转炉炼钢连铸精益生产实践

转炉炼钢连铸精益生产实践 随着炼钢工艺技术及信息化 智能化的不断发展 炼钢 连铸过程工艺流 时间流 物质流的系统协同优化 已成为炼钢企业生产过程管控的重点研究方向 为此 莱钢 炼钢厂根据自身工艺装备水平和产品特点 围绕生产组织 质量控制 成本管控 设 备点检 安全管理进行系统优化创新和管理升级 形成 五位一体 的协同生产管控模 式 并通过实施各工序关键工艺精准控制 实现了优质 高效 低耗的精益冶炼模式 在产品质量 关键指标 成本控制等方面 取得了良好效果 精益生产水平不断提高 1 工艺装备工艺装备 莱钢炼钢厂现有 2 座 1880m3高炉 1 座 3200m3高炉 3 座 120t 转炉 1 座 150t 转炉 以及大 H 型钢生产线 1500mm 热轧宽带生产线和 4300mm 宽厚板生产线 年 产钢 500 万吨 炼钢工序主要工艺装备情况如表 1 所示 主要生产品种包括 普通碳素结构钢 低合金高强度结构钢 优质碳素结构钢 船板钢 汽车大梁钢 耐磨钢 管线钢 压力容器钢等 2 工艺流程工艺流程 莱钢炼钢厂冶炼钢种多 对应的产品规格与性能要求又存在较大差异 由图 1 可 见 现场工艺装备复杂 在生产组织过程中各工序间交叉作业频繁 行车作业率高 故工艺选择较为复杂 生产组织协同性差 造成生产成本高 能耗高 质量控制不稳 定 3 炼钢炼钢 连铸过程协同优化研究连铸过程协同优化研究 针对炼钢 连铸生产过程控制 围绕生产组织 质量控制 成本管控 设备点检 安全管理进行系统优化创新和管理升级 形成 五位一体 的协同生产管控模式 在产 品质量 关键指标 成本控制等方面取得了良好效果 精益生产水平不断提高 3 1 以 生产时刻表 为主线 建立精益生产组织模型 按照不同钢种的工艺流程 各工序标准工艺时间以及炼钢 连铸协同配置要求 建 立专线化生产 生产时刻表和调度组织模型 实现了均衡 稳定 高效 低耗的精益 生产组织模式 1 炼钢生产时刻表运行系统 以炼钢 精炼 连铸各工序标准时间序为基准 建立像 火车时刻表 一样的 生产 时刻表 实现了生产过程的动态 精准控制 2 专线化生产组织模型 根据合同订单计划 依托炼钢 MES 系统 运用当量周期 炉机匹配度等分析评价 指标 对转炉 精炼及连铸产能 节奏 生产组织模式进行系统分析研究 建立专线 化生产组织模型 3 2 以参数群控制为核心 建立质量识别系统 依托一级 二级控制系统 建立健全全流程工艺参数自动采集系统 对生产过程 工艺参数进行自动采集识别 根据各工序工艺控制特点 制定各工序关键控制点控制 标准及不合项扣分标准 根据每炉钢实际参数控制情况 对每炉铸坯质量进行综合打 分判定 通过建立从铁水到铸坯的全流程关键工艺参数标准模型 过程工艺参数自动 采集 对工艺参数实时动态识别 实现铸坯质量跟踪和综合判定 3 3 以点检标准化为基础 建立设备点检定修系统 以 设备全寿命周期管理 实时状态检测 标准化点检 为主线 建立了点检定修 综合管理系统 做到设备寿命周期内 费用可控 精度达标 运行稳定 解决了点检 流程问题 点检标准问题 设备寿命周期问题 管理手段缺失等问题 1 点检管理 以点检标准为基础 使用点检仪 IC 卡等智能手段 使点检工作标准化 数字化 精细化 2 备件管理 通过实施设备点检定修与状态维护综合管理系统 实现数字化 智能化备件管控 模式 3 4 以四个标准化为抓手 建立安全量化监督检查系统 以管理标准化 操作标准化 现场标准化 检查标准化为抓手 依据标准检查 现场打点记录 信息自动统计 隐患闭环管理模式 实现了岗位职工班班查 车间领 导天天查 安全人员专业查 专家小组定期查的管理模式 3 5 以实时动态监控为目标 建立成本精细管控体系 以分钢种 分规格的标准成本的建立为主线 以小 ERP 为工具 统揽全厂钢铁料 合金 耐材 机物料 能源等消耗 做到成本管控的精细化 4 炼钢炼钢 连铸关键工艺精准控制连铸关键工艺精准控制 炼钢 连铸过程工艺控制点多 冶炼过程涉及铁水预处理 转炉过程及终点控制 精炼过程及终点精准控制 连铸过程稳态浇注及铸坯质量控制等诸多环节 炼钢厂通 过实施各工序关键工艺精准控制 实现了优质 高效 低耗的精益冶炼模式 4 1 原材料精准控制 在目前的铁水预处理工艺条件下 进行全量铁水预处理产生的脱硫渣量非常大 增加了铁损 因此 在满足生产需求的前提下 实行分级处理 可最大限度地减少铁 损 1 根据铁水硫含量和钢种要求对铁水进行分级 对不同条件的铁水采取不同的处 理方法 2 为减少扒渣时铁损 以一键式脱硫 铁水分级预处理 废钢分类控制 原材料 质量控制等为基础 形成智能 简约 高效的原料精准控制平台 一键脱硫比例达 90 入转炉铁水成分合格率达 98 温度合格率达 90 装准率达 98 信息准确率达 99 4 2 转炉炼钢精准控制 1 少渣冶炼 少渣冶炼的限制环节主要在于钢液中磷含量的去除 生产过程中主要从脱磷反应 的热力学和动力学条件入手 研究优化冶炼过程枪位 供氧强度和温度 达到少渣高 效冶炼的目的 以智能炼钢模型为基础实现少渣冶炼 2 碳氧积精准控制 为进一步降低转炉终点钢水中氧含量 打破吹炼终点原有的碳氧平衡 促进碳氧 进一步发生反应 采用终点静止脱碳工艺 主要措施是在转炉吹炼终了提枪后 等待 2min 等待时间内利用底吹强搅的动力学条件 将钢中的碳 氧含量降低 从而达到 优化转炉冶炼指标的目的 以少渣冶炼 智能炼钢 碳氧积等精准控制为基础 实现转炉过程稳定高效控制 形成精准 低耗 稳定的转炉冶炼平台 自动炼钢比例达 90 终点碳 温双命中率 达 85 碳氧积达到 0 0023 4 3 精炼终点精准控制 1 根据冶炼钢种 制定硅镇静钢 铝镇静钢 铝硅镇静钢 LF RH 双联等炉渣标 准 通过各钢种炉渣成分要求 制定相应的造渣模型 2 根据热量平衡原理 采用人工神经元网络和专家系统相结合的温度动态预报方 法 给出准确的钢水温度预报值 结合钢水预报系统给出的钢水温度预报值 构建自 动通电升温控制模型 温度补偿控制模型 3 通过对精炼炉初样成分及结合目标成分 通过计算机模块 准确计算出各合金 配加量 达到精炼终点成分的准确控制 4 根据冶炼过程中各阶段底吹氩气体压力 流量 搅拌时间及各冶金功能的不同 制定相应的智能吹氩模型 以自动造渣模型 温度预报 温度补偿 智能吹氩模型为基础 形成合理 洁净 的二次冶金平台 精炼成分均质化合格率达 98 管线钢 4 类夹杂总和 2 0 级 全氧 含量 20ppm 4 4 连铸过程精准控制 以 三恒一低 恒液面 恒拉速 恒温度 低过热度 无氧化浇注 铸坯质量 在线监测 设备精度在线监测为基础 形成精细 稳定的无缺陷连铸平台 铸坯质量 合格率达 99 92 过程增氮小于 3ppm 5 精益生产实施效果及展望精益生产实施效果及展望 莱钢炼钢厂通过实施炼钢 连铸过程组