稳定铁水罐装量在安源炼钢厂的生产实践

稳定铁水罐装量在安源炼钢厂的生产实践

李罡

（方大集团萍安钢铁公司炼钢厂，江西萍乡，337019）

摘  要：安源炼钢厂在适应铁水“一罐到底”工艺条件下，遇到了铁水清罐等原因导致罐装量不稳定的新困难，通过加强生产协调、优化冶炼工艺和提高操作技能等措施成功应对，稳定了消耗和成本，减少了炉前烟尘污染，改善了炼钢的环保状况，取得了较为理想的社会效益，本文对解决安钢炼铁4#高炉护炉或遇其他高炉检修后铁水易结罐的类似问题，亦有借鉴意义。

关键词：一罐到底，稳定铁水罐装量，生产实践

1 前言

铁水“一罐到底”，就是炼铁高炉铁水罐和炼钢转炉铁水罐为同一罐车，铁水罐从高炉出铁场运送到炼钢后直接或者扒渣脱硫后兑入转炉。安源炼钢厂自2004年初转炉投产以来，铁水一直采取倒灌的方式入炉冶炼，2010年10月份新建一座60T顶底复吹转炉，同时将2座50T顶底复吹转炉扩容改造成60T顶底复吹转炉（原铁水预处理站，混铁炉相继拆除），铁水输送采取与炼铁硬对接的 “一罐到底”生产工艺。“一罐到底”实施后，取消了炼钢过程中的混铁炉环节，降低了铁水温降，减少了翻铁区烟尘排放，利于实现清洁生产，给地方环保带来示范效应，其社会、经济效益显著。

2 罐装量的稳定

罐装量的稳定是炼钢冶炼五大工艺制度之首，意义不言而喻，因铁水罐装量导致入炉装入量的不稳定，给转炉冶炼过程操作及终点命中和出钢脱氧合金化带来很大难度。具体体现在：热平衡控制不稳定和炉容比控制不稳定，由于铁水装入与废钢装入具有较强的相关同步性，废钢量的调整不能有效根据铁水量进行调整，导致热平衡控制波动较大，给操作带来了极大困难，影响了脱磷效果及钢铁料消耗、终点控制水平及脱氧合金化成本控制，甚至导致产品质量问题及工艺事故的发生；同时影响炉型控制，铁水装入量少，炉容比大，对炉衬冲蚀较严重；炉容比小，吹炼过程中易产生溢渣、喷溅进而影响终点控制，影响整个炉型变化，增加了生产组织难度，从而导致整个操作工艺的变形。

（1）安钢“一罐到底工艺”运行情况

“一罐到底工艺”初期试运行后，入炉铁水稳定率逐渐提高：铁炉出铁角度与铁水量具有对应比例关系，能够保证入炉铁水量相对稳定，误差可以控制在±500kg/炉；而一罐到底工艺利用原有行车计量系统（炼铁未设计称量系统），导致铁水罐铁水量波动较大，直接导致入炉铁水量波动较大，平均误差在±1500kg/炉，最大误差达到3~4t/炉，图1给出了一罐到底工艺与混铁炉工艺入炉铁水稳定率对比情况（其中，混铁炉入炉铁水稳定率数据采集于2010年生产数据）

图1 两种工艺铁水入炉量稳定率

（2）最近一年来，由于各方面的原因，安源炼钢厂铁水罐装量波动较大，按铁水净含量48~52t/罐为标准合格率统计范畴，则其月度合格率在60~65%间波动，见表1：2014年1~7月份铁水罐装量合格率。

表1 铁水罐装量合格率2014年1~7月份

（1）铁水结罐面现象严重，占比在50%以上，影响铁水装入量的稳定性。主要是炼铁清罐力度不够，实际清罐数与安源炼钢厂目标数相差较大，以下以6月份实际跟踪情况，如表2所示：

表2 炼铁实际清罐数与安源炼钢厂目标数2014年6月份

由上表可知，炼钢清罐的计划数为班均10个，炼铁实际清罐数为4个左右，差额为6个左右。

（2）清罐数差额的主要症结集中在以下四个环节

1）统计口径的偏差：炼钢台帐和炼铁台帐数据均取自各自现场数据，可以采信，但炼钢厂是将需要清理并与运输沟通后即将进到铸铁机的罐子统统视为清罐数，记录在册；而铸铁机统计清罐数的大前提是对进到铸铁机的数字进行统计，依进站时间顺序记录为两种（均无差错），一种是实打实的清理了的数字，单个罐子清理好之后有两个重量（清前和清后），差额为渣重；另一种是清理时，由于结罐，扒不动渣而原进原出的罐子（有清理后的重量）；需要提及的是，还有一部分无法记录：炼钢已列入清罐系列，但由于机车编组或炼铁调度因生产急需而未进铸铁机的情况。

2）信息反馈滞后：铸铁机在对待由于结罐，自己的钩子扒不动渣而原进原出的罐子的信息，仅仅停留在“登记在册”这个环节，没有及时将信息经由炼铁调度再向炼钢调度反映，单纯依赖炼钢自行发现，待召集铸铁机人员到炼钢现场监护后，再击打罐面，一般需要一个小时以上的筹备时间，进而延误清罐时机。

3）专用设备挪用：铸铁机所配备的小型挖机本为扒渣所用，属专用设备，但经常被炼铁调度派去协助高炉做事。1个挖机，对4座高炉，能剩多少时间用于清罐扒渣？日常条件下，罐子到铸铁机后，存在三种情况：①如果此时小挖机在现场，则铸铁机员工一定会扒渣；扒出的渣量及因为结死扒不动的情况均有记录；②如果此时小挖机不在，则需等冷却后再用电磁铁吸，否则吸不起；因为罐子底部的温度较高，约600～1000度之间，完全靠空冷，时间上也来不赢；而且存在安全隐患，电磁铁的电缆容易被罐壁烧烫漏电，加之罐中的渣铁及残余铁水容易飞溅伤人，使用效率低下；③在前两个因素叠加的前提下，如果要保高炉兑罐，那么就会发生：罐子刚刚进来，又被再次拖走的情况，罐子中已经击打好等待清理的积渣也照样留在罐中，重新与铁水熔融在一起，显然，清罐效果难以保证。

4）清罐运行秩序亟需加强：炼钢列入计划的清罐数与实际到达铸铁机的罐子数有较大差异，原因有二：①机车编组的需要；②炼铁调度的生产安排，为保高炉兑罐；遇此情况，宜三方加强信息沟通，在第二趟时予以修正。

上述现象主要症结体现在这四个环节：①运输部的机车编组变化，导致已列入清理计划的罐子未及时进到铸铁机；②因保高炉出铁，炼铁调度安排直接兑罐；③专用挖机挪作他用，导致炼钢已经击打好的罐子无法扒渣，原进原出未处理；④铸铁机铁水罐结面的信息反馈断档，导致炼钢筹备击打罐面工作滞后。

4 应对措施

基于铁水罐结面、结罐底，对炼钢生产和消耗带来了一定的影响：打罐面存在一定的安全隐患，已经打松的罐面在兑铁水过程中容易塌面，堵塞炉口，易引发铁水外溢、延误生产节奏等现象，处理时先需退出兑铁流程，再用挖机清理，且打松的渣面易随铁水大量入炉，对转炉冶炼点火、造渣渣料配比、枪位控制、化渣脱P等环节带来诸多的不确定因素，影响炼钢厂的钢水消耗及成本，给冶炼操作带来诸多不利因素。为此，炼钢厂提出如下应对措施：一是请生产部加强协调督促炼铁清罐；二是将铁水罐装量的合格率（铁水净含量48～52t/罐）提升至85%以上。

（1）责任明确：为快速扭转铁水罐被动局面，生产部要求各有关单位进一步加强信息传递、铁水保温及规范铁水使用顺序等方式强化铁水罐管理力度，确保满足高炉、转炉生产需求。

2）炼铁措施：

1）信息传递：在铁水罐进入炼钢现场前，炼铁厂当班人员除传递罐号、铁水来源及估产等相关信息至炼钢厂外，还必须传递冷罐（空冷超6小时）上线装铁、单炉次铁水出铁次序等信息，炼钢厂接收该类信息后严格按照冷罐及4#高炉铁水优先及“先出先用”的原则进行消化。

2）冷罐上线流程：当冷罐上线后，要求炼铁厂必须优先至1#高炉第一顺位之后出铁口组织对罐，待铁水罐具备一定温度条件后，方可安排至4#高炉对罐使用。

3）保温：要求炼铁厂单罐铁水覆盖剂投入必须达2至3包，同时要求达均匀覆盖铁水表面。

4）“结必打、打必翻”：4#高炉铁水于炼钢厂倾倒完毕后，炼铁厂现场人员必须视铁水罐实际罐况敲定该铁水罐流向，对于罐况较好的可再次安排至4#高炉对罐，对于罐况较差或口面存在结渣现象的，必须严格按照“结必打、打必翻”的原则安排于炼钢现场或铸铁机进行清理，后至1#高炉执行洗罐操作。

5）挖掘机：炼铁厂必须强化铁水罐维护力度，安排一台挖掘机于铸铁机24小时值守作业，同时要求炼钢厂必须完全倾倒罐内铁水，避免造成铁水罐结底，并降低铸铁机清罐难度，物运部无条件服从炼铁厂铁水调运指令。

6）减少压罐时间：对于产生的残罐不再安排至次炉合罐，均送往炼钢厂消化，减少铁水压罐时间；

（3）冶炼措施：安源炼钢厂从完善冶炼工艺制度和提高操作水平来化解铁水装入量不稳定的影响。

1） 信息共享渠道：强调异常信息的及时反馈，针对每一铁水罐均建档立案，并主动对铁水罐皮重上升、铁水罐罐口散流等现象进行分析并向生产部及炼铁厂反馈信息，便于及时暴露和处理问题，形成齐抓共管的良好氛围。

2）交接班过渡期的高Si（含高S）铁水，最易导致接班后的最初几炉单槽所吸废钢总量增多，诱发卡槽现象，从大局出发，由生产科值班主任安排，按照铁水罐“先来先进”的原则，避免人为造成“特殊铁水”的集中，杜绝矛盾下移的现象，以利下一个班次开局就有一个正常的生产秩序。

3）值班长按先来先提的顺序运转铁水罐，且提起来以后须在3炉钢的时间内入炉，避免结面结底。

4）领行工对进厂的每一罐铁水在炼铁估重的基础上测量渣厚后再重新估算，并将此信息至少提前两炉传递给值班长和炉长。

5）值班长根据铁水量及时调整废钢量。铁水量偏少或偏多，则相应的增加或减少生铁块用量，以保证铁水+生铁块用量稳定，同时装入量也力求稳定。

6）炉长根据装入量的实际情况在操作过程中控制好前期、中期和后期枪位，通过火焰判断好过程温度以及优化好终点，合金工根据装入量情况和终点情况及时调整合金加入量，以确保成分在内控范围内。

7）加强炉型控制，做好溅渣护炉和补护炉工作，保证炉型良好可控，化解装入量不稳定对炉型的影响。

5 效果

经过近4个月的实践，安源炼钢厂铁水“一罐到底”铁水罐装量稳定攻关基本成功，“一罐到底” 稳定率的比例达到85%以上。同时，运用此工艺，促使炼钢在不同的铁水条件下完善了冶炼工艺制度，提高了炉长等关键岗位的操作技能。由于铁水带渣量有所减少，同时减少了倒罐的温降，在一定程度上降低了炼钢的消耗和成本；同时，炼钢炉前工作环境焕然一新，烟尘排放明显减少，减轻了公司的环保压力。

6 结束语

铁水“一罐到底”罐装量稳定工艺在安源炼钢厂的深化，是炼钢厂在公司督促和部署下与炼铁厂通力合作取得的成果，而且由于铁水渣厚的降低、温度和成分等要素的改善以及操作的优化，消耗和成本保持了稳定。今后，安源炼钢厂将与炼铁厂在提高铁水质量、优化工艺制度和提高操作技能上携手共进，力争铁水“一罐到底” 罐装量稳定比例达到100%，进一步促进公司经济和环保效益的最大化。

参考文献

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