“一包到底”工藝在中小鋼鐵企業(yè)的應(yīng)用

魏強(qiáng)

（山西首鋼國(guó)際工程技術(shù)有限公司， 山西　長(zhǎng)治　046031）

“一包到底”工藝在中小鋼鐵企業(yè)的應(yīng)用

魏強(qiáng)

（山西首鋼國(guó)際工程技術(shù)有限公司， 山西長(zhǎng)治046031）

針對(duì)目前我國(guó)鋼鐵企業(yè)工藝現(xiàn)狀，分析“一包到底”新型工藝特點(diǎn)及其制約因素，提出“一包到底”工藝的改造措施。通過(guò)采取嚴(yán)格控制鐵水成分和溫度、完善鐵水計(jì)量系統(tǒng)、鐵水中含渣量及罐口結(jié)渣的處理、增設(shè)鐵水運(yùn)輸線等一系列改造措施，實(shí)現(xiàn)了此工藝在中小鋼鐵企業(yè)的應(yīng)用，不僅為企業(yè)降低了生產(chǎn)成本，而且?guī)?lái)良好經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

一包到底中小鋼鐵企業(yè)應(yīng)用

2008年以來(lái)，鋼鐵市場(chǎng)逐漸趨于供大于求、企業(yè)效益下滑的不利局面。鋼鐵行業(yè)掙扎在生存與倒閉的市場(chǎng)浪潮中。尋找降本增效、扭虧為盈的方法成為各大鋼鐵企業(yè)的工作重心。而采用先進(jìn)高效的工藝和技術(shù)是其中一條行之有效的方法和途徑。

我國(guó)絕大多數(shù)鋼鐵企業(yè)均是以高爐—混鐵爐（魚(yú)雷罐）—轉(zhuǎn)爐為中心的長(zhǎng)流程冶煉工藝，其存在流程環(huán)節(jié)多、過(guò)程時(shí)間長(zhǎng)、能耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重等問(wèn)題。在此情況下，出現(xiàn)了高爐—鐵水包—轉(zhuǎn)爐為中心的冶煉工藝?！耙话降住毙鹿に嚨某霈F(xiàn)和在國(guó)內(nèi)京唐鋼鐵等大型鋼廠的應(yīng)用，使得該工藝得到大力推廣和改進(jìn)并趨于成熟?！耙话降住惫に嚾∠嘶扈F爐（魚(yú)雷罐），使生產(chǎn)組織環(huán)節(jié)簡(jiǎn)化、能耗物耗降低，使生產(chǎn)成本具有明顯降低，企業(yè)更加具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

“一包到底”工藝是指在煉鋼作業(yè)中，用同一鐵水包承載鐵水完成運(yùn)輸全過(guò)程，包括高爐鐵水的承接、運(yùn)輸、緩沖儲(chǔ)存、鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐兌鐵、容器周轉(zhuǎn)和鐵水保溫工藝等均在一個(gè)鐵水包內(nèi)完成，該工藝把高爐出鐵場(chǎng)的鐵水罐與到煉鋼轉(zhuǎn)爐兌鐵水的鐵水包合二為一，節(jié)省了轉(zhuǎn)爐煉鋼的鐵水包，取消傳統(tǒng)的混鐵爐環(huán)節(jié)，減少鐵水二次倒罐環(huán)節(jié)，節(jié)約了鐵水運(yùn)輸時(shí)間，降低了鐵水溫降和鐵損，減少了因倒罐引起的環(huán)境污染，有利于實(shí)現(xiàn)高效、清潔生產(chǎn)，從而為企業(yè)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益[1]。

1　“一包到底”工藝特點(diǎn)

1）減少溫降。據(jù)日本JFE京濱廠的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，減少一次鐵水倒包作業(yè)可減少鐵水溫降20～30℃[2]。

2）降低能源消耗。減少鐵水溫降，可多加廢鋼，縮短冶煉時(shí)間，從而降低能耗。取消混鐵爐后，混鐵爐用燃?xì)馊咳∠?，降低煉鋼廠能耗。

3）有利于鐵水處理工藝的實(shí)現(xiàn)。鐵水溫度越高，越有利于脫硫預(yù)處理及相應(yīng)的扒渣操作。

4）降低鐵損。減少倒罐環(huán)節(jié)，可降低鐵損對(duì)于降低鐵耗，節(jié)約能源。

5）優(yōu)化工藝布置。縮短工藝流程、簡(jiǎn)化生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程，加快生產(chǎn)節(jié)奏，優(yōu)化煉鐵至煉鋼的界面技術(shù)，同時(shí)使煉鋼車間布置更緊湊合理。

6）縮短吊運(yùn)時(shí)間。由于取消了混鐵爐倒罐，可減少鑄造天車主鉤吊運(yùn)鐵水的次數(shù)和起升高度，因此縮短了吊運(yùn)時(shí)間。

7）減少物料損耗。取消混鐵爐后，兌鐵區(qū)的各種能源、物料消耗將大大降低，同時(shí)煉鋼廠用鐵水包也相應(yīng)減少。

8）環(huán)保優(yōu)勢(shì)。采用傳統(tǒng)混鐵爐倒運(yùn)鐵水時(shí)，因鐵水倒罐而帶來(lái)的大量煙塵。采用“一包到底”工藝運(yùn)輸鐵水，可避免因鐵水倒罐而帶來(lái)的煙塵污染，有助于清潔生產(chǎn)，保護(hù)環(huán)境。

2　制約“一包到底”工藝因素

“一包到底”工藝的最佳配置為一座高爐匹配一座轉(zhuǎn)爐，且產(chǎn)能基本匹配。要求高爐出鐵水用鐵水罐的裝入量可恰好為一座轉(zhuǎn)爐一次冶煉的用量?！耙话降住惫に嚩鄳?yīng)用于國(guó)內(nèi)新建大型鋼鐵企業(yè)，例如首鋼京唐的工藝配置即為兩座5 500 m3高爐配2座300 t轉(zhuǎn)爐，每次出鐵用300 t鐵水罐2～3罐。

鋼鐵企業(yè)擁有高爐的數(shù)量多，爐容量不一致，致使煉鐵與煉鋼的生產(chǎn)節(jié)奏和產(chǎn)能直接匹配較為困難。各高爐出鐵成分、溫度波動(dòng)較大，高爐出鐵用鐵水罐大小不一，鐵水直兌轉(zhuǎn)爐量難以控制，給鐵水直接進(jìn)轉(zhuǎn)爐煉鋼帶來(lái)很大難度。再加之中小鋼企的煉鋼廠加料區(qū)域工藝布局不合理也給改造增加很大難度。

3　“一包到底”工藝的改造方案

3.1嚴(yán)格控制鐵水成分和溫度

1）提高鐵前冶煉水平，和鐵水預(yù)判能力，減小鐵水成分、溫度波動(dòng)。將w（Si）控制在0.40%～0.60%、將w（P）控制在小于0.150%，將鐵水到煉鋼溫度控制在1 300～1 350℃。

2）在煉鋼加料區(qū)完善鐵水成分及溫度檢測(cè)系統(tǒng)?？稍O(shè)置風(fēng)動(dòng)取樣裝置，快速檢驗(yàn)鐵水成分。

3.2完善鐵水計(jì)量系統(tǒng)（每罐鐵的重量）

1）出鐵過(guò)程需設(shè)在線稱重系統(tǒng)，以保證出鐵過(guò)程重量的準(zhǔn)確控制，可采用地稱衡或車架稱重系統(tǒng)方式進(jìn)行控制，正負(fù)偏差小于±1 t，出鐵重量的準(zhǔn)確率達(dá)70%以上。

2）設(shè)液位監(jiān)控系統(tǒng)防止鐵水外溢。

3）針對(duì)高爐鐵水罐大小不一致的情況，可考慮在煉鋼增設(shè)倒罐區(qū)。將大罐置于稱量車上，用鑄造起重機(jī)將小罐鐵水兌入大罐中，并準(zhǔn)確計(jì)量。

3.3降低鐵水中含渣量及減輕罐口結(jié)渣現(xiàn)象

1）高爐每爐鐵在出鐵前和出鐵過(guò)程中檢查撇渣器過(guò)渣情況，發(fā)現(xiàn)撇渣器有過(guò)渣現(xiàn)象時(shí)，及時(shí)堵鐵口對(duì)撇渣器進(jìn)行修補(bǔ)后再進(jìn)行出鐵。

2）嚴(yán)把耐火材料質(zhì)量關(guān)。保溫劑改為碳化稻殼，提高化渣劑質(zhì)量；提高小壕澆注料質(zhì)量，優(yōu)化小壕使用周期，減少小壕澆注料侵蝕產(chǎn)生的渣量。

3）制作小壕擋板所用的渣溝料和河砂，在改擋板時(shí)全部鏟出小壕；小壕支溝流嘴處形成的渣鐵殼，在鐵水罐拉出罐位后進(jìn)行清理，禁止將小壕支溝流嘴處形成的渣鐵殼敲入鐵水罐內(nèi)。

4）渣量過(guò)大會(huì)造成鐵水裝入量的波動(dòng)大，對(duì)冶煉的穩(wěn)定性造成很大影響。因此，取消混鐵爐后可在此區(qū)域同步建設(shè)脫硫工藝或扒渣設(shè)施，以控制入轉(zhuǎn)爐渣量，鐵水帶渣量應(yīng)≤5‰。

5）鐵水罐罐口結(jié)渣和結(jié)罐底現(xiàn)象也會(huì)造成鐵水裝入量的波動(dòng)，尤其高爐采用釩鈦礦，粘渣可能性更大，因此增設(shè)專門設(shè)施處理罐口渣。

3.4新增鐵水運(yùn)輸線

鐵水罐運(yùn)輸時(shí)，目前大多鋼企鐵水運(yùn)輸一條線、一臺(tái)秤，只能單線運(yùn)輸，調(diào)度困難。需在條件容許情況下，增設(shè)一條鐵路線，保證正常生產(chǎn)組織。

3.5增加鐵水罐及配套設(shè)施

采取“一包到底”工藝后，鐵水罐的用量和倒罐周轉(zhuǎn)時(shí)間相應(yīng)增加。同時(shí)由于增加鐵水預(yù)處理、扒渣等工藝，均會(huì)降低鐵水罐的使用壽命。因此，需增加鐵水罐的使用數(shù)量，相應(yīng)增加其修砌、烘烤位置。

3.6加強(qiáng)信息化建設(shè)

通過(guò)加強(qiáng)信息化建設(shè)，提高調(diào)度職能水平，妥善處置生產(chǎn)組織時(shí)異常情況，及時(shí)傳遞鐵水信息，提前做好鐵水調(diào)配工作，保證冶煉生產(chǎn)的連續(xù)性。

3.7提升企業(yè)物流及監(jiān)控系統(tǒng)

企業(yè)物流系統(tǒng)鐵、鋼、材用電腦進(jìn)行監(jiān)控，由物流部統(tǒng)一監(jiān)控調(diào)度。鐵、鋼部的銜接有專門的操作人員進(jìn)行實(shí)際界面的操作，過(guò)程控制采用電腦界面進(jìn)行操作，整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)一目了然，保證了煉鐵與煉鋼物流的暢通[3]。

4　實(shí)施步驟

取消混鐵爐采用“一包到底”工藝對(duì)高爐冶煉要求高，調(diào)度節(jié)奏把控嚴(yán)，從計(jì)劃到徹底停用期間要解決鐵水結(jié)罐、來(lái)鐵量均衡、成分穩(wěn)定性、鐵水銜接，品種鋼生產(chǎn)等一系列問(wèn)題，對(duì)于一般中小鋼企可采用三步走戰(zhàn)略來(lái)實(shí)現(xiàn)。

4.1項(xiàng)目準(zhǔn)備階段

高爐生產(chǎn)檢修期間，在高爐出鐵場(chǎng)區(qū)域安裝鐵水稱量和鐵水液位計(jì)，系統(tǒng)試運(yùn)行至正常；根據(jù)工藝設(shè)計(jì)改造現(xiàn)有鐵水包為“一包到底”專用鐵水包；煉鐵采取措施控制鐵水帶渣量及粘度，試驗(yàn)碳化稻殼；煉鋼加料區(qū)取樣平臺(tái)及風(fēng)動(dòng)送樣設(shè)施完善；鐵水罐倒灌站和存放區(qū)基礎(chǔ)建設(shè)完成；期間混鐵爐正常運(yùn)行。

4.2項(xiàng)目試運(yùn)行階段

期間煉鋼選擇成分穩(wěn)定、重量符合的鐵水一包到底，成分不穩(wěn)定及重量偏差較大鐵水兌入混鐵爐。

目標(biāo)：30%鐵水一罐到底。鐵水重量偏差±1 t項(xiàng)目攻關(guān)；鐵水成分穩(wěn)定性攻關(guān)；煉鋼裝入制度、渣料制度調(diào)整；合理壽命鐵水罐耐材試驗(yàn)、運(yùn)行；煉鐵采用“一包到底”專用鐵水罐逐步正常循環(huán)，逐步淘汰舊鐵水罐；煉鋼倒罐站、配套除塵系統(tǒng)建設(shè)完成。

4.3項(xiàng)目穩(wěn)定運(yùn)行階段

期間全部采用“一包到底”工藝，煉鋼倒罐站運(yùn)行，滿罐鐵水全部一包到底，混鐵爐無(wú)特殊情況不使用。

目標(biāo)：“一包到底”直兌率達(dá)到70%以上。確立生產(chǎn)組織協(xié)調(diào)制度；“一包到底”相關(guān)管理制度確定；配套設(shè)施完善；停用混鐵爐。

5　結(jié)語(yǔ)

方大特鋼、濟(jì)源鋼鐵公司等中小鋼鐵企業(yè)通過(guò)不斷努力，均已實(shí)現(xiàn)“一包到底”工藝。在此過(guò)程中，不但提高了企業(yè)的冶煉和管理水平，同時(shí)也為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]殷瑞鈺.冶金流程工程學(xué)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2004.

[2]杜濤，蔡九菊.煉鐵-煉鋼界面溫降與節(jié)能模式分析[J].鋼鐵，2008（12）：83-32.

[3]張靈，劉儉.沙鋼650萬(wàn)t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）：31-32.

（編輯：王慧芳）

Application of“Get the Ladle Done at One Go”Technology in Small and Medium Sized Iron and Steel Enterprises

WEI Qiang
（Shanxi Shougang International Engineering Technology Co.，Ltd.，Changzhi Shanxi 046031）

Based on the status of iron and steel enterprises of our country，this paper analyzes characteristics and restricts of the“get the ladle done at one go”technology and raises related improvement measures.Through the adoption of strict control of composition and temperature of the molten iron，improve metering of molten iron，molten iron containing slag volume and tank outlet slagging treatment，adding molten iron transportation lines，such as a series of transformation to achieve the"get the ladle done at one go"technology application in small and medium-sized steel enterprises，for enterprises to bring good economic benefit and environmental benefit.

get the ladle done at one go，small and medium sized Iron and steel enterprises，application

F426.31

A

1672-1152（2016）04-0097-03

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2016.04.33

2016-06-11

魏強(qiáng)（1977—），男，工程師，高級(jí)項(xiàng)目經(jīng)理，現(xiàn)就職于山西首鋼國(guó)際工程技術(shù)有限公司。