攀钢高炉铁水运输过程温降调查研究

24 2013 年第 36 卷第 6 期攀钢高炉铁水运输过程温降调查研究 蒋 胜1，张海军2(摘 要:高炉铁水温度的高低直接影响到炼钢生产过程中的废钢加入量和铁水消耗量。分析了攀钢目前铁水出铁、运输、组罐及脱 S 过程中的温降和所耗时间，并提出了降低温降和减小耗时的应对措施。 关键词:高炉；铁水；温降 0 引言 由于攀钢高炉冶炼钒钛磁铁矿，铁水温度较普通矿冶炼高炉铁水温度低80 100 左右，而铁水温度对炼钢工序的能耗影响较大。据测算，炼钢用铁水温度提高，可多加废钢，减少铁水消耗。铁水温度每提高10 ，转炉炼钢可多加废钢4.4 减少铁水消耗5 。 一直以来，高炉铁水从炼铁出铁场到炼钢工序的温度降低幅度不是十分清楚，不利于公司整体效益的发挥，为了弄清铁水在出铁过程、运输过程、脱 S 等过程中铁水的温度降低幅度，对高炉出铁到炼钢过程温降进行了全面调查研究，为降低铁水温度奠定基础。 1 调查条件 高炉出铁过程测试 此次测试选取一期 2#高炉，高炉出铁过程测试条件为，在高炉出铁过程中，当第一罐位装满半罐铁时，测试铁沟内铁水温度（作为高炉出铁铁水温度），满罐时测试罐内铁水温度（作为铁水罐内温度），第二罐位、第三罐位测试方法相同。 2#取样站测试 为了方便炼钢组罐（由于攀钢铁水罐容量与脱在组罐问题）温降的调查， 2#取样站在取样器取完样后对全部通过的铁水罐进行罐内温度测试。 炼钢脱 S、扒渣测试 由于设计能力限制，铁水罐到炼钢后，少部分铁水直接组罐，将铁水兑入提钒转炉内；大部分铁水经组罐后，脱 S，扒渣，然后对铁水进行测温。 2 调查研究结果 整个流程温降 从炼铁出铁到铁水兑入提钒转炉整个流程温度变化见表 1，温降和耗时见表 2、图 1。 表 1 整个流程温度变化 2#高炉出铁沟温度 罐内温度 2#取样站温度 组罐后温度 脱 S 扒渣后温度 434 1376 1359 1337 1299 386 1330 1274 1208 1174 X 1411 1356 1312 1286 1250 从表 1、表 2 可以看出，炼铁厂出铁沟内温度为 1411 ，罐内为 1356 ，2#取样站为 1312 ，组罐后为 1286 ，扒渣后温度为 1250 。铁水从2#高炉到组罐流程总耗时 138 降 123；若经过脱S 扒渣流程时总耗时 174 降 159 。 各个工序中，出铁过程降温最大，其次是运输温降、脱 S 扒渣、组罐。在各个环节中，铁水的运输等待耗时最长。 各工序温度变化 高炉出铁过程温度变化 高炉出铁过程中铁水满罐时间与温降关系见图 1，铁沟内温度与铁罐内铁水温度关系见图 2。 攀 钢 技 术 25表 2 整个流程温降和耗时 温降/ 耗时/ 出铁沟9 34 55 46 24 331）铁厂沟下罐样站 64 14 42 125 24 602）2#取样站 26 84 23 45 2#取样站渣后 62 140 57 81 注： 1）铁水满罐时间； 2）铁厂沟下罐到 2#取样站耗时 60中火车运输平均停留 25铁过程平均占用 35 01020304050607080123456789101121314151617181920测温次数温度/；时间/ 降满罐时间图 1 满罐时间与铁水温降关系 126012801300132013401360138014001420144014601 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20测温次数温度/罐内温度 沟内温度图 2 罐内温度与沟内温度关系 从图 1 看出，调查期间满罐铁水所需时间最短24 长 46 均为 33 内温度与铁沟内温度最大相差 69 ，最小温降为 34 ，平均温降 55 。 从图 2 看出，调查期间沟内温度最高 1 434 ，最低 1 386 ， 平均 1 411 ，铁罐内铁水最高 1 376 ，最低 1 330 （上次铁混装），平均 1 356 。沟内铁水温度与罐内铁水温度有一定正相关性。 2#取样站温度变化 1）2#高炉至 2#取样站温度变化 炼铁厂 2#高炉铁水罐内温度与 2#取样站温度变化见图 3，停留时间（铁水满罐时等待的时间+ 运输过程停留时间）与温度降低关系见图 4。从图 3 看出，炼铁厂罐内铁水温度与 2#取样站罐内温度具有正相关性。在 2#取样站罐内温度最低 1 274 ，最高 1 359 ，平均 1 314 。 从图 4 看出，铁水罐在 2#取样站前停留最长时间达 125 短为 24 均 60 此期间，铁水罐内温度最大降幅达 64 （该次铁属上次铁未出满，等下次 1 罐位出铁，满罐后到 2#取样站用了 125 最低仅 14 （该次铁属第 3罐位铁，出完铁到 2#取样站仅用了 30 平均42 。铁罐停留时间与罐内铁水温降有一定相关性。 26 2013 年第 36 卷第 6 期12201240126012801300132013401360138014001 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16测温次数温度/2#取样站铁水温度 炼铁厂铁水罐内温度图 3 2#高炉罐内铁水温度与 2#取样站罐内温度关系 0204060801001201401 2 3 4 5 6 7 8 91011121314151617测温次数温度/；时间/样站温降 停留时间图 4 运输停留时间与罐内温降关系 2）2#高炉铁水罐运输及等待时间 对于 2#高炉而言，高炉一次至多出 3 罐铁，由于第 1 罐位出满后不能及时将装满铁水的铁水罐运走，要等第 2 罐位和第 3 罐位装满后才能运走，此等待时间与纯运输过程时间见表 5。 表 5 运输及出铁等待时间 运输时间 73 7 25 炉下满罐等待时间 91 2 35 从表 5 可以看出，出铁等待时间平均为 35 短为 2 于第 3 罐位铁，出满后即运走，最长时间 91 于第 1 罐位铁，等待第 2、3罐位铁出满，而且第 3 罐位铁出满后不能及时运走，导致等待时间较长；运输过程时间平均为 25 炼钢厂组罐、脱 S 扒渣温度变化 1)组罐温降 从 2#取样站到组罐耗时和组罐后温度见表 6。 表 6 组罐后与 2#取样站罐内铁水温度及耗时 2#取样站温度/ 组罐后温度（不脱 S）/ 相 差/ 耗时/366 1337 84 232 1208 23 X 1310 1284 26 45 从表 6 可以看出，组罐后罐内最高为 1 337 ，最低为 1 208 ，平均 1284 。 2#取样站最高 1 366 ，最低 1 232 ，平均 1 310 。组罐后罐内平均温度较 2#取样站低 26 。从 2#取样站到组罐期间，平均耗时 45 就是说，在这 45 包括火车的运输停留时间，亦包括铁罐送入炼钢脱S 工序去等待组罐的时间。 2）经脱 S 工序、扒渣后温降 经脱 渣后罐内铁水温度与 2#取样站温度及所耗时间见表 7。从表 7 可以看出，经过脱内铁水温度降低较大，达 62 。经脱内铁水平均温度仅 1 250 ，罐内铁水最高温度 1 299 ，最低温度仅 1 204 。 2#取样站铁水罐内平均温度 1 312 ，最高 1 367 ，最低 1 222 。从 2#取样站到扒渣后平均耗时达 81 脱S 、扒渣平均耗时 36 攀 钢 技 术 27表 7 扒渣后与 2#取样站温度及耗时 2#取样站温度/ 脱 S 扒渣后温度/ 相差/ 耗时/367 1299 140 222 1204 57 X 1312 1250 62 81 因此，经过上面对炼铁出铁、运输、组罐、脱S 扒渣等工序的温降调查研究，可以看出，出铁过程、铁水罐在高炉炉台下等待过程、运输停留过程、组罐等待及远距离运输等过程都会出现温降，要降低铁水从炼铁到炼钢过程的温降，可采取以下措施。 3 措施 从以上分析可看出，各个工序中，出铁降温最大，其次是运输降温、脱 S 扒渣、组罐。因此，可采取以下措施降低温降。 降低出铁过程的温降 1)在铁水沟上加盖，能够在一定程度上提高整体铁水温度。 2)在铁罐内多用质量较好的保温剂，有利于减小铁水的散热。 3)利用较好的保温材料彻筑铁水罐，达到减少散热的目的。 4)高炉铁水在注入铁罐内时，由于铁罐上除尘设备风量较大，相当于出铁过程中，对铁水流股进行强制冷却，对铁水温降影响较大，降低除尘风量。 5)由于在第 1 罐位铁满后，要等待较长时间才能运走，建议在铁水罐上加盖，以减少停留和运输过程铁水热量的散失。 6)增加铁水罐容量，每次铁最多两罐，有利于降低铁罐在出铁过程中的等待时间；同时取消组罐过程，有利于降低铁水温降。 降低运输过程的温降 从调查研究期间运输过程显现的问题，可采取以下措施： 1）从调查研究结果来看，高炉下铁罐铁水到2#取样站平均温降速度是 ，因此，建议第1 罐位装满铁后立即运走，可节省至少 40 2）由于 2#取样站的存在，机车头调换时耽误很长时间，建议取消或移动 2#取样站位置，以达到不对调机车头来降低铁水温降。 3）优化机车调度，及时运送铁水罐，特别是新 3#、 4#高炉铁水，此次调查温度1 300 罐次较多，而且新 3#高炉最长罐次耗时达 210 降低组罐过程的温降 从脱S 及扒渣工序目前情况看，脱S 、扒渣是很难再缩短时间，从调查来看， 2#取样站到脱S 组罐耗时 45 此只能从组罐过程优化方面来减少铁水罐在炼钢的停留时间，采用大容量铁水罐，可以做到“一罐制”，有利于降低组罐温降。 4 结论 1）2#高炉出铁到脱 体温降达 159 ，耗时 174 2#高炉出铁到炼钢组罐工序流程过程，总体温降为 123 ，耗时 138 铁过程中，铁沟内平均温度 1 411 ，耗时 33 罐时最大温降 69，最小 34