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重钢铁水“一罐制”技术创新

2012-05-22 09:48:49

-钢界面一罐制技术,是指直接采用炼钢铁水罐运输铁水,将铁水的承接、运输、缓冲贮存、预处理、兑铁、容器快速周转及铁水保温等功能集成为一体的技术。它是铁-钢界面技术新要求中对减少过程温降、降低环境污染的最佳诠释,是在社会、经济发展新形势下节能减排的首要选择。目前,已经投运的铁-钢界面一罐制技术,主要为铁路(沙钢)和公路一罐制技术。
 
重钢以环保搬迁为出发点,结合自身实际,创造性的开发了平车+吊车一罐制技术,下称重钢一罐制技术。该系统投用两年多以来,很好地解决了一罐制技术在设备运行可靠、铁水计量准确、铁钢系统匹配、生产信息通畅、罐车故障防止等方面的技术短板,为新区的生产顺行提供了坚实的保障,为环保搬迁一期工程的顺利实现书写了浓墨重彩的一笔。
 
1重钢一罐制技术的构成及特点
 
1.1重钢一罐制的构成
 
重钢一罐制新技术以高炉与转炉中心线平行的字形布置为特征,以平车和吊车为主要运输设备(见图1),以铁包跟踪系统一罐制信息化管理模块为基础信息系统,其工艺流程如图2所示。
 
1:重钢平车+吊车的“一罐制”运输模式
 
2:重钢“一罐制”工艺流程图
 
1.2 重钢一罐制的特点
 
3为重钢一罐制平面布置图,其主要工艺特点有:
 
高炉中心线与转炉中心线平行,两炉中心线与铁水过跨线成字形,两炉中心线仅360m,实现了最紧凑布置,为钢铁生产连续化创造了最佳条件。
 
用平车、吊车代替铁路和机车完成铁水转运及高炉摆罐,可实现红罐周转,获得更多铁水物理热和低成本运行。
 
铁水转入线位于转炉冶炼跨中心,可实现铁水由中往两侧,废钢由两侧往中的最佳物流,为在同跨实现双联(脱磷、脱碳)工艺创造了绝好条件。
 
铁水脱硫站紧靠高炉。铁水脱硫站布置在铁水转运跨东侧1号、2号高炉之间,改变了脱硫站紧靠炼钢转炉的传统布置,大大优化炼钢加料跨工艺布置,解放了炼钢吊车能力,为提高炼钢能力、生产效率创造了条件。
 
通过铁水包跟踪系统一罐制信息化管理模块,可实现铁钢工艺的良好匹配(温度、装准、时间节奏、铁水质量等)。
 
2重钢一罐制技术的管理与应用
 
2.1 铁包跟踪系统
 
该系统包含了出铁出钢计划、铁包计量、铁包维修、在线作业调度以及异常情况信息反馈等在内的13项内容。自20091225上线运行后,对铁包的实际状态信息实行了纵向到底,横向到边的管理,实现了对铁包的全线跟踪和有效管理,提高了铁-钢界面的精细化管理水平。
 
2.2 “一罐制信息化管理及统计分析系统
 
以围绕铁水罐运转的各个节点形成闭路循环为指导思想,开发了一罐制信息化管理模块。信息化模块包含铁包在运行过程中:高炉炉下脱硫转炉兑铁返回高炉炉下的每个工序的时点,及其对应的温度、重量、质量等134个字段信息,有效地实现了从铁水到钢水直到铸坯的信息衔接。
 
以铁包跟踪系统和信息化系统为支撑,确保了铁水罐和铁水信息传递准确、数据统计分析准确及时,有效地指导了操作改进,促进了铁水罐的快速周转和铁水兑入量的准确控制。
 
2.3 “一罐制运行模型
 
重钢一罐制技术在实现流程高效化、生产低成本的同时,也为生产组织带来了极大的困难。由于一罐制新工艺的核心是高炉出铁、铁水运输、铁水脱硫及向转炉兑铁,均使用同一个铁水罐,中途不倒罐。因此,铁-钢界面运行是否顺畅的关键就在于铁水罐的运行管理,既保证高炉放铁的摆罐需求,满足炼钢连续生产的适度铁水屯积量,又要保证在异常情况下铁水罐能得到快速处置,避免冻罐事故的发生。从而实现炼铁、炼钢生产节奏的良好匹配,避免二者之间的相互制约、相互影响。
 
通过投产以来的探索运行,在分析总结多次人工处置的经验教训基础上,首先编制了静态《一罐制铁水包运行管理制度》。这在实际运用中虽对生产组织有一定的指导作用,但在异常情况下,铁-钢界面生产的机动性较差。为解决这一问题,生产指挥中心又潜心研究了铁-钢界面一罐制技术关键点的控制方案和难点解决办法,以理论计算分析为依据,建立了一罐制运行模型。经反复的实践检验,该模型已完全能够正确指导铁-钢界面的正常生产组织、异常情况处置和检修计划的实施。
 
3实施效果
 
对重钢一罐制技术投用以来的铁水出准、装准率、温度合格率、铁水罐运行时间与铁水温降、高炉休风情况以及生产事故等数据进行了统计分析。
 
3.1 铁水出准和装准率、温度合格率 
 
根据转炉对铁水重量的需求,一方面每罐铁水的出准目标值按炼钢需求+1t来控制;另一方面为确保铁水罐装铁安全,其装铁量上限采用电子秤计重和铁水液面净空高度来控制。由图4可知,目前铁水出准率达到约95%,炼钢转炉铁水装准率达到75%以上,基本满足了炼钢转炉对铁水装准率的要求。
 
4:铁水出准率、装准率、温度合格率统计
 
3.2 铁水罐运行时间与铁水温降 
 
采用红外线测温枪测铁水罐罐衬温度,用快速测温热电偶测铁水温度。表12010年和20121月对新区5040个罐次的铁水温降跟踪测量结果。2012年铁水罐运行时间与铁水温降的结果如图5所示。
 
12010年和2012年铁水温降跟踪测量表
时间
铁水温度
高炉出铁流股
KR脱硫站
KR脱硫站
兑入转炉前
2010
温度变化,℃
1535-1428
1439-1324
1428-1290
1387-1238
平均温度,℃
1484
1397
1364
1327
2012
温度变化,℃
1536-1478
1437-1352
1402-1311
1372-1290
平均温度,℃
1506
1392
1357
1338
 
52012年铁水温降时间曲线
 
随着高炉的日益顺行和重钢一罐制技术的不断完善,至20121月入转炉铁水温度显著提高,铁水温降主要集中在高炉出铁过程,占整个铁水温降的68.5%,其余各工序铁水温度波动小、温度控制稳定。
 
2分别对123座高炉生产时,一罐制运行温度进行了统计。结果表明,不同阶段的转炉兑铁水温度稳定在1325,这与2011年老区非一罐制1270相比,温度提高了50以上。
 
2不同阶段一罐制运行温度统计表
项目
测量点
高炉出铁
KR脱硫站
KR脱硫站
转炉兑铁
1座高炉
铁水温度,℃
1301-1499
1180-1465
1180-1457
1115-1437
平均温度,℃
1429
1385
1351
1329
2座高炉
铁水温度,℃
1300-1499
1231-1487
1035-1458
1134-1438
平均温度,℃
1419
1385
1352
1327
3座高炉
铁水温度,℃
-
1222-1496
1159-1448
1132-1436
平均温度,℃
-
1383
1349
1326
 
3.3 高炉休风、慢风率 
 
重钢长寿新区是新建厂,系统独立,炼铁、炼钢及轧钢等工序先后经历了单线、双线和三线生产过程。其2011年高炉休、慢风情况如表3所示。由此可知,炼钢对高炉的影响极小,炼铁基本实现了连续稳定运行。
 
32011年高炉休、慢风情况表
项目
休风(慢风)总时间,min
总休风(慢风)率,%
因炼钢故障休风(慢风)时间,min
因炼钢故障休风(慢风)比例,%
休风
55935
4.40%
2382
0.17%
慢风
42680
3.34%
0
0
 
3.4 炼钢工序生产情况
 
经过重钢一罐制技术攻关,2011年连铸连浇炉数达到14.26炉,单中包寿命12.76炉,因炼铁异常造成连铸非计划断浇次数为0,全年累计钢铁料消耗1083.4kg/t,达到并优于设计要求。
 
2011年生产包括特优碳结钢和低合金钢在内的8大品种钢累计约450t,其中2011年生产取向硅钢6924tE40E47高强船板9067t。转炉终点氧含量控制稳定,平均终点氧含量≤ 900ppm的比例达87.7%
 
3.5 经济效益
 
温降效益
 
2011年运行经济效益=年产量ד一罐制非一罐制兑铁水温度差×吨钢每度铁水温度效益即:453.47171327-1270)度×0.10/t·=2585(万元)。
 
来源:重钢,铁诺咨询

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