“一包到底”工藝在中小鋼鐵企業的應用

魏強

（山西首鋼國際工程技術有限公司， 山西　長治　046031）

“一包到底”工藝在中小鋼鐵企業的應用

魏強

（山西首鋼國際工程技術有限公司， 山西長治046031）

針對目前我國鋼鐵企業工藝現狀，分析“一包到底”新型工藝特點及其制約因素，提出“一包到底”工藝的改造措施。通過采取嚴格控制鐵水成分和溫度、完善鐵水計量系統、鐵水中含渣量及罐口結渣的處理、增設鐵水運輸線等一系列改造措施，實現了此工藝在中小鋼鐵企業的應用，不僅為企業降低了生產成本，而且帶來良好經濟效益和環境效益。

一包到底中小鋼鐵企業應用

2008年以來，鋼鐵市場逐漸趨于供大于求、企業效益下滑的不利局面。鋼鐵行業掙扎在生存與倒閉的市場浪潮中。尋找降本增效、扭虧為盈的方法成為各大鋼鐵企業的工作重心。而采用先進高效的工藝和技術是其中一條行之有效的方法和途徑。

我國絕大多數鋼鐵企業均是以高爐—混鐵爐（魚雷罐）—轉爐為中心的長流程冶煉工藝，其存在流程環節多、過程時間長、能耗高、環境污染嚴重等問題。在此情況下，出現了高爐—鐵水包—轉爐為中心的冶煉工藝。“一包到底”新工藝的出現和在國內京唐鋼鐵等大型鋼廠的應用，使得該工藝得到大力推廣和改進并趨于成熟。“一包到底”工藝取消了混鐵爐（魚雷罐），使生產組織環節簡化、能耗物耗降低，使生產成本具有明顯降低，企業更加具有競爭優勢。

“一包到底”工藝是指在煉鋼作業中，用同一鐵水包承載鐵水完成運輸全過程，包括高爐鐵水的承接、運輸、緩沖儲存、鐵水預處理、轉爐兌鐵、容器周轉和鐵水保溫工藝等均在一個鐵水包內完成，該工藝把高爐出鐵場的鐵水罐與到煉鋼轉爐兌鐵水的鐵水包合二為一，節省了轉爐煉鋼的鐵水包，取消傳統的混鐵爐環節，減少鐵水二次倒罐環節，節約了鐵水運輸時間，降低了鐵水溫降和鐵損，減少了因倒罐引起的環境污染，有利于實現高效、清潔生產，從而為企業帶來良好的經濟效益[1]。

1　“一包到底”工藝特點

1）減少溫降。據日本JFE京濱廠的生產經驗，減少一次鐵水倒包作業可減少鐵水溫降20～30℃[2]。

2）降低能源消耗。減少鐵水溫降，可多加廢鋼，縮短冶煉時間，從而降低能耗。取消混鐵爐后，混鐵爐用燃氣全部取消，降低煉鋼廠能耗。

3）有利于鐵水處理工藝的實現。鐵水溫度越高，越有利于脫硫預處理及相應的扒渣操作。

4）降低鐵損。減少倒罐環節，可降低鐵損對于降低鐵耗，節約能源。

5）優化工藝布置。縮短工藝流程、簡化生產作業過程，加快生產節奏，優化煉鐵至煉鋼的界面技術，同時使煉鋼車間布置更緊湊合理。

6）縮短吊運時間。由于取消了混鐵爐倒罐，可減少鑄造天車主鉤吊運鐵水的次數和起升高度，因此縮短了吊運時間。

7）減少物料損耗。取消混鐵爐后，兌鐵區的各種能源、物料消耗將大大降低，同時煉鋼廠用鐵水包也相應減少。

8）環保優勢。采用傳統混鐵爐倒運鐵水時，因鐵水倒罐而帶來的大量煙塵。采用“一包到底”工藝運輸鐵水，可避免因鐵水倒罐而帶來的煙塵污染，有助于清潔生產，保護環境。

2　制約“一包到底”工藝因素

“一包到底”工藝的最佳配置為一座高爐匹配一座轉爐，且產能基本匹配。要求高爐出鐵水用鐵水罐的裝入量可恰好為一座轉爐一次冶煉的用量。“一包到底”工藝多應用于國內新建大型鋼鐵企業，例如首鋼京唐的工藝配置即為兩座5 500 m3高爐配2座300 t轉爐，每次出鐵用300 t鐵水罐2～3罐。

鋼鐵企業擁有高爐的數量多，爐容量不一致，致使煉鐵與煉鋼的生產節奏和產能直接匹配較為困難。各高爐出鐵成分、溫度波動較大，高爐出鐵用鐵水罐大小不一，鐵水直兌轉爐量難以控制，給鐵水直接進轉爐煉鋼帶來很大難度。再加之中小鋼企的煉鋼廠加料區域工藝布局不合理也給改造增加很大難度。

3　“一包到底”工藝的改造方案

3.1嚴格控制鐵水成分和溫度

1）提高鐵前冶煉水平，和鐵水預判能力，減小鐵水成分、溫度波動。將w（Si）控制在0.40%～0.60%、將w（P）控制在小于0.150%，將鐵水到煉鋼溫度控制在1 300～1 350℃。

2）在煉鋼加料區完善鐵水成分及溫度檢測系統。可設置風動取樣裝置，快速檢驗鐵水成分。

3.2完善鐵水計量系統（每罐鐵的重量）

1）出鐵過程需設在線稱重系統，以保證出鐵過程重量的準確控制，可采用地稱衡或車架稱重系統方式進行控制，正負偏差小于±1 t，出鐵重量的準確率達70%以上。

2）設液位監控系統防止鐵水外溢。

3）針對高爐鐵水罐大小不一致的情況，可考慮在煉鋼增設倒罐區。將大罐置于稱量車上，用鑄造起重機將小罐鐵水兌入大罐中，并準確計量。

3.3降低鐵水中含渣量及減輕罐口結渣現象

1）高爐每爐鐵在出鐵前和出鐵過程中檢查撇渣器過渣情況，發現撇渣器有過渣現象時，及時堵鐵口對撇渣器進行修補后再進行出鐵。

2）嚴把耐火材料質量關。保溫劑改為碳化稻殼，提高化渣劑質量；提高小壕澆注料質量，優化小壕使用周期，減少小壕澆注料侵蝕產生的渣量。

3）制作小壕擋板所用的渣溝料和河砂，在改擋板時全部鏟出小壕；小壕支溝流嘴處形成的渣鐵殼，在鐵水罐拉出罐位后進行清理，禁止將小壕支溝流嘴處形成的渣鐵殼敲入鐵水罐內。

4）渣量過大會造成鐵水裝入量的波動大，對冶煉的穩定性造成很大影響。因此，取消混鐵爐后可在此區域同步建設脫硫工藝或扒渣設施，以控制入轉爐渣量，鐵水帶渣量應≤5‰。

5）鐵水罐罐口結渣和結罐底現象也會造成鐵水裝入量的波動，尤其高爐采用釩鈦礦，粘渣可能性更大，因此增設專門設施處理罐口渣。

3.4新增鐵水運輸線

鐵水罐運輸時，目前大多鋼企鐵水運輸一條線、一臺秤，只能單線運輸，調度困難。需在條件容許情況下，增設一條鐵路線，保證正常生產組織。

3.5增加鐵水罐及配套設施

采取“一包到底”工藝后，鐵水罐的用量和倒罐周轉時間相應增加。同時由于增加鐵水預處理、扒渣等工藝，均會降低鐵水罐的使用壽命。因此，需增加鐵水罐的使用數量，相應增加其修砌、烘烤位置。

3.6加強信息化建設

通過加強信息化建設，提高調度職能水平，妥善處置生產組織時異常情況，及時傳遞鐵水信息，提前做好鐵水調配工作，保證冶煉生產的連續性。

3.7提升企業物流及監控系統

企業物流系統鐵、鋼、材用電腦進行監控，由物流部統一監控調度。鐵、鋼部的銜接有專門的操作人員進行實際界面的操作，過程控制采用電腦界面進行操作，整個運輸系統一目了然，保證了煉鐵與煉鋼物流的暢通[3]。

4　實施步驟

取消混鐵爐采用“一包到底”工藝對高爐冶煉要求高，調度節奏把控嚴，從計劃到徹底停用期間要解決鐵水結罐、來鐵量均衡、成分穩定性、鐵水銜接，品種鋼生產等一系列問題，對于一般中小鋼企可采用三步走戰略來實現。

4.1項目準備階段

高爐生產檢修期間，在高爐出鐵場區域安裝鐵水稱量和鐵水液位計，系統試運行至正常；根據工藝設計改造現有鐵水包為“一包到底”專用鐵水包；煉鐵采取措施控制鐵水帶渣量及粘度，試驗碳化稻殼；煉鋼加料區取樣平臺及風動送樣設施完善；鐵水罐倒灌站和存放區基礎建設完成；期間混鐵爐正常運行。

4.2項目試運行階段

期間煉鋼選擇成分穩定、重量符合的鐵水一包到底，成分不穩定及重量偏差較大鐵水兌入混鐵爐。

目標：30%鐵水一罐到底。鐵水重量偏差±1 t項目攻關；鐵水成分穩定性攻關；煉鋼裝入制度、渣料制度調整；合理壽命鐵水罐耐材試驗、運行；煉鐵采用“一包到底”專用鐵水罐逐步正常循環，逐步淘汰舊鐵水罐；煉鋼倒罐站、配套除塵系統建設完成。

4.3項目穩定運行階段

期間全部采用“一包到底”工藝，煉鋼倒罐站運行，滿罐鐵水全部一包到底，混鐵爐無特殊情況不使用。

目標：“一包到底”直兌率達到70%以上。確立生產組織協調制度；“一包到底”相關管理制度確定；配套設施完善；停用混鐵爐。

5　結語

方大特鋼、濟源鋼鐵公司等中小鋼鐵企業通過不斷努力，均已實現“一包到底”工藝。在此過程中，不但提高了企業的冶煉和管理水平，同時也為企業創造了良好的經濟效益。

[1]殷瑞鈺.冶金流程工程學[M].北京：冶金工業出版社，2004.

[2]杜濤，蔡九菊.煉鐵-煉鋼界面溫降與節能模式分析[J].鋼鐵，2008（12）：83-32.

[3]張靈，劉儉.沙鋼650萬t鋼板工程“一罐到底”的設計及生產[J].中國冶金，2009（2）：31-32.

（編輯：王慧芳）

Application of“Get the Ladle Done at One Go”Technology in Small and Medium Sized Iron and Steel Enterprises

WEI Qiang
（Shanxi Shougang International Engineering Technology Co.，Ltd.，Changzhi Shanxi 046031）

Based on the status of iron and steel enterprises of our country，this paper analyzes characteristics and restricts of the“get the ladle done at one go”technology and raises related improvement measures.Through the adoption of strict control of composition and temperature of the molten iron，improve metering of molten iron，molten iron containing slag volume and tank outlet slagging treatment，adding molten iron transportation lines，such as a series of transformation to achieve the"get the ladle done at one go"technology application in small and medium-sized steel enterprises，for enterprises to bring good economic benefit and environmental benefit.

get the ladle done at one go，small and medium sized Iron and steel enterprises，application

F426.31

A

1672-1152（2016）04-0097-03

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2016.04.33

2016-06-11

魏強（1977—），男，工程師，高級項目經理，現就職于山西首鋼國際工程技術有限公司。