李 斌,王啟均
(萍鄉(xiāng)萍鋼安源鋼鐵有限公司安源煉鋼廠,江西 萍鄉(xiāng) 337000)
隨著鋼鐵行業(yè)增產(chǎn)降耗的需求,各鋼鐵企業(yè)大力推進提高產(chǎn)能的工作,煉鋼工序則通過強化生產(chǎn)、優(yōu)化工藝、設(shè)備改進等手段來實現(xiàn)產(chǎn)鋼最大化。利用提高廢鋼比,降低鐵耗成為主要方式,而工序系統(tǒng)熱量的挖掘成為該項工作的重要切入點。安源煉鋼廠為進一步挖掘煉鋼系統(tǒng)溫度熱量空間,以降低轉(zhuǎn)爐出鋼溫度、降低溫降值為主線開展工作,實現(xiàn)了低鐵耗條件下生產(chǎn)的需要,取到明顯效果。
安源煉鋼廠有三座60t氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐,三臺170mm2*170mm2的六機六流R8m弧形連鑄機,如下圖所示,鐵水物理熱在1260℃~1320℃(含鐵水罐加廢鋼),鐵水硅在0.43%左右,三座離線合金烘烤爐,兩臺在線鋼包烘烤器,整體澆注料鋼包,干式料快換水口中間包,鋼種主要為HRB400(E)系列。
圖1 安源煉鋼廠連鑄機示意圖
公司于2018年11月后實施鋼筋新國標成分,在消化合金用量增加帶來溫度損失的基礎(chǔ)上進一步降低鐵耗,生產(chǎn)工藝上必須要實現(xiàn)系統(tǒng)溫度新平衡。生產(chǎn)工藝優(yōu)化前的溫度現(xiàn)狀見表1。
表1 煉鋼系統(tǒng)溫度情況(以2018年9月~10月為例)
不利的影響因素主要在三個方面:生產(chǎn)周期長,提高了溫度;工作質(zhì)量差,人為浪費了溫度;工藝保溫缺失,損失了溫度。比如:生產(chǎn)周期長達24min,爐機節(jié)奏不匹配,出鋼時間長達3min~4min,合金烘烤溫度低,吹氣強度大,鋼包不能100%加蓋,鋼水全程保溫措施不到位等等。
根據(jù)生產(chǎn)工藝的現(xiàn)狀,明確了從兩個方面進行控制:一是必須挖掘煉鋼工序總溫降值的降低,二是必須挖掘連鑄鋼水過熱度的降低。二者的降低值決定了轉(zhuǎn)爐出鋼溫度降低值,出鋼溫度的降低決定了能夠支撐轉(zhuǎn)爐熱平衡的鐵耗水平。系統(tǒng)溫降挖潛環(huán)節(jié)為出鋼溫降(Δt1),吹氣溫降(Δt2),鋼水在連鑄溫降(Δt3)。HRB400鋼理論液相線溫度約為1503℃左右,生產(chǎn)工藝優(yōu)化前鋼水過熱度約為32℃,存在挖潛空間。
通過一系列的控制措施,今年以來鋼水過熱度降低約4℃~5℃,系統(tǒng)溫降值降低約15℃,出鋼溫度由原先約1660℃降到目前約1640℃。
氧槍、轉(zhuǎn)爐傾動電機、天車等設(shè)備按秒提速,生產(chǎn)組織減少間隙時間,提高轉(zhuǎn)爐一次倒?fàn)t率,同時控制連鑄鋼水鎮(zhèn)時,打擊生產(chǎn)事故等措施,冶煉周期縮短約1.5min~2min,為連鑄“低溫快拉”,降低鋼水過熱度提供了的前提條件。
(1)根據(jù)鐵水條件、生產(chǎn)需要調(diào)整好鐵水廢鋼的大熱平衡,從源頭控制給爐長的熱量不能富余太多,終點溫度按1620℃~1640℃控制,小熱平衡調(diào)節(jié)由爐長控制留渣量、渣料、供氧等。
(2)優(yōu)化轉(zhuǎn)爐輔料結(jié)構(gòu)。一是1月~4月試用了鎂球(約4kg/t)替代部分輕燒白云石,減少了輕燒白云石在爐內(nèi)吸熱損失;二是推行少渣煉鋼降輔料,今年1月~8月比去年減少石灰+輕燒白云石+石灰石+降溫含鐵材料共4.04kg/t。
(1)增大出鋼口套內(nèi)徑。由原來Φ165mm逐步調(diào)為Φ170mm、Φ175mm,出 鋼 時 間 由3min~4min縮 短 到2min~3min,降低出鋼溫降約9℃~10℃,由于合金用量的增加,抵消了部分出鋼溫降,體現(xiàn)為出鋼溫降降低約5℃~6℃。
(2)抓好鋼包全程吹氣,控制吹氣強度,改進鋼包保溫。出鋼采取全程吹氣約2min,到吹氣站后硬吹2min后取樣改軟吹,軟吹大小以鋼水裸露面積<500mm為準,不得靠延長吹氣時間或吹氣大小來降溫。同時,在原來覆蓋劑保溫的基礎(chǔ)上,增加了保溫效果更好的碳化稻殼。優(yōu)化后吹氣溫降降低約2℃~3℃。保溫劑對鋼液液面熱損失的影響,見表2。
表2 保溫劑對鋼液液面熱損失的影響
(3)加強合金烘烤管理,投入新型合金烘烤爐。在沒有投入新合金烘烤爐前,合金烘烤溫度按200℃目標控制,8月底投入新合金烘烤爐后,合金烘烤溫度將按400℃~500℃目標控制。
(4)完善鋼包加蓋系統(tǒng)和中間包保溫措施。通過設(shè)備采購質(zhì)量更好的鋼包加蓋油缸,提高了使用壽命,保證了大包加蓋>90%;中間包也采用了碳化稻殼“黑面”保溫,中間包蓋板的孔洞、間隙進行密封保溫;鋼包大包保護澆注率由原來70%左右提高到85%以上。
(5)強化連鑄機工況管理,提高責(zé)任心,提升連鑄拉速。拉坯周期縮短,拉速由1.9m/min~2.0m/min提高到約2.2m/min~2.3m/min,支撐了鋼水過熱度的降低,同時疊加保溫措施,連鑄溫降值降低約8℃~10℃。
工藝優(yōu)化后,總的系統(tǒng)溫降值由約125℃下降到目前約110℃,鋼水過熱度由約32℃下降到約28℃,轉(zhuǎn)爐出鋼溫度由1660℃下降到1640℃,鐵耗由約860kg/t降到近三個月829.2kg/t。
煉鋼系統(tǒng)溫度的優(yōu)化是個系統(tǒng)工程,現(xiàn)階段主要通過加快生產(chǎn)節(jié)奏、加大出鋼口內(nèi)徑、加強保溫等措施取到的效果,若下一步合金烘烤爐正常使用以及廢鋼預(yù)熱、鋼包全程加蓋等改進措施推進到位,系統(tǒng)溫度將進一步得到下降。