宝钢5000立方米高炉主沟通铁量300~350万吨的实践论文_王超,刘长宝,周超,宋玉泉,陆斌,时东升

王超 刘长宝 周超 宋玉泉 陆斌 时东升

中冶宝钢技术服务有限公司 上海 201999

摘要:目前宝钢高炉主沟一代沟龄的通铁量在300万吨左右,为进一步提高沟龄,从而精确控制、实现效益最大化,在原有工序的基础上,探索主沟一代沟龄通铁300~350万吨的可行性。经过实践,3BF(高炉)2#主沟一代沟龄累计通铁量达到了416万吨,创宝钢高炉主沟生产的历史新高,达到世界领先水平。文章分析了高炉主沟生产过程中遇到的常见问题及异常处理情况,并给出了切实可行的处置措施。

关键词:高炉主沟;通铁量;沟龄;主沟钢壳;熔损率

引言

宝钢股份公司(以下简称“宝钢”)目前有4座高炉,每座高炉有效容积均超过5000立方米,每一座高炉均有4条主沟,一般正常生产使用3条主沟,1条备用。每条主沟出铁时间为2.5~3小时。3条主沟轮换出铁,主沟停止出铁时沟内贮存渣铁约50吨左右。主沟主要担负高炉铁水的渣、铁分离功能,利用熔渣比铁水轻的特性将渣分离并通过渣沟引出,然后铁水通过铁水沟注入鱼雷罐车中。高炉主沟一代沟龄的界定,与炼钢转炉一代炉龄一样,即从主沟钢壳全新的投入到最终更换为止。

宝钢炼铁高炉出铁主沟的制作和修补工艺经过多年的不断探索开发,已有了很大的进步,主沟周期通铁量不断提高,由2009年的9~10万吨提高到2018年的12~12.5万吨。与此同时,沟料单耗从0.40kg/t-p降到了0.31kg/t-p,主沟一代沟龄的通铁量也由原来的280~300万吨上升到300~350万吨。经过不断探索和工艺创新,对主沟长寿工艺技术研究与实施,攻克了多项难题,使宝钢高炉主沟一代沟龄通铁量达到350万吨的世界领先水平,实现了高炉主沟耐材成本的逐年下降,创造了良好的经济效益。(注:目前世界上5000立方米高炉的主沟一代沟龄的平均通铁量在220~240万吨左右)。

1.分析与讨论

1.1 目前状况分析

要提高高炉主沟一代沟龄通铁量,降低成本,控制耐材的使用量是重点。

1.1.1 耐材使用现状

宝钢目前出铁场就出铁沟的制作和修补而言,主沟的修补费用占绝大部分,2009年统计显示其消耗量占到46%,费用占耐材总量的34%,因此主沟是降本增效的突破重点,而主沟工艺技术的难点则集中在主沟一代沟龄长寿的问题上。主沟一代沟龄累计通铁量由300万吨再提高到320~350万吨,则沟料单耗可由0.31kg/t-p降至0.28kg/t-p,出铁场四条主沟,每条主沟在一代沟龄期间可减少用料90吨左右。

1.1.2 优化与提高

主沟一代沟龄的寿命可进一步挖掘,如何合理使用耐材并控制修补用料量是关键。下图是主沟出铁时和贮铁时各部位损毁示意图。

由图可以看出,主沟在使用时的损毁部位主要集中在渣线上,而底部相对来说要慢得多。熟悉了沟料的损毁情况,就可以在修补时有的放矢,最大限度地利用残衬,使沟料和喷补料的用量更加合理。基于这一点,采用数据管理的方式,在主沟清理完毕后,测量好残存耐材厚度,脱模后测量内径,计算出浇注料侧壁厚度;放残铁后测出最大熔损点和单侧熔损厚度,与通铁量对比,计算出熔损速率和残存单侧壁厚。

此外,还可以进一步挖掘主沟本体(即主沟钢壳、配套耐火砖)的利用价值,如果它们在一代沟龄中多通50~110万吨铁(相对于目前300万吨),等于吨铁成本投入减少,产生较好的经济效益。随着主沟周期通铁量的提高,还可带动出铁场渣铁沟通铁量的提高,从而降低渣铁沟的沟料消耗。

因此,只要确保主沟一代沟龄通铁量的提高,就能实现整个出铁场沟系统耐材成本的全面下降,进而实现高炉大沟效益的最大化。

1.2 影响一代沟龄的因素

主沟一代沟龄累计通铁300~350万吨,单耗≤0.360kg/t-p的实施难度主要集中在主沟本体、钢壳、永久层耐火材料的维护技术和研究开发上。在主沟一代沟龄累计通铁量300万吨课题中对这几点进行了探索,并逐项进行实施。

1.2.1 钢壳的影响

主沟本体钢壳在通铁50~60万吨时开始变形,两侧壁钢板向外鼓、两头向上翘,直接影响主沟一代沟龄高通铁量使用中的安全性。此问题已基本得到解决,现要在原基础上再上一个台阶,达到通铁量300~350万吨,就必须要有科学依据,在确保安全通铁的前提下进行。

在300万吨主沟通铁量实施后,对原主沟本体钢壳取样,进行焊缝和钢板正反方向的弯曲试验检测,以确认300万吨后的本体钢壳是否可继续安全使用。基于此目的,在更换后的主沟钢壳前5米底部取二块钢板送检,测试其韧性和焊缝的强度。通过对样品的冷弯试验,其弯心直径、弯曲角度和表面观测都良好,检测报告可以继续使用。

除了钢板试验外,着重在钢壳的加固和安全保护上下功夫,对原设计进行改造,消除了一代沟龄提高通铁量后所带来的不安全隐患。

1.2.2 施工修补与维护

新的施工修补维护技术对主沟本体维护的作用:①解体方式。使用解体机进行主沟解体。②解体机。原机型履带内侧间距1500mm,现履带内侧间距3300mm,不易压坏主沟沟沿板和沟帮耐材。③参与浇注耐材设备改进。原是采用混凝土搅拌机,混练不匀,现自已开发耐材专用搅拌机PVM-500型,混练效果好。 ④主沟渣铁分离挡渣板开发。“组合式大闸板”,效果好。 ⑤耐材浇注振动。开发“三步法”振动,增强耐材密度。⑥主沟出铁口45°与铁沟接头整体浇注法,确保主沟铁口出铁安全。⑦主沟放残铁后的“熔损速率检测法”,计算主沟残存厚度,确保主沟安全通铁。

1.2.3 永久层和底部耐材热性能

主沟三层永久层耐材分别为轻质砖、粘土砖和碳砖,由于不与铁水直接接触,可以不考虑其抗侵蚀性,但为了确定其安全使用寿命,须对主沟三层永久层耐材砖和新沟第一次浇注的底部耐材进行“热疲劳检测”。其目的是在安全通铁的情况下提高主沟周期通铁量,有利于一代沟龄通铁量的提高。

1.2.4 主沟耐材质量

从主沟周期通铁量提高的分析中,认为影响通铁量的主要因素是主沟浇注料的质量,特别是主沟渣线料。当一代沟龄达到300~350万吨时可以节省2个通铁周期,主沟耐材也达到了同步利用。

2.应用实绩与效益分析

随着技术的进步和不断地探索与攻关,主沟一代沟龄累计通铁量正逐年增加。

2.1 应用实绩

经过对主沟本体钢壳、永久层耐火砖和主沟浇注料的科学分析与检测,以及维护技术的进一步完善开发,主沟一代沟龄通铁量达到了350万吨以上,特别是3BF2#主沟的一代沟龄累计通铁量达到了416万吨的水平,创下宝钢历史之最。

2.2 效益分析

以3BF2#主沟为例,一代沟龄累计通铁达到416万吨,与当初立项300万吨比较,单耗下降0.037kg/t-p,每条主沟可节约耐材109.15吨。每条沟大幅降低耐材成本。此外,主沟本体钢壳、一套永久层耐材砖等施工改进,可实现多通铁,每条沟可以再降成本。宝钢目前有四座高炉共计十六条主沟,如果都能达到这样的水平,其产生的经济效益相当可观。

3.结束语

综上所述,高炉主沟一代沟龄通铁量实现了300~350万吨,使以下几个方面得到了进一步的提高:主沟钢壳和耐材得到了充分利用,成本明显下降;由于换新沟次数减少,劳动强度明显降低;一代沟龄提高的同时,周期通铁量增加,带动了出铁场的渣沟和铁沟降本增效,实现了整体价值增值与效益的最大化;最重要的是使宝钢高炉主沟一代沟龄高通铁技术达到世界领先水平。

参考文献:

[1]朱仁良、张龙来.宝钢股份炼铁厂高炉工艺(上、下册)[J]2012.5.

[2]朱汉铭、朱仁良.宝钢技能培训案例教材[J]2015.10.

[3]朱仁良.宝钢股份炼铁厂高炉设备管理[J]2012.8.

论文作者:王超,刘长宝,周超,宋玉泉,陆斌,时东升

论文发表刊物:《防护工程》2018年第24期

论文发表时间:2018/12/28

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宝钢5000立方米高炉主沟通铁量300~350万吨的实践论文_王超,刘长宝,周超,宋玉泉,陆斌,时东升
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