团论文网
团论文网
-
摘要：河钢集团唐钢新区热轧事业部拥有2座200吨转炉、1座200吨脱磷转炉、2座LF、2座RH为2050轧线和1580轧线提供铸坯，应用了多项先进技术和装备。本文主要介绍唐钢新区热轧事业部炼钢区域钢包加盖设备配置及特点，在钢包周转过程中全程使用钢包加盖技术，有效防止了包口散热，显著降低钢包在运转过程中的温度损失，省去钢包线上烘烤操作，提高钢包使用率。同时节能减排、降低炼钢成本，提高经济效益，增强了唐钢新区产品的市场竞争力。
关键词：钢包加盖；保温；节能减排；经济效益
近年来，由于市场因素、环保因素、疫情因素的影响，各大钢铁企业经营状况日渐艰难，在此局面下，如何提高冶炼水平、节能降耗、降低生产成本，成为各个钢铁企业研究的重要课题。钢包作为盛放、运输钢水的容器，在炼钢生产过程中，是连接转炉工序和连铸工序的重要设备，同时在LF精炼炉、RH精炼炉等炉外精炼设备中作为精炼炉衬使用。钢包的保温效果直接影响转炉出钢温度和连铸钢水浇注温度控制，同时影响连铸坯质量和炼钢生产环节的生产周期。钢包加盖系统能够使钢包在运转过程中降低温度损失，是一种简单实用的生产工艺，已成为国内外钢铁企节能减排、降低炼钢成本的重要手段之一。唐钢热轧事业部在钢包周转过程中全程使用钢包加盖技术，在节能减排、提高了钢包周转效率、降低炼钢成本等方面取得较好的成果，本文对此做简单介绍。
1钢包的热损失途径及影响
钢水温度是影响钢水浇注的重要因素。合理控制钢水浇注温度是保证连铸坯质量的关键。浇注温度偏低会出现钢水发黏，夹杂物不易上浮；结晶器表面钢水凝壳，导致铸坯表面缺陷；水口冻结，浇注中断等问题。浇注温度过高会对耐火材料造成严重的冲蚀，导致钢板中夹渣增加，出结晶器坯壳薄容易拉漏；钢水从空气中吸氧和氮等问题。
T浇注温度=T转炉出钢温度-ΔT出钢温度损失-ΔT其他炉外处理钢水温度损失-ΔT钢包运输、静置过程的钢水温度损失-ΔT4浇注过程中钢水温度损失。经测定，钢包在运输、静置过程中能使钢水的温度下降7℃~15℃,过去为了保持浇注温度不变只能提高转炉的出钢温度，却又带来很大的能耗和物料损耗。现在通过钢包加盖减少钢包运输、静置过程的钢水温度损失可以适当降低转炉出钢温度，可缩短转炉冶炼时间,降低转炉冶炼成本，提高铸坯的质量。
钢水在运输过程中主要热量损失途径有三个：一是通过钢包顶部敞开的口，从钢液表面散热造成的热损失。二是通过内衬从外壳散热引起的热损失。三是因内衬蓄热而产生的热损失。根据资料计算，它们在热损失中所占的比例分别为钢液表面散热29%～32%、钢包外壳散热24%～29%、钢包内衬蓄热47%～40%。钢包通过包口向空气中散热速度是非常快的。特别是当钢包为空时，钢包内衬的辐射散热速度由钢包内衬外表面与钢包环境之间的温差的四次方关系决定。据测试浇钢完毕的钢包敞口空置1h,钢包内温度从1300℃下降到650℃~700℃。钢包周转过程中，使用钢包全程加盖技术，无论是钢包盛钢状态还是空包状态，对于钢包的散热都可以起到很好的保护作用，使钢包周转过程中的热状态更趋于稳定，降低了转炉→精炼炉→连铸过程中钢水的热量损失，起到很好的节能降耗作用。承钢100t钢包应用加盖技术后，钢包内衬温度有了明显提高。首钢京唐公司自主集成开发的300t钢包加盖技术投入使用后，转炉平均出钢温度降低13℃,出钢结束至进精炼站的钢水温降损失减2.9℃,节能降耗的同时降本提效。宝钢使用钢包全程加盖技术后，转炉出钢温降、LF过程温降等均有减少，取代了钢包烘烤，减少了焦炉煤气消耗，加快了钢包的热周转，节约保温剂消耗，减少钢包急冷急热现象，有效缓解了耐火材料侵蚀，钢包包龄得到延长唐钢热轧事业部通过采用钢包加盖技术节能降耗提高了钢包周转效率。
2炼钢设备及工序
2.1主要设备
唐钢热轧事业部生产过程包括3个区域，即炼钢区、精炼区和连铸区域。工艺设备包括2座200吨转炉、1座200吨脱磷转炉；精炼区域工艺设备包括两座精炼LF炉、两座RH真空处理炉；连铸区域工艺装备包括1台1600mm厚度板坯连铸机、2台1900mm厚度板坯连铸机。年产钢材550万吨以上。
2.2炼钢工序
唐钢热轧事业部炼钢区域有两类产品。第一类是以生产船用板、桥梁板、普通结构板为代表的普通钢板，产品比重占80%，生产工序是从转炉→LF炉精炼→连铸。第二类产品是以厚规格探伤板、高端汽车板、家电板、高品质工程结构钢为代表的高端钢板，生产工序是“脱硫→转炉→LF精炼炉－RH精炼炉→连铸”。
3钢包加盖主要工艺设备及特点
钢包加揭盖装置是实现钢包加盖和揭盖操作的核心设备,国内使用较普遍为固定插齿式、移动插齿式、液压升降/伸缩式。结合转炉、精炼布局特点和工艺,需要唐钢热轧事业部炼钢区域使用的是固定位插齿升降式加揭盖机。固定位插齿升降式加揭盖机构具有机构简单、维护量小、操作简便，能够在钢包车行走过程中完成加盖和揭盖作业等优点特点，节约操作时间。唐钢热轧事业部钢包加盖设备共包含13套加揭盖装置、26个钢包盖、9套钢包盖烘烤装置、钢包盖存放套、钢包盖维修台架。
3.1钢包烘烤装置
钢包在上线前必须使用钢包烘烤装置进行烘干和加热，使钢包内温度达到1000℃以上，唐钢热轧部炼钢区域共有9套立套管式钢包烘烤装置，烘烤装置保温盖中央有一喷嘴通入煤气，烘烤装置外套管通入空气。煤气与空气在喷嘴外边混合边燃烧对钢包进行烘干和加热。
3.2钢包自动加揭盖装置
唐钢热轧事业部炼钢区域有共有13套自动加揭盖装置，插指避让摆角约11°~12°。其中转炉3套、LF精炼炉4套、RH精炼炉4套、返包线2套。钢包自动加揭盖装置主要由钢结构框架，叉指机构，叉指升降装置等组成。
加揭盖机钢结构平台标高8808mm。叉指机构由四个叉指组成，叉指分为2个提升叉指标高6384mm和2个锁挂叉指标高6369mm，左右沿中心对称布置。每个叉指分为底座和指尖两部分由销轴连接，叉指底座用螺栓固定在加盖机钢结构平台上，叉指尖上部搭在钢结构平台上，叉指尖中部链接提升链条，叉指装置在转炉同侧。揭盖过程中钢包盖轴沿叉指方向上升，当上升至锁挂叉指驼峰位置时，完成揭盖且不会脱落。包盖在加盖、揭盖过程中四叉指比传统的三叉指结构具有振动更小、设备运行更平稳、减少钢包盖钢结构变形、延长钢包盖使用寿命等优点。钢包加揭盖机的叉指与钢车轨道平行同时配备红外线感应、远程控制系统，这种设计使钢包车运行经过加揭盖机时中途不必停车，钢包可以实现自动加盖、揭盖，钢包加揭盖操作时长均约为1min，所以对生产周期的影响很小。消除冷钢包出钢，提高了钢包周转率，显著的降低了钢包内部的热损失。
叉指升降装置的作用是使钢包加揭盖装置能够避让带盖钢包和带盖避让无盖钢包。叉指升降是通过电液推杆的动作带动凸轮运动，凸轮带动提升链条通过导向滑轮完成，叉指带动钢包盖升降。叉指升降装置中导向滑轮座的使用具有防止叉指偏转的作用。当钢包盖在叉指上时，使钢包盖升降更稳定。
3.3钢包盖
唐钢热轧事业部炼钢区域目前有包盖26套。钢包盖为焊接结构，由H型和钢板焊接而成，钢包盖的外径与钢包包沿口直径相同为4550mm。钢包盖的钢结构重量约为4200kg。耐火材料为轻质耐火浇注料,钢包盖的主要功能是覆盖钢包口，为钢水和空钢包保温，减少热损失。
钢包上有4个吊挂轴座，与加揭盖机的插齿配合，完成加盖、揭盖动作，钢包盖的吊挂轴座上配有自润滑轴承，在高温环境，减少了钢包盖的维护工作量。钢包盖上有一对锁挂挂耳作用是与钢包铰链座相配合，挂钩由40mm厚的钢板切割而成，挂耳中心距为3212mm,钢包铰链座由支座和耳轴组成，钢包水平锁舌回缩状态加揭盖时钢包铰链自由出入，钢包盖旋转90度竖直锁舌靠自重弹出锁住钢包铰链轴，保证带盖倒渣作业时，钢包盖不会从钢包上脱落。包盖上设有1个观察孔和1个引流砂孔位置，便于钢包带盖观察和加入引流砂。包盖重心位置上设1个吊点方便特殊情况下的钢包加取盖作业。
钢包内钢水温度1650℃左右，钢包盖的下方附有一层纤维棉，纤维棉上浇注140mm厚的浇筑耐火材料，整体通过包盖内部锚钩固定，振动棒振动成型，通过高温烘烤烘干水分后投入使用，起到保正钢水温度，减少热量损失，保护钢包盖结构不受高温影响变形损坏的作用。平均使用寿命超过200次。耐火材料比重为1.9×103kg/m3，浇注厚度约140mm，绝热层厚度约10mm耐火材料总重4250kg，钢包盖（含耐火材料）的总重约为8450kg。
3.4钢包全程加盖工序流程
唐钢热轧事业部炼钢区域钢包加盖工艺过程：烘烤完毕的钢包→加盖→转炉钢包车→揭盖→转炉盛钢→加盖→精炼炉钢包车→揭盖→LF、RH精炼→加盖→连铸回转平台→带盖倒渣→带盖热修,工作过程全程使用钢包加盖技术，显著减少热损失。
3.4.1钢包盖上线操作
钢包烘烤结束后，包盖上线前检查挂耳锁舌灵活度。利用天车副钩挂专用吊具调运包盖完成包盖上线作业。
3.4.2钢包加揭盖在转炉工序的应用
炼钢过程中用钢包盛装钢水前需要进行钢包揭盖操作，将钢包吊运到转炉工位的钢包车上，钢包车程载钢包向加揭盖机构运行，同时电液推杆通过传动链条带动叉指下降到工作位，钢包车通过揭盖机下方，包盖上的轴与加盖机叉指接触沿叉指上移至驼峰卡槽固定，包盖与钢包分离，钢包车驶离，电液推杆带动叉指和包盖提升至收起转态。实现非正常工作时下方钢包不加盖空过，完成避让。转炉承钢结束，钢包车程载无盖钢包向加揭盖机构运行，电液推杆工作通过传动链条叉指带着钢包盖下降到工作位，包盖上锁挂挂耳端部的长边撞击钢包铰链座销轴，使包盖下滑至钢包上以实现加盖，使包盖的锁挂挂耳与钢包铰座对接。完成不停车加盖，钢包车驶离加揭盖机构后，电液推杆带动叉指提升至收起转态。以实现非正常工作时下部钢包带盖通过，完成避让。
3.4.3钢包加揭盖机在炉外精炼工序的应用
钢包进入精炼炉前，需要进行钢包揭盖操作，将钢包吊运到对应工位的钢包车上，钢包车程载钢包向加揭盖机构运行，钢包车通过揭盖机下方，包盖上的轴与加盖机叉指接触沿叉指上移至驼峰卡槽固定，包盖与钢包分离，钢包车驶向精炼炉。精炼后，回程时需要将包盖重新盖回钢包上。钢包车程载无盖钢包向加揭盖机构运行，包盖上锁挂挂耳端部的长边撞击钢包铰链座销轴，使包盖下滑至钢包上以实现加盖，使包盖的锁挂挂耳与钢包铰座对接。完成不停车加盖，钢包车驶离加揭盖机构后。
3.4.4钢包倒渣操作
浇注钢水后，钢包从连铸旋转平台吊运到卸渣站，通过天车的主钩和辅助吊钩配合缓慢将钢包倾翻防止钢渣流动过快在包盖未打开时而冲坏包盖，钢包倾斜角度不超过40°,倒渣时包盖锁挂挂耳锁舌通过重力锁死钢包铰链座轴，钢包翻转时包盖不会从钢包上脱落，包盖与钢包包沿口分离，将钢渣倒入渣罐。实现带盖倒渣。
3.4.5钢包带盖热修操作
通过天车的主钩和辅助吊钩配合将带盖钢包放置在钢包热修工位钢包车上，包盖锁挂挂耳锁舌通过重力锁死钢包铰链座轴，钢包车运行到热修工位上，作业人员在升降平台上通过包盖预留孔进行对钢包水口进行清理。包盖可减少红热钢包的辐射热。
4应用效果
唐钢新区热轧事业部2020年9月份开始使用钢包加盖技术，至今钢包加盖运行比例达到了100%，在国内钢铁企业处于领先水平。在出钢过程中，通过钢包全程加盖技术保温，钢水出钢温降平均减少10℃,转炉平均出钢温度保持在1657℃,转炉出钢温度降低效果明显，化渣剂消耗量降低；减少了LF精炼炉和RH精炼炉进站钢水的温降，LF精炼炉和RH精炼炉平均加热时间减少8min，有利于造渣脱硫，降低能耗；由于钢包内衬与空气的热交换减少，减少了钢包内部热量损失，可以使钢包内部保持着较高温度。从而取消钢包的在线烘烤工序，缩短了钢包离线烘烤时间，减少了煤气使用量，连铸钢水温度得到有效控制，有利于稳定铸坯速度，提高铸坯表面质量。经济效益提高显著。
5结语
河钢集团唐钢新区热轧事业部炼钢区域在转炉、LF精炼炉、RH精炼炉工序反包线区域均应用了钢包加盖技术，显著地减小了钢包内衬热量损失，准确控制钢水温度，降低了转炉出钢温度，取消了钢包在线烘烤工序，缩短了钢包离线烘烤时间，提高钢包壳和钢包衬的使用寿命，提高钢水质量，降低炼钢成本，提高经济效益，唐钢钢包加盖技术的成功案例为其他钢铁行提供了重要的借鉴案例。后台-系统设置-扩展变量-手机广告位-内容正文底部 -
本文标签：
唐钢热轧事业部钢包加盖技术的应用论文
人参与 2024-09-05 13:41:40 分类 : 理学 点这评论 作者：团论文网 来源：https://www.tuanlunwen.com/
-
站内搜索
-
随机文章
-
标签列表
-
-
最近发表
-
-
热门文章 | 最新文章 | 随机文章
-
-
最新留言
-
首页 论文知识 教育论文 毕业论文 教学论文 经济学 管理学 职称论文 法学 理学 医学 社会学 物理学 文献 工程论文 学位论文 研究论文
Powered 团论文网 版权所有 备案号：鄂ICP备2022005557号统计代码
全站搜索