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中能技術

轉爐煉鋼廠鋼包全程加蓋技術開發與應用

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2019/12/1     瀏覽次數:    

1 前言

鋼包作為煉鋼工序與連鑄工序之間的盛鋼容器,其在生產周轉過程的熱狀態,直接影響出鋼和盛鋼過程中鋼水溫度的變化,影響過程溫度控制,一般采取強化鋼包烘烤、提高鋼包熱周轉、優化包襯結構、鋼包加保溫劑和澆注過程鋼包加蓋等手段來減少鋼水溫降。有關研究[1]表明,1150t 鋼包空包開始后,前20min內由包襯向空氣的輻射熱損失將導致下一爐鋼水溫度損失達l5,而這種熱損失的40%發生在空包開始后的前5min。通過在鋼包上加蓋,輻射熱損失可顯著減少。

鋼包加蓋突出的節能效果,成為鋼鐵企業節能降耗的一個重要手段。比如連鑄機上廣泛采用了鋼包加蓋裝置,也是屬于局部的非全程式保溫措施,但無法做到在整個使用循環過程中都使鋼包蓋蓋在鋼包上。本文主要介紹柳鋼轉爐廠經過技術引進、消化,轉化創新,設計研發出的適合實際生產地鋼包運行過程全程加蓋與揭蓋技術。

2 鋼包加蓋技術及其應用

2.1 設備及其建設

1加揭蓋裝置。在鋼包加揭蓋裝置設計上,國內使用的加揭蓋裝置種類較多,包括移動插齒式加揭蓋裝置、液壓升降/伸縮式加揭蓋裝置、回轉式加揭蓋裝置、懸掛移動式加揭蓋裝置等。柳鋼轉爐煉鋼廠根據現有加揭蓋裝置,消化吸收,并結合自身實際廠房結構,設計了卷揚升降式鋼包加揭蓋裝置(見圖1a)。柳鋼一區轉爐系統鋼包加蓋有關的設備由3×150t轉爐,2×150t 雙工位LF爐,1×150t 雙工位RH爐組成。根據煉鋼系統的工藝布置條件,在3個轉爐及3個爐外精煉共9個工位布置了9套卷揚升降式鋼包加揭蓋裝置。

2鋼包蓋特點。鋼包蓋通過聯接爪與鋼包聯接,這種聯接方式在鋼包直立時便于包蓋的摘取,而在鋼包因排渣、更換滑動水口等作業而必須傾倒時,包蓋與鋼包靠聯接爪自行鎖緊,實現包蓋一直安全蓋在鋼包上的目的。連在包蓋上的上聯接爪和固定在鋼包上部的下聯接爪等裝置,其特征在于上聯接爪呈倒“U”狀,并在“U”口處安設一銷桿;下聯接爪呈“U”形并在外側“U”板上開設一帶凹溝的銷槽,在銷槽的平直側加一靠自重而轉動的栓銷,在蓋體蓋在鋼包上時上、下聯接爪相吻合,銷桿下入銷槽內。此外,在鋼包蓋上還設計有3個掛耳,加揭蓋卷楊機的掛鉤與掛耳配合,完成加蓋、取蓋動作。在鋼包蓋重心位置設計有備用掛耳,在特殊情況下用行車副鉤完成加蓋、揭蓋動作,省去專用離線吊具。

3項目建設進度。項目于2013-08立項,2014-01 完成鋼包加蓋設計方案,2014-082 號轉爐鋼包加蓋裝置安裝完成,開始正式投入使用,2015-031 LF 鋼包加蓋裝置安裝完成,煉鋼系統鋼包實現全程加蓋運行。

2.2 操作工藝

1出鋼前準備。在完成爐次之間對鋼包的準備后,鋼包不是與通常那樣被放到預熱器上進行預熱,而是被放回到等候的鋼包車上,并且有鋼包蓋蓋在上面,直到下一爐開始出鋼,所以在使用鋼包全程加蓋設備與工藝進行生產時,正常周轉鋼包將不再需要在線預熱。只有在遇到長達幾個小時的超時工序延遲時,才考慮鋼包預熱。鋼包倒掉鑄余渣(見圖1b),清洗水口滑板后,可直接把鋼包帶蓋吊運上鋼包車上(見圖1c),轉爐出鋼前完成揭蓋加入引流砂填入(圖1d),再加蓋保溫等出鋼(圖1e),如果加入引流渣后與出鋼時間較短,一般小于2min,直接進入轉爐下出鋼。

2出鋼后加蓋。轉爐出鋼結束并在吹氬位處理完成后,把鋼包開至加揭蓋裝置正下方,通過操作卷揚升降與鋼包車進退配合完成加蓋操作,并開至吊包位(見圖1f ,進入下一工序。

3精煉揭蓋。鋼包進入精煉工位(LFRH)前,先開到卷揚升降式鋼包加揭蓋裝置完成揭蓋操作,鋼包蓋存放在加揭蓋裝置平臺,進入精煉爐完成鋼水精煉。

4精煉加蓋。處理位鋼水處理完畢,當鋼包經過加揭蓋裝置平臺正下方,通過操作卷揚升降完成加蓋操作,并開至吊包位,進入下一工序。

5異常鋼水揭蓋。若異常鋼水需要倒包或兌沖回爐時,需要使用行車副鉤調走包蓋后進行,防止鋼水倒出時與包蓋接觸反沖散流,造成安全事故。

2.3 運行效果

1出鋼過程鋼水溫降降低。加蓋后,空包內襯溫降減小,鋼水與鋼包內襯熱交換減少,鋼水熱損失減少,使大幅度降低轉爐終點溫度成為可能。在出鋼過程中,不改變其它條件下僅僅通過鋼包加蓋保溫,直上鋼水出鋼溫降平均減小10.2,上精煉鋼水出鋼溫降平均減小6.4

       2吊運過程鋼水溫降。吊運過程隨著時間延長,鋼水溫降幅度將不斷加大。鋼包加蓋后,鋼水的溫降速度也有所降低(見表2)。

3加蓋后連鑄中包溫度變化:加蓋后澆注40min 中包溫與實際中包溫度相比,平均中包溫度降低4左右,中包溫度基本趨于穩定,加蓋后澆注40min 中包溫與實際中包溫度波動在10以內,占到了95.12%,波動在5以內,占到了57.67%。加蓋后的澆注后期低溫事故鋼水量大幅度減少,尤其是方坯直上鋼種。

      4鋼包加蓋后主要經濟指標明顯進步,除了鐵水條件得到改善及少渣冶煉工藝的進步外,鋼包加蓋后系統溫降對指標進步有著重要的作用。

2.4 存在的問題及解決方案

1影響鋼包自開率。實施鋼包加蓋后,正常周轉鋼包內襯溫度在1000 以上,鋼包內的爐渣處于液態,在鋼包熱修完成后垂直放置時,會出現包壁上的液渣回流至包底水口內的現象,容易出現引流現象或引不開的現象,針對這一現象優化如下工藝操作,至今沒有再出現因液態渣流進水口造成引流困難或引不開斷機現象。①加蓋鋼包在行車傾倒余渣時,行車對鋼包的傾翻角度不低于120°,滯留時間不低于60s,同時在吊運空包至返回座包車的過程,行車副鉤一直掛吊裝包機構,使鋼包傾斜角度不低于15°,保持鋼包底部水口部位處于高位,防止液態渣回流;②在鋼包車架上水口方向墊座圈,水口部位不在低位,防止液態渣回流;③投放引流砂人員負責在引流砂加入前對上水口內的清潔程度進行確認,發現堵渣及時進行翻包處理,同進加入引流砂效果以上水口上方呈面包控制,確保引流砂的加入量足夠。

2實施鋼包加蓋后,尤其是低碳鋼鋁鎮靜鋼的高堿度精煉渣結蓋較嚴重,通過在加蓋前往鋼包四包壁處加入少量的覆蓋劑以降低渣結蓋程度。

3部分鋼包存在掛耳尺寸不一致現象,影響鋼包加蓋順行,對部分鋼包掛耳位置進行重新對位焊接調整。

3 結語

經過近8個月的實踐應用,充分證明了鋼包全程加蓋技術是一項安全、節能、環保、降耗的新技術。鋼包全程加蓋節能系統,大大減少了鋼包內的熱量損失。采用全程鋼包加蓋節能系統后,柳鋼轉爐煉鋼系統全年直接經濟效益可達5/噸以上。并有如下結論:

1鋼包加蓋澆完1h 后包襯溫度在1000以上,紅包出鋼,鋼水出鋼平均溫降降低8.2,平均出鋼氧降低80×10-6以上。

2取消鋼包在線烘烤,降低煤氣消耗,在線烘烤焦爐煤氣升溫按10m3h·t烘烤6min,節約1m3/t,減少CO2排放,工作環境得到改善。

3節約鋼包保溫劑的使用量約為1kg/t,減少鋼包渣外排。

4降低熔劑消耗和轉爐鋼鐵料耗,延長鋼包、轉爐爐襯壽命,鋼包的平均過鋼量由加蓋前61.1爐提高到加蓋后65.4爐。

5均勻鋼包內鋼水溫度,減少鋼水在鋼包、中間包及結晶器內的溫度波動,系統溫降相對穩定且降低后,實現低過熱度澆注,產品質量得以提高。

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