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焦化和炼铁、炼钢、轧钢与过程自动化仪表发布日期：2024-11-12 浏览次数：10058
焦化、炼铁、炼钢、轧钢是钢铁生产流程中的关键环节，它们之间存在着紧密的联系与依赖。
一、焦化是钢铁生产的起始环节，通过高温将原煤转化为焦炭，为炼铁过程提供必要的燃料。
焦化是指有机物质在高温条件下进行深度的裂解和缩合反应的过程。
1、定义与过程
焦化在煤的干馏中指高温干馏，而在石油加工中，是重质油在高温下进行深度裂解和缩合反应，产生气体、汽油、柴油、蜡油和石油焦的过程。
它主要包括延迟焦化、釜式焦化、平炉焦化、流化焦化和灵活焦化等五种工艺。
2、产品与应用
焦化产品如焦炭、煤焦油等，广泛应用于钢铁、化工、电力等行业。
二、炼铁
利用焦炭作为还原剂，在高炉中将铁矿石还原成铁水，是钢铁生产的核心步骤之一。
炼铁是将金属铁从含铁矿物中提炼出来的工艺过程，主要有高炉法、直接还原法、熔融还原法、等离子法等方法。
1、高炉法
是现代钢铁生产的重要环节，主要原料包括铁矿石、焦炭、石灰石和空气。在高温下，焦炭产生还原剂一氧化碳，将铁矿石还原得到生铁。
2、其它方法
如直接还原法、熔融还原法、等离子法，也是炼铁的有效方法，但相对于高炉法，这些方法的应用可能较为特殊或局限。
高炉炼铁因其工艺相对简单、产量大、劳动生产率高、能耗低，成为现代炼铁的主要方法，其产量占世界生铁总产量的95%以上。
三、炼钢
将铁水进一步加工，通过吹氧、加料等工序去除杂质，提高钢的质量，是钢铁生产中的关键环节。
炼钢是指通过控制碳含量和调整其它元素比例，来获得最佳性能的钢材的过程。
1、炼钢原料
主要包括生铁、废钢和海绵铁。生铁是高炉炼铁的产品，含碳量较高；废钢是回收的钢材；海绵铁是直接还原炼铁法的产品。
2、炼钢过程
首先，将原料加入炼钢炉内，通过加料、造渣、出渣等步骤，调整熔渣成分和反应能力。
接着，进行氧化反应，去除有害元素如P、S等，并保留或增加有益元素如Si、Mn等。
最后，通过精炼炉进一步调节钢水成分，保证钢材质量。
3、炼钢产品
炼钢得到的产品有钢锭、连铸坯和直接铸成的各种钢铸件。这些产品再经过轧制、拉拔或机加工，得到市场上常用的各种形状的钢材。
将炼钢得到的钢坯通过轧机轧制成各种形状的钢材，如条钢、线材、钢板等，是钢铁生产的最终环节。
轧钢是在旋转的轧辊间改变钢锭、钢坯形状的压力加工过程。
1、轧钢的目的
一方面是为了得到需要的形状，如钢板、带钢、线材以及各种型钢等；另一方面是为了改善钢的内部质量。
2、产品
常见的汽车板、桥梁钢、锅炉钢、管线钢、螺纹钢、钢筋、电工硅钢、镀锌板、镀锡板，以及火车轮等，都是通过轧钢工艺加工出来的。
3、分类
轧钢分为热轧和冷轧。热轧是在热状态的红钢通过轧钢机辊压成不同断面形状的钢材；冷轧则是在不加热的常温条件下，通过轧钢机的辊压成更薄和更光洁表面的板材。
这四个环节相互衔接，共同构成了完整的钢铁生产流程。其中，焦化环节为炼铁提供燃料，炼铁环节为炼钢提供原料，而轧钢环节则将炼钢得到的钢坯加工成最终产品。
五、过程自动化仪表在焦化、炼铁、炼钢、轧钢等环节的应用
1、在焦化过程中
自动化仪表主要用于测量和控制温度、流量、压力等参数。例如，温度测量仪用于监测焦炉的温度，确保焦化过程的稳定性和产品质量。流量测量仪用于测量冷却水和其他介质的流量，确保生产过程中的物料平衡和能耗优化
2、炼铁过程中
自动化仪表的应用主要体现在智能化控制系统和机器人技术。
智能化控制系统可以实时监测和调整炉温和炉内气氛，提高炼铁效率，降低能耗。机器人技术则用于炉料的加卸和炉渣的清理，减少人工干预，提高生产效率和安全性。
3、炼钢过程中
自动化仪表的应用包括自动化炼钢设备和智能化控制系统。
自动化设备如炉子、转炉、电炉等实现对炼钢过程的自动化控制，提高生产效率和产品质量。智能化控制系统则实时监测钢水成分、温度和炉内气氛，确保钢水质量，减少不良品产生。
4、轧钢过程中
自动化仪表的应用包括自动控制、监测和调节、数据记录和分析、故障诊断和报警等功能。
通过计算机控制系统实现对轧钢过程的自动控制，减少人为操作的干扰和误差。
传感器实时监测钢坯的位置、形状和温度，确保产品尺寸和质量的一致性。自动化设备记录和分析生产数据，方便后续的质量控制和生产优化。一旦发现异常情况，自动化设备会自动报警并提供故障诊断信息，减少停机时间。
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