王寶明
(天津鋼鐵集團(tuán)有限公司煉鋼廠,天津 300301)
“一罐到底”模式作為一種投資少、低耗、環(huán)保的倒運(yùn)鐵水模式,已被越來(lái)越多新建的鋼鐵企業(yè)所應(yīng)用。在投產(chǎn)初期,鐵水包周轉(zhuǎn)受整個(gè)工藝流程生產(chǎn)順行狀況的制約,經(jīng)常出現(xiàn)鐵水包粘鐵現(xiàn)象,當(dāng)鐵水包粘包嚴(yán)重時(shí)又影響生產(chǎn)順行。筆者結(jié)合某公司投產(chǎn)初期生產(chǎn)順行情況,對(duì)鐵水包粘包的現(xiàn)象進(jìn)行了跟蹤分析,并提出了改進(jìn)措施。
所謂“一罐到底”是指高爐承接鐵水的鐵水罐和轉(zhuǎn)爐鐵水罐為同一罐車,鐵水罐直接從高爐出鐵場(chǎng)接出鐵水,運(yùn)到煉鋼(或經(jīng)過(guò)相應(yīng)處理后)直接將鐵水兌入轉(zhuǎn)爐,而不經(jīng)過(guò)混鐵爐、魚雷罐或?qū)iT用于向轉(zhuǎn)爐兌鐵水的鐵水罐。
“一罐到底”工藝與傳統(tǒng)高爐—混鐵爐(魚雷罐)—轉(zhuǎn)爐工藝比較有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)節(jié)省投資;
(2)避免了多次倒罐的溫降;
(3)避免了多次倒罐對(duì)環(huán)境的污染;
(4)節(jié)約能源;
(5)降低生產(chǎn)成本,社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益顯著。
“一罐到底”工藝與傳統(tǒng)的方式相比,也有如下缺點(diǎn):
(1)出鐵量和鐵水成分每包之間相差較大,鐵水帶渣嚴(yán)重,直接影響轉(zhuǎn)爐操作的穩(wěn)定,給轉(zhuǎn)爐煉鋼增加了難度。
(2)由于沒(méi)有混鐵爐(魚雷罐)對(duì)高爐和轉(zhuǎn)爐銜接的緩沖作用,增加了生產(chǎn)組織難度,對(duì)連鑄提高連澆爐數(shù)影響較大,易造成連鑄非正常停澆的生產(chǎn)事故。
(3)鐵水罐內(nèi)鐵水因各種原因停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí),易造成粘鐵包的事故。
該公司采用的“一罐到底”工藝模式,在開(kāi)始生產(chǎn)以后,鐵包粘鐵的問(wèn)題比較突出,直接影響了鐵包的周轉(zhuǎn),進(jìn)而影響了全公司生產(chǎn)組織秩序。
表1 為2013年1月18 日統(tǒng)計(jì)的在轉(zhuǎn)爐兌鐵前的入爐鐵水溫度情況。
表1 轉(zhuǎn)爐兌鐵前的鐵水溫度情況表
由表1 看出,入爐鐵水溫度偏低,平均為1 270℃,低于經(jīng)驗(yàn)值1 300℃的包次占到近92%。在公司鐵包很難做到紅包出鐵的前提下,必然會(huì)發(fā)生粘包情況。分析入爐鐵水溫度偏低原因主要有:
3.1.1 高爐出鐵溫度
高爐出鐵溫度偏低。在出鐵溝內(nèi)測(cè)量道德鐵水溫度為1 420℃左右,明顯偏低。
3.1.2 鐵水包烘烤效果
鐵水包包況差,導(dǎo)致鐵水溫降大。主要原因?yàn)楹婵酒骱婵拘Ч?。尤其是新包或中修鐵水包,不能保證正常的烘烤溫度,鐵水包溫度幾乎與室溫相當(dāng),出鐵后鐵水在包內(nèi)溫降較大,導(dǎo)致粘包。
3.1.3 高爐出鐵后鐵水停留時(shí)間
鐵水從高爐出鐵到轉(zhuǎn)爐兌鐵開(kāi)始,停留時(shí)間較長(zhǎng),導(dǎo)致鐵水溫降較大,進(jìn)而粘鐵水包。
(1)鐵水停留時(shí)間對(duì)鐵水溫降的影響
表2 為2013年1月18 日跟蹤測(cè)量的出鐵后鐵水到煉鋼廠的溫降與鐵水停留時(shí)間的變化情況。
表2 出鐵后鐵水到煉鋼廠的溫降與鐵水停留時(shí)間變化情況
由表2 看出,受公司高爐出鐵方式和鐵水包的包況的影響,鐵水在鐵包內(nèi)停留時(shí)間偏長(zhǎng),對(duì)鐵水溫度的影響比較嚴(yán)重。
由于在跟蹤此數(shù)據(jù)過(guò)程中,高爐前兩次出鐵一包半,第三次出鐵只出一整包就結(jié)束當(dāng)次出鐵,因此,此三批次出鐵后的鐵水停留時(shí)間相對(duì)較短,導(dǎo)致此三批次的鐵水溫度相對(duì)偏高。實(shí)際現(xiàn)狀大部分鐵水的等待時(shí)間要高于此三個(gè)批次。目前鐵水入爐時(shí)的平均溫度在1 270℃左右,要低于此三個(gè)批次的溫度。表2 只是為了說(shuō)明鐵水溫度與等待時(shí)間的變化關(guān)系,不代表目前入爐鐵水的實(shí)際溫度。
(2)影響鐵水停留時(shí)間的因素
鐵水在鐵包內(nèi)停留時(shí)間由表3 中各時(shí)間段構(gòu)成。其中出鐵結(jié)束到火車開(kāi)出時(shí)間,三批次分別為11、13 和6 min,此段時(shí)間如果協(xié)調(diào)好,是能大大縮短的?;疖囬_(kāi)出到煉鋼廠時(shí)間,個(gè)別較長(zhǎng),達(dá)26 分鐘,有較大的縮短空間。鐵水從達(dá)煉鋼廠后到轉(zhuǎn)爐兌鐵,時(shí)間差別比較大。如10 號(hào)包,最后兌完用了142 min,這是因?yàn)?0 號(hào)包是同批次出的第一包鐵,而又用于同批次的第二爐冶煉,同時(shí)10 號(hào)包第一次又未兌凈,等待下一爐補(bǔ)兌,進(jìn)而造成該包內(nèi)鐵水停留時(shí)間較長(zhǎng)。
由于表3 中所列出的三批鐵水出鐵量較少,除了10 號(hào)包第二次兌鐵等待時(shí)間較長(zhǎng)外,其它包次停留時(shí)間相對(duì)較短,實(shí)際生產(chǎn)中大部分鐵水的停留時(shí)間是高于統(tǒng)計(jì)的這三批次。因此,鐵水在包內(nèi)的停留時(shí)間還需要縮短,以減少鐵水的溫降。
表3 鐵水停留時(shí)間構(gòu)成表
目前鐵水包并沒(méi)有根據(jù)烘烤效果和粘包現(xiàn)象進(jìn)行分類。鐵水包狀況參差不齊,而使用條件一樣。當(dāng)鐵水包狀況不好時(shí),若等待時(shí)間較長(zhǎng),更易導(dǎo)致粘包嚴(yán)重,進(jìn)而需要下線處理。
表4 給出了最近的出鐵量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
表4 出鐵量統(tǒng)計(jì)表
從表4 看出,不管是同一個(gè)鐵水包的不同批次出鐵,還是同一批次不同的鐵水包,出鐵量都相差很大。同時(shí),由于空鐵水包不同的粘鐵量,造成煉鋼更難掌握每次出鐵后實(shí)際的鐵水量。這樣煉鋼兌鐵時(shí)很難保證既將鐵水包內(nèi)鐵水兌凈,兌鐵量又恰好符合轉(zhuǎn)爐的要求。因此,經(jīng)常會(huì)發(fā)生兌鐵后,鐵包內(nèi)有少量殘余鐵水導(dǎo)致粘包。
鐵水罐向轉(zhuǎn)爐兌入時(shí),因天車副鉤傾翻角度不夠,導(dǎo)致每次鐵水罐內(nèi)都有余鐵。同時(shí),鐵水包的包況不好,包襯偏涼,導(dǎo)致余鐵粘在包壁或包底,進(jìn)而會(huì)慢慢積累,越粘越多。近日在線使用的鐵水包情況如下表5 所示。
表5 鐵水包循環(huán)兌凈后的重量表
由上表5 看出,空包重量最輕為54 t,即粘鐵水最少的為6 t(新鐵包重48 t),鐵水很難倒凈。同時(shí),表5 中15 號(hào)包從第一次空包到第二次空包降低了2 t,23 號(hào)包從第三次到第五次分別減少了4 t,說(shuō)明鐵水包周轉(zhuǎn)合適,鐵水包可以涮下一部分粘鐵。
目前高爐出鐵溫度偏低,約為1 420℃左右,需高爐盡快將鐵水出鐵溫度提高上來(lái),要求出鐵溫度大于1 450℃以上。這是減少鐵水包粘包現(xiàn)象的根本措施。
鐵水包內(nèi)襯(包況)的蓄熱損失,直接影響鐵水溫降。要求重視并提高烘烤效果,盡快修復(fù)完善烘烤器,并發(fā)揮烘烤器的作用,力爭(zhēng)保證經(jīng)過(guò)烘烤后的鐵包包襯達(dá)到800℃左右。同時(shí),加快鐵水包周轉(zhuǎn),盡可能保證紅包出鐵,以減少鐵水溫降。
根據(jù)鐵水停留時(shí)間的構(gòu)成,縮短不必要的等待停留時(shí)間,如等火車頭的時(shí)間、運(yùn)輸時(shí)間等,以降低鐵水上表面(鐵包口)的輻射熱損、鐵包外殼表面的綜合散熱損失,保證正常情況下,出鐵后40 min 內(nèi)冶煉第一包鐵。
根據(jù)不同的鐵水包包況,做好分類,分別使用。包況不好的鐵水包,要減少出鐵后的停留時(shí)間,同時(shí),不要做尾包使用,以免造成惡性粘包事故。
煉鐵廠要掌握好出鐵量,盡量滿包周轉(zhuǎn)。即使使用粘包,也要了解粘包重量后,將實(shí)際出鐵量通過(guò)總調(diào)度室準(zhǔn)確的告知煉鋼廠,以便煉鋼廠調(diào)整好兌鐵包次,避免單包剩鐵水造成粘包。這樣也能提高鐵包周轉(zhuǎn)速度,有利于涮包。同時(shí)還應(yīng)減少鐵水帶渣量,杜絕鐵水包形成渣蓋粘包。
目前鐵水溫度條件下,兌鐵后,鐵水包內(nèi)如果剩余少量余鐵,極易粘包。因此,為了杜絕此類情況的發(fā)生,應(yīng)控制轉(zhuǎn)爐兌鐵后要么鐵水包不剩鐵水,要么多剩鐵水。即:當(dāng)兌鐵后鐵水包內(nèi)殘余鐵水如果小于30 t,應(yīng)全部?jī)秲翳F水,不加廢鋼,采用全鐵煉鋼。如果通過(guò)上述辦法仍不能兌凈,則采用多剩當(dāng)包鐵水的辦法,保證當(dāng)包鐵水剩余在40 t 以上,此辦法可緩解因鐵水包剩余少量鐵水而粘鐵包的問(wèn)題。該措施改變了轉(zhuǎn)爐裝入制度,對(duì)轉(zhuǎn)爐操作影響較大。此為目前非常時(shí)期的辦法,一旦鐵水包周轉(zhuǎn)正常,應(yīng)及時(shí)恢復(fù)轉(zhuǎn)爐正常裝入制度。
“一罐到底”工藝模式,對(duì)生產(chǎn)組織水平要求更高。連鑄澆鋼秩序直接與鐵水供應(yīng)情況有關(guān),煉鋼生產(chǎn)組織工作重點(diǎn)必須前移。尤其在目前的鐵水條件下,生產(chǎn)組織更需精心。因此,需強(qiáng)化全公司生產(chǎn)組織工作,各工序密切配合,強(qiáng)化信息溝通的及時(shí)性和準(zhǔn)確性,保證高爐到連鑄全流程生產(chǎn)秩序的正常。
4.8.1 鐵包加蓋
鐵包加蓋可防止鐵包上表面(罐口)的輻射熱損失,尤其大大降低了鐵水包空包狀態(tài)下的散熱,可大幅提高出鐵時(shí)鐵包的溫度,對(duì)防止粘包大有好處。鐵包加蓋在相同工藝條件下,可減少鐵水溫降達(dá)30℃以上。
4.8.2 改變兌鐵天車副鉤的形式
目前,煉鋼廠加料跨兌鐵天車副鉤形式,影響兌鐵水時(shí)鐵包傾翻角度,造成鐵水包容易剩余少許鐵水。將目前的鷹嘴鉤形式改成其他方式,可緩解鐵水包內(nèi)剩余鐵水的問(wèn)題。
4.8.3 鐵水包包嘴加長(zhǎng)
目前,鐵水包包嘴在兌鐵后期,不能兌入轉(zhuǎn)爐內(nèi),造成剩余鐵水。如上文所述,將天車副鉤形式整改后,同時(shí)加長(zhǎng)鐵水包包嘴,可保證鐵水包內(nèi)后期鐵水能完全兌入轉(zhuǎn)爐內(nèi),解決鐵水包剩鐵現(xiàn)象。
4.8.4 增加鐵水量測(cè)量系統(tǒng)
單包鐵水量的多少直接影響后續(xù)轉(zhuǎn)爐操作,對(duì)生產(chǎn)成本的影響也很大。因此建議增加鐵水量計(jì)量裝置,或者通過(guò)增加鐵包液位測(cè)量裝置彌補(bǔ)。
通過(guò)采取相應(yīng)的改進(jìn)措施并對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行改造,包括鐵包加蓋、鐵包包嘴加長(zhǎng)和增加鐵水量測(cè)量系統(tǒng)等,“一罐到底”工藝模式采用初期存在的鐵水粘包現(xiàn)象得到明顯改善。“一罐到底”工藝模式,因沒(méi)有了混鐵爐等工序作為緩沖環(huán)節(jié),對(duì)全流程生產(chǎn)組織水平考驗(yàn)更大,要求生產(chǎn)組織各個(gè)環(huán)節(jié)工作更細(xì),以保證生產(chǎn)穩(wěn)定正常。
[1]張靈,劉儉.沙鋼650萬(wàn)噸鋼板工程“一罐到底”的設(shè)計(jì)及生產(chǎn)[J].中國(guó)冶金,2009(2):31-38.
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