230 t鋼包高效保溫技術(shù)的研究與應(yīng)用

刁承民，劉國

（濟(jì)鋼集團(tuán)有限公司寬厚板廠，山東濟(jì)南 250101）

節(jié)能減排

230 t鋼包高效保溫技術(shù)的研究與應(yīng)用

刁承民，劉國

（濟(jì)鋼集團(tuán)有限公司寬厚板廠，山東濟(jì)南 250101）

濟(jì)鋼寬厚板廠210 t轉(zhuǎn)爐鋼包加覆蓋劑保溫存在保溫效果差、鋼水降溫大、能耗高、污染環(huán)境等問題，通過實(shí)施鋼包加蓋保溫技術(shù)，有效提高了鋼襯溫度，降低轉(zhuǎn)爐出鋼溫度損失，大幅度降低能耗，合計(jì)噸鋼降成本9.63元，年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益千萬元以上。

鋼包；保溫；加蓋；節(jié)能

1 前言

鋼包是煉鋼生產(chǎn)過程不可或缺的高溫液體容器，轉(zhuǎn)運(yùn)過程中熱量損失大。研究表明：空包第1個(gè)20 min，包襯向空氣輻射熱損失將導(dǎo)致下一爐鋼水溫降增加15℃，而這種熱損失的40%發(fā)生在空包開始的前5 min。為了減少包襯溫降，煉鋼工序通過加鋼包覆蓋劑、碳化稻殼，來降低鋼水表面熱輻射；通過優(yōu)化鋼包砌筑工藝、改善保溫層設(shè)計(jì)，降低耐材或包殼的傳導(dǎo)熱，但均不能解決空包過程中的包襯輻射散熱問題。

濟(jì)鋼寬厚板廠年產(chǎn)鋼能力160萬t、板180萬t，主要產(chǎn)品有：船板鋼、橋梁鋼、耐候鋼、結(jié)構(gòu)鋼、管線鋼、油管鋼、核電鋼等。濟(jì)鋼寬厚板廠210 t轉(zhuǎn)爐作業(yè)區(qū)是典型的單線生產(chǎn)組織模式，單線生產(chǎn)組織模式下，轉(zhuǎn)爐出鋼溫降大、鋼包周轉(zhuǎn)過程溫度損失高、包襯急冷急熱導(dǎo)致鎂碳磚脫碳分層，采用鋼包覆蓋劑、碳化稻殼保溫污染作業(yè)環(huán)境，為推進(jìn)清潔生產(chǎn)、提高能源綜合利用率，進(jìn)行了鋼包全程加蓋技術(shù)改造，加大了鋼包保溫效果，減少了鋼水溫降，取得了很好的節(jié)能效果。

2 現(xiàn)狀分析

存在的主要問題：1）出鋼溫降大，普碳鋼溫降69.88℃，低合金鋼87.15℃，低碳合金鋼76.22℃，高碳鋼86.12℃；2）周轉(zhuǎn)過程鋼水溫度損失高；3）包襯溫度波動(dòng)大，急冷急熱導(dǎo)致鎂碳磚脫碳、分層，鋼包耐材消耗高；4）煤氣消耗高；5）采用鋼包覆蓋劑、碳化稻殼保溫，造成揚(yáng)塵和環(huán)境溫度升高，污染作業(yè)環(huán)境。2012年8—11月，各工序溫度控制情況見表1，能源指標(biāo)消耗情況見表2。

表1 各工序溫度控制情況℃

表2 濟(jì)鋼2012年8—11月LF能耗情況

3 鋼包加蓋改造可行性分析

3.1 轉(zhuǎn)爐工序

經(jīng)檢測，轉(zhuǎn)爐工序鋼包車運(yùn)行速度8～10 m/min，轉(zhuǎn)爐鋼包加揭蓋機(jī)構(gòu)位于鋼水接受跨與轉(zhuǎn)爐出鋼位之間，設(shè)計(jì)在CAS站作業(yè)平臺外側(cè)。空包從受鋼跨開往出鋼位途中，經(jīng)過加揭蓋機(jī)構(gòu)下方自動(dòng)完成揭蓋操作；出鋼后，重包從出鋼位開往吊包位途中，經(jīng)加揭蓋機(jī)構(gòu)下方自動(dòng)完成加蓋操作，不影響正常生產(chǎn)節(jié)奏。

3.2 LF工序

LF工位可升降式加揭蓋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在精煉跨與受鋼跨之間的F柱列下方，LF工序配備有在線包口清渣裝置。揭蓋操作：正常情況下鋼水從精煉跨由CAS站吊至LF鋼包車上，坐包后鋼包從精煉跨開至受鋼跨（此時(shí)在線清渣器和加揭蓋機(jī)構(gòu)均處于避讓位），將加揭蓋機(jī)構(gòu)降至工作位后，鋼包車由受鋼跨開至處理位時(shí)自動(dòng)完成揭蓋操作，并將LF在線清渣器降至工作位。加蓋操作：LF處理結(jié)束后，鋼包車由處理位開至吊包位（受鋼跨）過程中，自動(dòng)完成鋼包加蓋操作。

3.3 RH工序

揭蓋操作：正常情況下鋼水從精煉跨由LF（CAS）吊至RH鋼包車上，坐包后鋼包從精煉跨開至受鋼跨（此時(shí)加揭蓋機(jī)構(gòu)處于避讓位）。將加揭蓋機(jī)構(gòu)降至工作位后，鋼包車由受鋼跨開至處理位，自動(dòng)完成揭蓋操作。

加蓋操作：RH處理結(jié)束后，鋼包車由處理位開至吊包位（受鋼跨），自動(dòng)完成加蓋操作。

專用加揭蓋機(jī)構(gòu)針對鉸鏈?zhǔn)戒摪w專門設(shè)計(jì)，實(shí)施全部在線布置，除了在存放架和周轉(zhuǎn)架2個(gè)工位需要使用天車加裝、揭放鋼包蓋外，其他工位都不占用天車。加揭蓋作業(yè)全部由其自身機(jī)構(gòu)或組合機(jī)構(gòu)自動(dòng)完成，不影響現(xiàn)有生產(chǎn)工藝和物流順序，且加揭蓋時(shí)間短，每個(gè)工位揭蓋時(shí)間≯2.5 min，加揭蓋作業(yè)周期≯5 min，滿足煉鋼生產(chǎn)控制需求。

4 鋼包全程加蓋技術(shù)實(shí)施方案

4.1 設(shè)計(jì)原則

工藝合理，布置緊湊，物流通暢；工藝參數(shù)確定和設(shè)備選型必須滿足工藝、生產(chǎn)節(jié)奏的要求，不影響正常生產(chǎn)節(jié)奏；采用簡單易行的設(shè)備、技術(shù)，保證鋼包加蓋技術(shù)改造工程裝備成熟、可靠、適用、先進(jìn)。

4.2 主要工藝設(shè)備

鋼包加蓋技術(shù)改造工程設(shè)備主要由鋼包蓋、鋼包改造鉸鏈座裝置、升降叉指加揭蓋機(jī)構(gòu)、具自對正功能的專用吊具加揭蓋機(jī)構(gòu)、鋼包蓋存放與周轉(zhuǎn)臺架、鋼包蓋維修和砌筑臺架、鋼包鉸鏈座安裝和維修專用移動(dòng)臺車、鋼包蓋耐材干燥與烘烤裝置以及與其配套的三電設(shè)備組成。主要功能有：加揭蓋動(dòng)作在接受指令后自動(dòng)完成，包括自動(dòng)對位、自動(dòng)加蓋、自動(dòng)取蓋、自動(dòng)避讓、自動(dòng)進(jìn)給作業(yè)等；能夠根據(jù)工藝需要自動(dòng)選擇是否實(shí)施加揭蓋作業(yè)；能夠?qū)崿F(xiàn)半自動(dòng)和手動(dòng)（緊急）操作，全部動(dòng)作簡單實(shí)用，安全可靠。

該技術(shù)實(shí)施后，對于鋼包口積渣厚度要實(shí)行較嚴(yán)格管理，最好是爐清爐凈，每次進(jìn)行鋼包水口清理作業(yè)時(shí)，順便清理包口積渣，并配備專用包口清渣機(jī)1臺，確保包口積渣厚度不能高于150 mm。

4.3 方案實(shí)施

現(xiàn)場有6個(gè)冶煉工位（LD-1、LF-2、RH-2和CCM-1）、1條鋼水回爐線和13個(gè)鋼包，最多在線周轉(zhuǎn)鋼包數(shù)量為5個(gè)。針對現(xiàn)有冶煉工位和鋼包配置，在LD、LF、RH設(shè)置5處加揭蓋工位、2個(gè)鋼包蓋存放和周轉(zhuǎn)臺架（均在鋼水接受跨），1個(gè)鋼包水口清理及鋼包蓋牽引裝置，1個(gè)引流砂投放位，1個(gè)鋼包蓋鉸鏈座安裝檢修位，1臺移動(dòng)式清渣機(jī)，1個(gè)鋼包蓋耐材烘烤位。

1）230 t鋼包參數(shù)：上口外徑Φ4 288 mm，底部外徑Φ3 958 mm，鋼包全高5 270 mm。加揭蓋機(jī)構(gòu)形式：轉(zhuǎn)爐下可升降叉指式，LF爐兩側(cè)可升降叉指式，RH爐自對正專用吊具式。2）F柱列4-6柱間，RH喂絲機(jī)煙罩外側(cè)（鋼水接受跨），鋼包車通道上方設(shè)置兩套自對正專用吊具式加揭蓋機(jī)構(gòu)，設(shè)備安裝臺架中心距離F柱列線2 050 mm。3）F柱列6-8柱間，LF鋼包車通道上方設(shè)置兩套可升降叉指式加揭蓋機(jī)構(gòu)，設(shè)備安裝臺架中心偏離F柱列線735 mm。4）G柱列9-10柱西側(cè)，CAS站平臺外側(cè)設(shè)置1套可升降叉指式加揭蓋機(jī)構(gòu)，設(shè)備安裝臺架中心偏離F柱列線735 mm。

5 效益分析

1）2012年8月15日，鋼包全程加蓋技術(shù)順利實(shí)施后，系統(tǒng)分析了帶蓋鋼包的包襯溫降情況，以便優(yōu)化鋼包烘烤工藝，降低鋼包烘烤煤氣消耗，帶蓋鋼包的包襯溫降情況見表3。

表3 帶蓋鋼包的包襯溫降情況

由表3可知，帶蓋鋼包下線等待9 h，包襯仍可保溫在900℃以上，滿足鋼包正常周轉(zhuǎn)要求，不再需要烘烤，噸鋼節(jié)省烘烤煤氣成本2.1元。

2）采用加蓋鋼包受鋼時(shí)，普碳鋼（PD23B01、PC23B01）的出鋼溫降由69.88℃降為57.3℃，低合金鋼（PD34B01、PU46D01、PD46B11）的出鋼溫降為69.8℃，低碳微合金鋼種的出鋼溫降為63.6℃。綜合統(tǒng)計(jì)，使用加蓋鋼包各鋼種平均溫降比未帶蓋鋼包溫降減少了14.3℃。

3）LF電耗平均降低10.78 kW·h/t，噸鋼降低成本7.33元。

4）取消了鋼包覆蓋劑、碳化稻殼等保溫材料，噸鋼降低鋼包保溫材料成本0.20元，同時(shí)減少了揚(yáng)塵和環(huán)境污染，為推進(jìn)清潔生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。

2011年11月至2012年4月逐步完成了鋼包全程加蓋節(jié)能技術(shù)的設(shè)備安裝、調(diào)試工作，2012年12月全部投用，減少了包襯熱量散失，提高了鋼包溫度，降低了轉(zhuǎn)爐出鋼溫度損失，提高了工序保障能力，大幅度降低能耗，合計(jì)降成本9.63元/t，年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益千萬元以上。

Research and Application of High Efficiency Heat Preservation Technology of 230t Ladle

DIAO Chengmin,LIU Guo
（The Wide Thick Plate Plant of Jinan Iron and Steel Group Corporation,Jinan 250101,China）

Adding covering agent on the 210 t ladle in heavy plate plant of Jinan steel had some questions included poor insulation effect,great drop temperature in smelting steel,high energy consumption and environment pollution,etc.Through implementation of the affixed cover technology on the ladle the lining temperature of ladle can be effectively enhanced,the temperature loss of tapping and the energy consumption can be greatly decreased.The cost of per ton of steel is total reduced by 9.63 Yuan RMB,producing economic benefit is more than ten million RMB every year.

ladle;thermal insulation;affixed cover;energy saving

TF748.2

：B

：1004-4620（2014）01-0046-02

2013-10-09

刁承民，男，1969年生，1992年畢業(yè)于包頭鋼鐵學(xué)院鋼鐵冶金專業(yè)。現(xiàn)為濟(jì)鋼寬厚板廠副廠長，高級工程師，從事安全生產(chǎn)、技術(shù)質(zhì)量、能源環(huán)保、成本和財(cái)務(wù)管理工作。