煉鋼事故狀態下的生產組織模型及預案

陳先利，胡 濤，郭永謙，賈秀嶺，宋 亮，王喜軍，徐夏冰

（安陽鋼鐵股份有限公司生產安全處，河南 安陽 455000）

安鋼本部目前有三座高爐，1#高爐2200m3、2#高爐2800m3、3#高爐4747m3，煉鋼工序有一座100t 轉爐、一座100t電爐、三座150t 轉爐。從煉鐵工序和煉鋼工序可以看出，煉鐵能力略大于煉鋼能力，鐵鋼平衡問題將會長期存在。公司為協同工序間的平衡，一方面推行高鐵水比的煉鋼模式，一方面還要優化各個轉爐的檢修時間，實行錯時檢修。盡管公司采取了種種措施，鐵鋼平衡仍然處于剛性連接，鐵鋼生產系統非常脆弱，無論哪個轉爐出現故障停爐，時間過長都會輕則危機高爐順行生產，重則影響高爐休風，甚至引起整個系統崩潰[1]。因此，針對不同轉爐、故障影響時間進行研究，進而做出最佳經濟應對預案，使得操作、管理人員能夠快速做出事故響應變得至關重要。

1 煉鋼事故狀態下的生產組織模型構建

為方便模型建立與計算，根據公司煉鐵和煉鋼工序設備，設定關鍵參數如下：

煉鐵：1#高爐（2200m3）日產a噸，2#高爐（2800m3）日產b噸，3#高爐（4747m3）日產c噸，共a+b+c計噸/日。

煉鋼：一煉軋100t 電爐、100t 轉爐、二煉軋3×150t 轉爐正常生產，其中一煉軋100t 電爐日耗鐵水m1n1/m1爐（鐵水裝爐量n1t/爐）、100t 轉爐日耗鐵水m2n2/m2爐（鐵水裝爐量n2t/爐）、二煉軋3×150t 轉爐日耗鐵水m3n3/m3爐（鐵水裝爐量n3t/爐）。

鐵水罐：煉鐵與煉鋼之間通過鐵水罐實現連接，根據廠區內火車道線空間大小、鐵水罐溫降指標及煉鋼節奏，運行中正常鐵水重罐數控制在12 個最佳，超過24 個將會出現高爐無法出鐵和重罐積壓過長引起粘罐等事故。因此本模型設立重罐數正常值12 個，即綠色預警值12 個，實際重罐運行數G 個，黃色預警值18 個，紅色預警值24 個。

1.1 一煉軋100t電爐出現故障停爐模型

由于目前電爐操作是裝鐵按50t/爐控制，冶煉節奏慢，完全可以通過調整其它轉爐鐵水比即可解決。

1.2 一煉軋100t 轉爐出現故障停爐模型

設故障停爐處理時間為x，實際處理時間為y，當y ≦x 時，如果G ≦18，則到達黃色預警值時間為：

到達紅色預警值時間為，即通過提高二煉軋150t 裝爐量，重罐數升至24 個。

如果18

通過提高二煉軋150t 裝爐量n3，重罐數升至24 個。

當x

當y>48時，則采取1#高爐休風，2#、3#高爐正常生產來組織。

1.3 二煉軋一個150t 轉爐出現故障模型

當y ≦x 時，如果G ≦18，則到達黃色預警值時間為：

到達紅色預警值時間為，通過提高一煉軋100t 轉爐裝爐量、二煉軋150t 裝爐量n3，重罐數升至24 個；

如果18

當x

當y>24時，則采取1#高爐休風，2#、3#高爐正常生產來組織。

1.4 二煉軋二個150t 轉爐出現故障模型

當y ≦x 時，如果G ≦18，則到達黃色預警值時間為：

到達紅色預警值時間為：

通過提高一煉軋100t 轉爐裝爐量n2、二煉軋150t 裝爐量n3，重罐數升至24 個。

如果18

通過提高一煉軋100t 轉爐裝爐量n2、二煉軋150t 裝爐量n3，重罐數升至24 個。

當x

當y>4.5 時，則采取1#高爐休風，2#、3#高爐正常生產來組織。

1.5 二煉軋三個150t 轉爐出現故障模型

當y ≦x 時，如果G ≦18，則到達黃色預警值時間為：

到達紅色預警值時間為：

通過提高一煉軋100t 轉爐裝爐量n2，重罐數升至24 個。

如果18

通過提高一煉軋100t 轉爐裝爐量n2，重罐數升至24 個。

當x

當y>3時，則采取2#、3#高爐休風，1#高爐正常生產來組織。

2 模型標準應用及措施

夏秋兩季，高爐穩定順行，各煉鋼廠滿負荷生產，建立鐵鋼平衡標準如表1。

表1 鐵鋼平衡表

（1）一煉軋100t 電爐出現故障停爐模型及措施。

表2 電爐故障診斷及措施

（2）一煉軋100t 轉爐出現故障停爐模型及措施。

（3）二煉軋150t 轉爐不同爐數、不同時間故障模型及措施。

表3 轉爐故障停爐模型及措施

表4 不同時間內轉爐故障及措施

3 實際應用

10 月份煉鐵廠三座高爐穩定順行、各煉鋼廠生產正常。9 日5:40，一煉軋100t轉爐因電除塵（1#、2#電場刮灰裝置軸承座崩）故障停爐處理。因電除塵是近年環保升級項目，維修經驗少，故障處理時間不確定，截止至16:00 仍然沒有處理好，已危機到高爐的正常生產。

生產管理人員按照《一煉軋100t 轉爐出現故障停爐模型》果斷采取措施，1#、2#高爐16:10 富氧按5000m3/h 控制，3#高爐18:00 富氧按10000m3/h 控制，及時阻止了鐵水量上升、重罐過度積壓帶來的系列嚴重后果。該故障于10 日13:00 處理好，故障處理時間31 小時20 分鐘，沒有造成高爐休風等惡性事故發生。且事后通過比較，采取各高爐限氧生產，比直接采取1#高爐休風措施，單從鐵水方面來看，公司鐵水減少損失約2800 噸。

4 結語

煉鋼事故狀態下的生產組織模型及預案的建立，在快速應對煉鋼事故時，改變了過去生產管理者依靠經驗決策的粗放模式，有了量化依據、經濟概念、安全保障，實現了科學化、數字化、標準化管理，操作簡單方便，擴展性強，具有一定的推廣價值。