首贵特钢项目铁钢界面一罐到底铁水运输工艺设计研究杨楚荣

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1、首贵特钢项目铁 钢界面 “ 一罐到底 ” 铁水运输工艺设计研究 杨楚荣 ?北京首钢国际工程技术有限公司 , 北京 ? ? ? 摘 要 ?铁 一钢 界面 “ 一罐到底 ”铁水运输技术工艺流程紧凑, 在环保 、 节能 、 生产效率 、投资及运行 成本诸方面 较传统工艺有明显优 势 , 正得到逐步推广应用 。 本文对首贵特钢项目 “ 一罐到底 ”铁水运输工艺设计进行了全面分析和研究, 通过配置完善的铁水缓 冲 设施和措施 , 实现铁水运输的协调 、有序、 连续 、 高效运行 , 保证高炉和炼钢的正常生产 。 关键词 ? 铁 一钢界面 ?“ 一罐到底 ”? 设计 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

2、 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? “ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ”? ? ? ? ? ? ? ? 一 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 群? ? , ? ? , ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? !? ? ? ? ? 群? ? ? “? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ” ? ? ? ? ? ? ? ? 一? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

3、 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? , ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? , ? ? ? ? ? ? ? , ? ? ? ? , ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? , ?二? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? , ? ? ? ? ? ? ? ? ? “? ? ? ? ? ? ? ? ? ? !? #% “ C o mm on h ot m eta lladl eo f BF a n d B O F ” ; D e s i g n 高炉铁水运输 “ 一罐 到底 ” 技术工艺流程紧凑

4、 , 因其在环保 、节能、 生产效率 、投 资及运 行成本诸方面 的优 势 , 越来越多地受到钢铁厂的青睐 , 特别是新 建钢铁厂项目都会积极调研 、论证 铁水运 输 “ 一罐到底 ” 的可行性及可靠 性 。 现在几个大型钢铁厂 “ 一罐到底 ” 工艺技术的成功应用 , 极大地鼓舞了钢铁业进一步 推广应用该项 技术的信 心 。 首贵特钢公司实施城市钢厂搬迁建设 新特材料循环经济工业 基地项目(以下简称 “ 首贵特钢项目 ” ) , 产品定 位于优 、特钢品 种 , 因主体工艺设施配置的特殊性 (一座高炉要 向转炉炼钢厂和电炉炼钢厂同时供应铁 水 ) , 高炉 铁水运输 “ 一罐到底 ” 的采用

5、显得更为复杂 , 必须对其做细致研究和探讨 。 1 首贵特钢项目炼铁工程及炼钢工程概况 炼 铁厂拟建有效容积2280耐 高炉一座 , 设计高炉利用系数为2.4 5“D . 耐 , 年产铁水 19 5 万 t ( 其中1 75万 t供 转炉 , 2 0 万 t供 电炉 ) 。 与之相匹配的炼钢系统配置两个炼钢厂 :一个为转炉炼钢 厂 , 拟建 1 00 t转炉两座 , 年产钢 水18 0 .5 万 t 。 另一个为电炉炼 钢厂 , 拟 搬迁 改造60 t电炉 和30 t电炉各一座 , 年产 钢水 量分 别 为5 0万 t和 1 0 万 t 。 首贵特钢项目铁 钢 界面 “ 一罐到底 ” 铁水运输

6、工艺设计 2 .1 总图布置 铁水运输流程平面布置如图1 铁水 雄化铁 份 谬 ! 产、 叫王 口啪 OO 从犷鹅沪 转扩练例连 铸车州 所示 。 绪 、 00 卜_ _ J 电 尸电尸 铸 奴权喊 电炉 炼 胡连铸车间 图l 铁水运输流程平面布置图 2 . 2 “ 一罐到底 ” 铁水运输工艺设计特 点 l ) 结合转炉容量和电炉容量差异 , 分别配置不同容量 的铁水罐 , 转炉采用 10 0 吨铁水罐 , 电炉热 装铁水采用 6 5吨铁水罐 。 2 )用炼钢铁水运输 车代替标准 轨铁路 及 机车完 成 向转炉车间和电炉车间双向供铁 , 使生产 更 安全 、 效率 更 高 。 3 ) 高炉位于

7、转炉车间和 电炉车间中间 , 距两车间主厂房边缘距离分 别为13 8 m 和 1 2 5 m , 铁水运输 距离短 , 总 图布置进一步 紧凑化 。 4 )直接在铁水运输线一侧设置铁水事故处理铸铁机 。 5 )在转炉炼钢车间边跨设置全封闭式铁水罐化铁间 , 对铁水罐 的粘铁粘渣进行加热熔化 处理 。 6 )对铁水罐 、 铁水罐运输车 、兑铁铸造起重机实行实时跟踪、全程跟踪。 7 )铁水供应及运输系统 具有完善 的数据收集和数据处理 系统 , 为铁水运输调度 、转炉炼钢 及电炉炼钢提供生 产信息 。 2 . 3 铁水运输流程简介 本工程高炉铁水运输采用 “ 一罐到底 ” 方式 , 铁水 运输车采

8、用宽轨铁水过渡车 直接向转炉车间和电炉车间运 送铁水 。 铁水罐运至转炉和电炉车间后再用车间 内铸造起 重机将重罐 吊起放至指定位置 , 再将空罐 吊回放到铁 水运输车上 , 等待返回装铁 。 高炉出铁场下共布置4条铁水运输线 , 4 条线全部通至转炉车间 , 其 中中间两条线通至 电炉 车间 。 高炉设有 2个出铁口 , 每次 出铁时 占用相邻两条铁水运输线 , 因高炉每次出铁时需铁水罐6个 (5个转炉用10 0吨铁水罐 、 l 个 电炉用 6 5吨铁水罐 , 或6个转炉用10 0吨铁水罐) , 所以每条铁水运输线上需配备3辆铁 水过渡车(中间两条 线各 自有1辆车可去 电炉车 间) 。 铁

9、水运输车采用 电机驱动 , 电缆卷筒供 电方式 , 人工操作台操作 , 自动停位 。 铁水运输 “ 一罐 到底 ” 工 艺流程为 :高炉出铁一满罐铁水罐一铁水 罐运输车一转炉车 间(电炉车间 )一铁水脱 硫一兑铁一空罐铁水罐一铁 水罐运输车返回一等待高炉出铁 。 3 首贵特钢项目铁 钢界面 “ 一罐到底 ” 铁水运输工艺研究 为了使 “ 一罐到底 ” 技术 能协调 、 有序 、 连续 、 高效地运转 , 应对高炉炼铁 、 KR 脱硫 、转炉炼钢铁 素 流过程的连续高效 、 稳定协调问题进行研究 , 保证和实现铁 一 钢界面 的动态有序运行 。 3 . 1 高炉一脱硫一转炉工序能力匹配 前工序对

10、后 工序的作用为 “ 推力 ” , 后工序对前工序 的作用为 “ 拉力 ”, 那么高炉工序为 “ 推力源 ” , 转炉工序为 “ 拉力源 ” , 脱 硫工序既是 “ 拉力源 ” , 又是 “ 推力源 ”。 要满足铁_钢界面各工序 间协调 、 有序 、 连续运行 , 工序能力 匹配必须遵从 “ 拉力源 ” 快于 “ 推力源 ” 原则 。 1 ) “ 推力源 ” 炼铁高炉每天产铁为55 86 t 。 转炉车间和电炉 车间正常生产时 , 每天供应转炉车间铁水5仪旧t , 共 96 罐/天 (每罐铁水按 9 7 t计算 );每天供应 电炉车间铁水586 t , 共9罐/天 (每罐 铁水 按65 t计算

11、) , 则平 均每 28m i n 向转炉车 间供应一罐 。 如果 电炉车间停产检修 , 全部高炉铁水供应给转炉车间 , 则平均每2 5 mi n 向转炉车间供应一罐 。 2 )脱硫工序既是高炉炼铁工序的 “ 拉力源 ” , 又是转炉炼钢的 “ 推力源 ” , 设有两套 KR 脱硫设施 , 共2个工位 , 每个工位脱硫处理周期为 3 8 一 4 2 mi n , 即平 均每1 9 一 Zl mi n 处理一罐铁水 。 3 )转炉为 “ 拉力源 ” , 每座转炉冶炼周期为 3 6 而可炉 , 共有两座转炉 , 平均18mi n冶炼一 炉 。 由此分析可知 , 正常情况下 能保证高炉 、 铁水脱硫

12、 、转炉三工序连续运行, 不会造 成铁 水系统 的拥堵 。 3 . 2 铁一钢 界面铁水运输及转运设备的配备 铁一钢界面间主要靠铁水罐运输车 、 起重机进行铁水运输 及转运 , 因此合理配 置铁水罐运输 车 、起 重机是保 证连续作业的关键 。 3 . 2 . 1 铁水罐运输车配置 高炉日产铁水量为 558 6t , 设两个 出铁 口 , 每天出铁1 2次 , 每个出铁口日出铁次 数6次 , 每间隔 4小 时出铁 一次 。 铁水罐装铁容量为 9 7 一 1 r o t , 正常生产时装铁量 9 7 t , 转炉全铁水操作时装 铁量为10 8 t 。 高炉每次出铁量平 均值为46 6 t , 考

13、虑到高炉出铁的波动系数 , 每次出铁量范 围为 3% 一 5 36 t , 折合4 一6 罐 (按其 中1个罐为 电炉用铁 水罐 , 其余为转炉用铁水罐出铁配罐) , 每次 出铁备 6 个铁水罐即可满 足要求 , 故每条 出铁线上 配置3辆铁水运 输车 。 通过铁 一钢界面铁水运 输运行 时序分析可知 , 采用这种 配置可确保高炉出铁前 , 铁水罐运 输 车及铁水 罐 的及 时返回 , 高炉出铁备罐在时间上有充分保证 。 1 8 0吨铁水运输 车主要技术参数如下 。 额 定载荷 :1 8 0 t 运行速度 :5一 5 0 而mi n (变频调速 ) 轨 距 :36O0m m 轨道型号 :QU1

14、20 电机功率 :4x15kw 供电方式 :电缆卷筒 3.2.2 转炉车间铁水 转运起重机配置 为保证铁水的及时运转及铁水罐的及时吊运 , 在转炉车间铁水转运 系统拟设置2台或3台180/63 t铸造桥式 起重机 , 为此分别对2台和3台起重机工作时的起重机作业率进行了测算 , 起重机作业时间分析详见表1 。 表1铁水转运1 80 / 6 3 t起重机运转作业时 间分析表 序号作业项目 作业次数(次)单位时 间(而可次)作业时间(m i可d ) 460.8 345.6 230.4 230.4 ,子 7 7 z哎 曰曰、一、 铁水重罐吊至脱硫 脱硫铁水吊运 至转炉 转炉兑铁 空罐返回放至铁水罐空

15、罐区 吊运空罐区落地铁水罐返回铁水罐运输车上 半罐铁水吊运 其它作业 合计 57. 18 345. 108 1780.8 备注 :表中“作业次数” 按电炉车间停产检修 , 高炉铁水全部供转炉车间考虑 3 台180/63t铸造起重机的作业率计算 :1.lxl780.8 令 (0 . g x l科0x 3 )=50.4% 2 台180/63t铸造起重机的作业率计算 :1.lxl780.8: (0 .gxl科0x 2 ) 二 7 5 . 6% 由以上计算可知 , 当配置2台起重机 时 , 起 重机作业率较高 , 但也可满足生产要求 ;若 当配 置3 台起重 机时 , 起重机作业率较 低 , 同时如果 当其中任意1台起重 机发生故障或检修 时 , 不会影响铁水 罐 的吊运 , 以最优条件保 障生产 。 但为合理降低工程投资 , 本工程拟配置2台起重机 , 并再预留1台 , 厂房结构及供配 电等配套设施按照3 台起重 机设计 。 97 铁一钢界面铁水缓冲设施及措施 “ 一罐到底 ”铁水运输的显著特