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1、福建三安炼钢厂推行“一罐到底”工艺的实践李美满(福建三安钢铁有限公司炼钢厂,福建 泉州 )摘 要:介绍了炼钢厂推行铁水“一罐到底”工艺及其重要性、铁水“一罐到底”制的炼钢工序对铁水的要求、“一罐到底”制在炼钢生产存在的问题及相应的技术和管理措施。关 键 词:一罐到底;生产实践;炼钢节能;经济效益福建三安钢铁有限公司由综合厂、烧结厂、炼铁厂、炼钢厂、轧钢厂和公辅设施组成。炼铁厂有1号、2号(550 m3)、3号(1250 m3)共3座高炉,设计年产铁水216万t;炼钢厂有2座在线倒灌站、1座600 t混铁炉、3座50t氧气顶底复吹转炉、3台R=6 m弧的160 mm160 mm四机四流连铸机,设

2、计年产粗钢225万t。铁水“一罐到底”技术,是近几年在钢铁行业发展起来的一种全新的铁水供应技术。其核心技术是高炉出铁及铁水运输,炼钢厂混铁炉大班指挥行车起吊向转炉兑铁水均使用同一个铁水罐,中途不倒罐1。高炉铁水罐直接进转炉 ,节省了炼钢的铁水包,减少了铁水二次倒罐环节,避免了倒罐造成的铁水温降、铁水飞溅损失和环境污染,同时节约了相关设备的投资运行。经生产实践,取得了较为理想的经济效益和社会效益1-3。1 推行铁水“一罐到底”工艺的重要性从2012年11月开始,在三安炼钢厂试用“一罐到底”新工艺。“一罐到底”作为炼钢厂一项重点挖潜增效(目前,铁水包是以吨铁水一元的形式承包给兄弟单位。216万t铁

3、不使用铁包直接“一罐到底”,降低成本 216 万元)措施加以实施,为此,炼钢厂成立了“一罐到底”QC技术攻关小组,同时也是公司生产制造部的重点推动工作项目。铁水从高炉输送到炼钢厂转炉1,要经过出铁、运输、过磅、取样、吊运、倒罐、空罐返回和等待的一系列工序,其每一工序和铁水罐的自身状态对于铁水温降都有影响, 从而增加了控制铁水输送过程及减小铁水温降的难度。由转炉冶炼工艺可知, 转炉冶炼的热量基本来源于铁水的物理热和化学热; 在化学热一定的情况下,铁水的物理热是决定冶炼能否顺行的关键因素,特别是公司当前正处于低成本战略的关键时期,如果铁水温度波动大,使转炉炉前一批料矿石摄入量不准确,造成终点温度过

4、低或过高,导致钢水后吹严重,吹损大,钢铁料消耗高,成本高,钢水质量无保障,炉龄下降,并危及安全生产等严重后果。所以,保持入炉铁水温度的稳定对转炉工序意义重大。2 铁水成分对炼钢工艺的影响稳定的铁水成分可提高炉前操作水平,理想控制转炉冶炼过程的稳定性,从而对于提高转炉一次拉碳率、降低耐材消耗以及其他转炉经济指标的提升都具有积极的促进作用。2.1 硅(Si)铁水硅含量过高会使渣料和钢铁料消耗增加,易引起喷溅,降低金属收得率,同时渣中过量的SiO2也会加剧对炉衬的侵蚀,影响石灰渣化速度,延长吹炼时间。通常铁水中w(Si)为0.40%0.60%为宜。2.2 锰(Mn)铁水中Mn氧化后形成的MnO能有效

5、促进石灰溶解,加快成渣的速度,减少助熔剂的用量,减轻对炉衬的侵蚀。同时,铁水Mn含量高,终点钢中余锰含量高,可以减少合金化时所需的锰铁合金量,有利于提高钢水纯净度。转炉用铁水对m(Mn)/m(Si)的要求为0.81.0。目前,使用较多的为低锰铁水,其w(Mn)为0.20%0.80%。2.3 磷(P)对一般钢种来说,P是有害元素,因此,要求铁水磷含量越低越好,一般要求铁水w(P)0.15%。2.4硫(S)三安炼钢厂氧气顶底复吹转炉单渣、 双渣操作的脱硫效率只有30%42%。如果脱硫效果不满足要求,只有补加合金和石灰,继续点吹,就会增加各类相关的料耗指标。 炼钢技术规程要求入炉铁水的w(S)0.0

6、7%。3 “一罐到底”制的炼钢工序对铁水全方位的要求1)铁水供应必须满足转炉生产的连续性、及时性,以免罐中铁水表面结壳严重。2)铁水质量控制在转炉要求质量的(501)t为宜。3)铁水温度波动不能太大,以不出现低温冻罐现象为宜。4)铁水成分控制稳定。建议w(S)控制在0.07%以下;w(Si)控制在0.4%0.6%之间。特别是控制好1号和2号高炉低硅高硫的铁水量。4 “一罐到底”制对炼钢生产产生的经济效益1)减少、降低炼钢的倒罐次数,从而降低炼钢吊车和称量等设备的作业率;节省劳动力,降低员工劳动强度,减少行车运行频率。如:加料100 t行车电机个数:主钩需2台110kW,主小车需2台15 kW,

7、付钩需1台55 kW,付小车需1台7.5 kW,大车需4台37kW。以整部车全运行10 min计算,需耗电76kWh左右,若按减少倒灌3900炉次数计算,可降低成本15.71万元/月(电价按0.53 元/(kWh)计)。2)采用“一罐到底”,减少二次倒罐环节,避免因倒罐引起的铁水温降,使铁水温度提高3859 。国家发改委提供的数据:火电厂平均1kWh(1度)供电煤耗由2000年的392g标准煤降到360g标准煤,2020年将降到320g标准煤。所以,1kg标准煤可以发约3kWh(3 度)的电,1t标煤可发电3000 kWh(度)(电价0.53元(/kWh)计)。每倒罐一次铁水温度降低约 50

8、,按照年产铁水216万t计算,一年节省的标准煤约28979.9 t。28979.9t 标准煤折合人民币约为4607.8041万元。有利于增加废钢比和烧结反矿的使用量,可进一步降低钢铁料耗。3)“一罐到底”与传统布置相比,减少了铁水倒罐作业环节,缩短了铁水运输距离,减少使用甚至取消了炼钢厂的倒罐站、混铁炉,从而降低了炼钢厂除尘设备运行的能耗。4)可避免因铁水倒罐而造成的烟尘污染(除尘不好),有利于清洁生产和保护环境。5)节省了混铁炉生产的运行成本,大大提高了生产工序连接效率。6)节省了铁水包的投入使用,按吨铁一元的价格承包,可降低成本216万元/年。不考虑设备投资、设备消耗和人员消耗的成本,只要

9、全年实现50%铁水的“一罐到底”就能降本3 000多万元。5 “一罐到底”制在炼钢生产存在的问题及其措施1)目前,三安炼钢厂没有脱硫设备,铁水的成分异常,全量脱硫困难,增加铁损4。采取的措施为:使用双渣操作和补加硅锰合金。2)高炉要正常生产,就会对炼钢生产的稳定顺行要求更高。如果铁水没有被及时消耗掉,一旦发生生产事故,就可能造成铁水大量积压、压罐甚至会影响高炉生产。采取的措施为:第一时间解决该事故;及时了解铁水压罐量;动态调整铁水耗量。3)采用“一罐到底”工艺,不设铁水储存设备,生产链条较脆弱,生产易中断。采取的措施为:安排机械设备的检修时间与高炉的检修计划同步进行,完善3炉3机及主要吊车和环

10、保设备的计划检修模式,配合外部条件,系统优化,形成以连铸机为中心的主要生产设备定修模式,并在实施过程中,强调项目、时间、质量三兑现,平衡好产能和检修的矛盾。4)铁水温度及成分的波动大,对转炉的生产操作有一定的影响。采取的措施为:提高吹炼工、摇炉工的技术操作水平, 要求主炼操作工了解在铁水进转炉前的铁水温度及成分等情况。5)由于炼铁出铁处目前没有安装铁水地磅,所以采用“一罐到底”工艺不利于转炉铁水装入量的准确命中,从而给转炉冶炼过程操作、终点命中和出钢合金化带来很大难度。采取的措施为:加强校对加料行车的电子秤,减少质量误差。6)未经过混铁炉将铁水储存、混匀、保温,铁水成分和温度波动大,给转炉冶炼

11、过程操作及终点命中增加了难度。采取的措施为:加强培训、精心操作、提高各操作工的操作水平。7)事故状态下铁水处理难度大。炼钢厂某个环节一旦出现问题,已出完的高炉铁水不能及时消耗掉,等待时间长,容易造成铁水罐铁水结盖现象,增加倒铁难度。采取的措施为:使用混铁炉储存。6 结语虽然“一罐到底”制在炼钢中对铁水的要求相对较高, 而且在炼钢生产中存在一些问题3,但是铁水“一罐到底 ”制具有能缩短工艺流程、减少生产限制环节、降低铁水温降、促进物流优化和节能减排等优点, 因而能有效地降低生产运行成本、减少环境污染和资源消耗。参 考 文 献1 张灵,刘俭,方音,王卫东,许茂清,易银山.沙钢650万t钢板工程“一罐到

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