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一块铁矿的旅途

北京科技大学 黄越
2024-09-08 18:51 阅读 8.4千+ 字号+
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一块铁矿的旅行

看似简单的炼钢过程的背后又有蕴含哪些材料的奥秘?今天我们化身一块铁矿,一起来感受鞍钢钢卷的加工过程。

一、旅行的起点

我是来自东鞍山、弓长岭的一块铁矿……与地球远端的巴西、澳大利亚那些国家不同,我们的特点是“贫、细、杂、散”,被人们称为贫铁矿。我们的平均品位约只有34.51%,与其他国家的的富铁矿相比,我们鞍山铁矿石的品位略低,但仍然具有一定的开采价值。

我们属于贫铁矿,要炼成炽热纯净的铁水,需要经过选矿和烧结。

选矿是钢铁工业中一道重要工序,如何提高选矿工序的效率,对于钢铁产业高质量发展有着特殊重要意义。曾经,鞍钢的工人们为了选矿需要耗费大量的人力物力,如今,在大数据、云计算、自动控制、在线监测、AI等先进技术的帮助下,偌大的生产现场空无一人,而我,在工人的远程操控下,从生产指标、配矿指数到各种品位指标一目了然。工人们在铁矿石筛选过程中对质量、重量以及外观的严格要求具有严格要求,理化指标‌方面,各个元素含量均有量化指标,而铁的含量则要求不低于92%。单重方面,要求铁矿石的单重应在5-40千克/块之间,且超出上、下限的重量均不能超过总重量的5%。外观方面,要求铁矿石的表面应洁净。

在经过层层选拔后,我幸运地被选中,开始了我的漫长旅途。

铁矿石烧结是铁矿石造块的主要方法之一。将贫铁矿经过选矿得到的铁精矿,富铁矿在破碎和筛分过程中产生的粉矿,生产中回收的含铁粉料(高炉和转炉炉尘,连铸轧钢铁皮等)、熔剂(石灰石、生石灰、消石灰、白云石和菱镁石等)和燃料(焦粉和无烟煤)等,按要求比例配合,加水混合制成颗粒状烧结混合料,平铺在烧结台车上,经点火抽风烧结成块。

二、高炉之行

作为烧结矿,我是冶炼铁水的主要原料,我的质量和粒度对高炉冶炼效果有重要影响。工人们会对我进行破碎、分级、洗选等处理,以确保我符合生产要求。

高炉当中的角色不止我一个,焦炭和石灰石也是其中不可缺少的角色。

焦炭是高炉冶炼的重要能源和还原剂,其质量和数量直接影响到高炉冶炼效果。

石灰石作为助熔剂,在高炉冶炼过程中起到降低炉渣熔点、提高炉渣流动性的作用。

下一步,我将与同伴一起作为高炉炼铁的主要原料,与焦炭,石灰石等一起进入高炉,正式开始炼铁。

高炉炼铁的第一步便是炉缸布料,炉缸布料是指将预先准备好的原料按一定的比例投入到高炉炉腔内。在高炉操作中,为了达到最佳的冶炼效果,工人们需要考虑各种原料的配比和进料方式。通常情况下,我将和焦炭按一定比例混合后从高炉上部的料斗进入高炉,然后通过布料装置均匀分布到炉缸内。

炉缸布料完成后,需要进行点火预热操作。点火预热是指将炉内的原料进行燃烧,以使炉内温度逐渐升高到冶炼所需的温度。点火预热过程通常包括初次点火、次发点火和正常点火等阶段。

完成点火预热之后,便要注意风温控制。为了使我完成从铁矿石到生铁的蜕变,高炉内需要通过燃烧来提供能量,而风则是提供燃烧所需氧气的关键。

在高炉操作过程中,需要根据冶炼条件的要求,控制风温的高低。通常情况下,风的温度越高,炉内温度也会相应提高。通过调节风温,便可以控制高炉内的温度和冶炼反应的速率。

冶炼过程是高炉生产的核心环节,也是钢铁生产的关键步骤。在高炉内,我将会经过还原反应,被还原成铁水,同时产生熔渣。

冶炼过程中需要控制炉内的温度、气氛、压力等参数,以确保冶炼反应的顺利进行。此外,还需要对炉渣进行处理,以提高炉渣的利用价值。

出铁是高炉操作的最终目的,也是冶炼过程的最后环节。在生产过程中,需要定期进行出铁操作,将炉内的铁水抽取出来,这时我就可以离开炙热的高炉,只要再进行冷却和净化处理,我就能够前往其他的地方探索了。

在离开之前,工人告诉我,高炉操作周期结束或需要进行维护时,需要进行停炉操作。停炉是指将高炉的冶炼过程暂停,进行冷却、清洗和维护等工作。在停炉期间,需要对高炉进行检查、保养和维修,以保证高炉的正常运行和延长使用寿命。

三、化为钢板

随后我作为基础原料,伴随滚滚热浪进入热轧钢板的生产车间。在正式开始之前,我要在‌炼钢厂被加工为‌连铸坯或‌钢锭,才能送入轧钢车间,准备进行热轧制作。

‌一股灼热的感觉传来,工人们告诉我这是预处理步骤,我会被加热至适当的温度,通常在1100°C至1300°C之间,并进行一些必要的表面处理,例如除锈、除氧化物等。‌

‌随着传送带的运行,我经历了‌粗轧、‌中轧、‌精轧三道流程,它们的主要作用分别是将原料压扁成具有一定宽度和厚度的钢坯;将钢坯的厚度进一步减薄,并增加其宽度;将钢坯的厚度进一步减少,并使其表面更加光滑。‌

‌经过精轧后的我会被送入冷却设备中进行快速冷却,以防止钢板过热和变形。‌

经过冷却后的我被切成所需的长度,然后被送入整平机上进行表面处理,使其表面光滑。

最后,成为热轧钢板的我会被包装并存放在仓库中,等待进一步的处理或出售。

从热轧厂出来的路上,工人们告诉我在热轧钢板的生产过程中,严格的技术控制和质量管理是确保产品质量的关键。例如,板坯的加热温度应控制在1100°C至1300°C之间,并保持30分钟以上,以确保析出物的充分溶解和成形性的优化。此外,精轧过程中的温度和压下率也需要严格控制,以确保最终产品的性能和质量。

四、钢卷喷涂

在鞍钢公司冷轧厂涂镀分厂的彩涂工区,智慧机器人正在精准地操控机械臂,娴熟地安装黄色套纸筒。该机器人不仅具备高效安装套纸筒的能力,还能自动完成粘胶带、贴标签等工序,展现了卓越的多功能作业能力,配合无人天车的智能应用,整个作业区域实现了全面的自动化操作。

我的一部分同伴被压延到更薄,卷成一捆钢卷,再经过喷涂和装车步骤,便可以征战世界了。

首先,他们经过清洗和去油处理,以确保我的表面光洁度和涂层附着力。然后,将准备好的粉末涂料装入喷涂设备中,进行预热。

通过喷枪与高压空气连接,喷出高速旋转的喷雾,将粉末涂料均匀地喷涂在我的表面上。在这个过程中,需要调整喷枪的角度、距离和喷雾压力,以保证涂料均匀、细腻、无流挂,避免产生粉末涂料的颗粒聚集和厚薄不均等缺陷。

‌喷涂好后,他们就要进入烘炉中,进行高温烘烤,使粉末涂料迅速熔化和流平,形成一层坚硬的涂层。烘烤的温度和时间需要根据不同的涂料种类和厚度进行调整,以保证涂层的质量和性能。

‌烘烤好后,便是进入冷却区域,降温至室温,这时,我身上的涂层便能充分固化和稳定。

‌将冷却好的他们被卷起来,包装后出厂,便成为了粉末彩涂卷产品,可以去往外面的世界了。

结语:

最后,我们将会在坚守各自的岗位,渗透在大家生过的方方面面,这就是我,一个铁矿石的旅行,我们下次再见!

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