谢俊波;牛长胜;金奕
【摘 要】结合宝钢湛江钢铁有限公司高废钢比冶炼的生产实绩,一方面,对转炉使用铁刨花压块期间废钢卡炉口、兑铁水时冒火冒烟、兑铁水时喷溅、钢水杂质元素超标情况以及钢铁料消耗等进行跟踪,发现使用一定量铁刨花压块对转炉炼钢生产无负面影响,且有利于改善卡炉、冒火冒烟及喷溅等异常情况;另一方面,对使用铁刨花压块的经济效益进行测算,月使用量为5 000 t时,1年可减少转炉的废钢原料成本2 400万元人民币. 钨杆【期刊名称】《宝钢技术》
【年(卷),期】2019(000)003
【总页数】5页(P56-60)
【关键词】转炉;高废钢比;铁刨花压块
【作 者】谢俊波;牛长胜;金奕耐热粘合剂
【作者单位】管坯宝山钢铁股份有限公司宝钢湛江钢铁有限公司,广东湛江524000;宝山钢铁股份有限公司宝钢湛江钢铁有限公司,广东湛江524000;宝山钢铁股份有限公司宝钢湛江钢铁有限公司,广东湛江524000
【正文语种】mesh设备中 文
【中图分类】TF71
1 铁刨花压块使用背景
自2017年,我国钢铁行业得益于供给侧改革的持续推进、地条钢和中频炉的大量淘汰、不合规产能(钢材生产成本很低,环保投入少,偷税漏税现象严重)的大量去除,产能过剩问题得到明显改善,市场竞争环境实现优化,大中型钢厂赢利能力大幅提升。在钢铁行情有所改善情况下,各大钢厂为提升产量规模,加大了废钢的用量,统计2010—2017年国内转炉废钢单耗变化情况见图1。
湛江钢铁发挥自身产品、地理优势,拓展市场,带来的直接需求就是钢铁产能增加,在高炉产能不减情况下,废钢比从12%上升至14.5%。转炉公称容量为350 t,炉口直径为3.6 m,由于炉
口偏小,且厂内生产线产生的轻薄废钢以及外购价格便宜的中型废钢需要利用,在提高废钢比后,废钢入炉时容易卡炉口。为防止废钢入炉时卡炉口,废钢料槽车后部要有足够的冲击力,而冲击力主要靠重废提供,所以必须要有足够多的重废。湛江钢铁转炉不同铁水比条件下对于废钢结构的要求见表1。
图1 国内转炉废钢单耗Fig.1 Unit consumption of waste steel in domestic converte
表1 不同炼钢铁水比下废钢使用结构及使用量变化Table 1 Changes in structure and usage of steelmaking scrap under different molten iron ratio铁水比%总装入量/t铁水量/t废钢量/t最低重废量/t最低重废比/%85.0383.6326.157.524.642.885.5383.6328.055.622.941.286.0383.6329.953.721.640.2
转炉月产量2100炉时,按85.5%的铁水比计算,需要重废48 000 t,其中自产重废30 000 t,需外购重废18 000 t。前期主要采购拆船板废钢、边角余料一号作为重废,两种价格都比较高,导致废钢成本上升,且拆船板废钢供应资源量有限。目前废钢市场、铁水废钢价格差以及冶炼技术条件下,提高废钢比对于成本控制、冶炼过程控制影响较大,为降低废钢成本,缓解资源紧张压力,故需探索开发性价比高、堆比重大的新品种废钢。在对废钢市场资源进行充分探
索之后,在2017年10月确定以性价比较高的铁刨花压块作为拆船板废钢替代品进行工业试验。
2 铁刨花压块介绍
铁刨花压块原料是模具厂加工模具过程中产生的刨花,刨花作为一种轻小型废钢,堆密度非常低,对长途运输极其不利。通过纯物理的机械压密,使之成块,变为铁刨花压块,可大大提高堆密度,方便运输和使用。铁刨花压块的进厂具体要求见表2,实物图见图2。
表2 铁刨花压块产品要求Table 2 Iron shavings pressing product requirements品名外形尺寸/(m×m)原料来源基本要求铁刨花压块≤ϕ0.4×0.2机械加工厂生产过程中产生的刨花无锈蚀或仅可见初始锈蚀;表面不得见明显油脂类,不得散包;压块类不允许混入、掺入杂物
图2 铁刨花压块实物图Fig.2 Map of iron shavings pressing product
3 铁刨花压块工业试验
本次工业试验确定以每炉5 t进行试验,其原因有两点:一是为充分了解铁刨花压块的实际替
代效果,每炉加入量太少,试验结果不具说服力;二是如果每炉使用5 t,每月使用量可以达到5 000 t以上,能真正有效地缓解拆船板废钢资源不足的现象。为对比铁刨花压块与拆船板废钢的使用效果,对废钢进炉卡炉口情况、兑铁水喷溅情况、钢铁料消耗情况进行了跟踪;根据铁刨花压块含少量油、易散包以及原料杂的特点,为验证其使用时的安全性,对使用铁刨花压块过程中兑铁水时冒火冒烟情况、钢水杂质元素超标情况也同步进行了跟踪。
3.1 卡炉口情况
废钢进炉时,会由于重废在废钢料槽车后部冲击力不够,导致废钢在炉口下料不畅,造成卡炉口情况。对2017年6月至2018年1月的卡炉口数据进行统计,结果如图3所示。
图3 卡炉时间统计Fig.3 Time statistics of plugging the converter’s mouth
2017年10月开始,在部分中高硫钢冶炼中使用铁刨花压块。从图3可以看出,使用铁刨花压块后,卡炉情况有所改善,并且随着使用炉次的增多,卡炉时间减少。说明铁刨花压块的堆密度较所替代的拆船板废钢高,产生的冲击力大,更有利于改善卡炉情况。
3.2 兑铁水喷溅情况气压顶杆
兑铁水时产生喷溅的主要原因是炉内含有大量的氧化铁等氧化物粉末,兑入铁水时会带入大量的碳,在高温条件下,碳氧反应剧烈,发生爆炸,将兑入的铁水或渣以巨大的动能喷出炉口。若废钢中含有大量的氧化铁粉,兑铁水时会与铁水中的碳剧烈反应。喷溅属于冶炼事故,喷溅产生的大量烟尘、喷出的铁水熔渣容易造成设备损坏和安全事故,危害极其严重。对铁刨花压块使用前后的喷溅情况进行跟踪,具体情况如图4。
图4 使用铁刨花压块前后喷溅情况Fig.4 Spatter phenomenon before and after iron shaving block used
2017年8～11月喷溅次数逐月减少,是因为湛江钢铁转炉喷溅主要是渣钢、渣铁含粉状料多造成的,喷溅情况明显改善是因为加强了渣钢、渣铁的质量管控。在试验时,跟踪了2017年10～12月的数据,铁刨花压块使用量与喷溅次数的变化趋势没有很强的关联性,考虑到造成喷溅的因素较多,试验炉次太少,对整月的数据影响小,为进一步验证,在2018年1月增大了铁刨花压块使用炉次,结果显示,未发生喷溅事故。因此得出结论,铁刨花压块的使用不会导致兑铁水时喷溅,铁刨花压块部分替代拆船板废钢(旧料,含少量铁锈),兑铁水时,喷溅的几率更低。
3.3 钢铁料消耗
转炉钢铁料消耗是装入量( 铁水加废钢) 与转炉合格钢水量之比[1]。转炉冶炼过程中,钢铁料占炼钢成本80%以上,因此抓好转炉冶炼过程的钢铁料成本是控制炼钢生产成本的关键[4]。废钢作为一种主原料,对此指标的影响很大[2-3]。不同的废钢在使用中,其铁回收率各不相同,为避免使用铁刨花压块而使此指标恶化,对铁刨花压块使用前后的钢铁料指标进行了对比,具体如表3。
表3 钢铁料消耗情况Table 3 Iron containing raw materials consumption项目2017-082017-092017-102017-112017-122018-01钢铁料消耗/(kg.t-1)aa-10a-3a-11a-1a-3.5铁刨花压块使用量/t2163211019636868注:以2017年8月的钢铁料消耗a为基准,且a大于1000。
内外网文件交换分月对比数据波动情况,在使用铁刨花压块前后钢铁料消耗量没有明显的波动,说明铁刨花压块与其他废钢收得率相当,无明显差异,不会影响炼钢钢铁料消耗量。
3.4 冒火冒烟情况
转炉在兑铁水、出钢、加废钢和倒渣时,均产生大量烟气,以兑铁水时散发的烟气量最大[4]。
转炉实际生产中,在兑铁水时会因为废钢中含有粉末、灰尘而冒火冒烟,严重影响转炉作业环境。冒火冒烟的标准是在兑铁水时火焰超过行车挂钩横梁的算作冒火冒烟。2017年7～12月冒火冒烟具体情况见图5。
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