安鋼170 t鐵水罐運行作業實踐與分析

李勝杰 （安陽鋼鐵股份有限公司煉鐵廠，河南安陽 455004)

安鋼170 t鐵水罐運行作業實踐與分析

李勝杰 （安陽鋼鐵股份有限公司煉鐵廠，河南安陽 455004)

170 t鐵水罐是安鋼兩座2 000 m3級高爐鐵水運輸的主要設備，其運行數量的多少和維護質量的好壞直接影響著高爐和煉鋼能否正常生產。分析了安鋼170 t鐵水罐的實際運行狀況，針對存在的問題進行了研究，通過加強鐵水罐內襯的科學管理，針對導致粘罐的不同原因制定相應的預防措施與處理對策，保證了鐵水罐的正常使用壽命，減少了粘罐現象的發生，使170 t鐵水罐在安鋼運行效果良好。

高爐 鐵水罐 耐火材料 保溫劑

1 引言

鐵水罐是冶金行業使用非常廣泛的一種重要設備，它的作用是裝運煉鐵廠生產出來的鐵水，并通過鐵水罐車將其運送至煉鋼廠煉鋼或鑄鐵車間鑄鐵[1]。

安鋼現共有45個170 t敞口式鐵水罐，主要擔負著安鋼新1#高爐（有效容積為2 200 m3)和新2#高爐（有效容積為2 800 m3)2座高爐的鐵水運輸工作。170 t鐵水罐運行數量的多少和維護質量的好壞直接影響著高爐和煉鋼能否正常生產。

2 高爐-轉爐界面模式

安鋼現有3個煉鋼廠：二煉軋（3×150 t轉爐)、二煉鋼（3×35 t轉爐)和一煉軋（1×100 t轉爐)。由于煉鋼廠原料車間天車噸位的限制，170 t鐵水罐只能送往二煉軋。安鋼2 000 m3級高爐-轉爐界面模式有3種，如圖1所示。

在目前生產組織狀況下，模式1起主導作用，鐵水運輸量約占2座高爐總鐵量的90%，模式2和模式3在煉鋼廠之間起到鐵水量的調劑作用，鐵水運輸量約占總鐵量的10%。170 t鐵水罐擔負著2座高爐約90%的鐵水運輸任務。

圖1 安鋼2 000 m3級高爐-轉爐界面模式

3 運行作業現狀

安鋼2座2 000 m3級高爐分別設有3個鐵口，出鐵制度為2個鐵口輪流出鐵，另一個鐵口維修備用。每個鐵口下配置2條鐵路線，鐵路線為盡頭線的半島式布局。在正常生產情況下，新1#高爐每個鐵口對4個170 t鐵水罐，新2#高爐每個鐵口對6個170 t鐵水罐，高爐產量與鐵口對罐數量的分析如表1所示。

170 t鐵水罐一般在線運行24～26個，其余作為維修備用。如果遇到特殊情況，高爐某次出鐵量偏大，爐下所對鐵水罐數量不夠，可以進行補罐作業，以滿足高爐出鐵要求。

在高爐某個鐵口出鐵過程中，通過爐前擺動流嘴的左右翻轉，火車進行倒罐作業，來保證高爐出鐵的連續性。根據兩座高爐當時所出的重罐數量和煉鋼需求，對鐵水罐進行編組，一般3～5個170 t鐵水罐為1組，編組后約10 min送到二煉軋原料車間，然后帶回空罐，給另一個鐵口對罐或給這個鐵口下一次出鐵備罐。根據生產需要，也可以給高爐對80 t鐵水罐。安鋼2 000 m3級高爐鐵水送往3個煉鋼廠的鐵水運輸線路如圖2所示。

表1 安鋼2 000 m3級高爐產量與鐵口對罐數量分析表

圖2 鐵水運輸線路圖

由于安鋼廠區面積狹小，從這2座高爐到二煉軋原料車間鐵路線與安鋼另外6座高爐渣鐵路線、150 t轉爐鋼渣線相互交叉，線路密集，致使道岔和曲線段偏多，這也是沒有選擇魚雷罐的一個原因。

4 加強鐵水罐內襯管理

170 t鐵水罐規定最大使用次數為550次。鐵水罐達到使用次數后，必須下線大修。鐵水罐是盛裝和運送鐵水的冷熱交替使用的間歇性生產設備，在裝運鐵水時，內襯受高溫、熱沖擊、機械磨損和渣鐵的化學侵蝕作用。因此，鐵水罐內襯應具有較好的抗侵蝕能力、強度、抗熱震和抗鐵水沖涮等特點，這樣對內襯的耐火材料提出了很高的要求。

170 t鐵水罐在實際運行過程中曾經發生過4次漏鐵事故，直接影響到了安全生產和企業成本。后來通過提高內襯耐火材料的質量，嚴格遵守砌罐工藝要求，認真執行鐵水罐烘烤制度，完善鐵水罐內襯檢查制度，加強在線鐵水罐內襯的巡視檢查和罐殼測溫，杜絕了漏鐵現象的發生。如表2所示。

表2 170 t鐵水罐內襯檢查制度

5 粘罐的原因及處對策

在170 t鐵水罐實際運行作業過程中，粘罐是一種經常發生且不易避免的現象，一方面會影響鐵水罐的儲運能力，另一方面會對鐵水罐耐火內襯造成損害，最為重要的是下線維修會影響高爐乃至整個煉鋼的正常生產。

粘罐的原因及處理對策分析如下。

5.1 鐵水罐自身因素

由于170 t鐵水罐是常規敞口罐，在高爐出鐵和運行過程中會損失巨大的熱量，所以保溫效果差，導致鐵水溫降大，容易罐口結渣圈，甚至罐口結滿，直接影響鐵水罐的使用和壽命。

針對170 t鐵水罐的固有缺陷，安鋼主要通過拋灑保溫劑炭化稻殼來對鐵水進行保溫。炭化稻殼能起到一定的保溫效果，但是由于其鋪展性較差[2]，保溫效果不是很穩定，所以高爐爐前工拋灑保溫劑工作必須認真仔細，保證拋灑均勻足量，一般要求拋灑炭化稻殼10袋/罐。生產統計數據表明，高爐出鐵時鐵水溫度一般為1 470～1 500℃，到達二煉軋原料車間時鐵水溫度一般為1 330～1 400℃，在此過程中鐵水溫度下降約100～140℃。

5.2 煉鐵方面因素

（1) 高爐檢修休送風或爐況難行等特殊爐況期間，鐵水溫度過高或過低。根據高爐實際生產經驗，鐵水含[Si]≥1.25%或鐵水物理熱低于1 400℃，鐵水粘度增大，容易造成粘罐[3]。因此應加強高爐設備點檢和維護，合理安排高爐檢修時間，避免2座高爐同時檢修，減少檢修次數。加強高爐標準化操作，維持一個合理的高爐操作爐型，盡量減少爐況波動[4]。

（2) 高爐撇渣器故障，使鐵中帶渣，容易造成粘罐。因此平時應維護好撇渣器，避免鐵中過渣。

（3) 高爐倒換鐵口時，撇渣器放出的殘鐵鐵水物理熱低，容易造成粘罐，所以殘鐵罐必須用皮重輕的凈罐。高爐放完殘鐵后，保證拋灑炭化稻殼20袋以上，并及時通知運輸部和生產調度，送往二煉軋倒空。

（4) 雖然規定高爐必須把鐵水罐出滿（保留300 mm安全線)，但每個鐵次的最后一個罐的出鐵量不可避免地偏少，容易造成粘罐，因此這個罐必須優先送往二煉軋，保證及時倒空。

5.3 煉鋼方面因素

二煉軋煉鋼突發故障后，高爐已出完的重鐵水罐無法及時倒空，停留時間過長，會造成鐵水罐不同程度地結蓋。針對這種情況，高爐必須全部改對80 t鐵水罐進行分鐵，通過80 t鐵水罐送往二煉鋼和一煉軋，而把170 t鐵水罐作為過渡罐用，以保證出鐵過程的安全。這個過渡罐在高爐下出鐵時間長，并且送到二煉軋后可能無法及時倒空，根據多次事故經驗，在拋灑保溫劑的情況下，鐵水罐最多停留8 h，否則鐵水罐會開始結圈蓋，直至罐口封死。二煉軋處理事故要迅速，盡快恢復生產。

5.4 其他方面因素

（1) 鐵水罐口粘有渣鐵。罐口的渣鐵會導致鐵水罐傾翻后殘留有少量鐵水，這些鐵水在鐵水罐運行過程中，由于質量很少和不斷散熱，很快就會在罐底凝固，兌到高爐需新出的高溫鐵水把它熔化，損失很多熱量。這樣循環使用，鐵水罐的皮重會越來越來越重。因此，應加強鐵水罐的巡視點檢，發現罐口粘有渣鐵現象及時下線處理，避免皮重循環加重。

（2) 鐵水罐軸套或擋板破損時，需進行維修處理，導致倒罐時間推遲。由于鐵水罐的維修屬于煉鐵廠，而維修地點在二煉軋原料車間，需往現場運送備件，致使協調和處理時間長，因此處理鐵水罐軸套或擋板破損要迅速。

（3) 運輸部火車機車或道軌故障，使得鐵水罐不能及時送到二連軋，因此要快速處理好火車機車或道軌故障。

6 小結

經過6年多的不斷探索和經驗總結，安鋼針對170 t鐵水罐制定了一套行之有效的科學管理方法：（1) 提高鐵水罐內襯耐火材料的質量，嚴格遵守砌罐工藝，認真執行鐵水罐烘烤制度，保證鐵水罐的正常使用壽命。完善鐵水罐內襯檢查制度，加強在線鐵水罐內襯的巡視檢查和罐殼測溫，避免鐵水罐燒漏。

（2) 從鐵水罐、煉鐵、煉鋼以及其它因素等4個方面，根據不同的粘罐原因制定了一系列的處理對策和預案，避免和減輕粘罐現象的發生。針對敞口鐵水罐的固有缺陷，必須拋灑保溫劑對鐵水進行保溫，這是避免和減輕粘罐的一項基本工作。

通過以上措施，逐漸克服了敞口鐵水罐的一些缺點，減輕了這些缺點所帶來的不良影響，從而保證了該罐在安鋼良好的使用和運行。

[1]李仕慧，陳芙蓉，劉建祖．鐵水罐應力場有限元分析[J]．煉鋼，2007，23（3)：60．

[2]王楠，陳敏，王洋，等．碳化秸稈作為金屬液保溫劑的研究[J]．鋼鐵，2007，42（10)：80．

[3]徐大勇，劉常鵬，徐春柏．鐵水罐再加熱技術研究[J]．冶金能源，2005，24（2)：29．

[4]李勝杰，吳鏗，焦虎豐，等．安鋼2 200 m3高爐噴煤降焦生產實踐[J]．冶金能源，2010，29（6)：17．

Practice and Analysis on Angang 170 t Hot Metal Ladle Operation

Li Shengjie

One hundred and seventy ton hot metal ladle is main equipment for transporting hot metal produced by two 2 000 m3blast furnaces of Angang and its operating number and maintenance quality directly affect the normal production of blast furnace and steel-making.The actual operation conditions of hot metal ladle are analyzed and existing problems studied.Enhanced scientific management of hot metal ladle lining and precaution measures and countermeasures formulating for different sticking reasons ensure the normal life of ladle lining and eliminate ladle sticking.The 170 t hot metal ladle is running well at Angang.

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（收稿 2011－06－27 責編 潘娜)

李勝杰，2011年1月畢業于北京科技大學冶金工程專業，碩士，現在安鋼集團煉鐵廠生產技術科從事高爐煉鐵方面的工作。