降低長流程煉鋼系統(tǒng)溫降的控制實(shí)踐

閆 軍

（河鋼集團(tuán)宣鋼公司， 河北 宣化 075100）

1 工藝裝備概況

河鋼集團(tuán)宣鋼公司（全文簡稱宣鋼）二鋼軋廠煉鋼生產(chǎn)線配備8 條鐵水罐傾翻裝置和2 座KR 鐵水脫硫預(yù)處理站，150 t 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐2 座，與轉(zhuǎn)爐匹配的2 座吹氬處理站，2 座LF 鋼包精煉爐和1 座RH 真空精煉爐，2 臺十二機(jī)十二流的小方坯連鑄機(jī)。其中兩座轉(zhuǎn)爐均配備了副槍測量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了吹煉過程自動取樣，在不倒?fàn)t的情況下，及時反應(yīng)出爐內(nèi)鋼水溫度、碳含量、氧含量等的情況，達(dá)到更好的控制吹煉終點(diǎn)的目的。

工藝流程：2 500 m3高爐鐵水→鐵水折罐翻鐵→KR 脫硫→轉(zhuǎn)爐吹煉→氬站處理→（精煉）→連鑄機(jī)。

2 長流程煉鋼系統(tǒng)技術(shù)

2.1 優(yōu)化鐵水結(jié)算計量模式

鐵水從高爐由火車牽引至磅房，經(jīng)磅房挨個稱重后再牽引至折罐間翻鐵至鐵包，在此過程中過磅時間較長，鐵水物理熱損失嚴(yán)重，不利于提高轉(zhuǎn)爐入爐鐵水溫度，且在冶煉品種鋼時，KR 脫硫所需物理熱亦不能充分保證，增加冶煉難度。為此，宣鋼二鋼軋廠基于現(xiàn)有天車計量定位系統(tǒng)，利用轉(zhuǎn)爐加料跨天車稱重系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)煉鐵和鋼軋廠之間的鐵水結(jié)算，省去過去鐵水入煉鋼廠前鐵水罐依次過磅環(huán)節(jié)，解決了鐵水過磅速度慢、占地面積大、人力資源消耗高等問題，加快了鐵水罐在線運(yùn)行效率，提高了供煉鋼鐵水溫度[1]。

2.2 提高KR 精準(zhǔn)脫硫率

目前宣鋼二鋼軋廠冶煉鋼種，成品硫含量要求差別較大，最高為0.045%，最低為0.008%。工藝路線主要分為進(jìn)精煉和不進(jìn)精煉兩種，但是由于鋼種在精煉處理過程中，精煉渣系的區(qū)別，導(dǎo)致對進(jìn)精煉要求也不盡相同。

根據(jù)以往生產(chǎn)實(shí)踐，對大量冶煉數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，作業(yè)區(qū)制定《分鋼種鐵水脫硫指導(dǎo)意見》，在滿足品種鋼質(zhì)量要求的前提下，積極推進(jìn)按目標(biāo)要求進(jìn)行KR 脫硫處理[2]，縮短脫硫周期，降低脫硫過程鐵水溫降，同時降低脫硫劑消耗。

脫硫指導(dǎo)意見主要內(nèi)容如下：

1）含鋁圓鋼類（不含GCr15），鐵水w（S）＞0.040%，進(jìn)行脫硫。

2）低合金、普鋼，鐵水w（S）＞0.045%，進(jìn)行脫硫。

3）GCr15、35MnB、焊條、焊絲、硬線維持不變。

4）對于攪拌頭及時修補(bǔ)，確保攪拌效果，以穩(wěn)定脫硫時間和脫硫劑消耗，攪拌頭壽命嚴(yán)禁超次數(shù)使用。

詳細(xì)鋼種脫硫條件見下頁表1。

2.3 提高合金烘烤爐在線使用率

為了保證合金在線烘烤系統(tǒng)[3]的使用壽命，必須保護(hù)外部容器鋼板免受明火烘烤，所以在合金烘烤爐內(nèi)砌筑耐火材料。出于易于砌筑、縮短砌筑時間、增加合金烘烤爐的容積考慮，在砌筑耐火磚時采用平砌和立砌相結(jié)合的方式，但是在使用過程中，耐火磚的使用壽命太短，主要表現(xiàn)為耐火磚磨損脫落。

2.3.1 優(yōu)化合金烘烤爐內(nèi)耐火材料的砌筑方式

為了改善此種情況，作業(yè)區(qū)相關(guān)人員認(rèn)真分析了目前耐火材料砌筑方式以及耐火磚首先脫落部位存在的缺陷。對合金烘烤爐內(nèi)的耐火材料砌筑方式進(jìn)行了工藝優(yōu)化。

表1 鐵水脫硫扒渣技術(shù)條件

如圖2 所示，使用鋼板在合金烘烤爐容器鋼板轉(zhuǎn)彎處上方加裝筋板，增強(qiáng)對上部耐火材料的支撐作用。下部斜面部分將耐火磚的立砌方式改為平砌，且在下料口部位加裝筋板，以增強(qiáng)對耐火磚的支撐。在合金烘烤爐的上沿處，對砌筑的耐火磚用火泥進(jìn)行抹封，并且用大角鋼進(jìn)行防脫落加固，與合金烘烤爐外殼鋼板焊接。有效地延長了耐火磚在線使用壽命。

圖2 金烘烤爐耐火材料砌筑工藝優(yōu)化示意圖

2.3.2 合金下料管下沿出口處加裝緩沖板

通過對以往合金烘烤爐拆爐時內(nèi)部剩余耐材情況及現(xiàn)場合金料管下料過程中沖擊角度進(jìn)行分析和觀察，發(fā)現(xiàn)由于合金料管傾斜角度較大，導(dǎo)致合金料沖擊力太大，沖擊區(qū)耐火磚磨損和脫落最為嚴(yán)重。為此經(jīng)研究決定在下料管下沿處垂直于下料口下沿加裝緩沖鋼板，以減小合金物料下落過程中的沖擊力，降低對沖擊區(qū)的沖擊磨損。

如圖3 所示，使用鋼板在合金下料管下沿處內(nèi)側(cè)沿垂直方向焊接緩沖鋼板，并在緩沖鋼板與料管之間加裝加強(qiáng)筋板。有效地降低了合金下料時的沖擊力，減緩了對沖擊區(qū)的沖擊磨損。

圖3 合金下料管下沿緩沖板示意圖

2.3.3 合金下料管加裝緩沖皮帶

由于合金旋轉(zhuǎn)溜槽在使用過程中彎頭處極易因磨損嚴(yán)重導(dǎo)致漏料現(xiàn)象，需采用一種便于更換且不產(chǎn)生額外費(fèi)用的材料對其進(jìn)行緩沖防護(hù)，經(jīng)作業(yè)區(qū)相關(guān)人員研究決定，利用上料系統(tǒng)的廢舊皮帶進(jìn)行防護(hù)。

如圖4 所示，在合金旋轉(zhuǎn)溜槽上端接料喇叭口處開兩個小孔，孔間距為20 cm，將上料皮帶裁剪成15 cm 寬，2.5 m 長的長條，通過一塊弧形鋼板和兩個緊固螺栓將緩沖皮一端緊固與喇叭口上，另一端自然下垂與溜槽中。明顯減緩了合金溜槽的磨損速率。

圖4 合金旋轉(zhuǎn)溜槽加裝緩沖膠皮示意圖

2.4 降低鋼包溫降

鋼包作為煉鋼工序與連鑄工序之間的盛鋼容器，直接影響著出鋼和盛鋼過程中的鋼水溫度的變化，給鋼包加蓋[4]是補(bǔ)償鋼水溫度的重要舉措。通過除轉(zhuǎn)爐出鋼、LF 爐和RH 爐精煉過程外鋼包全程帶蓋運(yùn)轉(zhuǎn)，大大減少鋼水表面和空包耐材的輻射散熱及對流散熱，進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

2.4.1 鋼包全程加蓋設(shè)備組成

鋼包全程加蓋的新型加揭蓋設(shè)備包括：移動小車、電液推桿、卷揚(yáng)裝置、鋼絲繩、定滑輪組、動滑輪組、車輪、軌道、包蓋專用吊具、包蓋。其加揭蓋吊運(yùn)原理為：電機(jī)、減速機(jī)、卷筒、定滑輪安裝于移動小車上，移動小車通過電液推桿進(jìn)行前后移動，包蓋專用吊具通過傳動裝置和鋼絲繩進(jìn)行上下移動，從而實(shí)現(xiàn)專用吊具的上下前后移動進(jìn)行包蓋的加揭蓋，專用吊具上下升降限位依靠安裝于卷筒軸端的限位器控制，具體如下頁圖5 所示。

圖5 鋼包加蓋結(jié)構(gòu)示意圖

2.4.2 鋼包加揭蓋的方法

1）鋼包加揭蓋設(shè)備吊裝鋼包蓋處于待機(jī)位置，鋼包車運(yùn)送鋼包到加揭蓋裝置下方指定位置后停止。

2）傳動裝置驅(qū)動卷筒，驅(qū)動鋼絲繩，通過定滑輪組、動滑輪組，驅(qū)動包蓋專用吊具下降，下降至指定位置后限位器發(fā)出停止信號，卷揚(yáng)裝置停止動作。

3）電液推桿推動移動小車向后移動，使包蓋專用吊具勾頭離開包蓋吊點(diǎn)。

4）卷揚(yáng)裝置驅(qū)動卷筒，拉動鋼絲繩，通過定滑輪組、動滑輪組，驅(qū)動包蓋專用吊具上升，上升至指定位置后限位器發(fā)出停止信號，卷揚(yáng)裝置停止動作，鋼包加蓋過程完成，鋼包車開走。

5）鋼包揭蓋過程與加蓋過程相反。

為使鋼包加蓋達(dá)到理想的實(shí)施效果，在設(shè)備試車過程中，宣鋼二鋼軋廠不斷優(yōu)化生產(chǎn)組織模式和鋼包運(yùn)營管理，合理安排生產(chǎn)組織，提前制定澆次安排，盡量縮短在站時間，以減少鋼包從轉(zhuǎn)爐出鋼到精煉過程中的溫降損失。同時，強(qiáng)化職工標(biāo)準(zhǔn)化操作，不斷摸索總結(jié)鋼包加蓋經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)各工序精準(zhǔn)控制。

3 運(yùn)行效果

以宣鋼二鋼軋廠生產(chǎn)的HRB400 系列鋼種為例，將相關(guān)措施實(shí)施前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，來說明相關(guān)措施實(shí)施后取得的效果，具體見表1。

表1 實(shí)施前后相關(guān)數(shù)據(jù)對比 ℃

從表1 中可以看出，鐵水溫度提高5~15 ℃，出鋼溫度降低10~15 ℃，出鋼過程溫降減少10~20 ℃，澆鑄溫降降低5~10 ℃，脫硫溫降減少5~10 ℃。

4 結(jié)語

從降低轉(zhuǎn)爐煉鋼系統(tǒng)溫降出發(fā)，通過工藝技術(shù)優(yōu)化和設(shè)備創(chuàng)新改造，采取4 項關(guān)鍵舉措，成功實(shí)現(xiàn)了長流程煉鋼系統(tǒng)溫降的顯著降低，提高了轉(zhuǎn)爐入爐鐵水溫度，降低了出鋼溫度和出鋼溫降，有效降低了澆鑄過程鋼包溫降，保證了鑄機(jī)低過熱度快速拉鋼，推動鋼水質(zhì)量和鑄坯質(zhì)量的提高。對其他鋼鐵企業(yè)具有很好的推廣、借鑒意義。