煉鋼事故狀態(tài)下的生產(chǎn)組織模型及預(yù)案

陳先利，胡 濤，郭永謙，賈秀嶺，宋 亮，王喜軍，徐夏冰

（安陽鋼鐵股份有限公司生產(chǎn)安全處，河南 安陽 455000）

安鋼本部目前有三座高爐，1#高爐2200m3、2#高爐2800m3、3#高爐4747m3，煉鋼工序有一座100t 轉(zhuǎn)爐、一座100t電爐、三座150t 轉(zhuǎn)爐。從煉鐵工序和煉鋼工序可以看出，煉鐵能力略大于煉鋼能力，鐵鋼平衡問題將會長期存在。公司為協(xié)同工序間的平衡，一方面推行高鐵水比的煉鋼模式，一方面還要優(yōu)化各個轉(zhuǎn)爐的檢修時間，實行錯時檢修。盡管公司采取了種種措施，鐵鋼平衡仍然處于剛性連接，鐵鋼生產(chǎn)系統(tǒng)非常脆弱，無論哪個轉(zhuǎn)爐出現(xiàn)故障停爐，時間過長都會輕則危機高爐順行生產(chǎn)，重則影響高爐休風(fēng)，甚至引起整個系統(tǒng)崩潰[1]。因此，針對不同轉(zhuǎn)爐、故障影響時間進(jìn)行研究，進(jìn)而做出最佳經(jīng)濟(jì)應(yīng)對預(yù)案，使得操作、管理人員能夠快速做出事故響應(yīng)變得至關(guān)重要。

1 煉鋼事故狀態(tài)下的生產(chǎn)組織模型構(gòu)建

為方便模型建立與計算，根據(jù)公司煉鐵和煉鋼工序設(shè)備，設(shè)定關(guān)鍵參數(shù)如下：

煉鐵：1#高爐（2200m3）日產(chǎn)a噸，2#高爐（2800m3）日產(chǎn)b噸，3#高爐（4747m3）日產(chǎn)c噸，共a+b+c計噸/日。

煉鋼：一煉軋100t 電爐、100t 轉(zhuǎn)爐、二煉軋3×150t 轉(zhuǎn)爐正常生產(chǎn)，其中一煉軋100t 電爐日耗鐵水m1n1/m1爐（鐵水裝爐量n1t/爐）、100t 轉(zhuǎn)爐日耗鐵水m2n2/m2爐（鐵水裝爐量n2t/爐）、二煉軋3×150t 轉(zhuǎn)爐日耗鐵水m3n3/m3爐（鐵水裝爐量n3t/爐）。

鐵水罐：煉鐵與煉鋼之間通過鐵水罐實現(xiàn)連接，根據(jù)廠區(qū)內(nèi)火車道線空間大小、鐵水罐溫降指標(biāo)及煉鋼節(jié)奏，運行中正常鐵水重罐數(shù)控制在12 個最佳，超過24 個將會出現(xiàn)高爐無法出鐵和重罐積壓過長引起粘罐等事故。因此本模型設(shè)立重罐數(shù)正常值12 個，即綠色預(yù)警值12 個，實際重罐運行數(shù)G 個，黃色預(yù)警值18 個，紅色預(yù)警值24 個。

1.1 一煉軋100t電爐出現(xiàn)故障停爐模型

由于目前電爐操作是裝鐵按50t/爐控制，冶煉節(jié)奏慢，完全可以通過調(diào)整其它轉(zhuǎn)爐鐵水比即可解決。

1.2 一煉軋100t 轉(zhuǎn)爐出現(xiàn)故障停爐模型

設(shè)故障停爐處理時間為x，實際處理時間為y，當(dāng)y ≦x 時，如果G ≦18，則到達(dá)黃色預(yù)警值時間為：

到達(dá)紅色預(yù)警值時間為，即通過提高二煉軋150t 裝爐量，重罐數(shù)升至24 個。

如果18

通過提高二煉軋150t 裝爐量n3，重罐數(shù)升至24 個。

當(dāng)x

當(dāng)y>48時，則采取1#高爐休風(fēng)，2#、3#高爐正常生產(chǎn)來組織。

1.3 二煉軋一個150t 轉(zhuǎn)爐出現(xiàn)故障模型

當(dāng)y ≦x 時，如果G ≦18，則到達(dá)黃色預(yù)警值時間為：

到達(dá)紅色預(yù)警值時間為，通過提高一煉軋100t 轉(zhuǎn)爐裝爐量、二煉軋150t 裝爐量n3，重罐數(shù)升至24 個；

如果18

當(dāng)x

當(dāng)y>24時，則采取1#高爐休風(fēng)，2#、3#高爐正常生產(chǎn)來組織。

1.4 二煉軋二個150t 轉(zhuǎn)爐出現(xiàn)故障模型

當(dāng)y ≦x 時，如果G ≦18，則到達(dá)黃色預(yù)警值時間為：

到達(dá)紅色預(yù)警值時間為：

通過提高一煉軋100t 轉(zhuǎn)爐裝爐量n2、二煉軋150t 裝爐量n3，重罐數(shù)升至24 個。

如果18

通過提高一煉軋100t 轉(zhuǎn)爐裝爐量n2、二煉軋150t 裝爐量n3，重罐數(shù)升至24 個。

當(dāng)x

當(dāng)y>4.5 時，則采取1#高爐休風(fēng)，2#、3#高爐正常生產(chǎn)來組織。

1.5 二煉軋三個150t 轉(zhuǎn)爐出現(xiàn)故障模型

當(dāng)y ≦x 時，如果G ≦18，則到達(dá)黃色預(yù)警值時間為：

到達(dá)紅色預(yù)警值時間為：

通過提高一煉軋100t 轉(zhuǎn)爐裝爐量n2，重罐數(shù)升至24 個。

如果18

通過提高一煉軋100t 轉(zhuǎn)爐裝爐量n2，重罐數(shù)升至24 個。

當(dāng)x

當(dāng)y>3時，則采取2#、3#高爐休風(fēng)，1#高爐正常生產(chǎn)來組織。

2 模型標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用及措施

夏秋兩季，高爐穩(wěn)定順行，各煉鋼廠滿負(fù)荷生產(chǎn)，建立鐵鋼平衡標(biāo)準(zhǔn)如表1。

表1 鐵鋼平衡表

（1）一煉軋100t 電爐出現(xiàn)故障停爐模型及措施。

表2 電爐故障診斷及措施

（2）一煉軋100t 轉(zhuǎn)爐出現(xiàn)故障停爐模型及措施。

（3）二煉軋150t 轉(zhuǎn)爐不同爐數(shù)、不同時間故障模型及措施。

表3 轉(zhuǎn)爐故障停爐模型及措施

表4 不同時間內(nèi)轉(zhuǎn)爐故障及措施

3 實際應(yīng)用

10 月份煉鐵廠三座高爐穩(wěn)定順行、各煉鋼廠生產(chǎn)正常。9 日5:40，一煉軋100t轉(zhuǎn)爐因電除塵（1#、2#電場刮灰裝置軸承座崩）故障停爐處理。因電除塵是近年環(huán)保升級項目，維修經(jīng)驗少，故障處理時間不確定，截止至16:00 仍然沒有處理好，已危機到高爐的正常生產(chǎn)。

生產(chǎn)管理人員按照《一煉軋100t 轉(zhuǎn)爐出現(xiàn)故障停爐模型》果斷采取措施，1#、2#高爐16:10 富氧按5000m3/h 控制，3#高爐18:00 富氧按10000m3/h 控制，及時阻止了鐵水量上升、重罐過度積壓帶來的系列嚴(yán)重后果。該故障于10 日13:00 處理好，故障處理時間31 小時20 分鐘，沒有造成高爐休風(fēng)等惡性事故發(fā)生。且事后通過比較，采取各高爐限氧生產(chǎn)，比直接采取1#高爐休風(fēng)措施，單從鐵水方面來看，公司鐵水減少損失約2800 噸。

4 結(jié)語

煉鋼事故狀態(tài)下的生產(chǎn)組織模型及預(yù)案的建立，在快速應(yīng)對煉鋼事故時，改變了過去生產(chǎn)管理者依靠經(jīng)驗決策的粗放模式，有了量化依據(jù)、經(jīng)濟(jì)概念、安全保障，實現(xiàn)了科學(xué)化、數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化管理，操作簡單方便，擴(kuò)展性強，具有一定的推廣價值。