基于炉机匹配原则的周转钢包数量计算模型

 为了实现炼钢厂生产组织优化和动态有序运行,提出科学合理的周转钢包数量计算模型。以Q炼钢厂为研究对象,解析钢包周转模式,根据炼钢厂运行的“炉机匹配”原则,基于甘特图分析了转炉-连铸生产节奏与周转钢包数量间的关系,提出一定炉机匹配模式下的周转钢包数量计算模型。研究表明：缩短钢包周转柔性时间和浇次间重合时间,均可减少周转钢包数量。     

离线烘烤钢包数量计算模型建立

摘要：为实现炼钢厂钢包使用数量的进一步优化控制,提出了离线烘烤钢包数量计算模型。以L炼钢厂为研究对象,解析钢包周转过程,根据实际运行情况,采用Plant Simulation仿真软件建立了钢包运行仿真模型。通过仿真实验分析了钢包寿命、离线烘烤周期、连铸浇注周期、浇次间隔时间、连浇炉数对离线烘烤钢包数量的影响,并将这些影响因素量化,用于离线烘烤钢包数量计算模型的建立。研究表明,使用离线烘烤钢包数量计算模型后,L炼钢厂每72h离线烘烤钢包数量由16个下降至7个,对炼钢厂优化生产运行具有重要的借鉴作用和参考价值。     

离线烘烤钢包数量计算模型建立

为实现炼钢厂钢包使用数量的进一步优化控制,提出了离线烘烤钢包数量计算模型。以L炼钢厂为研究对象,解析钢包周转过程,根据实际运行情况,采用Plant-Simulation仿真软件建立了钢包运行仿真模型。通过仿真实验分析了钢包寿命、离线烘烤周期、连铸浇注周期、浇次间隔时间、连浇炉数对离线烘烤钢包数量的影响,并将这些影响因素量化,用于离线烘烤钢包数量计算模型的建立。研究表明,使用离线烘烤钢包数量计算模型后,L炼钢厂每72 h离线烘烤钢包数量由16个下降至7个,对炼钢厂优化生产运行具有重要的借鉴作用和参考价值。     

钢包数量计算模型

为实现炼钢厂生产组织优化,提出科学合理的钢包周转数量计算模型,以B炼钢厂钢包为研究对象,解析钢包运行过程和运行时间,分析不同炉外精炼处理工艺的钢包周转周期;运用甘特图分别模拟出1台连铸机连浇和2台连铸机连浇的钢包周转甘特图,针对浇次重叠时间大于、介于和小于2台连铸机钢包周转周期情况进行分析,提出不同重叠时间条件下的钢包数量计算模型和周转率计算模型。研究表明:优化钢包周转周期,可使2台连铸机的钢包周转总数减少2个;减少2台连铸机的浇次重叠时间同样可以减少钢包周转数量。     

钢包攒包生产控制模型

 目前炼钢厂普遍存在转炉与连铸机生产节奏不匹配的现象,需要进行攒包生产才能保证连铸机连浇,因此,提出科学合理的钢包攒包生产控制模型对炼钢厂进一步实现节能降耗意义重大。以C炼钢厂钢包为研究对象,解析其运行模式和运行时间,分析转炉与连铸机匹配模式;通过分析钢包攒包时间与连铸机浇注炉次数之间的关系,构建钢包攒包生产运行时间控制模型,计算出合理的钢包攒包时间、重包运行时间和周转周期;运用甘特图分析法研究攒包生产条件下的钢包周转规律,构建钢包周转数量控制模型。将模型运用于实际,可有效减少钢包攒包数和周转数,提高周转率并减少钢水温降。     

高效化生产降低转炉出钢温度技术攻关

从降低转炉出钢温度的重要性出发,介绍了影响转炉出钢温度的因素,优化基本的操作、工艺及合理安排生产组织。通过缩短转炉冶炼周期,提高了转炉脱磷率,减少了等样时间,缩短了炉内待钢时间,控制了钢包周转数量,严密了生产组织,有效地降低了转炉出钢温度及生产成本。     

关于高效率、低成本洁净钢平台的讨论——21世纪钢铁工业关键技术之一

高效率、低成本洁净钢平台建设仍是今后几年钢厂科技创新中一项具有普适性、基础性、事关钢厂效率、质量、成本的共性关键技术,对提高企业市场竞争力具有重要意义。洁净钢平台建设需抓好铁水预处理、转炉冶炼、二次冶金、全连铸4项基础支撑型技术和优化-简捷的流程网络和动态-有序运行的物流技术这2项集成技术。当前中国洁净钢平台建设的重点是:认清协同-稳定是洁净钢平台动态运行的核心,高效恒速的连铸生产是洁净钢平台动态运行的有序之源,也是优质、节能、低成本的关键;深入进行各种铁水预处理工艺、装备的适用性研究及技术经济比较;深入研究和优化规范适用范围广、运行效率高、易于协同、成本低廉的钢水吹氩精炼工艺;大力推进真空精炼装备和技术(尤其是高效RH)优化;在炼钢厂新建或改造的设计过程中要高度重视平面布置图(流程网络)的合理化,为稳定、经济地生产高质量钢材打好基础。     

钢包周转的动态管理模式研究

银山型钢炼钢厂自2004年7月投产后,随着工艺的不断成熟、品种的迅速开发,对钢包的条件要求日益严格。结合本厂生产工艺特点剖析钢包周转过程的时间及温度,以降低转炉出钢温度,稳定过程温降为目的,建立钢包周转模式,以便于稳定连铸中间包钢水过热度,为连铸优质顺行提供了保证。     

炼钢厂三炉三机7个钢包周转的生产实践

分析了影响三安炼钢厂三炉三机7个钢包周转的因素,并提出了优化措施。通过优化在线钢包数量、强化工序保障、钢水衔接和炉机匹配,实现紧凑式生产组织。采用三炉三机在正常生产情况下使用7个钢包周转,周转率提高到7.71次/班,周转平均周期由71.11 min缩短为62.22 min。不但提高了钢包在线时间,还降低了过程能耗,为三安创造了可观的经济效益和社会效益。     

加拿大钢铁公司希尔顿厂改进连铸钢包自动开浇技术

加拿大钢铁公司希尔顿厂炼钢车间年产 2 30万 t连铸坯。生产设备有 3座 BOF转炉 ,2座二次精炼 L MF炉及 2台连铸机。钢包平均容量为 145 t,每座钢包配置有多孔塞用于通氩气搅拌钢水、一个直径 82 mm水口用于把钢包中钢水浇注到中间包。连铸的最终目标是获得 10 0 %钢包自动开浇率及消除钢包水口堵塞。为了提高钢包自动开浇率 ,避免钢包水口堵塞 ,希尔顿厂采取了以下措施 :1水口引流砂由锆石砂改为铬铁矿砂 ;2确认影响钢包自动开浇的操作参数 :出钢→钢包钢水停留时间 ,完成 L MF炉搅拌时间 ,钢包空包时间 ,L MF炉搅拌类型 ;3减少连铸用…     

自主集成300t钢包加盖技术在京唐的应用实践

通过对钢包加盖系统的研究,首钢京唐公司形成了具有自主知识产权的钢包全程加盖技术及工艺操作。钢包加盖系统在首钢京唐投入使用后,钢包全程加盖运行率达99.8%以上,钢包及包盖热状态较好,钢渣温度相对较高。经过实践生产运行表明,相较钢包未加盖运行,钢包全程加盖可以使钢包包底、包壁及渣线温度平均提高200℃左右;平均转炉出钢温度降低13℃;出钢结束至进精炼站的钢水温降损失减少2.9℃。同时,钢包盖使用最高次数可达1 800次以上。在节能降耗、降低生产成本、提高生产效益方面取得了良好的效果,可年节约成本约3 200万元。     

转炉炼钢出钢过程的数值模拟

不同直径的出钢口决定转炉出钢流场的分布,从而影响出钢过程的钢水温降,而钢水温降直接影响转炉出钢温度以及炼钢生产节奏。为掌握出钢过程中的温降规律以及设计合理的出钢口参数,利用Ansys软件包建立三维转炉及钢包模型,借助数值模拟方法,研究得到200 t转炉在不同尺寸出钢口下的出钢流场数据,进而针对出钢过程中的钢水注流,研究出钢口尺寸及钢包内壁温度对注流温降的影响规律。研究发现,钢水注流的温降与注流比表面积成正比;另外在出钢早期,内壁温度每提升100 K,注流温降平均减小0.4~0.7 K。后续将继续开展出钢过程中钢包及合金辅料对钢水温降影响规律的研究,以期为转炉出钢工艺提供数据支撑。     

转炉及KR循环利用钢包热态铸余渣工艺试验

为了达到节能降耗的目的,在转炉及KR进行钢包热态铸余渣循环利用的工艺试验。对比分析了转炉及KR循环利用钢包热态铸余渣前后的成渣效果和冶金效果。结果表明,在不需要对现有装备进行改造的情况下,常规炉次每炉加入约30 kg/t的钢包热态铸余渣,可节约消耗钢铁料12 kg/t、石灰4.31 kg/t、烧结矿4.87 kg/t、氧气1.83 m3/t,缩短冶炼时间3.24 min/炉,节省冶炼成本39.43 元/t(钢),降低终点a[O]含量,提高终点脱磷率,在提高钢水质量和冶炼效率、降低炼钢成本的同时,减轻了钢包铸余渣排放对环境的污染,经济效益和社会效益良好。为减小钢包铸余渣中硫含量高对转炉冶炼效果的影响,可采用将钢包热态铸余渣返回KR进行铁水预处理的方式加以循环利用,每罐铁水中加入约27 kg/t的钢包热态铸余渣后,石灰等脱硫剂用量减少82.2%,铁水预处理时间缩短1 min,温降减少4 ℃,回磷率降低2个百分点,脱硫率达到69.4%,同样取得了良好效果。     

新型纳米级微孔隔热材料在炼钢生产中的应用

唐山中厚板材有限公司针对炼钢生产中钢水热量损失过大问题,在转炉、钢包和中间包上,系统采用了新型WDS纳米级微孔隔热材料,提高了耐火衬的蓄热量,在不影响耐火材料使用寿命的情况下,转炉的终点温度提高了7℃,从转炉、钢包到LF炉过程温降速度减小了0.3℃/min,采取降低LF炉出站温度5℃的方式,中间包后期钢水温度仍然能够满足连铸工艺需要,达到了节能降耗的目的,可以产生综合经济效益1480万元/a。     

复吹转炉冶炼高级别管线钢低磷控制

随着铁水磷含量的增高,邯钢邯宝炼钢厂250t复吹转炉在冶炼高级别管线钢时对钢中磷含量的控制越来越难。从转炉脱磷的热力学和动力学理论两方面进行了分析,并针对性地制定了转炉吹炼过程去磷的有效措施,包括采用转炉留渣操作提高前期去磷效果、提高炉渣碱度、对于铁水磷质量分数高于0.12%的炉次采用少渣冶炼、吹炼过程枪位比优化前提高200mm和应用出钢下渣检测和滑板挡渣技术降低回磷等。转炉冶炼工艺优化后,转炉终点磷的质量分数平均值由优化前的0.0122%降低到优化后的0.0089%,钢包磷质量分数由0.0135%降低到0.0096%,为邯宝炼钢厂大批量生产优质高级别管线钢等洁净钢打下了基础。     

提高转炉钢窄成分合格率

论述了影响转炉钢窄成分合格率的主要因素是上下炉次间钢水氧化性差别大、上下炉次间钢水质量差别大、脱氧合金化操作不规范、钢水初炼成分均匀性差,通过采取制定转炉冶炼操作模式、依据终点碳制定各钢种铁合金回收率参考值、建立钢水包智能底吹模式、建立钢包喂线标准、规范铁合金加入操作、动态维护好出钢口、精准掌控铁合金批次等整改措施,使得碳元素合格率提高了11.16%,硅元素合格率提高了13.88%,锰元素合格率提高了12.68%,铬元素合格率提高了9.8%。     

Deep steel desulphurisation technology in ladle furnace at KSC

Abstract

At the Mizushima Works of Kawasaki Steel Corporation, a new deep desulphurisation technology to produce ultralow sulphur steels has been developed to replace the conventional process that comprised ladle furnace treatment followed by flux injection. In the new process, the use of a double plug gas injection system in the ladle furnace to promote desulphurisation, and optimisation of the ladle slag composition by thermodynamic calculations to maximise sulphide capacity, have enabled the flux injection stage to be omitted and shortened the desulphurisation time. As a result of these modifications, 35min after treatment start the sulphur content can be reduced to 5·3 ppm. On average, the time from tapping at converter until teeming start at caster has been reduced by 20·8min enabling production schedules to be synchronised and the maximum number of sequential casting heats to be increased from 3 to 10. There have also been economic benefits: the total steelmaking cost of ultralow sulphur steel has been reduced by 25·5%.     

炼钢厂含铁固体废弃物资源化回收利用

首钢京唐钢铁联合有限责任公司是首钢搬迁调整的重要载体,钢铁厂的建设并非是污染物的转移,而是按照循环经济的理念,做到固体废弃物接近“零排放”。重点论述了首钢京唐炼钢厂转炉一次除尘灰、炉渣、余钢等固体废弃物的处理难点及工艺控制点,并结合京唐公司“全三脱”工艺特点,相继开发了脱碳炉热态渣返回脱磷炉、钢包铸余渣返回脱磷半钢包回收利用等技术,实现了炼钢厂固体废弃物的厂内循环利用。     

阻漩装置对钢包浇铸过程漩涡的影响

钢包浇铸过程中,如果产生漩涡可能将渣卷入钢液中,从而给生产带来不利的影响。通过物理模拟的方法研究某钢厂钢包浇铸末期出现漩涡的现象,通过加入不同的阻漩装置,研究钢液起漩高度和贯穿高度变化。试验发现,起漩和贯穿高度随着钢包静置时间延长而减小,静置时间30 min时比静置5 min时起漩和贯穿高度分别下降37.88%和45.64%;阻漩装置的位置和尺寸均会对钢包漩涡高度产生不同的影响,阻漩装置位置或尺寸不合适,可能会使漩涡现象提前出现,恶化浇铸条件;在钢包侧壁上放置阻漩装置,漩涡出现高度可降低46.69 %以上。钢包底部阻漩装置距离水口位置增大时,阻漩效果增加。     

首钢京唐热态渣、钢绿色循环利用体系开发

为实现“全三脱”工艺少渣冶炼,进一步降低辅料消耗,首钢京唐开发了热态脱硫渣、液态脱碳渣及铸余渣钢直接返回利用工艺。对热态渣、钢的可回收性进行了分析,并通过工业试验验证了工艺的应用效果。结果表明,回收利用5 t的脱硫渣,脱硫剂消耗可降低30%～40%,铁水温降相对减少10～15 ℃,总渣量减少30%～40%,同时可降低铁损,减少对环境的污染;对于脱碳渣,每炉回收热态渣20 t,可节约石灰3.2 t,若铁水硅质量分数小于0.15%,脱磷炉可不加石灰,钢铁料消耗相应减少2.4 kg/t,并且可取消萤石及轻烧的使用,可实现脱磷炉零辅料消耗;对于钢包铸余,通过控制高炉出铁量,将精炼工序RH/LF/CAS产生的热态精炼渣及钢包铸余兑入半钢包,连同半钢一起兑入脱碳炉中进行冶炼,铸余钢回包次数可达到6～8次,实现液态铸余直接回收。