滑板擋渣技術(shù)在石橫特鋼煉鋼系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)踐

賈培剛

（山東石橫特鋼集團(tuán)有限公司 煉鋼廠(chǎng)，山東 肥城271612）

1 前言

為提高鋼水質(zhì)量，減少下渣量，實(shí)現(xiàn)降本增效，石橫特鋼煉鋼廠(chǎng)及時(shí)引進(jìn)了國(guó)內(nèi)先進(jìn)的滑板擋渣技術(shù)，并在二煉鋼應(yīng)用實(shí)踐。但隨著公司進(jìn)行品種開(kāi)發(fā)的調(diào)整，滑板擋渣的應(yīng)用對(duì)生產(chǎn)節(jié)奏、綜合效益產(chǎn)生了一定的制約。煉鋼廠(chǎng)技術(shù)科對(duì)滑板擋渣技術(shù)進(jìn)行了研究、改進(jìn)。為降低生產(chǎn)成本，對(duì)各種擋渣工藝進(jìn)行了綜合對(duì)比，確定了在保證鋼水質(zhì)量前提下最佳的擋渣組合，達(dá)到了公司效益最大化。

2 滑板擋渣技術(shù)應(yīng)用效果

隨著國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)的高速發(fā)展，對(duì)鋼材質(zhì)量的要求日益提高，鋼中磷硫等有害元素和夾雜物含量要求也越來(lái)越苛刻，生產(chǎn)高質(zhì)量、高技術(shù)含量、高附加值的優(yōu)鋼產(chǎn)品成為鋼鐵企業(yè)的必然選擇。轉(zhuǎn)爐滑板擋渣技術(shù)是最近幾年發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)、新工藝，通過(guò)紅外下渣檢測(cè)技術(shù)與PLC控制技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)出鋼過(guò)程的自動(dòng)判渣和擋渣。轉(zhuǎn)爐滑板擋渣技術(shù)隨著煉鋼工藝不斷改進(jìn)，而日趨成熟，擋渣成功率高，擋渣效果優(yōu)良，已得到國(guó)內(nèi)各大鋼廠(chǎng)的認(rèn)可［1］。石橫特鋼二煉鋼車(chē)間為了開(kāi)發(fā)電力角鋼D級(jí)鋼、精軋螺紋鋼等高質(zhì)量的鋼材，引進(jìn)吸收了轉(zhuǎn)爐滑板擋渣技術(shù)，取得了較好的效果。

2.1 回磷測(cè)算

采用滑板擋渣技術(shù)后，轉(zhuǎn)爐下渣大幅減少，降低了鋼水回磷，減輕了轉(zhuǎn)爐脫磷負(fù)荷，從而降低造渣材料消耗、減少后吹危害。為驗(yàn)證控磷效果，要求使用雙擋渣，即出鋼前關(guān)閉滑板，待鋼水漫過(guò)出鋼口后打開(kāi)滑板，根據(jù)下渣檢測(cè)裝置發(fā)現(xiàn)下渣后，立即關(guān)閉滑板，經(jīng)對(duì)試驗(yàn)爐次進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，采用滑板擋渣回磷平均0.001 6%（回磷量=坯樣平均磷含量-轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)出鋼平均磷含量）。根據(jù)統(tǒng)計(jì)爐數(shù)回磷量繪制回磷量波動(dòng)圖形，如圖1所示。

圖1 回磷量波動(dòng)情況

2.2 留鋼量測(cè)算

滑板擋渣紅外線(xiàn)只要能檢測(cè)到下渣就立即關(guān)閉滑板，這樣能夠非常有效阻止渣子進(jìn)入鋼包，但是也導(dǎo)致了爐子內(nèi)留有鋼水鋼量，為此，為檢驗(yàn)滑板擋渣爐子內(nèi)留鋼量，拿出1個(gè)鋼包車(chē)渣盆渣子作為驗(yàn)證，具體為試驗(yàn)滑板擋渣時(shí)不再留渣，借助下渣檢測(cè)裝置，見(jiàn)渣后立即關(guān)閉滑板，之后爐子不允許傾動(dòng)，靜止10 s，開(kāi)動(dòng)鋼包車(chē)渣盆至出鋼口下，打開(kāi)滑板借助下渣檢測(cè)系統(tǒng)，待爐子內(nèi)鋼水出至渣盆后，關(guān)閉滑板。該渣盆由燜渣車(chē)間單獨(dú)處理，產(chǎn)生的渣鋼必須經(jīng)過(guò)計(jì)量，以檢測(cè)爐子內(nèi)的留鋼量。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)計(jì)量，試驗(yàn)爐次共產(chǎn)生渣鋼5.11 t，平均每爐留鋼量約464 kg。

2.3 合金收得率測(cè)算

因擋渣效果較好，鋼包內(nèi)氧化渣降低，可降低脫氧劑消耗以及提高合金收得率。通過(guò)統(tǒng)計(jì)計(jì)算使用滑板擋渣生產(chǎn)的31爐鋼，硅錳合金，硅收得率為83.7%，錳的收得率為93.16%。硅錳回收率情況如圖2所示。

2.4 其他應(yīng)用效果

1）鋼包內(nèi)下渣量減少后，降低了精煉鋼種在精煉爐對(duì)鋼包內(nèi)氧化渣的改質(zhì)，可進(jìn)一步降低精煉爐電極消耗、電耗、精煉渣耗等成本，對(duì)鋼包的使用、鋼包透氣磚等均有利。

2）提高鋼水質(zhì)量。鋼水質(zhì)量屬于隱形效益，因下渣率降低，鋼水質(zhì)量得到提升，下游鋼材質(zhì)量才有所保障，可提高公司市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

3）生產(chǎn)過(guò)程中滑板擋渣機(jī)構(gòu)件需要更換，按照合同要求雙擋滑板使用壽命為15爐，單擋滑板使用壽命為18爐，2018年5月份二煉鋼更換滑板22次，平均用時(shí)10.13 min。

4）使用滑板擋渣爐子內(nèi)留鋼量較大，與大轉(zhuǎn)爐相比，出完鋼后，爐子內(nèi)的留鋼量占渣子的比例較大，不利于濺渣護(hù)爐，會(huì)造成爐況較差，爐體維護(hù)費(fèi)用升高。

圖2 硅錳回收率

3 其他擋渣方式的擋渣情況

隨著鋼材市場(chǎng)需求的增加，噸鋼利潤(rùn)十分顯著，公司對(duì)鋼材品種進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整以及煉鋼廠(chǎng)實(shí)施降低鐵比增產(chǎn)、縮短冶煉周期等措施，最大限度的提高產(chǎn)量，但滑板的壽命屬性決定了每天要更換3次滑板，影響1.5～2爐鋼產(chǎn)量，增產(chǎn)和更換滑板減產(chǎn)之間產(chǎn)生了矛盾，不利于二煉鋼產(chǎn)能的釋放，為此煉鋼廠(chǎng)技術(shù)科對(duì)滑板擋渣效益情況與其他幾種擋渣方式效益進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證。

技術(shù)科確定其他以下4種擋渣方式：方案1，采用滑板擋渣技術(shù)。方案2，滑板擋渣使用雙擋，出鋼前關(guān)閉滑板，待鋼水漫過(guò)出鋼口后打開(kāi)滑板，根據(jù)下渣檢測(cè)裝置發(fā)現(xiàn)下渣后，停頓1～2 s，待爐子內(nèi)鋼水全部流入鋼包后再關(guān)閉滑板。方案3，使用擋渣錐+擋渣塞擋渣。方案4，前擋使用滑板，阻止第一股渣子進(jìn)入鋼包，后擋使用擋渣錐，保證爐子內(nèi)鋼水全部流入鋼包。

3.1 回磷測(cè)算

4種擋渣方案回磷率統(tǒng)計(jì)如表1所示。

表1 4種擋渣方案回磷率統(tǒng)計(jì)

3.2 留鋼量測(cè)算

方案2。滑板擋渣使用雙擋，出鋼前關(guān)閉滑板，待鋼水漫過(guò)出鋼口后打開(kāi)滑板，根據(jù)下渣檢測(cè)裝置發(fā)現(xiàn)下渣后，停頓1～2 s，待爐子內(nèi)鋼水全部流入鋼包后再關(guān)閉滑板。后續(xù)處理產(chǎn)生的渣鋼量為1.298 t，平均每爐留鋼量約68.3 kg。

方案3。擋渣錐擋渣時(shí)錐體壓在出鋼口內(nèi)側(cè)喇叭口上，鋼水從擋渣錐縫隙流至鋼包內(nèi)，爐子內(nèi)基本沒(méi)有鋼水留存，所以使用擋渣錐擋渣時(shí)，爐子內(nèi)的留鋼量很少，經(jīng)統(tǒng)計(jì)平均留鋼量35 kg/爐。

方案4。前擋使用滑板，后擋使用擋渣錐，爐子內(nèi)留鋼量為35 kg/爐。

其他擋渣方案折合噸鋼留鋼量如表2所示。

表2 其他擋渣方案折合噸鋼留鋼量統(tǒng)計(jì)

3.3 合金收得率測(cè)算

4種擋渣方案硅錳回收率如表3所示。

表3 4種擋渣方案硅錳回收率統(tǒng)計(jì)

4 成本測(cè)算

4.1 直接擋渣成本

計(jì)算條件。1）經(jīng)煉鋼廠(chǎng)技術(shù)科長(zhǎng)期統(tǒng)計(jì)計(jì)算轉(zhuǎn)爐脫磷0.001%綜合成本為0.346元/t。2）留鋼量多導(dǎo)致產(chǎn)生渣鋼量造成成本升高，轉(zhuǎn)爐加工費(fèi)用以及爐渣處理費(fèi)用合計(jì)綜合成本折合0.46元/kg。3）經(jīng)煉鋼廠(chǎng)技術(shù)科長(zhǎng)期統(tǒng)計(jì)計(jì)算轉(zhuǎn)爐硅錳合金，硅回收率每提高1%影響成本降低0.304元；錳回收率每提高1%影響成本降低1.097元。

為便于比對(duì)成本，以方案3為基準(zhǔn)，對(duì)比測(cè)算其余3種方案的成本。方案1較方案3擋渣成本升高0.37元/t；方案2較方案3擋渣成本升高3.71元/t；方案4較方案3擋渣成本升高0.49元/t。

4.2 因擋渣方式不同影響對(duì)產(chǎn)量影響的成本計(jì)算

滑板擋渣生產(chǎn)過(guò)程中滑板擋渣機(jī)構(gòu)件需要更換，按照合同要求雙擋滑板使用壽命為15爐，單擋滑板使用壽命為18爐。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，2018年5月份二煉鋼更換滑板22次，平均用時(shí)10.13 min，滑板使用壽命為18爐，5月份二煉鋼生產(chǎn)爐數(shù)為1 345爐，如全部使用滑板需更換75次，影響時(shí)間為759.75 min，二煉鋼機(jī)時(shí)產(chǎn)量按2.30 t/min計(jì)算，影響產(chǎn)量降低1 747 t。5月份二煉鋼產(chǎn)量為81 721.455 t，影響效益降低10.69元/t。

方案3出鋼口壽命平均約440爐，生產(chǎn)爐數(shù)按1 345爐計(jì)算，則需要更換3.06次，每次更換時(shí)間平均120 min，則合計(jì)影響停機(jī)366.827 min。二煉鋼機(jī)時(shí)產(chǎn)量按2.30 t/min計(jì)算，影響產(chǎn)量降低843.68 t，5月份二煉鋼產(chǎn)量為81 721.455 t，影響效益降低5.16元/t。

通過(guò)以上滑板擋渣對(duì)比，方案3因產(chǎn)量降低影響成本升高5.53元/t。但是當(dāng)鐵水少時(shí)，該部分效益不會(huì)產(chǎn)生，煉鋼廠(chǎng)日產(chǎn)量按10 500 t計(jì)算，鐵比按82%計(jì)算，當(dāng)鐵水產(chǎn)量高于9 041 t時(shí)影響效益降低，當(dāng)鐵水產(chǎn)量低于9 041 t時(shí)，使用滑板不會(huì)造成效益降低。

5 結(jié)語(yǔ)

滑板擋渣技術(shù)在石橫特鋼優(yōu)特鋼生產(chǎn)中取得了一定的效果，但隨著生產(chǎn)節(jié)奏以及操作水平的提升，擋渣技術(shù)應(yīng)用制約了效益提升，尤其在產(chǎn)量效益較高的情況下，滑板擋渣技術(shù)成本居高不下失去的效益優(yōu)勢(shì)。石橫特鋼及時(shí)對(duì)擋渣工藝進(jìn)行系統(tǒng)分析，最終確定了滑板擋渣技術(shù)在精軋螺紋、電力D級(jí)鋼上應(yīng)用、MG600等優(yōu)特鋼上使用，其余鋼種采用方案3擋渣技術(shù)。