精煉爐上料系統(tǒng)優(yōu)化改造

楊奕兵

(南京鋼鐵集團(tuán)公司第三煉鋼廠， 江蘇 南京 210035)

精煉爐上料系統(tǒng)優(yōu)化改造

楊奕兵

(南京鋼鐵集團(tuán)公司第三煉鋼廠， 江蘇 南京 210035)

摘要：目前鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能過剩，南京鋼鐵集團(tuán)公司第三煉鋼廠生產(chǎn)基本按市場需求訂單來生產(chǎn)，因此，品種更換的比較頻繁。為了滿足冶煉多種品種鋼的生產(chǎn)需求，有必要通過改造增加合金料倉數(shù)量；通過現(xiàn)場調(diào)配，滿足冶煉品種鋼生產(chǎn)組織需要。

關(guān)鍵詞：精煉爐； 上料改造； 高標(biāo)品種鋼； 工藝優(yōu)化； 降本增益

引 言

目前鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能過剩，第三煉鋼廠生產(chǎn)基本按市場需求訂單來生產(chǎn)，因此，品種更換的比較頻繁。經(jīng)常出現(xiàn)更換品種時，料倉內(nèi)還有上一批次鋼種使用的合金剩余，而造成其占用料倉，為下一個批次鋼種冶煉帶來不便。另外，有些鋼種需要的合金種類多，如冶煉含鉻低碳鋼，所需的鉻鐵合金就包括：高碳鉻鐵、中碳鉻鐵、低碳鉻鐵、微碳鉻鐵等，但由于料倉個數(shù)和容積的限制，合金種類不能準(zhǔn)備齊全，造成某些爐次冶煉困難，嚴(yán)重時，可能造成廢品出現(xiàn)的情況出現(xiàn)。因此，為了滿足冶煉多種品種鋼的生產(chǎn)需求，有必要通過改造增加合金料倉數(shù)量；通過現(xiàn)場調(diào)配，滿足冶煉品種鋼生產(chǎn)組織需要。

1 改造的總體設(shè)想和思路

1.1 1#精煉爐上料改造思路和設(shè)想

由于1#精煉爐上料系統(tǒng)原廠房未考慮冶煉品種鋼的生產(chǎn)要求和場地的限制，實(shí)際考察后，只能占用原來的過道位置，在橫軸3-C，3-D跨之間，縱軸1、加1跨之間增加4個儲料倉。新增倉下增加4臺倉下震動給料機(jī)；新增稱量斗一個，容積約1.65 m3； 稱量斗下加振動管式給料機(jī)1臺； 稱量斗下增設(shè)轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)1條,該皮帶機(jī)機(jī)頭采用吊掛式安裝； 增設(shè)稱重傳感器以及配套稱重儀表1套，包括傳感器、變送器、顯示儀表和信號電纜等；加長可移式配料皮帶機(jī)；配套的電氣設(shè)備與控制系統(tǒng)原則上利舊，新增部分電器元件和電纜等。

1.2 2#精煉爐上料改造思路和設(shè)想

由于2#精煉爐上料系統(tǒng)原廠房未考慮冶煉品種鋼的生產(chǎn)要求和場地的限制，實(shí)際考察后，只能占用原來的過道位置，在橫軸3-1，3-2跨之間，縱軸5，6跨之間增加4個儲料倉；增加4臺插板閥及對應(yīng)的倉下震動給料機(jī)；稱量斗1個；稱量斗下加振動管式給料機(jī)1臺；稱重傳感器配套儀表1套；加長倉上可移式配料皮帶機(jī)；加長稱量斗下配料皮帶機(jī)；配套的電氣設(shè)備與控制系統(tǒng)原則上利舊，新增部分電器元件和電纜等。

1.3 改造主要內(nèi)容及預(yù)期目標(biāo)

1.3.1 改造主要內(nèi)容

本改造項目的改造主要內(nèi)容有：土建設(shè)計與施工、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工、設(shè)備選型設(shè)計采購與安裝、3條皮帶機(jī)加長改造、原廠房礙事部位拆除與新接跨封閉、電器元器件設(shè)計安裝等。

1.3.2 預(yù)期目標(biāo)

經(jīng)本次改造后，可以增加1#，2#精煉爐合金料倉各4個，可以更靈活地組織生產(chǎn)，提高了精煉的冶煉效率，滿足冶煉品種鋼的生產(chǎn)要求。

2 第三煉鋼廠精煉爐上料改造方案

2.1 設(shè)備改造方案

外購設(shè)備選型設(shè)計參照原有設(shè)備進(jìn)行，方便日后檢修及備件準(zhǔn)備。主要內(nèi)容如下：

(1)1#精煉爐上料設(shè)計內(nèi)容：在1#精煉爐原有上料倉增加橫軸3-C，3-D跨(6000 mm)之間，縱軸1、加1跨(3500 mm)之間，增加4個儲料倉，每個料倉容積約13 m3。料倉壁厚8 mm，由Q235鋼焊接制造而成；倉下選型設(shè)計給料機(jī)，增加4臺倉下振動給料機(jī)(給料能力：50 t/h)；設(shè)計稱量斗1個，容積約1.65 m3；選型設(shè)計稱量斗下加振動管式給料機(jī)1臺(給料能力：50 t/h)；選型設(shè)計稱量斗下增設(shè)轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)1條,該皮帶機(jī)機(jī)頭采用吊掛式安裝；選型設(shè)計稱重傳感器配套稱重儀表1套，包括3支傳感器、1臺變動器、1臺顯示儀表和信號電纜等；加長可移式配料皮帶機(jī)(給料能力：80 t/h)；設(shè)計配套的電氣設(shè)備與控制系統(tǒng)(原則上利舊)，新增選型部分電器元件和電纜等。

2)2#精煉爐上料改造設(shè)計內(nèi)容：在2#精煉爐原有上料倉增加橫軸3-1，3-2跨(6000 mm)之間，縱軸5，6跨(6500 mm)之間，增加2個大料倉，2個小料倉。料倉壁厚8 mm，由Q235鋼焊接制造而成；大料倉容積約16 m3，小料倉容積約8 m3；選型設(shè)計4臺插板閥及對應(yīng)的倉下振動給料機(jī)(給料能力：50 t/h)；設(shè)計稱量斗1個，容積約1.5 m3；選型設(shè)計稱量斗下加振動管式給料機(jī)1臺(給料能力：50 t/h)；選型設(shè)計稱重傳感器配套儀表1套；倉上可移式配料皮帶機(jī)加長3.67 m(給料能力：80 t/h)；配套設(shè)計的電氣設(shè)備與控制系統(tǒng)(原則上利舊)，新增部分電器元件和電纜等。

2.2 土建改造方案

2.2.1 建筑物改造

建筑物主要是1#精煉爐上料鋼結(jié)構(gòu)、2#精煉爐上料鋼結(jié)構(gòu)、1#精煉爐上料柱基礎(chǔ)和2#精煉爐上料柱基礎(chǔ)。

墻體維護(hù)材料：建筑物墻體為200 mm厚混凝土多孔磚砌體墻或輕質(zhì)隔墻，鋼結(jié)構(gòu)墻面采用彩涂壓型鋼板及彩涂夾芯鋼板。

屋面維護(hù)材料：鋼結(jié)構(gòu)廠房屋面宜采用彩涂壓型鋼板、彩涂夾芯鋼板，坡度為1/10～1/20。

沖洗要求的地坪，一般找0.5%坡度，排水起點(diǎn)以門口為準(zhǔn)。有沖洗要求的樓面，平臺洞口四周要設(shè)擋水臺，高出地面100 mm。地漏周圍 1m范圍內(nèi)找1%坡。

地面、樓面材料：采用水泥砂漿或細(xì)石混凝土地面。

門窗：采用鋁合金窗、鋁合金門、鋁合金大門、木門。

金屬表面刷油：防銹及涂漆的質(zhì)量要求按YB/T9256-96《鋼結(jié)構(gòu)、管道涂裝技術(shù)規(guī)程》。鋼梯為深灰色，欄桿為采用金黃色。其它金屬表面為中灰色。危險位置欄桿應(yīng)采用紅色。

所有埋入砌體內(nèi)的木質(zhì)構(gòu)件均應(yīng)浸熱瀝青二遍防腐。

2.2.2 構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)形式

建筑物主要是1#，2#精煉爐上料鋼結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)形式為鋼框架；1#，2#精煉爐上料柱基礎(chǔ)，基礎(chǔ)形式為獨(dú)立基礎(chǔ)。

2.2.3 鋼結(jié)構(gòu)要求

1)采用碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235-B，其力學(xué)性能化學(xué)成份須符合GB/T700-2006的規(guī)定。

2)抗震結(jié)構(gòu)采用的鋼材尚應(yīng)符合下列規(guī)定：

3)鋼材的屈服強(qiáng)度實(shí)測值與抗拉強(qiáng)度實(shí)測值之比fy/fu不應(yīng)大于0.85；

4)鋼材應(yīng)有明顯的屈服臺階，且伸長率應(yīng)大于20%；

5)3鋼材應(yīng)有良好的可焊性和合格的沖擊韌性。

6)不受應(yīng)力控制的次要構(gòu)件應(yīng)滿足鋼材化學(xué)成分中碳、硫、磷含量要求。

2.2.4 混凝土結(jié)構(gòu)要求

混凝土等級可采用 C30，墊層混凝土等級采用C15,鋼筋采用三級鋼。

2.3 電氣設(shè)計方案

1#，2#精煉爐新增用電設(shè)備均設(shè)置機(jī)旁操作箱，能實(shí)現(xiàn)控制室集中控制。

1#精煉爐新增用電設(shè)備及電氣元件：倉下震動給料機(jī)、稱量斗下震動給料機(jī)、電子稱及傳感器、轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)、電氣柜元件及電纜。

2#精煉爐新增用電設(shè)備及電氣元件：倉下震動給料機(jī)、倉下插板閥、稱量斗下震動給料機(jī)、電子稱及傳感器、轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)、電氣柜元件、儀表及電纜。

2.4 環(huán)境保護(hù)

本項目實(shí)施后，要采取封閉措施，有利于周邊及車間環(huán)境。

3 投資估算

本投資估算包含的改造內(nèi)容有：土建設(shè)計與施工、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工、新上設(shè)備選型設(shè)計采購與安裝、3條皮帶機(jī)加長改造、原廠房礙事部位拆除與新接跨封閉、電器元器件設(shè)計安裝等。

1#，2#兩套精煉爐上料改造合計資金約：198萬元。

4 效益測算

(1)實(shí)現(xiàn)使用硅鐵、低碳錳鐵低價合金，降低在用低鋁低鈦硅鐵、金屬錳高價合金增加的成本，經(jīng)統(tǒng)計現(xiàn)低鋁低鈦硅鐵、金屬錳月分別為25 t及15 t，價差分別為1200元/噸及1900元/噸，月減少可降本為：25×1200+15×1900=3+2.85=5.85萬元，如全年累計可降本為：12×5.85=70.2萬元。

(2)解決了超低碳含鉻品種T91,2Cr13等在2#精煉爐單線生產(chǎn)，可實(shí)現(xiàn)連澆爐數(shù)由3爐增加到5爐，鑄坯收得率由89.4%提高到93.7%，如月生產(chǎn)1000 t，可減少頭尾坯為1000×(93.7%-89.4%)=43 t，該鋼種噸鋼合金成本為2500元，月可降本：43×2500=10.75萬元；如全年均實(shí)現(xiàn)5爐連澆，累計可降本為：12×10.75=129萬元。

(3)改造前鉬鐵、釩鐵需采用鐵皮桶裝，便于人工加料；改造后可采用噸袋包裝，經(jīng)采購中心確認(rèn)，年降低采購成本約80萬元。

以上合計年降本增益279.2萬元。

5 結(jié)束語

根據(jù)目前兩個精煉爐的上料空間，分別新增4個料倉，可大幅度提升冶煉能力，滿足各類品種要求。

(1)實(shí)現(xiàn)硅鐵、低碳錳鐵低價合金的使用，降低在用低鋁低鈦硅鐵、金屬錳高價合金增加的成本。

(2)降低電爐及精煉爐操作崗位人員勞動強(qiáng)度，減少人工添加犯錯的質(zhì)量事故，減少物料流通、人工添加時造成的安全隱患。

(3)解決品種生產(chǎn)受限，生產(chǎn)組織難度：解決超低碳含鉻品種T91，2Cr13等的單線生產(chǎn)瓶頸，增加該系列品種連澆爐數(shù)，提高鑄坯收得率，進(jìn)一步降本；解決事故狀態(tài)2座精煉爐均可補(bǔ)加渣料重新造渣。

收稿日期：2017-09-18

作者簡介：楊奕兵(1971—)，男，高級工程師。E-mail：yangyibing1971@njsteel.com.cn

中圖分類號：TF748