轉(zhuǎn)爐煉鋼廠工序產(chǎn)能和品種鋼鑄機(jī)配置討論

1、2062007年?duì)t外精煉年會(huì)論文集2007年7月LadleRefining2007AnnualMeetingProceedingsJuly.2007轉(zhuǎn)爐煉鋼廠工序產(chǎn)能和品種鋼鑄機(jī)配置討論尹佳1)劉青1)田新中2)胡黎寧2)1）北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院，北京100083；2）邢臺(tái)鋼鐵有限責(zé)任公司，河北054027摘要在研究邢鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼廠現(xiàn)行生產(chǎn)運(yùn)行狀況的基礎(chǔ)上，從物質(zhì)量基本參數(shù)出發(fā)，對轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)流程中轉(zhuǎn)爐、LF精煉爐、連鑄機(jī)產(chǎn)能進(jìn)

2、行了分析，對流程的匹配模式進(jìn)行探索。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞鋼鐵冶金過程工程；轉(zhuǎn)爐煉鋼廠；瓶頸；物質(zhì)量參數(shù)；生產(chǎn)能力前言鋼產(chǎn)量是衡量煉鋼廠生產(chǎn)運(yùn)營狀況的一個(gè)重要指標(biāo)。對于BOF—LF—CCM流程，三個(gè)設(shè)備都有可能成為決定整個(gè)流程的瓶頸，決定流程的實(shí)際生產(chǎn)能力。瓶頸是企業(yè)在實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)的過程中現(xiàn)存的或潛伏的制約因素，是生產(chǎn)能力小于或等于生產(chǎn)負(fù)荷的資源[1]，而且在不同條件下，同一生產(chǎn)流程的瓶頸可能會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移。因此在市場需求允許的情況下，充分發(fā)揮每個(gè)設(shè)備

3、的生產(chǎn)能力，首先應(yīng)該分析限制鋼廠年生產(chǎn)能力的因素。當(dāng)然在解決了流程瓶頸的基礎(chǔ)上，還要解決好各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的銜接匹配的問題。具體到轉(zhuǎn)爐—LF爐—連鑄機(jī)流程，分析三者的實(shí)際生產(chǎn)能力，掌握流程的瓶頸并提出改進(jìn)建議。1邢鋼煉鋼廠簡介轉(zhuǎn)爐煉鋼廠車間共有4座48噸轉(zhuǎn)爐，2座48噸LF精煉爐和4臺(tái)4機(jī)4流150mm150mm連鑄機(jī)，分為三個(gè)跨，其中精煉和連鑄工序同在一跨內(nèi)，故生產(chǎn)中滿包鋼水轉(zhuǎn)運(yùn)無需過跨。此跨有90t20t天車4部，備用天車1部。邢鋼煉鋼

4、廠的1號(hào)、2號(hào)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)品種鋼，3號(hào)主要生產(chǎn)普碳鋼，3號(hào)轉(zhuǎn)爐必要時(shí)也為1號(hào)LF爐供應(yīng)鋼水，4號(hào)轉(zhuǎn)爐只生產(chǎn)普碳鋼?，F(xiàn)有的爐機(jī)對應(yīng)方式為“一一對應(yīng)”，如圖1所示。技劃在修包區(qū)右方建立5號(hào)連鑄機(jī)，其為4機(jī)4流150mm150mm，建成之后3、4和5號(hào)連鑄機(jī)只開其中兩臺(tái)，第三臺(tái)作為備用。其中3號(hào)連鑄機(jī)性能相對較差，因此理想情況是啟用4號(hào)和5號(hào)連鑄機(jī)。增添新連鑄機(jī)后車間平面簡圖如圖2所示。圖中實(shí)、虛線分別代表1號(hào)BOF→2號(hào)LF→3號(hào)CCM和2號(hào)B

5、OF→1號(hào)LF→4號(hào)CCM兩條生產(chǎn)線中鋼包的運(yùn)行路線。由于1號(hào)和2號(hào)連鑄機(jī)用于生產(chǎn)普碳鋼，與轉(zhuǎn)爐的匹配方案在文獻(xiàn)[2]中已經(jīng)分析，所以在本文以下的篇幅中將對LF爐、新增的5號(hào)連鑄機(jī)以及原有的3號(hào)、4號(hào)連鑄機(jī)產(chǎn)能進(jìn)行研究，對邢鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼廠生產(chǎn)過程時(shí)間(工序作業(yè)時(shí)間)進(jìn)行解析和對煉鋼廠年產(chǎn)能力進(jìn)行計(jì)算，提出適應(yīng)邢鋼轉(zhuǎn)爐噸位的BOF—LF—CCM配置方案。4#LD3#LD2#LD1#LD2#CC1#CC4#CC3#CC轉(zhuǎn)爐1#LF2#LF主要

6、路線吹氬站精煉爐連鑄機(jī)非主路線?208?2007年?duì)t外精煉年會(huì)論文集2007年7月表2邢鋼2004～2006（一季度）生產(chǎn)情況統(tǒng)計(jì)年份年產(chǎn)量t品種鋼t普通鋼t品種鋼比例%20042161237537389162384824.8620052378058847279153077935.632006一季度62659326117236542141.682006年全年鋼產(chǎn)量270萬t，其中品種鋼為113萬t，均比2005年提高了13.54%和33

7、.37%，品種鋼增長幅度大于總產(chǎn)量增幅。2.2LF精煉工序產(chǎn)能解析LF爐年產(chǎn)能力計(jì)算公式，見式(2)[3]：LFLFLFyLFQP?????525600(2)式中：yLFP—LF精煉爐年生產(chǎn)能力，ta；LF?—LF爐精煉處理周期，min；LFQ—LF爐精煉包平均每包鋼水量，t；LF?—LF精煉爐年作業(yè)率，%；邢鋼LF爐采用雙工位作業(yè)，并全程吹氬：即自轉(zhuǎn)爐出鋼完畢鋼包吊運(yùn)至副工位LT1（即座包等待工位）開始吹氬，經(jīng)過短時(shí)的等待，在前一包鋼

8、水出站后，進(jìn)入LF工位進(jìn)行精煉處理（測溫、取樣、加料、加熱等操作），加熱結(jié)束后測溫、取樣、喂絲，而后進(jìn)入副工位LT2（即軟吹工位）繼續(xù)吹氬弱攪拌直至達(dá)到要求，吹氬結(jié)束，吊運(yùn)離開。通過對邢鋼LF精煉爐實(shí)測時(shí)間和生產(chǎn)記錄數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，得出該廠LF工藝過程各時(shí)間項(xiàng)的平均值如表3。其中喂絲時(shí)間一般為2min左右，通常歸入副工位處理時(shí)間（軟吹時(shí)間）。對表3的分析，雖然邢鋼LF爐總處理時(shí)間較長，達(dá)到了52分鐘甚至更長，但是由于采用了“雙工位”作業(yè)

9、，使得主工位LF精煉位和副工位LT1、等待位LT2軟吹位可并行作業(yè)，且τLT1τLT2τLF，在對某一包鋼水進(jìn)行LF精煉的同時(shí)，可以完成前一包鋼水的軟吹作業(yè)和后一包鋼水的座包等待。這樣可以在不壓縮操作時(shí)間的情況下，使得LF爐的生產(chǎn)節(jié)奏基本適應(yīng)轉(zhuǎn)爐和連鑄機(jī)的生產(chǎn)要求。如能再優(yōu)化LF爐的操作，可以進(jìn)一步提升LF爐的精煉能力，這樣可以加強(qiáng)LF爐對LD—LF—CC流程的緩沖能力，為提升煉鋼廠的生產(chǎn)能力創(chuàng)造條件。表3LF工序各時(shí)間項(xiàng)統(tǒng)計(jì)結(jié)果序號(hào)過

10、程時(shí)間項(xiàng)平均值最大值最小值樣本容量1鋼水等待處理時(shí)間（LT1），min5.61911072加熱開始至結(jié)束時(shí)間（LF），min28.045161073喂絲時(shí)間，min4軟吹時(shí)間（LT2），min18.33861075LF爐工序總時(shí)間（到站至軟吹畢），min51.98041107在現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下，邢鋼1號(hào)LF爐精煉工位凈處理平均時(shí)間為30.0min，2號(hào)LF爐精煉工位凈處理平均時(shí)間為34.0min(受處理鋼種的影響)。2005年采用1號(hào)轉(zhuǎn)

11、爐供應(yīng)兩座LF精煉爐的方式，造成LF精煉爐作業(yè)率偏低，僅為46%左右，嚴(yán)重限制了LF爐的產(chǎn)量，兩座LF爐處理能力僅為73萬t左右。因此2006年開始改進(jìn)運(yùn)行方式，對原有生產(chǎn)模式進(jìn)行優(yōu)化，由1號(hào)轉(zhuǎn)爐對應(yīng)2號(hào)LF爐和2號(hào)轉(zhuǎn)爐對應(yīng)1號(hào)LF爐，可以極大的提高LF爐的生產(chǎn)效率，增加品種鋼產(chǎn)量。若2006年LF爐作業(yè)率以80%計(jì)，1號(hào)、2號(hào)LF爐處理能力分別為67.28萬ta、59.36萬ta，LF爐工序總能力達(dá)到126.64萬ta；若作業(yè)率以90