鋼包和LF生產(chǎn)能力匹配性分析

1、鋼包和鋼包和LFLF生產(chǎn)能力匹配性分析生產(chǎn)能力匹配性分析董金剛董金剛 蔣鵬蔣鵬 王濤王濤 鐘源鐘源寶山鋼鐵股份有限公司寶山鋼鐵股份有限公司 2012015 5年年8 8月月提提 綱綱 1 LF 1 LF處理鋼生產(chǎn)特點(diǎn)處理鋼生產(chǎn)特點(diǎn) 2 LF 2 LF處理鋼對(duì)鋼包的影響處理鋼對(duì)鋼包的影響 3 3 未來鋼包和未來鋼包和LFLF生產(chǎn)能力匹配性生產(chǎn)能力匹配性 4 4 結(jié)語結(jié)語 鋼包在煉鋼廠里起到鋼水承接、緩沖、運(yùn)輸、精煉以及澆注鋼包在煉鋼廠里起到鋼水承接、緩沖、運(yùn)輸、精煉以及澆注的作用，對(duì)煉鋼廠的安全運(yùn)行、能源環(huán)境、品種質(zhì)量、生產(chǎn)組的作用，對(duì)煉鋼廠的安全運(yùn)行、能源環(huán)境、品種質(zhì)量、生產(chǎn)組織以及成本控制等

2、各個(gè)方面都有重要影響。因此，鋼包的使用織以及成本控制等各個(gè)方面都有重要影響。因此，鋼包的使用、管理是煉鋼生產(chǎn)管理的重要內(nèi)容。隨著超低硫含量、大合金、管理是煉鋼生產(chǎn)管理的重要內(nèi)容。隨著超低硫含量、大合金加入量等需要加入量等需要LFLF處理鋼種生產(chǎn)增加，鋼包包齡下降，鋼包底吹處理鋼種生產(chǎn)增加，鋼包包齡下降，鋼包底吹壽命要求提高，鋼包組織和調(diào)度難度增加。為此，根據(jù)一煉鋼壽命要求提高，鋼包組織和調(diào)度難度增加。為此，根據(jù)一煉鋼未來未來LFLF處理鋼生產(chǎn)能力的測(cè)算，開展鋼包匹配性分析，以滿足處理鋼生產(chǎn)能力的測(cè)算，開展鋼包匹配性分析，以滿足未來未來LFLF處理鋼的生產(chǎn)需要。處理鋼的生產(chǎn)需要。 一煉鋼主要生產(chǎn)

3、設(shè)備：一煉鋼主要生產(chǎn)設(shè)備：2 2個(gè)魚雷罐脫硫工位、個(gè)魚雷罐脫硫工位、2 2個(gè)噴粉脫硫個(gè)噴粉脫硫工位、工位、3 3座座300300噸轉(zhuǎn)爐、噸轉(zhuǎn)爐、3 3臺(tái)臺(tái)RHRH、2 2臺(tái)臺(tái)LFLF爐、爐、2 2臺(tái)臺(tái)CASCAS、3 3臺(tái)連鑄機(jī)臺(tái)連鑄機(jī)、7 7條模鑄生產(chǎn)線。條模鑄生產(chǎn)線。 1 LF1 LF處理鋼生產(chǎn)特點(diǎn)處理鋼生產(chǎn)特點(diǎn)1.1 LF作用 LFLF主要具有鋼水升溫、脫硫、合金化的作用。區(qū)別于其它精煉方式主要具有鋼水升溫、脫硫、合金化的作用。區(qū)別于其它精煉方式的化學(xué)升溫，的化學(xué)升溫，LFLF通過電極加熱對(duì)鋼水物流升溫，對(duì)鋼水純凈度影響小通過電極加熱對(duì)鋼水物流升溫，對(duì)鋼水純凈度影響小。因此，。因此，LF

4、LF常用于低溫鋼水，特別是合金化后的低溫鋼水的溫度補(bǔ)救常用于低溫鋼水，特別是合金化后的低溫鋼水的溫度補(bǔ)救。由于升溫快、升溫大，可補(bǔ)償大合金加入后的鋼水溫度下降，適合。由于升溫快、升溫大，可補(bǔ)償大合金加入后的鋼水溫度下降，適合于大合金加入鋼種的精煉處理。鋼中的硫主要是在鐵水中去除，由于于大合金加入鋼種的精煉處理。鋼中的硫主要是在鐵水中去除，由于鐵水脫硫具有高效率和低成本的優(yōu)勢(shì)，對(duì)極低硫鋼，雖然鐵水入爐硫鐵水脫硫具有高效率和低成本的優(yōu)勢(shì)，對(duì)極低硫鋼，雖然鐵水入爐硫低，但由于冶煉中的廢鋼、石灰以及精煉中的合金帶入硫，因此，鋼低，但由于冶煉中的廢鋼、石灰以及精煉中的合金帶入硫，因此，鋼水需要在精煉中脫

5、硫。水需要在精煉中脫硫。LFLF因?yàn)榈状祻?qiáng)攪拌，鋼渣充分反應(yīng)、脫硫效率因?yàn)榈状祻?qiáng)攪拌，鋼渣充分反應(yīng)、脫硫效率高而廣泛應(yīng)用于精煉脫硫處理。但由于在電極加熱過程中會(huì)造成鋼水高而廣泛應(yīng)用于精煉脫硫處理。但由于在電極加熱過程中會(huì)造成鋼水中氮含量增加，故中氮含量增加，故LFLF處理鋼不適于生產(chǎn)對(duì)氮含量要求高的冷軋鋼種。處理鋼不適于生產(chǎn)對(duì)氮含量要求高的冷軋鋼種。因?yàn)閷?duì)鋼水純凈化作用較弱以及沒有去除氣體的功能，因?yàn)閷?duì)鋼水純凈化作用較弱以及沒有去除氣體的功能，LFLF常和常和RHRH聯(lián)合聯(lián)合使用，即使用，即RH+LFRH+LF或或LF+RHLF+RH的精煉工藝。在這種組合精煉工藝中，的精煉工藝。在這種組合精煉

6、工藝中，LFLF主要主要實(shí)現(xiàn)鋼水合金化、脫硫、升溫，實(shí)現(xiàn)鋼水合金化、脫硫、升溫，RHRH主要實(shí)現(xiàn)鋼水去除氣體和純凈化，主要實(shí)現(xiàn)鋼水去除氣體和純凈化，從而滿足鋼水精煉要求。從而滿足鋼水精煉要求。RH+LFRH+LF工藝與工藝與LF+RHLF+RH工藝是根據(jù)鋼種的成分要工藝是根據(jù)鋼種的成分要求確定，前者利用合金化前的氧與碳反應(yīng)去除部分碳，以生產(chǎn)碳含量求確定，前者利用合金化前的氧與碳反應(yīng)去除部分碳，以生產(chǎn)碳含量較低的鋼種。較低的鋼種。 1.2 LF1.2 LF處理鋼的工藝流程處理鋼的工藝流程 一煉鋼一煉鋼LFLF處理鋼種主要在處理鋼種主要在3#CC3#CC生產(chǎn)，其次在生產(chǎn)，其次在1#CC1#CC生產(chǎn)

7、，同時(shí)還生產(chǎn)生產(chǎn)，同時(shí)還生產(chǎn)部分模鑄鋼。部分模鑄鋼。LFLF處理鋼的工藝流程見表處理鋼的工藝流程見表1 1，LFLF處理鋼種的工序時(shí)間見表處理鋼種的工序時(shí)間見表2 2。LFLF處理周期大于冶煉周期和澆注時(shí)間，同時(shí)由于處理周期大于冶煉周期和澆注時(shí)間，同時(shí)由于LFLF處理周期波動(dòng)大處理周期波動(dòng)大，因此，一煉鋼需要兩臺(tái)，因此，一煉鋼需要兩臺(tái)LFLF為一臺(tái)連鑄機(jī)精煉鋼水。為一臺(tái)連鑄機(jī)精煉鋼水。表表1 LF1 LF處理鋼生產(chǎn)工藝流程處理鋼生產(chǎn)工藝流程鑄機(jī)工藝路線備注3CC鐵水預(yù)處理轉(zhuǎn)爐4#RH1#LF/2#LF3#CC 1#LF、2#LF交替作業(yè) 鐵水預(yù)處理轉(zhuǎn)爐1#LF/2LF4#RH3#CC1CC鐵水

8、預(yù)處理轉(zhuǎn)爐1#RH1#LF/2#LF1#CC模鑄鐵水預(yù)處理轉(zhuǎn)爐1#LF/2#LF11#RHIC表2 LF處理鋼工序時(shí)間（分）工藝路線冶煉周期精煉1周期精煉2周期澆注周期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處理鋼的生產(chǎn)組織 一方面，由于轉(zhuǎn)爐與3#CC距離長（分別在第1跨、第5跨），3#CC所在跨的行車速度慢和負(fù)荷大，3#CC一次連續(xù)生產(chǎn)LF處理鋼最多5爐，并且需要借助1#RH（1#LF+

9、1#RH）處理12爐鋼水；另一方面，因?yàn)長F處理周期大于澆注時(shí)間，需要兩臺(tái)LF交替生產(chǎn)，同時(shí)第1爐鋼提前半小時(shí)出鋼和到達(dá)連鑄回轉(zhuǎn)臺(tái)。因此，3#CC生產(chǎn)LF處理鋼時(shí)，CAST和中間包連澆爐數(shù)低、LF利用率不高、1#CC生產(chǎn)連續(xù)性受影響，鋼水在鋼包停留時(shí)間長、鋼包周轉(zhuǎn)變慢、鋼水溫度波動(dòng)大，使生產(chǎn)的柔性和靈活性降低。1#CC生產(chǎn)LF處理鋼時(shí)，由于不受行車限制，生產(chǎn)批量大，但也需要兩臺(tái)LF交替精煉鋼水。因此，一煉鋼不能兩臺(tái)連鑄機(jī)同時(shí)生產(chǎn)LF處理鋼。模鑄的LF處理鋼在CAST間隔期間生產(chǎn)，由于模鑄鋼在LF的處理周期長，造成CAST間隔時(shí)間延長，影響連鑄產(chǎn)能發(fā)揮。 2 LF處理鋼對(duì)鋼包的影響2.1 LF處

10、理鋼對(duì)鋼包耐材的影響 影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是LF處理過程中鋼渣之間強(qiáng)攪拌、電極加熱產(chǎn)生的局部高溫、處理過程中加入堿性石灰對(duì)酸性耐材的侵蝕以及高溫鋼水在包內(nèi)停留時(shí)間長，鋼包的包壁和包底熔損大；二是LF處理過程中底吹流量大，底吹時(shí)間長，鋼水流動(dòng)快，包底熔損大。據(jù)測(cè)算，1爐LF處理鋼對(duì)鋼包的熔損程度相當(dāng)于2爐非LF處理鋼。因此，LF處理鋼生產(chǎn)越多，鋼包包齡越小。為確保合適的鋼包包齡，對(duì)鋼包底吹使用爐數(shù)有一定限制，即在滿足LF處理鋼種生產(chǎn)要求的同時(shí)，需要確定合理的鋼包包齡和底吹爐數(shù)之間的關(guān)系。2.2 LF處理鋼對(duì)鋼包包齡的影響 鋼包大修或全修期內(nèi)的裝鋼爐數(shù)稱為包齡，鋼包大修或全修期內(nèi)有幾次中修/

11、小修/輕修。大修期內(nèi)的鋼包需要中小修45次（23次小修、12次中修），中小修后鋼包平均壽命24爐左右，LF處理鋼7爐左右，LF處理鋼比例30%左右；大修期的包齡平均119爐，LF處理鋼比例30.9%（見表3）。表表3 3 鋼包包齡和鋼包包齡和LFLF處理鋼處理鋼單位第1次修第2次修第3次修第4次修第5次修總包齡爐24.523.523.524.323.2119LF處理鋼爐7.97.47.47.46.736.8LF處理鋼比例%32.2 31.5 31.5 30.5 28.9 30.9備注：備注：LFLF處理鋼比例指處理鋼比例指LFLF處理鋼占同期包齡的比例。處理鋼占同期包齡的比例。為提高鋼包的為提

12、高鋼包的LFLF處理鋼爐數(shù)，采用濕法噴涂工藝以提高渣線和處理鋼爐數(shù)，采用濕法噴涂工藝以提高渣線和包壁耐侵蝕性。采用濕法噴補(bǔ)后，鋼包大修期內(nèi)包壁耐侵蝕性。采用濕法噴補(bǔ)后，鋼包大修期內(nèi)LFLF處理鋼從原來處理鋼從原來最多最多3636爐提高到爐提高到4040爐。跟蹤發(fā)現(xiàn)，濕法噴涂同時(shí)提高了爐。跟蹤發(fā)現(xiàn)，濕法噴涂同時(shí)提高了LFLF處理鋼處理鋼爐數(shù)和包齡，最高包齡達(dá)到爐數(shù)和包齡，最高包齡達(dá)到160160爐，同時(shí)，爐，同時(shí)，LFLF處理鋼達(dá)到處理鋼達(dá)到4040爐。隨爐。隨著著LFLF處理鋼比例提高，包齡下降（見圖處理鋼比例提高，包齡下降（見圖1 1）。）。圖圖1 1 鋼包鋼包LFLF處理鋼比例與包齡的關(guān)系

13、處理鋼比例與包齡的關(guān)系 2.3 鋼包和LF生產(chǎn)能力匹配性 為滿足為滿足LFLF處理鋼生產(chǎn)增加的需要，鋼包中、小修次數(shù)在減少，包處理鋼生產(chǎn)增加的需要，鋼包中、小修次數(shù)在減少，包齡在降低。通過工藝和管理進(jìn)步，鋼包中小修期內(nèi)齡在降低。通過工藝和管理進(jìn)步，鋼包中小修期內(nèi)LFLF處理鋼最多達(dá)處理鋼最多達(dá)到到9 9爐，大修期內(nèi)爐，大修期內(nèi)LFLF處理鋼不斷提高，從處理鋼不斷提高，從3232爐、爐、3434爐提高到爐提高到3636爐，爐，濕法噴補(bǔ)后進(jìn)一步提高到濕法噴補(bǔ)后進(jìn)一步提高到4040爐。從表爐。從表4 4看出：鋼包看出：鋼包LFLF生產(chǎn)能力與生產(chǎn)能力與LFLF生產(chǎn)需求基本一致，鋼包基本滿足生產(chǎn)需求基本

14、一致，鋼包基本滿足LFLF處理鋼生產(chǎn)需求。目前生產(chǎn)模處理鋼生產(chǎn)需求。目前生產(chǎn)模式下，一煉鋼只能滿足一臺(tái)連鑄機(jī)連續(xù)生產(chǎn)式下，一煉鋼只能滿足一臺(tái)連鑄機(jī)連續(xù)生產(chǎn)LFLF處理鋼，處理鋼，LFLF處理鋼生處理鋼生產(chǎn)達(dá)到產(chǎn)達(dá)到2121爐爐/ /天，與一臺(tái)連鑄機(jī)的生產(chǎn)能力一致，因此，天，與一臺(tái)連鑄機(jī)的生產(chǎn)能力一致，因此，LFLF處理鋼處理鋼生產(chǎn)能力提高難度大。生產(chǎn)能力提高難度大。鋼包LF生產(chǎn)能力（%）LF生產(chǎn)需求（%）平均最大平均日最大30.933.327.934.2備注：備注：“鋼包鋼包LFLF生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力”= =大修期內(nèi)平均大修期內(nèi)平均LFLF處理鋼爐數(shù)處理鋼爐數(shù)/ /大修期平均包齡；大修期平均包齡

15、；“LFLF生產(chǎn)需求生產(chǎn)需求”=LF=LF生產(chǎn)爐數(shù)生產(chǎn)爐數(shù)/ /總生產(chǎn)爐數(shù)。總生產(chǎn)爐數(shù)。表表4 4 鋼包鋼包LFLF生產(chǎn)能力與生產(chǎn)能力與LFLF生產(chǎn)需求比較生產(chǎn)需求比較3 3 未來鋼包和未來鋼包和LFLF生產(chǎn)能力匹配性生產(chǎn)能力匹配性3.1 未來LF生產(chǎn)模式及生產(chǎn)能力 隨著厚板品種鋼和冷軋超高強(qiáng)度鋼需求的增加，隨著厚板品種鋼和冷軋超高強(qiáng)度鋼需求的增加，LFLF處理鋼會(huì)進(jìn)一處理鋼會(huì)進(jìn)一步增加，目前一煉鋼的兩臺(tái)步增加，目前一煉鋼的兩臺(tái)LFLF爐為一臺(tái)連鑄機(jī)精煉鋼水的生產(chǎn)模式爐為一臺(tái)連鑄機(jī)精煉鋼水的生產(chǎn)模式必須改變，通過必須改變，通過2#LF2#LF軌道過跨軌道連通改造，縮短軌道過跨軌道連通改造，縮短

16、2#LF2#LF的處理周期的處理周期，實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)2#LF2#LF處理周期與處理周期與3#CC3#CC澆注時(shí)間匹配。從而澆注時(shí)間匹配。從而2#LF2#LF、4#RH4#RH主要生主要生產(chǎn)產(chǎn)3#CC3#CC鋼種，鋼種，1#LF1#LF、1#RH1#RH主要生產(chǎn)主要生產(chǎn)1#CC1#CC鋼種和模鑄鋼種。由于減少鋼種和模鑄鋼種。由于減少了五跨行車的了五跨行車的1 1次鋼包吊運(yùn)，行車壓力減輕，次鋼包吊運(yùn)，行車壓力減輕，3#CC3#CC的的LFLF處理鋼處理鋼CASTCAST爐爐數(shù)可提高到數(shù)可提高到6 6爐，可提高爐，可提高3#CC3#CC生產(chǎn)能力。由于生產(chǎn)能力。由于1#LF1#LF的處理周期大于的處理周期

17、大于1#CC1#CC澆注時(shí)間，澆注時(shí)間，1#CC1#CC生產(chǎn)生產(chǎn)LFLF處理鋼時(shí)，處理鋼時(shí)，CASTCAST爐數(shù)限制在爐數(shù)限制在4 4爐左右，通爐左右，通過提前出鋼、降低澆注速度來實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。過提前出鋼、降低澆注速度來實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。LFLF處理鋼生產(chǎn)能力可處理鋼生產(chǎn)能力可提高到提高到2727爐爐/ /天以上（天以上（3#CC3#CC生產(chǎn)生產(chǎn)1616爐爐/ /天、天、1#CC1#CC生產(chǎn)生產(chǎn)8 8爐爐/ /天、模鑄生天、模鑄生產(chǎn)產(chǎn)3 3爐爐/ /天）。天）。 3.2 未來鋼包和LF生產(chǎn)能力匹配性 2#LF 2#LF軌道延伸到軌道延伸到3 3跨改造完成后，每天同時(shí)有兩臺(tái)連鑄機(jī)生產(chǎn)跨改造完成后，每

18、天同時(shí)有兩臺(tái)連鑄機(jī)生產(chǎn)LFLF處理鋼，要求底吹鋼包處理鋼，要求底吹鋼包1010個(gè)個(gè)/ /天以上，對(duì)鋼包使用和管理帶來天以上，對(duì)鋼包使用和管理帶來挑戰(zhàn)；同時(shí)，挑戰(zhàn)；同時(shí)，LFLF處理鋼生產(chǎn)能力可提高到處理鋼生產(chǎn)能力可提高到2727爐爐/ /天以上時(shí)，天以上時(shí)，LFLF處處理鋼比例從理鋼比例從28%28%提高到提高到36%36%，鋼包壽命預(yù)計(jì)從，鋼包壽命預(yù)計(jì)從119119次下降到次下降到105105次（次（鋼包鋼包LFLF處理能力處理能力=40/105=38%=40/105=38%，大于，大于LFLF處理鋼處理鋼36%36%的需求的需求) )。與臺(tái)。與臺(tái)灣中鋼灣中鋼LFLF處理鋼比例處理鋼比例50%50%時(shí)包齡時(shí)包齡140140爐（其大修周期內(nèi)爐（其大修周期內(nèi)LFLF處理鋼生處理鋼生產(chǎn)產(chǎn)7070爐）比較，寶鋼鋼包的改進(jìn)還有較大的空間。因此，今后鋼爐）比較，寶鋼鋼包的改進(jìn)還有較大的空間。因此，今后鋼包技術(shù)進(jìn)步的重點(diǎn)是大幅度提高鋼包的底吹爐數(shù)的同時(shí)提高鋼包包技術(shù)進(jìn)步的重點(diǎn)是大幅度提高鋼包的底吹爐數(shù)的同時(shí)提高鋼包包齡。包齡。 4 結(jié)語（1）由于LF處理周期大于澆注周期，需要兩臺(tái)LF交替為一臺(tái)連鑄機(jī)精煉鋼水，因此，不能兩臺(tái)連鑄機(jī)同時(shí)生產(chǎn)LF處理鋼，限制了L