安鋼170 t鐵水罐運(yùn)行作業(yè)實(shí)踐與分析

李勝杰 （安陽鋼鐵股份有限公司煉鐵廠，河南安陽 455004)

安鋼170 t鐵水罐運(yùn)行作業(yè)實(shí)踐與分析

李勝杰 （安陽鋼鐵股份有限公司煉鐵廠，河南安陽 455004)

170 t鐵水罐是安鋼兩座2 000 m3級高爐鐵水運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備，其運(yùn)行數(shù)量的多少和維護(hù)質(zhì)量的好壞直接影響著高爐和煉鋼能否正常生產(chǎn)。分析了安鋼170 t鐵水罐的實(shí)際運(yùn)行狀況，針對存在的問題進(jìn)行了研究，通過加強(qiáng)鐵水罐內(nèi)襯的科學(xué)管理，針對導(dǎo)致粘罐的不同原因制定相應(yīng)的預(yù)防措施與處理對策，保證了鐵水罐的正常使用壽命，減少了粘罐現(xiàn)象的發(fā)生，使170 t鐵水罐在安鋼運(yùn)行效果良好。

高爐 鐵水罐 耐火材料 保溫劑

1 引言

鐵水罐是冶金行業(yè)使用非常廣泛的一種重要設(shè)備，它的作用是裝運(yùn)煉鐵廠生產(chǎn)出來的鐵水，并通過鐵水罐車將其運(yùn)送至煉鋼廠煉鋼或鑄鐵車間鑄鐵[1]。

安鋼現(xiàn)共有45個(gè)170 t敞口式鐵水罐，主要擔(dān)負(fù)著安鋼新1#高爐（有效容積為2 200 m3)和新2#高爐（有效容積為2 800 m3)2座高爐的鐵水運(yùn)輸工作。170 t鐵水罐運(yùn)行數(shù)量的多少和維護(hù)質(zhì)量的好壞直接影響著高爐和煉鋼能否正常生產(chǎn)。

2 高爐-轉(zhuǎn)爐界面模式

安鋼現(xiàn)有3個(gè)煉鋼廠：二煉軋（3×150 t轉(zhuǎn)爐)、二煉鋼（3×35 t轉(zhuǎn)爐)和一煉軋（1×100 t轉(zhuǎn)爐)。由于煉鋼廠原料車間天車噸位的限制，170 t鐵水罐只能送往二煉軋。安鋼2 000 m3級高爐-轉(zhuǎn)爐界面模式有3種，如圖1所示。

在目前生產(chǎn)組織狀況下，模式1起主導(dǎo)作用，鐵水運(yùn)輸量約占2座高爐總鐵量的90%，模式2和模式3在煉鋼廠之間起到鐵水量的調(diào)劑作用，鐵水運(yùn)輸量約占總鐵量的10%。170 t鐵水罐擔(dān)負(fù)著2座高爐約90%的鐵水運(yùn)輸任務(wù)。

圖1 安鋼2 000 m3級高爐-轉(zhuǎn)爐界面模式

3 運(yùn)行作業(yè)現(xiàn)狀

安鋼2座2 000 m3級高爐分別設(shè)有3個(gè)鐵口，出鐵制度為2個(gè)鐵口輪流出鐵，另一個(gè)鐵口維修備用。每個(gè)鐵口下配置2條鐵路線，鐵路線為盡頭線的半島式布局。在正常生產(chǎn)情況下，新1#高爐每個(gè)鐵口對4個(gè)170 t鐵水罐，新2#高爐每個(gè)鐵口對6個(gè)170 t鐵水罐，高爐產(chǎn)量與鐵口對罐數(shù)量的分析如表1所示。

170 t鐵水罐一般在線運(yùn)行24～26個(gè)，其余作為維修備用。如果遇到特殊情況，高爐某次出鐵量偏大，爐下所對鐵水罐數(shù)量不夠，可以進(jìn)行補(bǔ)罐作業(yè)，以滿足高爐出鐵要求。

在高爐某個(gè)鐵口出鐵過程中，通過爐前擺動(dòng)流嘴的左右翻轉(zhuǎn)，火車進(jìn)行倒罐作業(yè)，來保證高爐出鐵的連續(xù)性。根據(jù)兩座高爐當(dāng)時(shí)所出的重罐數(shù)量和煉鋼需求，對鐵水罐進(jìn)行編組，一般3～5個(gè)170 t鐵水罐為1組，編組后約10 min送到二煉軋?jiān)宪囬g，然后帶回空罐，給另一個(gè)鐵口對罐或給這個(gè)鐵口下一次出鐵備罐。根據(jù)生產(chǎn)需要，也可以給高爐對80 t鐵水罐。安鋼2 000 m3級高爐鐵水送往3個(gè)煉鋼廠的鐵水運(yùn)輸線路如圖2所示。

表1 安鋼2 000 m3級高爐產(chǎn)量與鐵口對罐數(shù)量分析表

圖2 鐵水運(yùn)輸線路圖

由于安鋼廠區(qū)面積狹小，從這2座高爐到二煉軋?jiān)宪囬g鐵路線與安鋼另外6座高爐渣鐵路線、150 t轉(zhuǎn)爐鋼渣線相互交叉，線路密集，致使道岔和曲線段偏多，這也是沒有選擇魚雷罐的一個(gè)原因。

4 加強(qiáng)鐵水罐內(nèi)襯管理

170 t鐵水罐規(guī)定最大使用次數(shù)為550次。鐵水罐達(dá)到使用次數(shù)后，必須下線大修。鐵水罐是盛裝和運(yùn)送鐵水的冷熱交替使用的間歇性生產(chǎn)設(shè)備，在裝運(yùn)鐵水時(shí)，內(nèi)襯受高溫、熱沖擊、機(jī)械磨損和渣鐵的化學(xué)侵蝕作用。因此，鐵水罐內(nèi)襯應(yīng)具有較好的抗侵蝕能力、強(qiáng)度、抗熱震和抗鐵水沖涮等特點(diǎn)，這樣對內(nèi)襯的耐火材料提出了很高的要求。

170 t鐵水罐在實(shí)際運(yùn)行過程中曾經(jīng)發(fā)生過4次漏鐵事故，直接影響到了安全生產(chǎn)和企業(yè)成本。后來通過提高內(nèi)襯耐火材料的質(zhì)量，嚴(yán)格遵守砌罐工藝要求，認(rèn)真執(zhí)行鐵水罐烘烤制度，完善鐵水罐內(nèi)襯檢查制度，加強(qiáng)在線鐵水罐內(nèi)襯的巡視檢查和罐殼測溫，杜絕了漏鐵現(xiàn)象的發(fā)生。如表2所示。

表2 170 t鐵水罐內(nèi)襯檢查制度

5 粘罐的原因及處對策

在170 t鐵水罐實(shí)際運(yùn)行作業(yè)過程中，粘罐是一種經(jīng)常發(fā)生且不易避免的現(xiàn)象，一方面會(huì)影響鐵水罐的儲運(yùn)能力，另一方面會(huì)對鐵水罐耐火內(nèi)襯造成損害，最為重要的是下線維修會(huì)影響高爐乃至整個(gè)煉鋼的正常生產(chǎn)。

粘罐的原因及處理對策分析如下。

5.1 鐵水罐自身因素

由于170 t鐵水罐是常規(guī)敞口罐，在高爐出鐵和運(yùn)行過程中會(huì)損失巨大的熱量，所以保溫效果差，導(dǎo)致鐵水溫降大，容易罐口結(jié)渣圈，甚至罐口結(jié)滿，直接影響鐵水罐的使用和壽命。

針對170 t鐵水罐的固有缺陷，安鋼主要通過拋灑保溫劑炭化稻殼來對鐵水進(jìn)行保溫。炭化稻殼能起到一定的保溫效果，但是由于其鋪展性較差[2]，保溫效果不是很穩(wěn)定，所以高爐爐前工拋灑保溫劑工作必須認(rèn)真仔細(xì)，保證拋灑均勻足量，一般要求拋灑炭化稻殼10袋/罐。生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，高爐出鐵時(shí)鐵水溫度一般為1 470～1 500℃，到達(dá)二煉軋?jiān)宪囬g時(shí)鐵水溫度一般為1 330～1 400℃，在此過程中鐵水溫度下降約100～140℃。

5.2 煉鐵方面因素

（1) 高爐檢修休送風(fēng)或爐況難行等特殊爐況期間，鐵水溫度過高或過低。根據(jù)高爐實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，鐵水含[Si]≥1.25%或鐵水物理熱低于1 400℃，鐵水粘度增大，容易造成粘罐[3]。因此應(yīng)加強(qiáng)高爐設(shè)備點(diǎn)檢和維護(hù)，合理安排高爐檢修時(shí)間，避免2座高爐同時(shí)檢修，減少檢修次數(shù)。加強(qiáng)高爐標(biāo)準(zhǔn)化操作，維持一個(gè)合理的高爐操作爐型，盡量減少爐況波動(dòng)[4]。

（2) 高爐撇渣器故障，使鐵中帶渣，容易造成粘罐。因此平時(shí)應(yīng)維護(hù)好撇渣器，避免鐵中過渣。

（3) 高爐倒換鐵口時(shí)，撇渣器放出的殘鐵鐵水物理熱低，容易造成粘罐，所以殘鐵罐必須用皮重輕的凈罐。高爐放完殘鐵后，保證拋灑炭化稻殼20袋以上，并及時(shí)通知運(yùn)輸部和生產(chǎn)調(diào)度，送往二煉軋倒空。

（4) 雖然規(guī)定高爐必須把鐵水罐出滿（保留300 mm安全線)，但每個(gè)鐵次的最后一個(gè)罐的出鐵量不可避免地偏少，容易造成粘罐，因此這個(gè)罐必須優(yōu)先送往二煉軋，保證及時(shí)倒空。

5.3 煉鋼方面因素

二煉軋煉鋼突發(fā)故障后，高爐已出完的重鐵水罐無法及時(shí)倒空，停留時(shí)間過長，會(huì)造成鐵水罐不同程度地結(jié)蓋。針對這種情況，高爐必須全部改對80 t鐵水罐進(jìn)行分鐵，通過80 t鐵水罐送往二煉鋼和一煉軋，而把170 t鐵水罐作為過渡罐用，以保證出鐵過程的安全。這個(gè)過渡罐在高爐下出鐵時(shí)間長，并且送到二煉軋后可能無法及時(shí)倒空，根據(jù)多次事故經(jīng)驗(yàn)，在拋灑保溫劑的情況下，鐵水罐最多停留8 h，否則鐵水罐會(huì)開始結(jié)圈蓋，直至罐口封死。二煉軋?zhí)幚硎鹿室杆?，盡快恢復(fù)生產(chǎn)。

5.4 其他方面因素

（1) 鐵水罐口粘有渣鐵。罐口的渣鐵會(huì)導(dǎo)致鐵水罐傾翻后殘留有少量鐵水，這些鐵水在鐵水罐運(yùn)行過程中，由于質(zhì)量很少和不斷散熱，很快就會(huì)在罐底凝固，兌到高爐需新出的高溫鐵水把它熔化，損失很多熱量。這樣循環(huán)使用，鐵水罐的皮重會(huì)越來越來越重。因此，應(yīng)加強(qiáng)鐵水罐的巡視點(diǎn)檢，發(fā)現(xiàn)罐口粘有渣鐵現(xiàn)象及時(shí)下線處理，避免皮重循環(huán)加重。

（2) 鐵水罐軸套或擋板破損時(shí)，需進(jìn)行維修處理，導(dǎo)致倒罐時(shí)間推遲。由于鐵水罐的維修屬于煉鐵廠，而維修地點(diǎn)在二煉軋?jiān)宪囬g，需往現(xiàn)場運(yùn)送備件，致使協(xié)調(diào)和處理時(shí)間長，因此處理鐵水罐軸套或擋板破損要迅速。

（3) 運(yùn)輸部火車機(jī)車或道軌故障，使得鐵水罐不能及時(shí)送到二連軋，因此要快速處理好火車機(jī)車或道軌故障。

6 小結(jié)

經(jīng)過6年多的不斷探索和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，安鋼針對170 t鐵水罐制定了一套行之有效的科學(xué)管理方法：（1) 提高鐵水罐內(nèi)襯耐火材料的質(zhì)量，嚴(yán)格遵守砌罐工藝，認(rèn)真執(zhí)行鐵水罐烘烤制度，保證鐵水罐的正常使用壽命。完善鐵水罐內(nèi)襯檢查制度，加強(qiáng)在線鐵水罐內(nèi)襯的巡視檢查和罐殼測溫，避免鐵水罐燒漏。

（2) 從鐵水罐、煉鐵、煉鋼以及其它因素等4個(gè)方面，根據(jù)不同的粘罐原因制定了一系列的處理對策和預(yù)案，避免和減輕粘罐現(xiàn)象的發(fā)生。針對敞口鐵水罐的固有缺陷，必須拋灑保溫劑對鐵水進(jìn)行保溫，這是避免和減輕粘罐的一項(xiàng)基本工作。

通過以上措施，逐漸克服了敞口鐵水罐的一些缺點(diǎn)，減輕了這些缺點(diǎn)所帶來的不良影響，從而保證了該罐在安鋼良好的使用和運(yùn)行。

[1]李仕慧，陳芙蓉，劉建祖．鐵水罐應(yīng)力場有限元分析[J]．煉鋼，2007，23（3)：60．

[2]王楠，陳敏，王洋，等．碳化秸稈作為金屬液保溫劑的研究[J]．鋼鐵，2007，42（10)：80．

[3]徐大勇，劉常鵬，徐春柏．鐵水罐再加熱技術(shù)研究[J]．冶金能源，2005，24（2)：29．

[4]李勝杰，吳鏗，焦虎豐，等．安鋼2 200 m3高爐噴煤降焦生產(chǎn)實(shí)踐[J]．冶金能源，2010，29（6)：17．

Practice and Analysis on Angang 170 t Hot Metal Ladle Operation

Li Shengjie

One hundred and seventy ton hot metal ladle is main equipment for transporting hot metal produced by two 2 000 m3blast furnaces of Angang and its operating number and maintenance quality directly affect the normal production of blast furnace and steel-making.The actual operation conditions of hot metal ladle are analyzed and existing problems studied.Enhanced scientific management of hot metal ladle lining and precaution measures and countermeasures formulating for different sticking reasons ensure the normal life of ladle lining and eliminate ladle sticking.The 170 t hot metal ladle is running well at Angang.

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（收稿 2011－06－27 責(zé)編 潘娜)

李勝杰，2011年1月畢業(yè)于北京科技大學(xué)冶金工程專業(yè)，碩士，現(xiàn)在安鋼集團(tuán)煉鐵廠生產(chǎn)技術(shù)科從事高爐煉鐵方面的工作。