260 t鋼包全程加蓋工藝實(shí)踐

李葉忠，王一名，李玉德，張相春，陳志威，齊志宇

（鞍鋼股份有限公司煉鋼總廠，遼寧 鞍山 114021）

鋼包作為盛裝鋼水的容器，也是二次精煉工序鋼水冶煉的反應(yīng)容器，鋼包的保溫效果以及空鋼包盛裝鋼水前的初始溫度對(duì)諸多經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、質(zhì)量指標(biāo)有聯(lián)鎖性影響。鋼水在鋼包中的熱量損失主要有兩個(gè)原因：一是鋼渣液面與外界空氣對(duì)流與熱輻射；二是鋼水與鋼包的熱傳導(dǎo)。相同的鋼包耐材和周轉(zhuǎn)率情況下，未加蓋的鋼包降低熱損失主要有兩種方式，一是加入保溫覆蓋劑；二是通過煤氣烘烤提高空鋼包盛鋼前的初始溫度，但這兩種方式的保溫效果一般，而且無法避免罐底結(jié)渣殼。鋼包加蓋能降低鋼包周轉(zhuǎn)過程中的溫度損失，包括重包及空包時(shí)的溫度損失。首秦公司采取鋼包加蓋措施后鋼水熱損失明顯減小，工藝全流程合計(jì)過程溫降15．6℃，LF爐電耗降低8～10 kW·h/t。首鋼京唐公司采取鋼包全程加蓋措施后，鋼包包底、包壁及渣線溫度平均提高200℃左右，轉(zhuǎn)爐出鋼溫度平均降低13℃，這兩家公司均取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

鞍鋼股份有限公司煉鋼總廠四分廠 （以下簡(jiǎn)稱 “四分廠”）260 t鋼包以往未采用加蓋系統(tǒng)，由于鋼包溫降大，轉(zhuǎn)爐不得不提高出鋼溫度以保證精煉進(jìn)站溫度，但是依然不能滿足精煉的需要，所以需要延長(zhǎng)精煉加熱時(shí)間，處理周期也相應(yīng)延長(zhǎng)，對(duì)生產(chǎn)節(jié)奏、產(chǎn)品質(zhì)量、能耗與成本都有不同程度的影響。2019年10月，四分廠采用了鞍鋼重型機(jī)械有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)的鋼包加蓋系統(tǒng)，由于轉(zhuǎn)爐鋼車為南北走行，LF鋼車為東西走行，而RH為旋轉(zhuǎn)臺(tái)形式，所以該加蓋系統(tǒng)相比國(guó)內(nèi)其他鋼廠更為復(fù)雜。本文介紹了鋼包加蓋系統(tǒng)的工藝流程及加揭蓋結(jié)構(gòu)，投入使用后保溫效果明顯。

1 鋼包加蓋系統(tǒng)介紹

1.1 鋼包周轉(zhuǎn)工藝流程

四分廠鋼包整備工序?qū)摪麄渫戤吅?，通過加蓋機(jī)將包蓋扣在鋼包上，帶蓋的鋼包由吊車吊放于轉(zhuǎn)爐受包位的鋼包車上，鋼包車行至加揭蓋位→揭蓋→鋼包行至出鋼位→出鋼→鋼包行至加揭蓋位→加蓋→行至吊罐位→吊至精煉位（LF爐、RH爐）鋼包車→鋼包車行至加揭蓋位→揭蓋→鋼包車行至處理位→處理結(jié)束→返回至加揭蓋位→加蓋→行至吊罐位→吊至鑄機(jī)→吊回鋼包整備場(chǎng)。

1.2 鋼包加揭蓋設(shè)備

四分廠的鋼包加揭蓋設(shè)備主要包括：3座260 t轉(zhuǎn)爐、2座RH、2座LF以及4處鋼包整備場(chǎng)共11個(gè)工位，15臺(tái)機(jī)構(gòu)（每座LF及RH各2臺(tái)）。

轉(zhuǎn)爐爐后及精煉位加揭蓋機(jī)為液壓提升插齒式鋼包加揭蓋裝置，鋼包整備場(chǎng)采用液壓缸驅(qū)動(dòng)掛鉤式鋼包加揭蓋裝置。其中轉(zhuǎn)爐爐后加揭蓋機(jī)具備升降避讓功能 （包括帶蓋升降避讓功能），鋼車走行被動(dòng)加揭蓋。LF加揭蓋機(jī)為保證吊車摘、坐罐，在沒有鋼包的時(shí)候，插齒具備回收功能，給鋼包升降運(yùn)行留出空間。LF鋼車加揭蓋時(shí)不動(dòng)，加揭蓋機(jī)主動(dòng)動(dòng)作完成作業(yè)。圖1為L(zhǎng)F加揭蓋裝置避讓狀態(tài)，圖2為L(zhǎng)F加揭蓋裝置完全伸出狀態(tài)。RH加揭蓋裝置需要旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)90°后，將帶蓋鋼包運(yùn)行至加揭蓋位，由液壓提升插齒完成加揭蓋作業(yè)。

圖1 LF加揭蓋裝置避讓狀態(tài)Fig.1 Avoidance State of Uncapping Device for LF

圖2 LF加揭蓋裝置完全伸出狀態(tài)Fig.2 Completely Extended State of Uncapping Device for LF

2 鋼包加蓋效果分析

在相同的鋼種和氣溫條件下，取2019年6月份（加蓋前）和2020年6月份（加蓋后）四分廠轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算其平均值分析采用鋼包加蓋系統(tǒng)后取得的效果。

2.1 提高鋼包包底和包壁溫度

在鋼包整備場(chǎng)分別測(cè)量加蓋前后的空鋼包包底、包壁溫度，測(cè)量時(shí)間距澆鑄結(jié)束約25～35 min。表1為鋼包加蓋前后包底和包壁溫度的對(duì)比，由表1看出，加蓋后的鋼包包底、包壁平均溫度提高了300℃以上。

表1 鋼包加蓋前后包底和包壁溫度的對(duì)比Table 1 Comparison of Bottom Temperature and Wall Temperature before and after Ladle Capping ℃

2.2 降低出鋼溫度和出鋼溫降

取加蓋前326組、加蓋后236組數(shù)據(jù)分析轉(zhuǎn)爐副槍終點(diǎn)測(cè)溫情況，得出鋼包加蓋前后轉(zhuǎn)爐出鋼溫度和出鋼溫降的對(duì)比見圖3。由圖3（a）看出，鋼包加蓋后轉(zhuǎn)爐出鋼溫度比未加蓋低,計(jì)算得出降低了15.5℃。由于加蓋后鋼包包底和包壁溫度顯著提高，由圖3（b）看出，出鋼溫降隨之減少，計(jì)算得出鋼包加蓋后出鋼溫降減少2.2℃，且波動(dòng)幅度變小。

圖3 鋼包加蓋前后轉(zhuǎn)爐出鋼溫度和出鋼溫降的對(duì)比Fig.3 Comparison of Tapping Temperature and Temperature Drop during Tapping before and after Ladle Capping

2.3 縮短LF加熱時(shí)間及處理周期

鋼包加蓋后，LF鋼種進(jìn)站溫度隨之提升，不但縮短了升溫時(shí)間，同時(shí)也縮短了LF處理周期，提高了LF生產(chǎn)效率。取加蓋前366組、加蓋后247組數(shù)據(jù)分析LF加熱時(shí)間和處理周期的變化。圖4為鋼包加蓋前后LF加熱時(shí)間和處理周期的對(duì)比。由圖4（a）看出，鋼包加蓋穩(wěn)定運(yùn)行后，LF加熱時(shí)間較未加蓋有所減少，計(jì)算得出減少了3.1 min。隨著進(jìn)站溫度的提高，前期化渣效果提升，脫S效果顯著提高，加上加熱時(shí)間減少，由圖4（b）看出，LF處理周期也縮短了，計(jì)算得出縮短了7.6 min。

圖4 鋼包加蓋前后LF加熱時(shí)間和處理周期的對(duì)比Fig.4 Comparison of LF Heating Time and Treatment Period by LF before and after Ladle Capping

2.4 減少LF渣料加入量

鋼包加蓋后，LF脫S熱力學(xué)條件改善，渣料用量明顯降低，螢石用量減少不但會(huì)降低成本，更具有環(huán)保意義。取加蓋前366組數(shù)據(jù)、加蓋后247組數(shù)據(jù)分析白灰和螢石的用量，圖5為鋼包加蓋前后LF白灰和螢石用量的對(duì)比，由圖5看出，鋼包加蓋后，LF白灰用量減少，計(jì)算得出較未加蓋期間減少497 kg/罐，折算噸鋼減少1.95 kg；螢石用量也減少了，計(jì)算得出減少131 kg/罐，折算噸鋼減少0.51 kg。

圖5 鋼包加蓋前后LF白灰和螢石用量的對(duì)比Fig.5 Comparison of Mixture Ratios for Lime and Fluorite Added into LF before and after Ladle Capping

2.5 降低RH鋁氧升溫幅度

IF鋼OB率（鋁氧升溫罐數(shù)占總罐數(shù)的比例）是評(píng)價(jià)汽車板鋼質(zhì)量的一條重要過程指標(biāo)。鋼包加蓋后，隨著RH進(jìn)站溫度的提升，IF鋼鋁氧升溫幅度顯著降低，減少了鋁氧反應(yīng)產(chǎn)物，提高了鋼水潔凈度，對(duì)汽車鋼質(zhì)量提升意義重大。統(tǒng)計(jì)加蓋前465組、加蓋后536組數(shù)據(jù)分析鋁氧升溫幅度，圖6為鋼包加蓋前后鋁氧升溫幅度的對(duì)比。

圖6 鋼包加蓋前后鋁氧升溫幅度的對(duì)比Fig.6 Comparison of Increasing Extent of Temperature of Aluminum before and after Ladle Capping

計(jì)算得出，鋼包加蓋工藝穩(wěn)定運(yùn)行后，IF鋼鋁氧升溫幅度＜2℃/罐，較未加蓋時(shí)平均降低了4℃/罐以下。

3 結(jié)語

通過對(duì)比分析鞍鋼股份有限公司煉鋼總廠四分廠鋼包應(yīng)用加蓋系統(tǒng)前后的的工藝效果，得到如下結(jié)論：鋼包全程使用加蓋系統(tǒng)后，鋼包包底和包壁的溫度比使用前提高300℃以上；轉(zhuǎn)爐出鋼溫度比使用前降低了15.5℃，出鋼溫降隨之降低2.2℃，且波動(dòng)幅度變?。籐F加熱時(shí)間和處理周期分別比使用前減少了3.1 min和7.6 min，LF白灰和螢石用量分別減少了1.95 kg/t和0.51 kg/t。IF鋼OB幅度比使用前降低了4℃/罐以下，因此減少了夾雜物的生成，提高了鋼水質(zhì)量。