津西鋼鐵150 t轉(zhuǎn)爐開爐實踐

劉翠艷，田志軍，溫小杰

（河北津西鋼鐵集團股份有限公司，河北遷西 064300）

1 前 言

隨著國家大力推進供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、堅定不移地化解產(chǎn)能過剩、三令五申嚴禁新增產(chǎn)能的背景下，產(chǎn)能置換實現(xiàn)嚴禁新增產(chǎn)能和機構(gòu)調(diào)整有機結(jié)合的重要手段。因此，津西鋼鐵緊緊依托國家產(chǎn)業(yè)政策推行產(chǎn)能置換，淘汰100 t 以下轉(zhuǎn)爐4 座，減量置換150 t轉(zhuǎn)爐2座，配備2座LF爐，8機8流方坯連鑄機、3機3流板坯。有利的減少綜合能源消耗，提高利用率。本文主要從轉(zhuǎn)爐開爐前期各項準備工作及過程控制，包括前期各種設(shè)備檢查、調(diào)試、物料準備，介紹了開爐第一爐操作過程控制，確保開爐成功。

2 開爐前期準備

2.1 設(shè)立開爐總指揮部

以公司總經(jīng)理為總指揮，生產(chǎn)副總經(jīng)理、安全副總經(jīng)理、項目部部長為副總指揮，煉鋼廠班子和各職能部室為成員。總指揮部下設(shè)安全組、生產(chǎn)協(xié)調(diào)準備組、轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)組、連鑄生產(chǎn)組、生產(chǎn)保障組。

安全組負責(zé)生產(chǎn)前安全確認以及生產(chǎn)過程的安全監(jiān)督；生產(chǎn)協(xié)調(diào)準備組負責(zé)生產(chǎn)指令下達及物料準備、生產(chǎn)過程組織協(xié)調(diào)以及工藝規(guī)程的制定和過程監(jiān)督；轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)組負責(zé)開新爐操作方案的實施；負責(zé)組織板坯連鑄機開機生產(chǎn)；生產(chǎn)保障組負責(zé)生產(chǎn)前設(shè)備運轉(zhuǎn)狀態(tài)的確認以及生產(chǎn)過程突發(fā)設(shè)備問題的處理。

2.2 烘爐準備及檢查項目

在冷態(tài)聯(lián)動試車達到完全正常，一切都具備了熱烘爐的條件，方可進行新爐烘爐操作。

爐前擋火門、上料稱量系統(tǒng)、加料管等設(shè)備、轉(zhuǎn)爐耳軸傾動、氧槍升降等設(shè)備機構(gòu)調(diào)試確認處于正常工作狀態(tài)。檢查確認爐帽、煙罩及水冷系統(tǒng)閥門處于正常工作狀態(tài)，供水、排水系統(tǒng)正常。檢查確認計算機控制系統(tǒng)，主要儀表（氧氣流量、氧氣壓力、高壓水流量、壓力、氧槍進出水溫度、氧氣和水量計時、供氧量累計等）處于正常工作狀態(tài)。檢查確認各種安全連鎖機構(gòu)，急停開關(guān)、氧槍事故提升報警開關(guān)已處于正常狀態(tài)。檢查確認爐底復(fù)吹系統(tǒng)處于正常狀態(tài)。并進行氬氣冷態(tài)試氣，確定透氣磚透氣正常。確認氧槍高壓水流量≥260 t/h，壓力在1.2 MPa；氧槍試氧，氧氣總管壓力1.5 MPa，使用壓力0.75～0.95 MPa；試氮時工作壓力≥0.8 MPa 并定好氧槍零位。風(fēng)機、干法除塵系統(tǒng)、汽化冷卻系統(tǒng)和煤氣回收系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)。確認氧槍孔、物料匯總斗及氮封溜槽的氮封狀況正常，以及刮渣器等設(shè)備狀況正常。確認氧氣切斷閥、氧氣調(diào)節(jié)閥和高壓水水管快速切斷閥，濺渣氮氣切斷閥，運行正常。檢查確認爐襯磚縫嚴實，爐帽緊湊不得缺料，爐底接縫處無明顯縫隙、飛邊、缺角。

烘爐前準備火把5 個，棉紗1 袋，柴油150 kg。用廢鋼斗準備焦炭2～3 t，再用廢鋼斗向爐內(nèi)加入灑好柴油的木料1～1.5 t。高位料倉準備焦炭6～11 t，根據(jù)爐內(nèi)焦炭燃燒情況分批陸續(xù)追加焦炭，每批加入焦炭500 kg，在焦炭加入時，特別注意要保證吹氧量和加入爐內(nèi)焦炭總量滿足以下公式：4 000 m3＜［加入爐內(nèi)焦炭量（t）×2 000-吹氧量］＜8 000 m3。

烘爐過程中，監(jiān)視升溫曲線，同時注意觀察爐口火焰或熱電偶溫度變化情況，出現(xiàn)異常情況，立即通知相關(guān)人員處理，轉(zhuǎn)爐烘爐升溫曲線見圖1。

圖1 轉(zhuǎn)爐烘爐升溫曲線

吹氧過程中根據(jù)火焰和升溫情況調(diào)整槍位和氧流量，使實際升溫曲線逼近理論升溫曲線，烘爐時間不少于4 h。烘好爐后，將殘余焦炭倒入渣罐，同時檢查爐襯狀況。在烘爐結(jié)束前30 min，爐長確認鐵水準備情況。

2.3 轉(zhuǎn)爐兌鐵前確認

開爐前要求進行冷試車和檢查工作氣源壓力，氧氣壓力1.5 MPa，N2壓力≥1.4 MPa，Ar 壓力≥1.4 MPa。檢查底吹原件設(shè)備及供氣系統(tǒng)是否泄漏，如有泄漏應(yīng)采取措施進行處理。檢查切斷閥和流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在手動和自動狀態(tài)下，分別實現(xiàn)N2、Ar正常切換，并利用N2對每個底吹供氣元件進行在線的P-Q 特性測定。確認轉(zhuǎn)爐傾動角、開氧、關(guān)氧、開氮、關(guān)氮等有關(guān)信號的可靠性。

在轉(zhuǎn)爐兌鐵前要坐好出鋼包，爐底道軌保持干凈，并將鋼包車開到爐底正下方（以防漏爐發(fā)生事故）。將準備好的干柴、汽油等熱補爐料裝入廢鋼斗內(nèi)，隨時做好補爐準備。頂吹部分按頂吹開新爐工藝技術(shù)規(guī)程執(zhí)行；底吹元件裝好后，轉(zhuǎn)爐不再進人后，進行底吹元件通氣冷測，對照性能參數(shù)表，測定每支底吹供氣元件的壓力-流量關(guān)系，以了解底吹供氣元件的實際工作狀態(tài)。開爐前應(yīng)調(diào)整計算機程序，使其自動保證底吹供氣元件工作壓力＞0.3 MPa；也可采用提高支管調(diào)解閥底限開度的方法，保證底吹供氣元件的工作壓力在任何時候均＞0.3 MPa；最好采用計算機控制保證底吹供氣元件工作壓力。

2.4 開爐操作控制原則

開爐原則。燒結(jié)好爐襯，避免過吹，嚴防塌磚，保證合格鋼。連續(xù)冶煉爐數(shù)原則上只限于冶煉普通鋼。連續(xù)吹煉10 爐，間隔時間不大于10 min，前3爐不堵出鋼口（準備好燒出鋼口用的吹氧管）。

鐵水成分要求。保證第1 爐鐵水溫度＞1 300℃，鐵水硅含量要求控制在0.4%～0.5%，Mn 應(yīng)＞0.3%，S 含量應(yīng)滿足冶煉鋼種的要求，如鐵水溫度不能滿足，補加適量硅鐵入爐。

鐵水裝入量。第1 爐鐵水按160 t 加入。第1爐吹煉工作氧壓及吹煉槍位制度參考見表1。吹煉過程中可根據(jù)過程控制情況對槍位進行適當調(diào)整。

表1 氧壓及吹煉槍位制度

溫度要求。前3爐出鋼溫度1 720～1 740 ℃。

2.5 供氧制度

供氧參數(shù)。氧氣流量是指在單位時間內(nèi)向熔池供氧的數(shù)量。即：Q=V/t。Q為氧氣流量（標態(tài)），m3/h；V為1 爐鋼的耗氧量（標態(tài)），m3；t為1 爐鋼吹煉時間，min或h。

供養(yǎng)強度是單位時間內(nèi)每噸金屬耗氧量，即：I=Q/T。I 為供養(yǎng)強度（標態(tài)），m3/（t·min）；Q為氧氣流量（標態(tài)），m3/min；T為1爐鋼的金屬裝入量t。

150 t 轉(zhuǎn)爐采用分階段定氧氣流量變槍位操作制度，根據(jù)裝入量、爐齡、操作條件等合理控制氧氣流量、適當調(diào)整氧壓。供氧要求。氧氣純度要求＞99.6%，含水量＜0.5 g/m3。

氧氣氣源壓力在兩臺轉(zhuǎn)爐同時作業(yè)時應(yīng)≥1.0 MPa，一次氣源壓力的調(diào)節(jié)范圍為0.70～0.95 MPa。

氧槍槍位控制。槍位控制應(yīng)以保證早化渣、化好渣，避免噴濺為原則，見表2。氧槍槍位控制基本操作模式示見圖2。

表2 槍位控制

圖2 氧搶槍位控制示意圖

3 開爐生產(chǎn)

兌鐵生產(chǎn)。新開爐4爐吹煉數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 新開爐4爐吹煉數(shù)據(jù)

開爐1次連續(xù)生產(chǎn)4爐，均加入純鐵，未使用廢鋼，鐵水加入量在165 t左右，第1爐供氧時間略長，后續(xù)根據(jù)吹煉穩(wěn)定程度合理調(diào)整氧槍槍位，縮短了吹煉時間，白灰加入量每爐在6 t 左右，冶煉Q235B鋼種，終點溫度控制在1 700 ℃左右。脫氧數(shù)據(jù)如鋼水成分見表5。由表5 可以看出，鋼水成分控制合格，連鑄順利澆注，標志開爐成功。

表5 新開爐4爐鋼水成分

4 結(jié) 語

新爐開爐前各種設(shè)備調(diào)試和物料準備就位是關(guān)鍵。開爐前期氧氣流量不能過高，穩(wěn)步吹煉，根據(jù)吹煉情況適時調(diào)整合理槍位，保證前期盡快化渣脫P，保證終點出鋼溫度合適。脫氧合金化首先保證鋼水脫氧完全，連鑄能夠順利澆注，合理配加合金，成分符合生產(chǎn)鋼種要求。開爐成功后生產(chǎn)3～5爐，原則上停機檢查各項設(shè)備運轉(zhuǎn)是否異常，為后續(xù)高產(chǎn)高效創(chuàng)造穩(wěn)定條件。