上海宝钢生产实习报告Word下载.docx

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1）学校进行实习动员、课堂教学以及相关企业生产工艺设备电化教学、相关专业实验室参观。

2）到企业的各生产厂（车间、工段）进行参观实习。

通过参观实习，了解各生产厂（车间、工段）的生产产品种类、生产工艺及生产流程、年产量、生产技术经济指标，车间主要设备及其功能和工作原理。

时间安排如下：

日期

时间

实施单位

讲座内容

第一周

周一

上午

宝钢炼铁厂

原料生产工艺与设备

下午

烧结生产工艺与设备

周二

安全教育、参观现场

高炉生产工艺与设备

周三

宝钢炼钢厂

转炉炼钢生产工艺与设备

周四

周五

钢管事业部（电炉、连铸）

安全教育、参观现场（电炉、连铸）

电炉、连铸生产工艺与设备

第二周

宝钢制造部

介绍宝钢生产管制流程

宝钢热轧厂

热轧生产工艺与设备

宝钢冷轧厂

冷轧生产工艺与设备

钢管事业部（无缝）

无缝钢管生产工艺与设备

宝钢钢管事业部

钢管事业部（线材）

线材生产工艺与设备

周六

北京科技大学

返京

2实习内容

2.1宝钢炼铁厂

2.1.1高炉冶炼的原料

铁矿石（含铁量23%~70%）、燃料（主要是焦炭）、熔剂（主要是石灰石）

2.1.2高炉冶炼的产品

生铁（铁和碳、硅、锰等元素的合金，并含有少量磷和硫）、炉渣、高炉煤气、炉尘

2.1.3主要设备

一、高炉

炼铁生产的主要设备是高炉

高炉是一个竖直的圆筒形炉子。

外面用钢板制成炉壳，里面砌耐火砖炉衬。

炉腔内从上至下依次分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸五段。

炉料自炉喉上部装入炉腔，铁水和炉渣分别从位于炉腔下部的出铁口和出渣口排出，出渣口比出铁口位置稍高。

风口位于炉腔的上部，沿高炉周围均匀分布，通过围管和风口把热风吹到炉内，以供焦炭燃烧之用。

炉气沿炉喉上方的煤气上升管排出。

炉缸在出铁口以下有一死铁层保护着炉底,使炉底免遭炉渣和煤气的侵蚀和冲刷。

炉腹的作用是适应炉料融化时的体积收缩和煤气上升时的体积扩大,因此做成上大下小的锥形。

炉腰是连接炉身和炉腹的缓冲带，由于炉腰部位有炉渣形成，初成渣使这里的炉料透气性恶化，所以直径较大，以减小煤气流的阻力。

炉身自上而下逐渐扩大，以适应炉料加热后的体积膨胀并减小炉料下降的阻力。

此外，在高炉本体上下和周围还有一系列金属框架供各种机械设备安装用，以及输送油、水、气和原料的管道和车辆。

围绕高炉，有供料系统、上料系统、装料系统、送风系统、煤气除尘系统、渣铁处理系统、喷出系统。

二、高炉上料机

高炉上料机用来把炉料运送到高炉炉顶，是高炉加料系统中的重要设备。

高炉上料机主要有两种：

斜桥料车上料机和带式上料机。

（宝钢目前采用带式上料机）

（一）料车式上料机

料车式上料机的主要组成部分是：

斜桥、料车和卷扬机。

料车式上料机结构紧凑，占地面积小；

对于中小高炉，有足够的上料能力；

能实现自动控制并且运转可靠。

料车式上料机的结构特点主要有两点：

（1）工作过程中，两个料车交替上料，当装满的料车上升时，空料车下降，空车重量等于一个平衡重，平衡了重料车的车箱自重。

这样，不但节省了电机功率，而且电机运转时有一个重料车上升，没有空行程。

（2）如图所示，在斜桥顶端主轨道的两侧，装有上升的辅助导轨。

料车的前后轮不同，后轮的轮缘两侧设有内外两个踏面。

当料车行至斜桥顶端时，前轮继续沿轨道下降，后轮则靠外踏面被上升的辅助轨道抬起，整个料车以前轮为中心倾翻，将料倒入漏斗中。

当卷扬机反转时，空料车依靠自重返回，另一个重料车上升。

（二）带式上料机

同料车式上料机比较，带式上料机的主要优点是：

（1）生产能力大，并且易于实现大型高炉要求的大批上料。

一般认为，当高炉日生产铁超过4000~5000吨时，宜采用带式上料机上料。

（2）设备和基建投资较少。

（3）由于带式上料机是高架结构，占用的地面面积小，使高炉周围能有足够的面积配置炉前设备来清理铁渣，使用移动式机械来维持高炉风口和整修铁沟，并使在炉前布置冲水渣设施成为可能。

（4）改善了炉顶装料设备的工作条件。

（5）操作和维护简单,便于实现自动控制,使用寿命长。

根据高炉胶带上料总体布置的要求，胶带机的头轮设置在炉顶上，尾轮设置在矿槽下部，机械传动装置和电控室设置在偏于尾轮一侧的中部。

这种布置便于炉顶装料设备和矿槽设备的布置。

为了减小胶带张力，上料胶带机驱动装置一般采用多电机双滚筒串联中间驱动，以增大胶带在传动滚筒上的包角。

当采用多电机双滚筒串联驱动时，驱动装置的选择力求统一，尽量采用同一型式的驱动装置。

这样有利于驱动装置的组合，制造和配套，同时也减少备品备件的品种和规格。

驱动装置的组合型式，一般有三机驱动和四机驱动两种。

在传动配置时，要使第一个传动滚筒有两台驱动装置同时工作，第二个传动滚筒可有两台或一台驱动装置工作。

胶带上料机是高炉主要设备之一，其运行正常与否，直接影响高炉的生产，因此在设计中要考虑胶带机运行可靠，控制操作方便并有必要的安全措施和备用、检修手段。

高炉上料胶带机连续运行，且带料启动，为使炉料在胶带机上运行平稳，不出现撒料现象，胶带机运行速度一般为2~2.5米/秒。

电动机在起动和制动时，加（减）速度要合理选择；

满载启动时，加速度0.2~0.4米/秒²

，空载起动时加速度为0.4~0.6米/秒²

，此外还要考虑胶带起动制动时的张力不应超过最大张力的1.4~1.6倍。

带料机的胶带采用钢丝绳芯胶带。

带式上料机采用了多个电机双滚筒驱动。

由此有以下优点：

a.双滚筒驱动胶带张力较单滚驱动较小。

b.由于多电机驱动，每个传动滚筒都由单独或两个电机传动，因此可以采用电气控制或液力传动控制的办法来实现平衡传动，以使两个传动滚筒的圆周力之比值为一定值，排出了外载荷变化和两个传动滚筒间胶带张力S变化的影响。

c.平衡传动实际上是两个相互调整的单滚筒传动。

两个传动滚筒各有一定的静止角，包角没有完全用于力的传递，所以胶带磨损减小寿命延长。

三、泥炮

高炉出铁后必须立即使用耐火泥将出铁口堵住。

泥炮就是堵住出铁口的专用设备，泥炮是在高炉不休风的全风压工况下工作。

随着高炉大型化和高压技术的发展，过去我国高炉广泛使用的电动泥炮，已逐渐被液压泥炮所替代。

现代高炉对泥炮的要求有：

a.泥炮的泥缸必须有足够的容积，保证供应足够的堵铁口泥，能一次堵住出铁口，并且在出铁口过浅时，能打入足量的泥量，以恢复和保持正常的出铁口深度，较好地修补炉缸前墙。

b.打泥活塞应具有足够的推力，以克服密实的耐火泥的运动阻力，能在全风压的情况下将耐火泥分布在炉缸内壁上。

c.结构紧凑，能安装在风口平台以下，以便于实现机械化更换风口。

d.炮嘴在出铁口炉门附近，做近似直线运动，并能调整倾斜角度。

e.工作可靠，能远距离操纵。

宝钢1号高炉首次从日本引进了ＭＨＧ型全液压泥炮，由三菱公司制造。

这种泥炮由打泥机构、压紧机构、回转机构、锁紧机构和液压站组成。

泥缸有效容积0.3立方米，泥缸活塞最大推力600吨，打泥机构油压为35MPa。

泥炮工作时，回转机构将炮身从非工作位置转到工作位置，压泡机构将炮嘴压紧在出铁口上，同时锁紧机构将泥炮工作位置固定，最后打泥机构把炮泥打入出铁口，整个工作完成。

打泥机构的主要特点是打泥油缸采用了固定式活塞和可动式油缸。

如上图，打泥时，用可动式油缸推动泥缸中的泥塞前后移动。

采用这种机构后，由泥缸活塞漏出的泥可由泥缸后部的漏泥孔排出，因此漏出的泥可不致接触油缸活塞杆，从而保护了油缸和活塞杆，减少了维修和延长了油缸的使用寿命。

压炮机构按工艺要求，打泥时将炮嘴紧压在铁口上，并保证炮泥有一段烧结变硬是、的时间。

压炮机构由压炮油缸、曲柄组件、悬挂杆等主要部件组成。

如上图，打泥机构和曲柄销套在一起，能转动，前端通过悬挂杆吊在框架上。

曲柄通过曲柄臂和压炮油缸相连，压炮时，油缸活塞杆后退，油缸臂转动，带动曲柄臂，加之悬挂杆的作用，炮嘴按设计轨迹压向出铁口，炮嘴在接近出铁口时，做近似直线运动。

回转机构由带有减速器的油马达、大小齿轮副所组成。

带减速器的油马达装在旋转框架上，大齿轮由齿圈和轮壳组成，两部分之间有滚珠支撑，大齿圈用螺栓与机架相连，所以大齿圈固定不动，轮毂与旋转框架相连。

当油马达带动小齿轮旋转时，小齿轮绕固定的大齿圈滚动，从而带动旋转框架作回转运动。

打泥时和压炮时的反作用力通过锚钩传到地基。

如上图，锚钩设置在旋转台架的下方，锚座固定在基础上，脱钩动作由油缸来完成，出现故障时，可用手动操纵脱钩。

这种泥炮有完备的冷却和隔热保护措施。

炮筒做成了内外两层的形式，中间有空气冷却，下部靠近出铁口部分，又增设了冷却水箱。

大部分液压和润滑管路布置在密闭箱形旋转台架内，箱形台架靠铁沟一侧有水箱保护。

MHG型泥炮已由北京科技大学等单位完成了国产化设计制造，成功地使用在了宝钢2号高炉上。

2.2炼钢厂

2.2.1氧气顶吹转炉设备

氧气顶吹转炉设备由于具有投资少、建基快，冶炼周期短、产量高、钢种多，质量好等优点，目前已成为世界上炼钢的主要设备。

它由炉体、支撑装置及倾动机械组成。

2.2.2转炉炉体

转炉炉体由炉壳和炉衬组成。

炉壳有钢板焊成，而炉衬由工作层、永久层和充填层三部分组成.工作曾直接与炉内液体金属、炉渣和炉气接触，易受侵蚀，国内通常用沥青镁砖砌筑。

永久层紧贴炉壳，用以保护炉壳钢板，修炉时永久层可不拆除。

在永久层和工作层之间设填充层，由焦油镁砂或焦油白云石组成，其作用是减轻工作层热膨胀对炉壳的压力，并便于拆炉。

一、炉帽

为了减少吹炼时的喷溅和热量损失以及炉气的排出，故炉帽的形状皆做成截圆锥形或球缺截圆锥形，其炉口均为正炉口，用来加料，插入吹氧管，排出炉气和倒渣。

由于炉帽处于高温炉气区，直接受喷溅物烧损，并受烟罩辐射热作用，其温度经常高达300~400摄氏度，在高温的作用下，炉帽和炉口极易产生变形。

为了保护炉口，目前普遍采用通入循环水强制冷却的冷却炉口，这样既可减少炉口变形又便于炉口结渣的清除。

为防止发生事故，水冷部分应加强维护。

水冷炉口有水箱式和埋管式两种结构。

水箱式水冷炉口采用钢板焊接结构，其水箱内焊有若干隔水板，使冷却水在水箱内形成一个回路，同时也起加强筋的作用。

这种结构冷却强度较大，制造容易，但是由于焊口易开裂，因此安全性较差。

埋管式水冷炉口是把通冷却水用的蛇形钢管埋铸于铸铁中，这种结构冷却强度不如水箱式，但安全性和寿命均比水箱式高。

水冷炉口可用楔与炉帽相连，但由于炉渣的粘结，往往在更换损坏了的炉口时不得不用火焰切割。

因此，我国在中小型转炉较多采用卡板焊接的方法将炉口固接在炉帽上。

二、炉身

炉身是整个炉子承载部分，皆采用圆柱形。

出钢口通常设置在炉帽和炉身耐火炉衬的交界处。

其位置、角度和长度的设计，应考虑出钢过程中炉内钢水液面；

炉口和盛钢桶间的相互位置及其移动关系；

堵出钢口方便否；

能否保证炉内钢水全部倒完；

出钢时钢流对盛钢桶内的铁合金应有一定的冲击搅拌能力等。

在生产过程中，由于出钢口烧损较为严重，为便于修砌、维护和更换，出钢口可设计短些。

三、炉底

炉底有截锥型和球型两种。

截锥型炉底制造和砌砖都比较简便，但其强度不如球型好，故只适用于中小型转炉。

球型炉底的优缺点与截锥面相反，故为大型转炉采用。

炉帽、炉身和炉底三段的联结有三种方式：

死炉帽活炉底、活炉帽死炉底和整体炉壳。

三中联结方式与修炉方式有关，死炉底和整体炉壳采取上修，而活炉底采取下修。

死炉帽活炉底的炉帽与炉身是焊死的，而炉底与炉身则采用可拆式联结，这种结构适用下修法。

活炉帽死炉底具有结构简单，重量轻，制造简便，安全可靠等优点，在大型转炉上多采用此结构。

用这种结构修炉时要采用上修方式，即炉初砖要由炉口送进炉内进行砌筑。

整体焊接炉壳是近年来300吨级转炉上采用的。

这种结构由于采用整体焊接的方法，因此具有结构简单，炉壳承载能力大，安全可靠性高等优点。

由于炉壳尺寸足够大，所以修炉时炉衬砖可由炉口运进炉内进行砌筑。

在国外有的转炉为了减少停炉时间，提高炉座利用率，修炉时采用更换炉体的方式，将不能吹炼的待维修炉体移至炉座外修理，而将事先准备好的炉体整体装入炉座继续吹炼，这种炉座称为活炉座。

转炉炉壳是一个倾转的容器，属薄壳结构。

它具有重载、倾动和高温的特点，工作时不仅受静的和动的机械应力负荷，还承受热应力负荷，这两种负荷在炉体上产生有三种应力：

由机械负荷产生的应力，热膨胀应力及炉壳温度分布不均而产生的热应力。

由于上述三种应力相互作用，炉壳将随着炉子容量、结构、使用时间以及运转操作的不同而有所变化。

炉壳在上述应力长期作用下，将会产生变形、裂纹及局部过热和烧穿。

在生产实践中，为了提高炉壳寿命，可采取以下措施：

a.选择抗蠕变强度高而焊接性能好的材料来制造炉壳。

各国普遍采用耐压锅炉钢板制造。

近年来也有采用合金钢的，因其在高温下具有良好的抗蠕变性能和焊接性能。

目前我国用于制造炉壳的低合金高强度钢有16Mn和14MnNb等。

b.降低炉壳温度。

炉帽由于受到钢液、炉渣和烟罩的热辐射以及炉口喷溅物的热作用和烧蚀，它的变形和损坏较之炉身部分更为严重，因此对炉帽的降温要给与更大的重视。

现在用的防热板结构是在大挡渣板型式发展起来的，大挡渣板是用一块很大的钢板自炉口下部一直延伸么托圈的上盖板。

这样既不利于炉帽的通风散热，也不易于制造当喷溅严重时还会产生。

近年来，强化转炉的技术日趋完善，以致出现风冷和水冷相兼的冷却方式。

宝钢的冷却系统中0.6MPa，140t/h流量的冷却水由耳轴轴套上孔进入，分别对炉口圈、炉帽、炉体护板等各部位进行冷却，然后汇集回水再对托圈进行冷却，这样形成水冷回路。

为改善托圈与炉体之间空气对流加强散热效果，降低炉体温度，采用喷吹进行冷却，空气冷却是用压力为10KPa流量为250m³

/h低压空气，从耳轴的中心孔进入后，由托圈下沿回形管路的喷嘴喷吹。

另外，为了提高炉身和托圈间的自然冷却效果，应合理选择炉壳与托圈间的间隙量，间隙量过小空气不易流通，散热不好；

间隙量过大时增大托圈尺寸，结构庞大。

c.炉壳已产生椭圆变形后，可将已变形的炉壳在托圈内旋转90度继续使用，这样可延长炉壳寿命。

也可采用椭圆形托圈，以适应炉壳变形，有助于延长炉壳寿命。

2.2.3转炉炉体支撑系统

转炉炉体及其附件的全部重量接通过支承系统传递到基础上去，同时支承系统还担负着传递从倾动机械给炉体使其倾动的力矩。

因此支承系统是转炉机械重要组成部分。

炉体支撑系统包括：

支承炉体的托圈，将炉体与托圈联结起来的联结装置，以及支承托圈的耳轴轴承及底座。

一、托圈

早期建造的炉子不带托圈，如日本钢管公司60吨转炉，原西德莱茵豪森钢厂180吨转炉均不带托圈，这种炉子的炉体是通过焊接在炉体上的耳轴板或加强圈来支撑的。

这种结构虽然简单，但炉壳承载不均，其寿命较短，现已不再采用。

现代转炉皆采用托圈结构来承载炉体，因此托圈是转炉重要的承载部件。

托圈在工作中除承受炉体和钢液的静负荷和传递倾动力矩外，还承受着频繁启动、制动以及碰撞产生的动负荷，此外还承着由炉体、盛钢桶、渣罐以及喷溅物的热辐射，因此托圈应具有足够强度和刚度。

1.托圈结构

宝钢300吨转炉采用整体式托圈。

托圈是钢板焊接的箱形结构，高宽比为3.16，两侧分别同驱动侧耳轴座焊接成一个整体托圈。

钢板材料是日本钢号SM41C。

耳轴座与耳轴是一个整体铸件，其材料是SCW49，为了减少耳轴座与托圈外腹板联结处处于断面急剧变化而引起的应力集中，将耳轴座做成叉形过渡形式，在连接处其厚度与腹板相同，然后向耳轴附近逐渐平缓增厚。

为了增强耳轴座焊接处的强度和刚度，在耳轴座焊接处焊有横隔板，横隔板焊在托圈高度的中间，在耳轴两侧各一块。

在耳轴同一侧隔板之间还焊七块均布的立筋板来提高腹板的刚度。

在两块立筋板中间焊有穿通内、外腹板的圆管来增强托圈的刚性和改善炉壳空冷效果。

在出钢侧的托圈外腹板上，借支承块用螺栓固定保护板，以防渣罐、盛钢桶的辐射热对托圈的作用。

为了降低托圈的热应力，该托圈采用了水冷却，从水冷炉口、炉顶钢板和渣罐排出的冷却水，经排水集水箱汇集后由驱动侧耳轴座上部进入托圈，再由从侧耳轴内孔引出。

2.托圈与耳轴联结

耳轴是重要承载件，在材料选择上应选择具有高强度和良好韧性的合金钢来制造，例如驱动侧常选择35CrMo或40Cr，从动侧也可用45锻钢制造。

宝钢300吨转炉的耳轴材质是SCW49.

耳轴与托圈联结有三种形式：

法兰螺栓联结、静配合联结和整体焊接。

宝钢300吨转炉采用了直接焊接的连接方法。

这种连接方法防止了运转中可能出现的松动，同时减少了连接件，结构简单，加工量小，提高了运转安全性，因此在大型转炉上得到了应用。

为了防止结构焊接变形，制造时要注意保证两年耳轴的平行度好和同心度，因此制造要求较高。

二、炉体与托圈联结装置

1.对联结装置的要求

炉体通过连接装置支承在托圈上，由于炉体很重，且在工作中应能360度任意倾转，因此对联结装置应具有以下性能：

一方面炉体能牢固地固定在托圈上，任意倾转不应产生任何横向或纵向窜动；

另一方面又能适应炉壳和托圈热膨胀，在炉体的径向和轴向产生相对位移时所具有的补偿能力，以免造成炉壳或托圈由于挤压而产生严重变形和破坏。

这些是设计联结装置时必须考虑的。

由于炉壳和托圈的变形，在联结装置中引起载荷的重新分配，往往造成局部过载，并由此而引起严重变形或破坏，所以联结装置的设计应满足以下要求：

a.转炉处于任何倾动位置时，均能安全可靠地把炉体负载均匀的传递给托圈。

b.能适应炉体在托圈中的径向和轴向热膨胀而产生相对位移，即应具有位移的补偿能力，同时又不应产生窜动。

c.炉体的荷重应均匀地分布在托圈上，使炉壳的强度和变形的影响减少到最低限度。

d.考虑到变形的产生，能以预先确定的方式传递载荷，并避免因静不定问题的存在而使支承系统承受附加载荷。

2.炉体与托圈联结装置的结构

联结装置的主要形式有：

法兰螺栓联结装置、卡板类持器联结装置、四点静不定吊挂联结装置及自调螺栓联结装置。

宝钢300吨转炉采用的是自调螺栓联结装置。

整个连接装置由两部分组成：

一部分是托圈上部三组互成120度配置的自调螺栓装置；

另一部分是安装在耳轴部位的托圈上下两组止动托架。

三个互成120度的调节螺栓，用销轴连接在托圈上盖板上的支承座上，可在销轴上任意摆动，其上面通过两块球面垫片联结在炉壳法兰的销孔中，并用螺母锁紧靠着球面自调螺栓可作任意摆动，在炉体处于直立位置时，三组自调螺栓承受了炉体的自重，当炉体倾动时，三组自调螺栓承受垂直托圈平面载荷外还要由出钢口对侧自调螺栓装置来承受倾动力，因它距耳轴中心距离最远。

在炉体受热膨胀时，焊在炉壳上的法兰推动卡在其销孔中的球面垫片外移，借着球面的作用自调螺栓便倾斜，因此炉体可在托圈内相对位移不受约束，自调螺栓最大倾角为6.9度，相应炉壳最大径向膨胀量为130mm。

承受平行托圈平面方向载荷的两组托架分别装在两耳轴部位的托圈上下平面上，托架是焊在炉壳上并嵌入托圈凹槽内，托架与凹槽仅在侧面相接触，以制其横向位移并平行托圈平面方向载荷。

这种装置属三点静定支承装置，能很好满足对联接装置各项性能要求，且结构简单，是一种运转可靠值得推广的联结装置。

2.2.4转炉倾动机构

一、倾动机械工作特点

倾动机械是用以转动炉体，已完成转炉兑铁水、出钢、加料、修炉等一系列工艺操作，因此倾动机械是实现转炉炼钢生产的关键设备之一，它的工作特点是：

1.低转速大减速比

转炉工作对象是高温液态金属，在冶炼过程中还要进行上述的各项工艺操作，要求炉体能平稳倾动准确定位，因此炉子皆采取低转速的倾动速度，通常倾动转速为0.1~1.5/分。

为获得如此低的倾动速度，需要很大的速比，一般约为600~1000，甚至更高。

例如我国120吨转炉速比为753.35,300吨转炉速为638.245。

2.重载

转炉炉体自重很大，再加上炉液重量，整个被倾动部分的重量要达到上百吨甚至几千吨重，通常炉子回转部分总重约为炉子容量的6~8倍。

例如50吨炉子回转部分重量为354吨，而120吨和300吨炉子分别为887吨和2000吨重。

要使这样重的炉子倾动，就必须在它耳轴上施加巨大的倾动力矩。

例如我国50、120和300吨转炉倾动