降低長流程煉鋼系統溫降的控制實踐

閆 軍

（河鋼集團宣鋼公司， 河北 宣化 075100）

1 工藝裝備概況

河鋼集團宣鋼公司（全文簡稱宣鋼）二鋼軋廠煉鋼生產線配備8 條鐵水罐傾翻裝置和2 座KR 鐵水脫硫預處理站，150 t 頂底復吹轉爐2 座，與轉爐匹配的2 座吹氬處理站，2 座LF 鋼包精煉爐和1 座RH 真空精煉爐，2 臺十二機十二流的小方坯連鑄機。其中兩座轉爐均配備了副槍測量系統，實現了吹煉過程自動取樣，在不倒爐的情況下，及時反應出爐內鋼水溫度、碳含量、氧含量等的情況，達到更好的控制吹煉終點的目的。

工藝流程：2 500 m3高爐鐵水→鐵水折罐翻鐵→KR 脫硫→轉爐吹煉→氬站處理→（精煉）→連鑄機。

2 長流程煉鋼系統技術

2.1 優化鐵水結算計量模式

鐵水從高爐由火車牽引至磅房，經磅房挨個稱重后再牽引至折罐間翻鐵至鐵包，在此過程中過磅時間較長，鐵水物理熱損失嚴重，不利于提高轉爐入爐鐵水溫度，且在冶煉品種鋼時，KR 脫硫所需物理熱亦不能充分保證，增加冶煉難度。為此，宣鋼二鋼軋廠基于現有天車計量定位系統，利用轉爐加料跨天車稱重系統，實現煉鐵和鋼軋廠之間的鐵水結算，省去過去鐵水入煉鋼廠前鐵水罐依次過磅環節，解決了鐵水過磅速度慢、占地面積大、人力資源消耗高等問題，加快了鐵水罐在線運行效率，提高了供煉鋼鐵水溫度[1]。

2.2 提高KR 精準脫硫率

目前宣鋼二鋼軋廠冶煉鋼種，成品硫含量要求差別較大，最高為0.045%，最低為0.008%。工藝路線主要分為進精煉和不進精煉兩種，但是由于鋼種在精煉處理過程中，精煉渣系的區別，導致對進精煉要求也不盡相同。

根據以往生產實踐，對大量冶煉數據進行分析，作業區制定《分鋼種鐵水脫硫指導意見》，在滿足品種鋼質量要求的前提下，積極推進按目標要求進行KR 脫硫處理[2]，縮短脫硫周期，降低脫硫過程鐵水溫降，同時降低脫硫劑消耗。

脫硫指導意見主要內容如下：

1）含鋁圓鋼類（不含GCr15），鐵水w（S）＞0.040%，進行脫硫。

2）低合金、普鋼，鐵水w（S）＞0.045%，進行脫硫。

3）GCr15、35MnB、焊條、焊絲、硬線維持不變。

4）對于攪拌頭及時修補，確保攪拌效果，以穩定脫硫時間和脫硫劑消耗，攪拌頭壽命嚴禁超次數使用。

詳細鋼種脫硫條件見下頁表1。

2.3 提高合金烘烤爐在線使用率

為了保證合金在線烘烤系統[3]的使用壽命，必須保護外部容器鋼板免受明火烘烤，所以在合金烘烤爐內砌筑耐火材料。出于易于砌筑、縮短砌筑時間、增加合金烘烤爐的容積考慮，在砌筑耐火磚時采用平砌和立砌相結合的方式，但是在使用過程中，耐火磚的使用壽命太短，主要表現為耐火磚磨損脫落。

2.3.1 優化合金烘烤爐內耐火材料的砌筑方式

為了改善此種情況，作業區相關人員認真分析了目前耐火材料砌筑方式以及耐火磚首先脫落部位存在的缺陷。對合金烘烤爐內的耐火材料砌筑方式進行了工藝優化。

表1 鐵水脫硫扒渣技術條件

如圖2 所示，使用鋼板在合金烘烤爐容器鋼板轉彎處上方加裝筋板，增強對上部耐火材料的支撐作用。下部斜面部分將耐火磚的立砌方式改為平砌，且在下料口部位加裝筋板，以增強對耐火磚的支撐。在合金烘烤爐的上沿處，對砌筑的耐火磚用火泥進行抹封，并且用大角鋼進行防脫落加固，與合金烘烤爐外殼鋼板焊接。有效地延長了耐火磚在線使用壽命。

圖2 金烘烤爐耐火材料砌筑工藝優化示意圖

2.3.2 合金下料管下沿出口處加裝緩沖板

通過對以往合金烘烤爐拆爐時內部剩余耐材情況及現場合金料管下料過程中沖擊角度進行分析和觀察，發現由于合金料管傾斜角度較大，導致合金料沖擊力太大，沖擊區耐火磚磨損和脫落最為嚴重。為此經研究決定在下料管下沿處垂直于下料口下沿加裝緩沖鋼板，以減小合金物料下落過程中的沖擊力，降低對沖擊區的沖擊磨損。

如圖3 所示，使用鋼板在合金下料管下沿處內側沿垂直方向焊接緩沖鋼板，并在緩沖鋼板與料管之間加裝加強筋板。有效地降低了合金下料時的沖擊力，減緩了對沖擊區的沖擊磨損。

圖3 合金下料管下沿緩沖板示意圖

2.3.3 合金下料管加裝緩沖皮帶

由于合金旋轉溜槽在使用過程中彎頭處極易因磨損嚴重導致漏料現象，需采用一種便于更換且不產生額外費用的材料對其進行緩沖防護，經作業區相關人員研究決定，利用上料系統的廢舊皮帶進行防護。

如圖4 所示，在合金旋轉溜槽上端接料喇叭口處開兩個小孔，孔間距為20 cm，將上料皮帶裁剪成15 cm 寬，2.5 m 長的長條，通過一塊弧形鋼板和兩個緊固螺栓將緩沖皮一端緊固與喇叭口上，另一端自然下垂與溜槽中。明顯減緩了合金溜槽的磨損速率。

圖4 合金旋轉溜槽加裝緩沖膠皮示意圖

2.4 降低鋼包溫降

鋼包作為煉鋼工序與連鑄工序之間的盛鋼容器，直接影響著出鋼和盛鋼過程中的鋼水溫度的變化，給鋼包加蓋[4]是補償鋼水溫度的重要舉措。通過除轉爐出鋼、LF 爐和RH 爐精煉過程外鋼包全程帶蓋運轉，大大減少鋼水表面和空包耐材的輻射散熱及對流散熱，進一步降低生產成本，實現節能降耗。

2.4.1 鋼包全程加蓋設備組成

鋼包全程加蓋的新型加揭蓋設備包括：移動小車、電液推桿、卷揚裝置、鋼絲繩、定滑輪組、動滑輪組、車輪、軌道、包蓋專用吊具、包蓋。其加揭蓋吊運原理為：電機、減速機、卷筒、定滑輪安裝于移動小車上，移動小車通過電液推桿進行前后移動，包蓋專用吊具通過傳動裝置和鋼絲繩進行上下移動，從而實現專用吊具的上下前后移動進行包蓋的加揭蓋，專用吊具上下升降限位依靠安裝于卷筒軸端的限位器控制，具體如下頁圖5 所示。

圖5 鋼包加蓋結構示意圖

2.4.2 鋼包加揭蓋的方法

1）鋼包加揭蓋設備吊裝鋼包蓋處于待機位置，鋼包車運送鋼包到加揭蓋裝置下方指定位置后停止。

2）傳動裝置驅動卷筒，驅動鋼絲繩，通過定滑輪組、動滑輪組，驅動包蓋專用吊具下降，下降至指定位置后限位器發出停止信號，卷揚裝置停止動作。

3）電液推桿推動移動小車向后移動，使包蓋專用吊具勾頭離開包蓋吊點。

4）卷揚裝置驅動卷筒，拉動鋼絲繩，通過定滑輪組、動滑輪組，驅動包蓋專用吊具上升，上升至指定位置后限位器發出停止信號，卷揚裝置停止動作，鋼包加蓋過程完成，鋼包車開走。

5）鋼包揭蓋過程與加蓋過程相反。

為使鋼包加蓋達到理想的實施效果，在設備試車過程中，宣鋼二鋼軋廠不斷優化生產組織模式和鋼包運營管理，合理安排生產組織，提前制定澆次安排，盡量縮短在站時間，以減少鋼包從轉爐出鋼到精煉過程中的溫降損失。同時，強化職工標準化操作，不斷摸索總結鋼包加蓋經驗，實現各工序精準控制。

3 運行效果

以宣鋼二鋼軋廠生產的HRB400 系列鋼種為例，將相關措施實施前后的數據進行對比，來說明相關措施實施后取得的效果，具體見表1。

表1 實施前后相關數據對比 ℃

從表1 中可以看出，鐵水溫度提高5~15 ℃，出鋼溫度降低10~15 ℃，出鋼過程溫降減少10~20 ℃，澆鑄溫降降低5~10 ℃，脫硫溫降減少5~10 ℃。

4 結語

從降低轉爐煉鋼系統溫降出發，通過工藝技術優化和設備創新改造，采取4 項關鍵舉措，成功實現了長流程煉鋼系統溫降的顯著降低，提高了轉爐入爐鐵水溫度，降低了出鋼溫度和出鋼溫降，有效降低了澆鑄過程鋼包溫降，保證了鑄機低過熱度快速拉鋼，推動鋼水質量和鑄坯質量的提高。對其他鋼鐵企業具有很好的推廣、借鑒意義。