低鐵耗下廢鋼入爐問(wèn)題探討

曾垚1 ，鄧深 1 ，劉川俊 1 ，賓利文 1 ，楊劍洪 2 ，陳永金 2

（技術(shù)中心1 ，轉(zhuǎn)爐廠 2）

摘 要：針對(duì)柳鋼轉(zhuǎn)爐提高廢鋼配比以低鐵耗模式冶煉生產(chǎn)出現(xiàn)的進(jìn)廢鋼卡頭、兌鐵水冒煙等問(wèn)題，介紹開展的 3 種類型廢鋼包塊裝入量配斗入爐試驗(yàn)，以及提出的裝斗順序、料型結(jié)構(gòu)及配比等優(yōu)化措施。

關(guān)鍵詞：廢鋼；低鐵耗；冒煙；卡頭；入爐順行

1 問(wèn)題的提出

轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)中，在同一工藝路徑條件下，廢鋼配比增大，鐵水裝入量減少，冶煉過(guò)程中礦石、造渣料加入量減少，噸鋼的原料成本明顯降低；同時(shí)，廢鋼配比增加，導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐煤氣回收量減少，精煉渣料、電耗有所增加 ^[1] 。綜合以上各項(xiàng)成本指標(biāo)數(shù)據(jù)分析，在目前廢鋼價(jià)格遠(yuǎn)低于鐵水價(jià)格條件下，實(shí)施低鐵水耗，多吃廢鋼，能明顯降低煉鋼成本。2017 年，柳鋼轉(zhuǎn)爐廠三區(qū)車間生產(chǎn) SPHC 鋼種在同一冶煉工藝路徑條件下，128 t 鐵水配加 34 t 廢鋼低鐵耗多吃廢鋼模式生產(chǎn)噸鋼成本，比 138 t 鐵水配加 23t 廢鋼常規(guī)模式生產(chǎn)噸鋼成本低 49.2 元。為進(jìn)一步降低噸鋼生產(chǎn)成本提高經(jīng)濟(jì)效益，柳鋼提高轉(zhuǎn)爐入爐廢鋼配比，以低鐵耗多吃廢鋼模式組織生產(chǎn)。但是入爐廢鋼配比提高后，常規(guī)裝斗順序、料型結(jié)構(gòu)難以控制，導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐進(jìn)廢鋼卡頭、兌鐵水冒煙等問(wèn)題，影響轉(zhuǎn)爐效能提升并增大環(huán)境壓力。本文針對(duì)轉(zhuǎn)爐廢鋼入爐出現(xiàn)的冒煙、卡斗問(wèn)題，調(diào)研分析柳鋼外購(gòu)廢鋼包塊質(zhì)量以及轉(zhuǎn)爐廢鋼裝斗順序與結(jié)構(gòu)，并開展了 3種類型廢鋼包塊裝入量配斗入爐試驗(yàn)，對(duì)比分析裝入量對(duì)廢鋼入爐生產(chǎn)的影響。進(jìn)而提出改進(jìn)各類廢鋼送料配比，優(yōu)化裝斗順序結(jié)構(gòu)、料型配比等建議，可望促進(jìn)轉(zhuǎn)爐廢鋼入爐順行。本文進(jìn)行總結(jié)。

2 工況分析

2.1 廢鋼包塊類型及質(zhì)量

柳鋼外購(gòu)普通廢鋼包塊主要分 3 大類：拆廠包塊、精料包塊、鐵屑包塊，其中拆廠包塊和精料包塊約占 80%。拆廠包塊主要包括：船體、廠房、汽車等拆卸廢鋼 （棒型鋼、鋼板和優(yōu)質(zhì)鑄件以及建筑模板、鋼結(jié)構(gòu)件、機(jī)械零部件等），油污、橡膠和塑料含量較少。精料包塊主要包括：各種生活用廢鋼等 （含火燒鐵、易拉罐散料），含有較多可燃橡膠、塑料和油漆等附著物料，入爐易燃燒造成冒煙。鐵削包塊主要包括：外部由冷軋沖壓片打包，內(nèi)部全部為鐵屑 （含銑床加工油污），可燃油漬含量較高，入爐易燃燒造成冒煙。散料以切割料、切頭尾、螺紋鋼、熱軋板邊等為主，也有少量機(jī)械鑄件 ^[2] 。

2.2 廢鋼堆密度及尺寸

柳鋼外購(gòu)廢鋼來(lái)源復(fù)雜，不同廠家廢鋼尺寸、塊度、成分、質(zhì)量波動(dòng)較大，嚴(yán)重制約轉(zhuǎn)爐低鐵耗生產(chǎn)效能提升。轉(zhuǎn)爐低鐵耗多吃廢鋼生產(chǎn)，廢鋼裝入量占比由 14%增加到 21%，由于廢鋼輕薄料過(guò)多、堆密度過(guò)低，導(dǎo)致裝斗配重時(shí)間延長(zhǎng)、單斗配重不夠或廢鋼超出斗面，嚴(yán)重影響廢鋼班裝斗配重作業(yè)效率的提升。廢鋼的外形尺寸和塊度應(yīng)保證能從爐口順利加入轉(zhuǎn)爐，廢鋼尺寸過(guò)長(zhǎng)或輕薄料過(guò)多，嚴(yán)重影響廢鋼裝入量。同時(shí)，廢鋼入爐過(guò)程尤其是爐口偏小時(shí)容易產(chǎn)生廢鋼卡爐口、卡斗、搖爐二次進(jìn)廢鋼等問(wèn)題，從而延長(zhǎng)進(jìn)廢鋼時(shí)間，影響冶煉周期控制、轉(zhuǎn)爐效能提升 ^[3] 。增加廢鋼堆密度、嚴(yán)格控制廢鋼尺寸、合理搭配輕型重型廢鋼，有利于縮短廢鋼裝斗及入爐時(shí)間。

2.3 裝料制度及斗型

轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)中，普通廢鋼裝斗配重順序結(jié)構(gòu)：斗底裝生鐵、散料，斗中間裝入廢鋼包塊，斗面及斗面后部裝入渣鋼、板邊等重料，再以輕薄散料配重保證裝準(zhǔn)率。轉(zhuǎn)爐以低鐵耗多吃廢鋼模式生產(chǎn)后，受金材公司廢鋼料型、配送，轉(zhuǎn)爐廢鋼池場(chǎng)地面積，廢鋼行車裝斗能力以及轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)節(jié)奏壓力等因素的影響，存在廢鋼尺寸不受控超標(biāo)，交接班廢鋼供應(yīng)不足，廢鋼池料型搭配、堆放不合理，料型裝斗順序失衡等一系列問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致廢鋼裝斗順序結(jié)構(gòu)不合理。單斗裝入含橡膠、塑料、油漆及油污等易燃燒冒煙物料過(guò)多，致使兌鐵水過(guò)程冒煙。

廢鋼斗長(zhǎng)期使用，兩側(cè)鋼板中間部位大部分存在一定程度的向內(nèi)凹陷現(xiàn)象，廢鋼斗后部包塊尤其是尺寸過(guò)長(zhǎng)包塊在進(jìn)廢鋼過(guò)程中互相擠壓容易造成卡斗。廢鋼斗型底部為弧形，裝斗時(shí)應(yīng)以生鐵塊、散料墊底，凹形斗底部如果直接裝入大尺寸包塊，包塊受壓變形容易造成卡斗。而一些線材類、鋼筋類尺寸過(guò)長(zhǎng)的廢鋼裝入量過(guò)多也是導(dǎo)致進(jìn)廢鋼卡斗的主要原因。

3 試驗(yàn)方案及結(jié)果分析

3.1 實(shí)驗(yàn)方案

為分析 3 種類型普通廢鋼包塊對(duì)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的影響，在轉(zhuǎn)爐廠三區(qū)進(jìn)行廢鋼包塊裝入量配斗入爐試驗(yàn)，跟蹤不同試驗(yàn)條件下轉(zhuǎn)爐冒煙、卡斗的情況。試驗(yàn)期間所用散料為密度較大、易導(dǎo)致燃燒冒煙的附著物較少、質(zhì)量較好的廢鋼，具體試驗(yàn)方案見表 1。同一試驗(yàn)方案在確保包塊數(shù)量條件下，廢鋼配比、生鐵裝入量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)際要求裝斗，同時(shí)，按照相同的裝料順序結(jié)構(gòu)裝斗，廢鋼總裝入量不足使用優(yōu)質(zhì)、密度較大的散料配重。

3.2 試驗(yàn)結(jié)果及其分析

（1） 轉(zhuǎn)爐廠三區(qū)拆廠包塊 10 塊、20 塊、30 塊、純包塊入爐冒煙、卡斗率見圖 1。拆廠包塊試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析：裝入量分別為 10 塊、20塊、30 塊、純包塊時(shí)，對(duì)應(yīng)冒煙率分別為 20%、0%、47%、100% （其中 10 塊拆廠包塊試驗(yàn)過(guò)程中有 1 爐由于供料比例失調(diào)配加部分了鐵屑包塊導(dǎo)致冒小煙）。拆廠包塊 10 塊、20 塊裝入量下，兌鐵水過(guò)程冒煙情況控制良好。當(dāng)包塊裝入量＞30 塊時(shí)，冒煙的概率逐漸增大，整斗純包塊時(shí)冒煙率甚至達(dá)到 100%。在包塊裝入量＜30 塊時(shí)，所有試驗(yàn)爐次未出現(xiàn)進(jìn)廢鋼卡斗，當(dāng)純包塊裝斗時(shí)，卡斗率上升到 8.3%。綜上所述，裝料結(jié)構(gòu)中拆廠包塊的數(shù)量在 20～30 塊內(nèi)能較好地控制進(jìn)廢鋼卡斗及兌鐵水過(guò)程冒煙。

（2） 精料包塊內(nèi)含較多可燃橡膠、塑料和油漆等附著物，易燃燒冒煙，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況從環(huán)保角度考慮，進(jìn)行 20 塊、30 塊精料包塊裝入量入爐試驗(yàn)，入爐冒煙、卡斗率見圖 1。精料包塊試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析：裝入量分別為 20 塊、30塊時(shí)，對(duì)應(yīng)冒煙率分別為 6%、89%；卡斗率分別為 5.6%、0%。包塊裝入量＜20 塊時(shí)，精料包塊對(duì)進(jìn)廢鋼卡斗、兌鐵水冒煙情況影響較小，當(dāng)精料包塊裝入量增加到 30 塊時(shí)，冒煙率急劇上升到 89%，卡斗比例有所降低。綜上所述，精料包塊裝入量量控制在＜20 塊能有效地控制兌鐵水過(guò)程冒煙問(wèn)題。

（3） 鐵屑包塊含較多油污，容易燃燒冒煙，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況從環(huán)保角度考慮，進(jìn)行 10 塊、20 塊鐵屑包塊裝入量入爐試驗(yàn)，入爐冒煙、卡斗率見圖 1。精料包塊試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析：裝入量分別為10 塊、20 塊時(shí)，對(duì)應(yīng)冒煙率分別為 33%、90%。當(dāng)包塊裝入量＞10 塊時(shí)，鐵屑包塊對(duì)兌鐵水過(guò)程冒煙情況影響較大，冒煙率達(dá) 33%，當(dāng)包塊數(shù)量增加到 20 塊時(shí)，冒煙率上升到 90%；鐵屑包塊所有試驗(yàn)爐次進(jìn)廢鋼過(guò)程未出現(xiàn)卡斗情況。綜上所述，鐵屑包塊極易導(dǎo)致兌鐵水過(guò)程冒煙，應(yīng)盡量控制鐵屑包塊的加入量。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析廢鋼質(zhì)量、裝料順序、料型配比以及 3 種類型廢鋼包塊裝入量試驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出以下結(jié)論及廢鋼入爐順行優(yōu)化建議：

（1） 在包塊裝入量相同的條件下，3 大類包塊對(duì)兌鐵水過(guò)程冒煙的影響：鐵屑包塊＞精料包塊＞拆廠包（2） 同一類型廢鋼包塊裝入量越大，冒煙的概率也逐漸增加，包塊增加到一定數(shù)量，冒煙率甚至達(dá)到 100%；

（3） 鐵屑包塊極易導(dǎo)致兌鐵水過(guò)程冒煙，應(yīng)嚴(yán)格控制鐵屑包塊的加入量；

（4） 控制輕薄料、超尺寸包塊以及含橡膠、塑料和油污較多廢鋼包塊的采購(gòu)數(shù)量，同時(shí)加大對(duì)廢鋼進(jìn)廠的檢查力度；

（5） 對(duì)尺寸過(guò)長(zhǎng)易纏繞卡斗的線材、鋼筋類廢鋼進(jìn)行合理地切割、打包處理；

（6） 提高廢鋼配送能力，轉(zhuǎn)爐根據(jù)廢鋼使用情況，及時(shí)調(diào)整廢鋼報(bào)料量、現(xiàn)場(chǎng)庫(kù)存量，保證廢鋼各類料型充足；

（7） 進(jìn)一步優(yōu)化和規(guī)范廢鋼庫(kù)存結(jié)構(gòu)、分類入庫(kù)、裝斗順序及料型結(jié)構(gòu)搭配，合理控制各類料型裝入量的配比。

參考文獻(xiàn)

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