料的需求越來越多，對材料的性能要求也越來越高，新型高分子復(fù)合材料越來越受到人們的重視。有機(jī)物知識點(diǎn)繁多，需要學(xué)生掌握的知識點(diǎn)主要包括：烷、烯、炔烴及笨和笨的同系物基本組成及化學(xué)性質(zhì)；烴的衍生物的重要類別和各類衍生物的重要化學(xué)性質(zhì)，包括鹵代烴、醇、醚、酚、醛、酮、羧酸、酯，硝基化合物等等；重要的有機(jī)反應(yīng)及類型，包括：取代反應(yīng)、加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、消去反應(yīng)、水解反應(yīng)、熱裂化反應(yīng)，聚合反應(yīng)、中和反應(yīng)；高分子材料是由可稱為單體的原料小分子通過聚合反應(yīng)而合成的，包括碳鏈高聚物、雜鏈高聚物、元素高聚物，四類主要高聚物反應(yīng)包括：加聚成碳鏈、縮聚成酯鏈、縮聚成肽鏈、酚醛（或酮）縮聚。傳統(tǒng)高分子材料包括塑料、橡膠、纖維、薄膜、膠粘劑和涂料等。其中，塑料、合成纖維和合成橡膠已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)與人民日常生活所必不可少的重要材料。而新型高分子材料的性能更優(yōu)越，應(yīng)用更廣泛，既具備了傳統(tǒng)高分子材料機(jī)械性能，且在一定領(lǐng)域有特殊用途的若干種新型材料，例如有高分子分離膜、仿生的高分子材料、醫(yī)用的高分子材料、液晶高分子材料、導(dǎo)電塑料等等。兩者在化學(xué)結(jié)構(gòu)和物質(zhì)劃分上，是基本一致的，只是合成難度上、實(shí)際用途上、出現(xiàn)時間上有差異。從事建筑工程的技術(shù)人員都必須了解和掌握土木工程材料的有關(guān)技術(shù)知識。土木工程材料是一切土木工程的物質(zhì)基礎(chǔ)，材料決定了建筑形式和施工方法。因此要學(xué)好這部分知識非常重要。知識的積累和學(xué)習(xí)是一個漫長的過程，不能一蹴而就，要循序漸進(jìn)，要想學(xué)好專業(yè)課，就必須要先學(xué)好基礎(chǔ)課。

作者：張巍 單位：哈爾濱鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院基礎(chǔ)教育學(xué)院

參考文獻(xiàn)

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篇10

對于現(xiàn)代工業(yè)來說不存在“無用的廢料”，廢氣、廢渣、廢液、廢能的綜合利用程度體現(xiàn)著一個國家工業(yè)的成熟度。綜合利用不僅能夠回收本企業(yè)產(chǎn)生的廢料、余熱，還能夠消化其他企業(yè)或者民用領(lǐng)域產(chǎn)生的廢棄物。建材生產(chǎn)當(dāng)中產(chǎn)生的很多廢料可以回收后作為原料重新進(jìn)入生產(chǎn)流程，如鋼鐵企業(yè)從原料單元到軋線，每個工序都有含鐵塵泥產(chǎn)生，含鐵塵泥經(jīng)過必要的均質(zhì)化和除雜工藝處理后，進(jìn)入燒結(jié)廠循環(huán)利用［8］。在水泥生產(chǎn)中可以處理工業(yè)廢渣和生活垃圾。生產(chǎn)水泥的主要原料石灰石在加熱分解過程中消耗大量熱能，同時排放CO2。而許多工業(yè)廢渣如碳化爐渣、礦渣、鋼渣等都是經(jīng)過高溫處理過的，不會像石灰石那樣進(jìn)行加熱分解放出CO2。利用工業(yè)的廢渣來代替石灰石，減少石灰石在原料中的比重，既減少了熟化熱耗，又減少了CO2排放。摻粒化高爐礦渣粉可提高混凝土的密實(shí)性及耐久性、改善混凝土拌合物的工作性［9］。利用水泥窯處理城市生活垃圾，既能減少環(huán)境污染，又可以利用垃圾的熱量節(jié)省燃料，還可以利用垃圾燃燒后的灰渣替代原料，有效節(jié)省礦物原料［10］。在鋼鐵生產(chǎn)中可以回收煤氣、煙氣、余熱，處理城市廢棄物。綜合利用的技術(shù)有:爐頂煤氣綜合利用技術(shù)、焦?fàn)t處理城市廢塑料、燒結(jié)煙氣綜合利用技術(shù)、轉(zhuǎn)爐煤氣綜合利用技術(shù)等。玻璃、陶瓷、磚瓦等建材都有使用窯爐加熱的工藝。除了加強(qiáng)保溫外，余熱利用對于節(jié)約能源、降低碳排放有很好的效果。

建材的節(jié)約使用

由于建材是高碳、高耗能產(chǎn)品，浪費(fèi)建材就等于直接增加了碳排放。節(jié)約建材不僅應(yīng)包括在工程建設(shè)當(dāng)中節(jié)省建筑材料，還應(yīng)包括合理高效地利用建筑及其他基礎(chǔ)設(shè)施、合理延長其使用壽命、開發(fā)高性能建材等內(nèi)容。

1高性能建材和新型建材的開發(fā)和推廣

加強(qiáng)高性能建材的研發(fā)和推廣，以高性能材料代替普通材料，實(shí)現(xiàn)“以質(zhì)代量”，減少建材總的消耗量。以鋼筋為例，世界主要工業(yè)發(fā)達(dá)國家在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中已淘汰了低強(qiáng)度的鋼筋，多采用高強(qiáng)度(400，500MPa)鋼筋。我國高強(qiáng)度(400MPa)鋼筋用量占總鋼筋用量的30%～40%，中低強(qiáng)度鋼筋用量占總鋼筋用量的60%～70%。每1000tHRB335鋼筋用HRB400鋼筋代替約可節(jié)省鋼材140t。而我國的年建筑用鋼量早已超過1億t［11］。新型節(jié)能建材的意義不僅節(jié)約建材，更在于建筑的節(jié)能。例如空心砌塊代替黏土實(shí)心磚，既節(jié)省了材料，又降低了建筑承重，還能夠提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫、隔音效果。應(yīng)該加強(qiáng)高性能建材的科研開發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)制訂工作，鼓勵新型節(jié)能低碳建材的使用，并且對生產(chǎn)新型建材的企業(yè)進(jìn)行政策扶持。

2延長建筑物(構(gòu)筑物)的使用壽命

我國正處于城市化進(jìn)程加快的階段，房地產(chǎn)市場火爆，許多建筑不到使用壽命就被拆除。這背后原因復(fù)雜，既有價值規(guī)律的作用，又有管理、規(guī)劃的原因，也有建設(shè)質(zhì)量等其他方面的原因。其中追求經(jīng)濟(jì)效益和提升城市形象、功能是造成目前國內(nèi)城市建筑“短命”的主要原因［12］。因此規(guī)劃、設(shè)計(jì)要提高前瞻性，使新規(guī)劃區(qū)、新建建筑能夠適應(yīng)未來發(fā)展，從而延長建筑物的技術(shù)壽命。還要注意對城市老、舊建筑的保護(hù)和利用，賦予古建筑、舊建筑新的含義和功能，讓其自身能夠創(chuàng)造價值。延長建筑的使用壽命、減少“短命”建筑，既有低碳的意義，又能夠保存城市的歷史風(fēng)貌，具有保存建筑文化的意義。

3優(yōu)化設(shè)計(jì)

優(yōu)化設(shè)計(jì)是以數(shù)學(xué)中的最優(yōu)化理論為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)為手段，根據(jù)設(shè)計(jì)設(shè)定的性能目標(biāo)，建立目標(biāo)函數(shù)，在滿足給定的各種約束條件下，求出最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。利用計(jì)算機(jī)手段進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)在我國建設(shè)領(lǐng)域還沒有得到普遍應(yīng)用，只是應(yīng)用在一些大型工程中。目前我國設(shè)計(jì)市場的一個突出問題是迫于甲方對于工期的要求，設(shè)計(jì)周期被壓縮得很短，優(yōu)化設(shè)計(jì)工作被忽略掉了。而通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以在允許的范圍內(nèi)，使所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更合理、性能更好、質(zhì)量更高、更加節(jié)約建材。

4提高建筑利用率

伴隨我國經(jīng)濟(jì)收入的增加，也興起了一股建筑的奢華之風(fēng)，許多建筑超出“適合人居”這一功能越來越遠(yuǎn)。從低碳的角度，我們提倡建筑的簡約實(shí)用，人均建筑面積適用即可，從而提高建筑的利用效率。對于辦公建筑，應(yīng)與人員編制掛鉤，防止盲目提高標(biāo)準(zhǔn);對于公共服務(wù)建筑，應(yīng)制定相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，防止求大求洋;對于居住建筑，可以考慮對占有住房面積超過一定標(biāo)準(zhǔn)的征收碳排放稅。

建設(shè)低碳建筑

建筑的低碳包括建設(shè)期的低碳、使用期的低碳和報(bào)廢回收期的低碳。使用期中采暖、制冷、照明以及其他設(shè)備能耗占到建筑總能耗的80%～90%，其余10%～20%為建筑的材料能耗、建設(shè)能耗以及拆除階段的能耗，減少使用期的碳排放意義重大［13］。

1充分利用自然能

因地制宜設(shè)計(jì)出適合當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)的建筑，充分利用自然能，減少動力設(shè)備的使用。冬季的采暖和夏季的制冷耗費(fèi)能源最多，這樣建筑護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫就顯得格外重要。嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的建筑要做到充分爭取陽光照射并且避免冷風(fēng)的侵襲。夏熱冬冷地區(qū)和夏熱冬暖地區(qū)要注意夏季的遮陽和通風(fēng)。盡量爭取自然采光，減少人工照明的使用量。充分利用太陽能制熱水和利用太陽能發(fā)電。

2降低設(shè)備損耗

為了提供一個良好的室內(nèi)環(huán)境和更完善的功能，現(xiàn)代建筑使用了大量的專用設(shè)備。這些設(shè)備包括采暖、通風(fēng)、制冷、給排水、電氣、運(yùn)輸?shù)确矫娴脑O(shè)備。這些設(shè)備的使用造成了大量的碳排放。降低設(shè)備損耗的措施包括提高鍋爐的熱效率，提高熱交換器的效率，根據(jù)冷負(fù)荷自動調(diào)整冷凍機(jī)的制冷量，用高效光源(如LED燈)代替低效光源(如白熾燈)，使用熱泵技術(shù)來利用低品位熱能等。

3既有建筑的低碳改造

我國有數(shù)量巨大的既有建筑，這些建筑能耗高、碳排放大。對既有建筑進(jìn)行改造要比新建建筑復(fù)雜得多。在改造時，要考慮建筑的現(xiàn)狀，技術(shù)上要復(fù)雜一些，施工也較麻煩。對于住宅建筑，最大的難點(diǎn)不是技術(shù)問題，而是資金問題。改造一棟住宅樓，要面對眾多的業(yè)主，達(dá)成一致比較困難。比較切合實(shí)際的做法是政府在這方面加強(qiáng)投入。從社會效益的角度考慮，政府出資改造也是有必要的。在已經(jīng)改造的建筑中多數(shù)是政府出資或者政府出大部分的資金。

4建筑領(lǐng)域清潔發(fā)展機(jī)制的應(yīng)用

清潔發(fā)展機(jī)制(CDM)設(shè)定的初衷是能夠使發(fā)達(dá)國家以較小的代價獲得核證減排量(簡稱CER)，而與之合作的發(fā)展中國家獲得發(fā)展急需的資金和技術(shù)。但是由于市場對利益的追逐，使得經(jīng)濟(jì)效益好但生態(tài)社會效益差的項(xiàng)目受追捧，比如回收CH4、分解NO2和HFC-23的項(xiàng)目大受歡迎。而建筑項(xiàng)目因?yàn)閱蝹€項(xiàng)目減排量小、核證減排量(CER)認(rèn)定困難、基準(zhǔn)線確定困難等原因而難以開展［14］。但是由于建筑領(lǐng)域溫室氣體減排潛力巨大，市場廣闊，在當(dāng)前還是應(yīng)該加強(qiáng)CDM在建筑領(lǐng)域應(yīng)用的研究，開發(fā)適用于建筑領(lǐng)域的方法學(xué)，進(jìn)行規(guī)劃方案下清潔發(fā)展機(jī)制(簡稱PCDM)項(xiàng)目的嘗試，培養(yǎng)該領(lǐng)域內(nèi)專業(yè)技術(shù)人才，完善相關(guān)規(guī)章制度，進(jìn)行建筑類CDM項(xiàng)目試點(diǎn)開發(fā)。

實(shí)現(xiàn)低碳交通

由于我國汽車保有量的迅速增加，城市交通擁堵現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，同時也伴隨著大量的尾氣污染、噪音污染和溫室氣體排放。2000—2009年全國私有汽車擁有量見圖1。

1通過城市的合理規(guī)劃減少交通負(fù)荷

由于我國人多地少，業(yè)已形成了集約型城市，新的城市規(guī)劃仍然應(yīng)以集約型城市為目標(biāo)。合理的規(guī)劃不僅可方便市民的生活，還可通過減少出行距離，減輕道路負(fù)擔(dān)，同時也有了利于人們采用步行和自行車出行這樣的綠色交通方式。這方面的方法有建設(shè)功能齊全的小型化居住街區(qū)、建設(shè)兼有辦公和居住的混合功能街區(qū)、根據(jù)出行強(qiáng)度布置企事業(yè)單位等［16］。

2限制小汽車的使用

小汽車不僅動態(tài)占用道路面積大、道路通過率低，是城市交通擁堵的主要原因，而且在各種出行方式中人均能耗最大、人均碳排放最大的一種。限制小汽車的使用是建設(shè)城市低碳交通，解決城市交通問題的根本途徑。這幾年我國小汽車年消售量迅速上升，已經(jīng)超過美國成為全球最大的汽車消費(fèi)市場。政府應(yīng)當(dāng)及早制定政策，否則城市交通將迅速惡化并伴隨大量的溫室氣體排放。

3構(gòu)建便捷的城市公共交通網(wǎng)

限制小汽車要和建設(shè)便捷公共交通結(jié)合起來，使人們能夠享受便捷的現(xiàn)代化交通。完善現(xiàn)代化的交通網(wǎng)絡(luò)包括發(fā)展地鐵、輕軌等軌道交通，完善城市公交車網(wǎng)絡(luò)，改善換乘和不同交通方式之間的銜接，降低公共交通使用費(fèi)用等方面。

4鼓勵綠色交通方式

步行和自行車出行本身是不產(chǎn)生碳排放的綠色交通方式。但是這些年來隨著城市道路的變遷，機(jī)動車道占據(jù)了城市道路中更多的空間，壓縮了非機(jī)動車和人行道的空間，綠色出行的環(huán)境越來越差。我們應(yīng)該給步行和自行車出行以新的定位，鼓勵這種健康環(huán)保的出行方式，保證步行、自行車出行的道路空間，建立完整路網(wǎng)。在混行道上確立行人優(yōu)先和自行車優(yōu)先原則。

建筑垃圾的回收利用

在建筑的報(bào)廢回收期和新建建筑的施工過程中會產(chǎn)生大量的建筑垃圾，將建筑垃圾回收處理后再重新利用既能保護(hù)天然資源，又能降低建筑垃圾對環(huán)境的影響。建筑垃圾包括砂石、磚瓦、混凝土塊、木料、玻璃、陶瓷、塑料、金屬等。經(jīng)過分揀，不同的材料可以分別回收處理，如廢木料經(jīng)加工再利用或用于制造中密度纖維板、廢金屬送鋼鐵廠或有色金屬冶煉廠回?zé)挕６鴱U棄磚、瓦、混凝土經(jīng)破碎、篩分、分級、清洗后作為再生骨料，可以用于建筑物地基回填、道路墊層、混凝土結(jié)構(gòu)工程，以及制作砌塊等建材產(chǎn)品［17］。但是目前我國的建筑垃圾除經(jīng)過簡單分揀就可以直接回收利用的以外大多是以堆放或填埋的方式進(jìn)行處理，回收利用率很低。究其原因主要是由于我國資源稅一直偏低，再生材料制成的產(chǎn)品價格高于用天然原料制成的產(chǎn)品，回收利用的企業(yè)無利可圖。建筑垃圾資源化仍需政策的引導(dǎo)。