宣鋼150 t轉(zhuǎn)爐高效生產(chǎn)工藝優(yōu)化

徐 鵬

（河鋼集團(tuán)宣化鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司，河北 宣化 075100）

隨著現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)鋼鐵行業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。河鋼宣鋼全面貫徹國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，圍繞產(chǎn)品市場(chǎng)，大力推行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，達(dá)到降本增效、提質(zhì)降耗、高效生產(chǎn)的目標(biāo)。本文通過(guò)對(duì)宣鋼150 t轉(zhuǎn)爐現(xiàn)有設(shè)備及工藝進(jìn)行分析，找出限制轉(zhuǎn)爐高效生產(chǎn)的因素，逐一進(jìn)行優(yōu)化改造，縮短了轉(zhuǎn)爐冶煉周期，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐高效生產(chǎn)。

1 主要設(shè)備工藝參數(shù)

河鋼集團(tuán)宣化鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司（全文宣鋼）二鋼軋廠煉鋼作業(yè)區(qū)現(xiàn)有150 t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐2座，配備副槍系統(tǒng)，使用Φ299 mm氧槍，氧槍噴頭為紫銅鍛造工藝，噴孔為5孔，中心傾角13°，設(shè)計(jì)流量36000 m3/h，出鋼口為Φ160 mm～Φ180 mm型，長(zhǎng)度1570 mm。轉(zhuǎn)爐主要參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 河鋼宣鋼150 t轉(zhuǎn)爐設(shè)備主要參數(shù)

宣鋼二鋼軋廠2座轉(zhuǎn)爐于2010年投產(chǎn)，承載著公司重要的煉鋼生產(chǎn)任務(wù)，但隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變化，原有生產(chǎn)節(jié)奏不能滿足當(dāng)前生產(chǎn)需要，轉(zhuǎn)爐冶煉周期長(zhǎng)、效率低成為制約高效化生產(chǎn)的重要原因。

2 工藝設(shè)備優(yōu)化改造

2.1 裝入量制度優(yōu)化

為落實(shí)政府減產(chǎn)，淘汰落后產(chǎn)能的要求，2018年宣鋼先后關(guān)停1座高爐，2座轉(zhuǎn)爐，2臺(tái)連鑄機(jī)，形成“三高三轉(zhuǎn)”的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式，150 t爐區(qū)兩座轉(zhuǎn)爐負(fù)責(zé)消化1號(hào)和2號(hào)2座2500 m3高爐的鐵水，形成了一座高爐對(duì)一座轉(zhuǎn)爐的剛性連接，且連鑄機(jī)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力要大于轉(zhuǎn)爐。轉(zhuǎn)爐裝入量是煉鋼系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)指標(biāo)[1]，為穩(wěn)定各工序操作，提高控制水平，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，同時(shí)提高單爐產(chǎn)鋼量，二鋼軋廠優(yōu)化工藝執(zhí)行制度，實(shí)施按包齡和工藝流程的固定裝入量制度，保證鐵鋼平衡和工藝順行。表2為實(shí)施前后裝入量制度對(duì)比情況，通過(guò)對(duì)比，實(shí)施后平均單爐產(chǎn)鋼量增加了15 t，提產(chǎn)效果顯著。

表2 實(shí)施前后裝入量制度對(duì)比情況

2.2 氧槍系統(tǒng)改造

由于轉(zhuǎn)爐裝入量的增加，原有氧槍參數(shù)已經(jīng)不能滿足冶煉要求。目前，150 t轉(zhuǎn)爐使用YPD299L-1型號(hào)氧槍，最大供氧流量36000 m3/h，供氧強(qiáng)度僅為2.9 m3/min，純供氧時(shí)間達(dá)到18.5 min，嚴(yán)重制約轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率，為了提高轉(zhuǎn)爐供氧強(qiáng)度，加快冶煉周期，必須保證煉鋼反應(yīng)過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)條件[2]。二鋼軋廠依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)際需要，進(jìn)行氧槍系統(tǒng)升級(jí)改造，將Φ299 mm規(guī)格氧槍改為Φ325 mm規(guī)格，同時(shí)提高供氧強(qiáng)度，大幅度縮短供氧時(shí)間，縮短冶煉周期，改造前后氧槍參數(shù)如表3所示。

表3 改造前后氧槍參數(shù)

由表3可知，氧槍系統(tǒng)優(yōu)化改造后，供氧強(qiáng)度提升至3.6 m3/min，純供氧時(shí)間縮短3 min在轉(zhuǎn)爐出鋼量增加的同時(shí)縮短了冶煉周期，提高了轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)率。

2.3 出鋼口優(yōu)化改造

轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)過(guò)程中，出鋼口具有特殊意義，它是鋼水經(jīng)轉(zhuǎn)爐進(jìn)入鋼包的唯一通道[3]。在一個(gè)使用周期內(nèi)，出鋼口需要一直承受1600℃以上高溫鋼水和爐渣的侵蝕與沖刷，出鋼時(shí)間的長(zhǎng)短，直接影響出鋼口的壽命，同時(shí)影響轉(zhuǎn)爐冶煉周期。二鋼軋廠150 t轉(zhuǎn)爐目前使用內(nèi)徑為Φ160～Φ180 mm的截錐型出鋼口，長(zhǎng)度為1570 mm，出鋼尺寸參數(shù)如圖1所示。

圖1 出鋼口尺寸參數(shù)（mm）

由于出鋼口孔徑偏小，目前生產(chǎn)狀況下，平均出鋼時(shí)間達(dá)到7 min，嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)節(jié)奏，二鋼軋廠通過(guò)優(yōu)化出鋼口尺寸，將出鋼口內(nèi)徑擴(kuò)大至Φ180～Φ200 mm，同步配套同規(guī)格的滑板，縮短出鋼時(shí)間至5 min，改造前后出鋼口情況對(duì)比如表4。

通過(guò)表4可知，出鋼口優(yōu)化改造后，出鋼時(shí)間縮短了2 min，出鋼口壽命增加25次，進(jìn)一步提高了轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率。

表4 出鋼口改造前后情況對(duì)比

3 工藝設(shè)備優(yōu)化改造應(yīng)用效果

宣鋼2座150 t轉(zhuǎn)爐工藝設(shè)備優(yōu)化改造于2020年9月全部完成，設(shè)備運(yùn)行完好，合格鋼產(chǎn)量增幅明顯，達(dá)到高效化生產(chǎn)的目標(biāo)，對(duì)比情況如表5所示。

表5 工藝設(shè)備優(yōu)化改造前后對(duì)比

由表5可以看出，優(yōu)化改造后平均月合格鋼產(chǎn)量增加21500 t，轉(zhuǎn)爐冶煉周期平均縮短4.9 min，實(shí)現(xiàn)了高效化生產(chǎn)。

4 結(jié)論

河鋼宣鋼二鋼軋廠在150 t轉(zhuǎn)爐成功進(jìn)行工藝設(shè)備優(yōu)化改造后，取得了良好的效果：

1）隨著合格鋼廠量的增加，提產(chǎn)增效明顯，轉(zhuǎn)爐效率大幅度提升，工藝設(shè)備優(yōu)化改造后，生產(chǎn)成本降低，冶金效果良好。

2）縮短冶煉周期后，縮短了高溫鋼渣與轉(zhuǎn)爐爐襯的接觸時(shí)間，爐襯侵蝕程度得到改善。

3）縮短了冶煉周期，根據(jù)公司鐵-鋼平衡將會(huì)騰出更多的時(shí)間去維護(hù)爐況、處理設(shè)備故障，為轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

4）在行業(yè)內(nèi)具有借鑒意義，推廣應(yīng)用前景廣闊，整體技術(shù)水平達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。