“一包到底”工艺在中小钢铁企业的应用

魏强

（山西首钢国际工程技术有限公司， 山西　长治　046031）

“一包到底”工艺在中小钢铁企业的应用

魏强

（山西首钢国际工程技术有限公司， 山西长治046031）

针对目前我国钢铁企业工艺现状，分析“一包到底”新型工艺特点及其制约因素，提出“一包到底”工艺的改造措施。通过采取严格控制铁水成分和温度、完善铁水计量系统、铁水中含渣量及罐口结渣的处理、增设铁水运输线等一系列改造措施，实现了此工艺在中小钢铁企业的应用，不仅为企业降低了生产成本，而且带来良好经济效益和环境效益。

一包到底中小钢铁企业应用

2008年以来，钢铁市场逐渐趋于供大于求、企业效益下滑的不利局面。钢铁行业挣扎在生存与倒闭的市场浪潮中。寻找降本增效、扭亏为盈的方法成为各大钢铁企业的工作重心。而采用先进高效的工艺和技术是其中一条行之有效的方法和途径。

我国绝大多数钢铁企业均是以高炉—混铁炉（鱼雷罐）—转炉为中心的长流程冶炼工艺，其存在流程环节多、过程时间长、能耗高、环境污染严重等问题。在此情况下，出现了高炉—铁水包—转炉为中心的冶炼工艺。“一包到底”新工艺的出现和在国内京唐钢铁等大型钢厂的应用，使得该工艺得到大力推广和改进并趋于成熟。“一包到底”工艺取消了混铁炉（鱼雷罐），使生产组织环节简化、能耗物耗降低，使生产成本具有明显降低，企业更加具有竞争优势。

“一包到底”工艺是指在炼钢作业中，用同一铁水包承载铁水完成运输全过程，包括高炉铁水的承接、运输、缓冲储存、铁水预处理、转炉兑铁、容器周转和铁水保温工艺等均在一个铁水包内完成，该工艺把高炉出铁场的铁水罐与到炼钢转炉兑铁水的铁水包合二为一，节省了转炉炼钢的铁水包，取消传统的混铁炉环节，减少铁水二次倒罐环节，节约了铁水运输时间，降低了铁水温降和铁损，减少了因倒罐引起的环境污染，有利于实现高效、清洁生产，从而为企业带来良好的经济效益[1]。

1　“一包到底”工艺特点

1）减少温降。据日本JFE京滨厂的生产经验，减少一次铁水倒包作业可减少铁水温降20～30℃[2]。

2）降低能源消耗。减少铁水温降，可多加废钢，缩短冶炼时间，从而降低能耗。取消混铁炉后，混铁炉用燃气全部取消，降低炼钢厂能耗。

3）有利于铁水处理工艺的实现。铁水温度越高，越有利于脱硫预处理及相应的扒渣操作。

4）降低铁损。减少倒罐环节，可降低铁损对于降低铁耗，节约能源。

5）优化工艺布置。缩短工艺流程、简化生产作业过程，加快生产节奏，优化炼铁至炼钢的界面技术，同时使炼钢车间布置更紧凑合理。

6）缩短吊运时间。由于取消了混铁炉倒罐，可减少铸造天车主钩吊运铁水的次数和起升高度，因此缩短了吊运时间。

7）减少物料损耗。取消混铁炉后，兑铁区的各种能源、物料消耗将大大降低，同时炼钢厂用铁水包也相应减少。

8）环保优势。采用传统混铁炉倒运铁水时，因铁水倒罐而带来的大量烟尘。采用“一包到底”工艺运输铁水，可避免因铁水倒罐而带来的烟尘污染，有助于清洁生产，保护环境。

2　制约“一包到底”工艺因素

“一包到底”工艺的最佳配置为一座高炉匹配一座转炉，且产能基本匹配。要求高炉出铁水用铁水罐的装入量可恰好为一座转炉一次冶炼的用量。“一包到底”工艺多应用于国内新建大型钢铁企业，例如首钢京唐的工艺配置即为两座5 500 m3高炉配2座300 t转炉，每次出铁用300 t铁水罐2～3罐。

钢铁企业拥有高炉的数量多，炉容量不一致，致使炼铁与炼钢的生产节奏和产能直接匹配较为困难。各高炉出铁成分、温度波动较大，高炉出铁用铁水罐大小不一，铁水直兑转炉量难以控制，给铁水直接进转炉炼钢带来很大难度。再加之中小钢企的炼钢厂加料区域工艺布局不合理也给改造增加很大难度。

3　“一包到底”工艺的改造方案

3.1严格控制铁水成分和温度

1）提高铁前冶炼水平，和铁水预判能力，减小铁水成分、温度波动。将w（Si）控制在0.40%～0.60%、将w（P）控制在小于0.150%，将铁水到炼钢温度控制在1 300～1 350℃。

2）在炼钢加料区完善铁水成分及温度检测系统。可设置风动取样装置，快速检验铁水成分。

3.2完善铁水计量系统（每罐铁的重量）

1）出铁过程需设在线称重系统，以保证出铁过程重量的准确控制，可采用地称衡或车架称重系统方式进行控制，正负偏差小于±1 t，出铁重量的准确率达70%以上。

2）设液位监控系统防止铁水外溢。

3）针对高炉铁水罐大小不一致的情况，可考虑在炼钢增设倒罐区。将大罐置于称量车上，用铸造起重机将小罐铁水兑入大罐中，并准确计量。

3.3降低铁水中含渣量及减轻罐口结渣现象

1）高炉每炉铁在出铁前和出铁过程中检查撇渣器过渣情况，发现撇渣器有过渣现象时，及时堵铁口对撇渣器进行修补后再进行出铁。

2）严把耐火材料质量关。保温剂改为碳化稻壳，提高化渣剂质量；提高小壕浇注料质量，优化小壕使用周期，减少小壕浇注料侵蚀产生的渣量。

3）制作小壕挡板所用的渣沟料和河砂，在改挡板时全部铲出小壕；小壕支沟流嘴处形成的渣铁壳，在铁水罐拉出罐位后进行清理，禁止将小壕支沟流嘴处形成的渣铁壳敲入铁水罐内。

4）渣量过大会造成铁水装入量的波动大，对冶炼的稳定性造成很大影响。因此，取消混铁炉后可在此区域同步建设脱硫工艺或扒渣设施，以控制入转炉渣量，铁水带渣量应≤5‰。

5）铁水罐罐口结渣和结罐底现象也会造成铁水装入量的波动，尤其高炉采用钒钛矿，粘渣可能性更大，因此增设专门设施处理罐口渣。

3.4新增铁水运输线

铁水罐运输时，目前大多钢企铁水运输一条线、一台秤，只能单线运输，调度困难。需在条件容许情况下，增设一条铁路线，保证正常生产组织。

3.5增加铁水罐及配套设施

采取“一包到底”工艺后，铁水罐的用量和倒罐周转时间相应增加。同时由于增加铁水预处理、扒渣等工艺，均会降低铁水罐的使用寿命。因此，需增加铁水罐的使用数量，相应增加其修砌、烘烤位置。

3.6加强信息化建设

通过加强信息化建设，提高调度职能水平，妥善处置生产组织时异常情况，及时传递铁水信息，提前做好铁水调配工作，保证冶炼生产的连续性。

3.7提升企业物流及监控系统

企业物流系统铁、钢、材用电脑进行监控，由物流部统一监控调度。铁、钢部的衔接有专门的操作人员进行实际界面的操作，过程控制采用电脑界面进行操作，整个运输系统一目了然，保证了炼铁与炼钢物流的畅通[3]。

4　实施步骤

取消混铁炉采用“一包到底”工艺对高炉冶炼要求高，调度节奏把控严，从计划到彻底停用期间要解决铁水结罐、来铁量均衡、成分稳定性、铁水衔接，品种钢生产等一系列问题，对于一般中小钢企可采用三步走战略来实现。

4.1项目准备阶段

高炉生产检修期间，在高炉出铁场区域安装铁水称量和铁水液位计，系统试运行至正常；根据工艺设计改造现有铁水包为“一包到底”专用铁水包；炼铁采取措施控制铁水带渣量及粘度，试验碳化稻壳；炼钢加料区取样平台及风动送样设施完善；铁水罐倒灌站和存放区基础建设完成；期间混铁炉正常运行。

4.2项目试运行阶段

期间炼钢选择成分稳定、重量符合的铁水一包到底，成分不稳定及重量偏差较大铁水兑入混铁炉。

目标：30%铁水一罐到底。铁水重量偏差±1 t项目攻关；铁水成分稳定性攻关；炼钢装入制度、渣料制度调整；合理寿命铁水罐耐材试验、运行；炼铁采用“一包到底”专用铁水罐逐步正常循环，逐步淘汰旧铁水罐；炼钢倒罐站、配套除尘系统建设完成。

4.3项目稳定运行阶段

期间全部采用“一包到底”工艺，炼钢倒罐站运行，满罐铁水全部一包到底，混铁炉无特殊情况不使用。

目标：“一包到底”直兑率达到70%以上。确立生产组织协调制度；“一包到底”相关管理制度确定；配套设施完善；停用混铁炉。

5　结语

方大特钢、济源钢铁公司等中小钢铁企业通过不断努力，均已实现“一包到底”工艺。在此过程中，不但提高了企业的冶炼和管理水平，同时也为企业创造了良好的经济效益。

[1]殷瑞钰.冶金流程工程学[M].北京：冶金工业出版社，2004.

[2]杜涛，蔡九菊.炼铁-炼钢界面温降与节能模式分析[J].钢铁，2008（12）：83-32.

[3]张灵，刘俭.沙钢650万t钢板工程“一罐到底”的设计及生产[J].中国冶金，2009（2）：31-32.

（编辑：王慧芳）

Application of“Get the Ladle Done at One Go”Technology in Small and Medium Sized Iron and Steel Enterprises

WEI Qiang
（Shanxi Shougang International Engineering Technology Co.，Ltd.，Changzhi Shanxi 046031）

Based on the status of iron and steel enterprises of our country，this paper analyzes characteristics and restricts of the“get the ladle done at one go”technology and raises related improvement measures.Through the adoption of strict control of composition and temperature of the molten iron，improve metering of molten iron，molten iron containing slag volume and tank outlet slagging treatment，adding molten iron transportation lines，such as a series of transformation to achieve the"get the ladle done at one go"technology application in small and medium-sized steel enterprises，for enterprises to bring good economic benefit and environmental benefit.

get the ladle done at one go，small and medium sized Iron and steel enterprises，application

F426.31

A

1672-1152（2016）04-0097-03

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2016.04.33

2016-06-11

魏强（1977—），男，工程师，高级项目经理，现就职于山西首钢国际工程技术有限公司。