钢包和LF生产能力匹配性分析

1、钢包和钢包和LFLF生产能力匹配性分析生产能力匹配性分析董金刚董金刚 蒋鹏蒋鹏 王涛王涛 钟源钟源宝山钢铁股份有限公司宝山钢铁股份有限公司 2012015 5年年8 8月月提提 纲纲 1 LF 1 LF处理钢生产特点处理钢生产特点 2 LF 2 LF处理钢对钢包的影响处理钢对钢包的影响 3 3 未来钢包和未来钢包和LFLF生产能力匹配性生产能力匹配性 4 4 结语结语 钢包在炼钢厂里起到钢水承接、缓冲、运输、精炼以及浇注钢包在炼钢厂里起到钢水承接、缓冲、运输、精炼以及浇注的作用，对炼钢厂的安全运行、能源环境、品种质量、生产组的作用，对炼钢厂的安全运行、能源环境、品种质量、生产组织以及成本控制等

2、各个方面都有重要影响。因此，钢包的使用织以及成本控制等各个方面都有重要影响。因此，钢包的使用、管理是炼钢生产管理的重要内容。随着超低硫含量、大合金、管理是炼钢生产管理的重要内容。随着超低硫含量、大合金加入量等需要加入量等需要LFLF处理钢种生产增加，钢包包龄下降，钢包底吹处理钢种生产增加，钢包包龄下降，钢包底吹寿命要求提高，钢包组织和调度难度增加。为此，根据一炼钢寿命要求提高，钢包组织和调度难度增加。为此，根据一炼钢未来未来LFLF处理钢生产能力的测算，开展钢包匹配性分析，以满足处理钢生产能力的测算，开展钢包匹配性分析，以满足未来未来LFLF处理钢的生产需要。处理钢的生产需要。 一炼钢主要生产

3、设备：一炼钢主要生产设备：2 2个鱼雷罐脱硫工位、个鱼雷罐脱硫工位、2 2个喷粉脱硫个喷粉脱硫工位、工位、3 3座座300300吨转炉、吨转炉、3 3台台RHRH、2 2台台LFLF炉、炉、2 2台台CASCAS、3 3台连铸机台连铸机、7 7条模铸生产线。条模铸生产线。 1 LF1 LF处理钢生产特点处理钢生产特点1.1 LF作用 LFLF主要具有钢水升温、脱硫、合金化的作用。区别于其它精炼方式主要具有钢水升温、脱硫、合金化的作用。区别于其它精炼方式的化学升温，的化学升温，LFLF通过电极加热对钢水物流升温，对钢水纯净度影响小通过电极加热对钢水物流升温，对钢水纯净度影响小。因此，。因此，LF

4、LF常用于低温钢水，特别是合金化后的低温钢水的温度补救常用于低温钢水，特别是合金化后的低温钢水的温度补救。由于升温快、升温大，可补偿大合金加入后的钢水温度下降，适合。由于升温快、升温大，可补偿大合金加入后的钢水温度下降，适合于大合金加入钢种的精炼处理。钢中的硫主要是在铁水中去除，由于于大合金加入钢种的精炼处理。钢中的硫主要是在铁水中去除，由于铁水脱硫具有高效率和低成本的优势，对极低硫钢，虽然铁水入炉硫铁水脱硫具有高效率和低成本的优势，对极低硫钢，虽然铁水入炉硫低，但由于冶炼中的废钢、石灰以及精炼中的合金带入硫，因此，钢低，但由于冶炼中的废钢、石灰以及精炼中的合金带入硫，因此，钢水需要在精炼中脱

5、硫。水需要在精炼中脱硫。LFLF因为底吹强搅拌，钢渣充分反应、脱硫效率因为底吹强搅拌，钢渣充分反应、脱硫效率高而广泛应用于精炼脱硫处理。但由于在电极加热过程中会造成钢水高而广泛应用于精炼脱硫处理。但由于在电极加热过程中会造成钢水中氮含量增加，故中氮含量增加，故LFLF处理钢不适于生产对氮含量要求高的冷轧钢种。处理钢不适于生产对氮含量要求高的冷轧钢种。因为对钢水纯净化作用较弱以及没有去除气体的功能，因为对钢水纯净化作用较弱以及没有去除气体的功能，LFLF常和常和RHRH联合联合使用，即使用，即RH+LFRH+LF或或LF+RHLF+RH的精炼工艺。在这种组合精炼工艺中，的精炼工艺。在这种组合精炼

6、工艺中，LFLF主要主要实现钢水合金化、脱硫、升温，实现钢水合金化、脱硫、升温，RHRH主要实现钢水去除气体和纯净化，主要实现钢水去除气体和纯净化，从而满足钢水精炼要求。从而满足钢水精炼要求。RH+LFRH+LF工艺与工艺与LF+RHLF+RH工艺是根据钢种的成分要工艺是根据钢种的成分要求确定，前者利用合金化前的氧与碳反应去除部分碳，以生产碳含量求确定，前者利用合金化前的氧与碳反应去除部分碳，以生产碳含量较低的钢种。较低的钢种。 1.2 LF1.2 LF处理钢的工艺流程处理钢的工艺流程 一炼钢一炼钢LFLF处理钢种主要在处理钢种主要在3#CC3#CC生产，其次在生产，其次在1#CC1#CC生产

7、，同时还生产生产，同时还生产部分模铸钢。部分模铸钢。LFLF处理钢的工艺流程见表处理钢的工艺流程见表1 1，LFLF处理钢种的工序时间见表处理钢种的工序时间见表2 2。LFLF处理周期大于冶炼周期和浇注时间，同时由于处理周期大于冶炼周期和浇注时间，同时由于LFLF处理周期波动大处理周期波动大，因此，一炼钢需要两台，因此，一炼钢需要两台LFLF为一台连铸机精炼钢水。为一台连铸机精炼钢水。表表1 LF1 LF处理钢生产工艺流程处理钢生产工艺流程铸机工艺路线备注3CC铁水预处理转炉4#RH1#LF/2#LF3#CC 1#LF、2#LF交替作业 铁水预处理转炉1#LF/2LF4#RH3#CC1CC铁水

8、预处理转炉1#RH1#LF/2#LF1#CC模铸铁水预处理转炉1#LF/2#LF11#RHIC表2 LF处理钢工序时间（分）工艺路线冶炼周期精炼1周期精炼2周期浇注周期BOF-LF-RH-3#CC42.746.942.744.2BOF-RH-LF-3#CC44.233.448.946.2BOF-RH-LF-1#CC44.734.546.945.8BOF-LF-RH-IC43.865.342.2100 1.3 LF处理钢的生产组织 一方面，由于转炉与3#CC距离长（分别在第1跨、第5跨），3#CC所在跨的行车速度慢和负荷大，3#CC一次连续生产LF处理钢最多5炉，并且需要借助1#RH（1#LF+

9、1#RH）处理12炉钢水；另一方面，因为LF处理周期大于浇注时间，需要两台LF交替生产，同时第1炉钢提前半小时出钢和到达连铸回转台。因此，3#CC生产LF处理钢时，CAST和中间包连浇炉数低、LF利用率不高、1#CC生产连续性受影响，钢水在钢包停留时间长、钢包周转变慢、钢水温度波动大，使生产的柔性和灵活性降低。1#CC生产LF处理钢时，由于不受行车限制，生产批量大，但也需要两台LF交替精炼钢水。因此，一炼钢不能两台连铸机同时生产LF处理钢。模铸的LF处理钢在CAST间隔期间生产，由于模铸钢在LF的处理周期长，造成CAST间隔时间延长，影响连铸产能发挥。 2 LF处理钢对钢包的影响2.1 LF处

10、理钢对钢包耐材的影响 影响主要表现在两个方面：一是LF处理过程中钢渣之间强搅拌、电极加热产生的局部高温、处理过程中加入碱性石灰对酸性耐材的侵蚀以及高温钢水在包内停留时间长，钢包的包壁和包底熔损大；二是LF处理过程中底吹流量大，底吹时间长，钢水流动快，包底熔损大。据测算，1炉LF处理钢对钢包的熔损程度相当于2炉非LF处理钢。因此，LF处理钢生产越多，钢包包龄越小。为确保合适的钢包包龄，对钢包底吹使用炉数有一定限制，即在满足LF处理钢种生产要求的同时，需要确定合理的钢包包龄和底吹炉数之间的关系。2.2 LF处理钢对钢包包龄的影响 钢包大修或全修期内的装钢炉数称为包龄，钢包大修或全修期内有几次中修/

11、小修/轻修。大修期内的钢包需要中小修45次（23次小修、12次中修），中小修后钢包平均寿命24炉左右，LF处理钢7炉左右，LF处理钢比例30%左右；大修期的包龄平均119炉，LF处理钢比例30.9%（见表3）。表表3 3 钢包包龄和钢包包龄和LFLF处理钢处理钢单位第1次修第2次修第3次修第4次修第5次修总包龄炉24.523.523.524.323.2119LF处理钢炉7.97.47.47.46.736.8LF处理钢比例%32.2 31.5 31.5 30.5 28.9 30.9备注：备注：LFLF处理钢比例指处理钢比例指LFLF处理钢占同期包龄的比例。处理钢占同期包龄的比例。为提高钢包的为提

12、高钢包的LFLF处理钢炉数，采用湿法喷涂工艺以提高渣线和处理钢炉数，采用湿法喷涂工艺以提高渣线和包壁耐侵蚀性。采用湿法喷补后，钢包大修期内包壁耐侵蚀性。采用湿法喷补后，钢包大修期内LFLF处理钢从原来处理钢从原来最多最多3636炉提高到炉提高到4040炉。跟踪发现，湿法喷涂同时提高了炉。跟踪发现，湿法喷涂同时提高了LFLF处理钢处理钢炉数和包龄，最高包龄达到炉数和包龄，最高包龄达到160160炉，同时，炉，同时，LFLF处理钢达到处理钢达到4040炉。随炉。随着着LFLF处理钢比例提高，包龄下降（见图处理钢比例提高，包龄下降（见图1 1）。）。图图1 1 钢包钢包LFLF处理钢比例与包龄的关系

13、处理钢比例与包龄的关系 2.3 钢包和LF生产能力匹配性 为满足为满足LFLF处理钢生产增加的需要，钢包中、小修次数在减少，包处理钢生产增加的需要，钢包中、小修次数在减少，包龄在降低。通过工艺和管理进步，钢包中小修期内龄在降低。通过工艺和管理进步，钢包中小修期内LFLF处理钢最多达处理钢最多达到到9 9炉，大修期内炉，大修期内LFLF处理钢不断提高，从处理钢不断提高，从3232炉、炉、3434炉提高到炉提高到3636炉，炉，湿法喷补后进一步提高到湿法喷补后进一步提高到4040炉。从表炉。从表4 4看出：钢包看出：钢包LFLF生产能力与生产能力与LFLF生产需求基本一致，钢包基本满足生产需求基本

14、一致，钢包基本满足LFLF处理钢生产需求。目前生产模处理钢生产需求。目前生产模式下，一炼钢只能满足一台连铸机连续生产式下，一炼钢只能满足一台连铸机连续生产LFLF处理钢，处理钢，LFLF处理钢生处理钢生产达到产达到2121炉炉/ /天，与一台连铸机的生产能力一致，因此，天，与一台连铸机的生产能力一致，因此，LFLF处理钢处理钢生产能力提高难度大。生产能力提高难度大。钢包LF生产能力（%）LF生产需求（%）平均最大平均日最大30.933.327.934.2备注：备注：“钢包钢包LFLF生产能力生产能力”= =大修期内平均大修期内平均LFLF处理钢炉数处理钢炉数/ /大修期平均包龄；大修期平均包龄

15、；“LFLF生产需求生产需求”=LF=LF生产炉数生产炉数/ /总生产炉数。总生产炉数。表表4 4 钢包钢包LFLF生产能力与生产能力与LFLF生产需求比较生产需求比较3 3 未来钢包和未来钢包和LFLF生产能力匹配性生产能力匹配性3.1 未来LF生产模式及生产能力 随着厚板品种钢和冷轧超高强度钢需求的增加，随着厚板品种钢和冷轧超高强度钢需求的增加，LFLF处理钢会进一处理钢会进一步增加，目前一炼钢的两台步增加，目前一炼钢的两台LFLF炉为一台连铸机精炼钢水的生产模式炉为一台连铸机精炼钢水的生产模式必须改变，通过必须改变，通过2#LF2#LF轨道过跨轨道连通改造，缩短轨道过跨轨道连通改造，缩短

16、2#LF2#LF的处理周期的处理周期，实现，实现2#LF2#LF处理周期与处理周期与3#CC3#CC浇注时间匹配。从而浇注时间匹配。从而2#LF2#LF、4#RH4#RH主要生主要生产产3#CC3#CC钢种，钢种，1#LF1#LF、1#RH1#RH主要生产主要生产1#CC1#CC钢种和模铸钢种。由于减少钢种和模铸钢种。由于减少了五跨行车的了五跨行车的1 1次钢包吊运，行车压力减轻，次钢包吊运，行车压力减轻，3#CC3#CC的的LFLF处理钢处理钢CASTCAST炉炉数可提高到数可提高到6 6炉，可提高炉，可提高3#CC3#CC生产能力。由于生产能力。由于1#LF1#LF的处理周期大于的处理周期

17、大于1#CC1#CC浇注时间，浇注时间，1#CC1#CC生产生产LFLF处理钢时，处理钢时，CASTCAST炉数限制在炉数限制在4 4炉左右，通炉左右，通过提前出钢、降低浇注速度来实现连续生产。过提前出钢、降低浇注速度来实现连续生产。LFLF处理钢生产能力可处理钢生产能力可提高到提高到2727炉炉/ /天以上（天以上（3#CC3#CC生产生产1616炉炉/ /天、天、1#CC1#CC生产生产8 8炉炉/ /天、模铸生天、模铸生产产3 3炉炉/ /天）。天）。 3.2 未来钢包和LF生产能力匹配性 2#LF 2#LF轨道延伸到轨道延伸到3 3跨改造完成后，每天同时有两台连铸机生产跨改造完成后，每

18、天同时有两台连铸机生产LFLF处理钢，要求底吹钢包处理钢，要求底吹钢包1010个个/ /天以上，对钢包使用和管理带来天以上，对钢包使用和管理带来挑战；同时，挑战；同时，LFLF处理钢生产能力可提高到处理钢生产能力可提高到2727炉炉/ /天以上时，天以上时，LFLF处处理钢比例从理钢比例从28%28%提高到提高到36%36%，钢包寿命预计从，钢包寿命预计从119119次下降到次下降到105105次（次（钢包钢包LFLF处理能力处理能力=40/105=38%=40/105=38%，大于，大于LFLF处理钢处理钢36%36%的需求的需求) )。与台。与台湾中钢湾中钢LFLF处理钢比例处理钢比例50%50%时包龄时包龄140140炉（其大修周期内炉（其大修周期内LFLF处理钢生处理钢生产产7070炉）比较，宝钢钢包的改进还有较大的空间。因此，今后钢炉）比较，宝钢钢包的改进还有较大的空间。因此，今后钢包技术进步的重点是大幅度提高钢包的底吹炉数的同时提高钢包包技术进步的重点是大幅度提高钢包的底吹炉数的同时提高钢包包龄。包龄。 4 结语（1）由于LF处理周期大于浇注周期，需要两台LF交替为一台连铸机精炼钢水，因此，不能两台连铸机同时生产LF处理钢，限制了L