寶鋼300t轉爐單元受鐵坑倒鐵口清理實踐

王克儉 郭瑞峰

（西安建筑科技大學，陜西西安710055）

0 引言

寶鋼一煉鋼現有2個受鐵坑，供應3座300t轉爐煉鋼，日產最高曾達到90余爐鋼。煉鋼主生產線的其他輔助作業項目所耗時間有限，經過多年的生產實踐，寶鋼對受鐵坑倒鐵口的清理工藝不斷改進，取得了理想的效果。

1 國內和國際鋼廠受鐵坑倒鐵口清理工藝介紹

目前在煉鋼主生產線的輔助作業項目中，受鐵坑倒鐵口的清理輔助作業項目顯得格外重要。在國內大的鋼廠中，尚未有成熟的清理工藝，往往都是投入較多的人力和物力，同時耗費較多的時間進行人工清理，在清理過程中，一方面環境較為惡劣，另外還會對清理人員的人身安全造成一定的影響。

在國外較大的鋼廠中，仍有很多鋼廠保存著這種人工清理的落后清理方法，在新投產的煉鋼主生產線中，雖然受鐵坑倒鐵口的設計更加人性化，清理時較以前便捷，但始終需要人工參與清理，而且清理主力仍然是人工，并未從根本上替代人工清理模式；同時在目前嚴峻的經濟形勢下，投入新的煉鋼生產線存在較大的難度。

2 原始設計

寶鋼受鐵坑倒鐵口（圖1）清理采用人工清理方式，清理時作業人員下降至站位平臺，利用鋼釬等工具對倒鐵口坑壁上結渣進行清理，費時費力，而且存在很大的安全隱患（作業人員前、后都有空洞，受鐵坑垂直距離15m，而且防護欄桿長期受高溫烘烤，其強度受到一定影響）。目前每次清理時間維持在80～90min，每周需清理四次。最初的設計方便了施工，也便于大的渣鐵的清理，但清理時間較長、頻率較高，這抑制了受鐵坑產能的充分發揮。

圖1 原始設計出鋼口示意圖

2.1 清理時間長的原因

受鐵坑倒鐵口清理時間長，不但取決于結渣的黏結性能，也取決于清理結渣的施力強度。

受鐵坑倒鐵口結渣的性能取決于鐵水表面浮渣和液態鐵水兩種物質。此兩種物質的改變固然能夠改變其黏結性能，但這兩種物質的改變需追溯到鐵礦石等一系列原材料變化，這種改變方式付出代價太高，不宜采納，固結渣的黏結性能不能作為改變清渣時間的有效研究途徑。

清理結渣的施力強度在寶鋼受鐵坑倒鐵口的清理實踐中表現較落后，其通常采用人工清理的方式，施力強度較小，不易將結渣清除，影響了清理時間。

2.2 清理效率低的原因

清理倒鐵口效率低，主要存在以下幾方面的影響因素：

（1）工藝落后、工器具簡單：受鐵坑倒鐵口的清理作業作為煉鋼主生產線的輔助作業項目，其往往被生產單位所忽視，因此無論是國內大的鋼廠還是國外大的鋼廠都沒有成熟的清理工藝，清理時仍以人工為主，采用的工器具多為撬杠等原始作業工具。雖然其為輔助作業項目，但其與煉鋼主生產線的關系甚為密切，一旦清理不當，將直接影響生產節奏。

（2）空間狹小，無法施展機械優勢：在煉鋼生產節奏較快的今天，對于受鐵坑倒鐵口清理也曾考慮過使用機械清理方式代替落后的人工方式，但原廠房設計空間狹小，工程機械根本無法進入廠房；即使進入廠房，也無法充分施展清理能力；同時工程機械的機動性較差，每次使用時需耗費較多的時間，這與高頻率的清理不相適應，同時生產節奏也不允許。

2.3 清理頻率高的原因

日鋼產量的高與低可直接影響受鐵坑倒鐵口的倒鐵頻率，從而影響倒鐵口的結渣速率。結渣速率與清理頻率成正比，但日鋼產量的變化與市場及公司的統籌有關系，其不能作為清理頻率的衡量指標。

另一影響清理頻率的因素為每次清理的徹底性。由于倒鐵口的清理主要依賴人力，而且清理的安全隱患較大，從而使作業人員不能完全覆蓋結渣清理范圍，再加上倒鐵口坑壁的垂直距離大，從而使得每次清理的徹底性較差，導致清理頻率高。

3 受鐵坑倒鐵口清理改進應用

寶鋼300t轉爐單元受鐵坑倒鐵口清理的改進宗旨是縮短清理時間、保障作業人員人身安全。主要從兩個方面改進：（1）增加清理施力強度；（2）在不改變原有設計意圖的前提下，減少清渣空洞面積。

3.1 增加清理施力強度

在受鐵坑倒鐵口的兩側增設10t的液壓千斤頂裝置，每邊各兩個，千斤頂的前端工作節延長至倒鐵口坑壁外側，在工作節前端焊接工字鋼裝置鑲嵌在坑壁中（圖2）。當需要清理坑口時，千斤頂將工作節伸出，帶動前端工字鋼裝置，從而將坑壁大部分結渣清理掉，清理不徹底的部位由人工完成。這可以極大地縮短清理時間，降低人為參與的概率。

圖2 施力強度增加設計示意圖

3.2 減少清渣空洞面積

在倒鐵口兩側各有一個清渣空洞，這一方面給人工清渣造成了很大障礙，另一方面存在安全隱患。其原有設計意圖是日常倒鐵過程中產生的積灰能夠隨時掉入受鐵坑坑底，遇到較大的渣塊能較便捷地清理掉坑底。本次改進在清渣空洞上鋪設可拆卸的網格鋼板，一方面減少了清渣空洞的面積，保障了清理作業人員的人身安全；另一方面保存了原有設計意圖（當遇到較大渣鐵時可對網格鋼板進行拆卸）；同時為增設的千斤頂裝置提供了受力平臺（圖3）。

圖3 清渣空洞面積縮小設計及實物圖

3.3 改進前后的效果比較

（1）清理頻率下降：原始設計受鐵坑倒鐵口清理周期為每周4次；改進后，清理周期僅為每周1～2次。

（2）產能提高：原始設計受鐵坑倒鐵口清理時間為80～90min/次，改進后，清理時間為15～20min/次，大大提高了受鐵坑的產能，為生產節奏的加快提供了可靠的基礎。

（3）勞動力減少：原始設計受鐵坑倒鐵口清理時投入人力為11～13人；改進后，投入的人力僅為3～5人。

（4）安全系數提高：縮小清渣空洞面積以后，可有效保障作業人員的人身安全，降低人身傷害事故的發生頻率。

4 結論

（1）使用液壓千斤頂裝置可降低人工參與清理的頻率，縮短清理時間，大大提高坑口清理的徹底性；

（2）使用機械化裝置清理坑口結渣，可以減少人工參與率，同時可以較大程度地保障作業人員的人身安全，降低人身傷害事故的發生頻率。

［參考文獻］

[1]馮聚和，艾立群，劉建華.鐵水預處理與鋼水爐外精煉[M].北京：冶金工業出版社，2006.

[2]高澤平.煉鋼工藝學[M].北京：冶金工業出版社，2006.