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        260 t轉(zhuǎn)爐底吹管線鋪設(shè)技術(shù)在煉鋼生產(chǎn)中的應(yīng)用

        2022-05-14 03:13:04尹宏軍陳晨龍山馬寧趙自鑫王富亮李超
        鞍鋼技術(shù) 2022年2期
        關(guān)鍵詞:爐殼順時針供氣

        尹宏軍,陳晨,龍山,馬寧,趙自鑫,王富亮,李超

        (鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司,遼寧 營口 115007)

        轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉工藝誕生于20世紀(jì)70年代,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,該工藝已基本成熟。轉(zhuǎn)爐冶煉過程中通過底吹元件吹入惰性氣體對轉(zhuǎn)爐熔池進(jìn)行攪拌,可以使熔池反應(yīng)接近平衡,不僅降低鋼中氧含量,還可以降低爐渣中的TFe含量,有利于提高鋼水質(zhì)量,降低噸鋼成本[1]。目前,國內(nèi)外轉(zhuǎn)爐底吹元件的數(shù)量和位置全部采用固定的方式,即在轉(zhuǎn)爐爐殼底部相應(yīng)位置開孔、安裝法蘭,將轉(zhuǎn)爐底吹元件固定布置在爐殼開孔處,然后才能砌筑和安裝底吹供氣管路,這種方式會導(dǎo)致底吹效果差以及底吹元件不能與轉(zhuǎn)爐爐襯同壽命的問題。隨著轉(zhuǎn)爐復(fù)吹工藝的進(jìn)步和發(fā)展,不但底吹元件形式和材質(zhì)發(fā)生變化,對底吹元件供氣方式和底吹元件位置也提出了更多要求,亟需一種靈活布置底吹元件的方式來適應(yīng)轉(zhuǎn)爐復(fù)吹的需要。

        本文以鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司(以下簡稱“鲅魚圈”)260 t轉(zhuǎn)爐為研究對象,提出一種合理的轉(zhuǎn)爐底吹管線鋪設(shè)技術(shù),并且優(yōu)化了底吹系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了全爐役復(fù)吹,不僅提高了鋼水質(zhì)量,而且降低了成本。

        1 原轉(zhuǎn)爐底吹元件布置存在的問題

        2008年開工時,鲅魚圈260 t轉(zhuǎn)爐就固定了底吹元件位置,即在轉(zhuǎn)爐爐底0.6D(D為爐底直徑)均勻開10個孔作為底吹元件的位置,圖1為原底吹元件布置示意圖。如圖1(a)所示,10支底吹元件均勻布置在爐底磚9~11環(huán);如圖1(b)所示,1#底吹元件位于轉(zhuǎn)爐兩耳軸中心線夾角順時針偏上30°,其余9支底吹元件按照順時針依次排列。

        圖1 原底吹元件布置示意圖Fig.1 Layout Diagram for Original Bottom Blowing Elements

        對轉(zhuǎn)爐熔池而言,轉(zhuǎn)爐頂吹氧氣存在著攪拌死區(qū),從而造成轉(zhuǎn)爐熔池成分和溫度不均勻,且爐襯的侵蝕也很不均勻,尤其是在爐役后期爐容比增大時上述問題尤為突出。隨著使用次數(shù)的增多,轉(zhuǎn)爐爐殼受熱變形也比較大,尤其是轉(zhuǎn)爐加料側(cè)和出鋼側(cè)變形嚴(yán)重,爐殼上的開孔相對位置隨之發(fā)生了變化,引起底吹位置的變化,不僅給復(fù)吹轉(zhuǎn)爐爐襯砌筑帶來困難,同時也影響了復(fù)吹的攪拌效果。

        綜合,俯臥位機(jī)械通氣有利于改善重癥肺炎并呼吸衰竭患者的PaO2、Pa O2/FiO2、SaO2,且對血流動力學(xué)無明顯影響,值得臨床推廣。

        2 轉(zhuǎn)爐底吹管線鋪設(shè)技術(shù)

        優(yōu)化前后底吹元件流量及壓力對比見表1。由表1看出,轉(zhuǎn)爐底吹系統(tǒng)優(yōu)化后,底吹流量閥門開度平均降低10%,最大瞬時流量達(dá)到6 m3/min,底吹壓力降低了0.1~0.3 MPa,計算得知最大供氣強(qiáng)度由 0.073 m3/(min·t)提高至 0.093 m3/(min·t),改善了轉(zhuǎn)爐熔池混合狀態(tài),增強(qiáng)了物質(zhì)傳遞速度,能夠促進(jìn)鋼渣反應(yīng)接近平衡狀態(tài)。

        圖2 優(yōu)化后底吹元件布置示意圖Fig.2 Layout Diagram for Bottom Blowing Elements after Optimization

        自金融危機(jī)爆發(fā)以來,各國經(jīng)濟(jì)得到了一定的復(fù)蘇。但是,不能否認(rèn)的是各國在消費(fèi)市場、財經(jīng)合作等方面依舊受到金融危機(jī)的影響而轉(zhuǎn)為保守。此種保守的狀態(tài)具體表現(xiàn)為兩個方面:一是國與國之間加強(qiáng)了合作的同時在資源的爭奪上也更為激烈,各國在原本“邊境措施”的基礎(chǔ)上,更加深入的擴(kuò)展到對別國國內(nèi)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的滲透;二是各國在面對資本輸出以及財經(jīng)合作上更為的理性,尤其是在大型項(xiàng)目投資、風(fēng)險資金對沖、虛擬經(jīng)濟(jì)以及金融經(jīng)濟(jì)管控上相對保守。此種趨勢,在去年G20的過程中有所體現(xiàn)。國際社會將注意力集中在我國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變與調(diào)整上來,并促使了各國對于我國在稅制、匯率、利率等多方面的改革與調(diào)整給予更大的希望。

        底吹元件布置由0.6D單圓優(yōu)化為0.3D、0.6D雙層同心圓后,熔池攪動均勻、分散,能夠改善冶煉動力學(xué)效果。同時,分散的布置方式有利于開爐初期底部供氣元件端部迅速形成“爐渣-金屬蘑菇頭”,可以顯著減少“氣泡反擊”、“水錘沖刷”現(xiàn)象,延長了供氣元件的使用壽命,為提高底吹供氣強(qiáng)度奠定了基礎(chǔ)[2]。

        3 生產(chǎn)應(yīng)用及效果

        受底吹系統(tǒng)管道內(nèi)徑小以及底吹元件毛細(xì)管數(shù)量不足等條件制約,轉(zhuǎn)爐底吹供氣壓力高、流量低,達(dá)不到單支底吹元件設(shè)計最大值(6 m3/min),影響了轉(zhuǎn)爐底吹效果。為進(jìn)一步提高底吹供氣強(qiáng)度,增加底吹供氣流量,在優(yōu)化底吹管線布置基礎(chǔ)上,對底吹系統(tǒng)的管道內(nèi)徑和底吹元件進(jìn)行了優(yōu)化,具體措施為:將底吹主管道內(nèi)徑由20 mm增加為25 mm,底吹供氣元件內(nèi)毛細(xì)管數(shù)量由26支增加為30支且改變了分布位置,以保證底吹供氣強(qiáng)度可達(dá)到二級最大設(shè)定值,加強(qiáng)爐底攪拌。優(yōu)化前后底吹供氣元件毛細(xì)管對比見圖3。

        圖3 優(yōu)化前后底吹供氣元件毛細(xì)管對比Fig.3 Comparison of Capillary Pipes for Gas Supplying Elements in Bottom Blowing before and after Optimization

        為了滿足生產(chǎn)中對轉(zhuǎn)爐復(fù)吹的要求,在不改變原有爐殼開孔的前提下,提出一種管線鋪設(shè)技術(shù),在爐底位置使用無縫鋼管作為供氣管路,根據(jù)底吹元件位置設(shè)計底吹供氣管線的路徑,再將無縫鋼管彎曲、變向,最終滿足不同位置底吹元件的供氣需要。優(yōu)化后底吹元件布置示意圖見圖2。

        表1 優(yōu)化前后底吹元件流量及壓力對比Table 1 Comparison of Both Flow Rates and Pressuresfor Bottom Blowing Elements before and after Optimization

        (2)噸鋼脫氧成本:鋼水中的氧含量降低0.003 78%, 節(jié)省脫氧鋁:260×0.003 78%×1 000×1.125≈11.06 kg/爐,鋁線段價格為 13元/kg,則節(jié)省脫氧成本:11.06×13/260≈0.55 元/t。

        表2 優(yōu)化前后轉(zhuǎn)爐各項(xiàng)指標(biāo)對比Table 2 Comparison of Each Index for Converter before and after Optimization

        避雨拱棚搭建方法:在原葡萄架水泥立柱頂端加固1根長0.8 m的支柱,使其高度達(dá)到2.5 m,水泥立柱頂端加固1根1.5~1.7 m的橫梁,橫梁兩端和立柱頂端各拉1道10#鐵絲,用竹片做拱,跨度1.6 m,竹拱兩端固定在鐵絲上,竹拱間距0.6~1.2 m。竹拱與竹拱間用鐵絲連接并扶正,每畝需碗口粗的竹竿10根,用于地兩頭水泥柱的固定。兩頭用地錨拉緊固定。薄膜用竹片加壓以及拉繩固定在搭架的竹拱上,膜的兩側(cè)卷細(xì)竹竿捆在拉緊的鐵絲上。每間隔7 m,用布條將棚膜固定在葡萄老藤蔓上,防止風(fēng)大揭棚。搭建完成后,行與行的空隙為30 cm,這樣可保證東西向的陽光照到葡萄樹。

        優(yōu)化后噸鋼成本降低:0.57+0.55=1.12元

        底吹管線鋪設(shè)技術(shù)應(yīng)用后,底吹元件布置方式和數(shù)量均得到優(yōu)化,在增強(qiáng)轉(zhuǎn)爐復(fù)吹效果的基礎(chǔ)上,延長了復(fù)吹壽命,實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐全爐役復(fù)吹。鋼水質(zhì)量得到提高,優(yōu)化前后轉(zhuǎn)爐各項(xiàng)指標(biāo)對比見表2。由表2看出,優(yōu)化后轉(zhuǎn)爐碳氧積降低了0.000 402,鋼中氧含量降低了0.003 78%,爐渣中的鐵含量降低了0.21%。

        降低的鋼鐵料消耗和噸鋼成本計算如下:

        由圖2(a)看出,優(yōu)化后的底吹元件布置在4環(huán)和9~11環(huán)。由圖2(b)看出,外環(huán)底吹元件排列在 0.6D, 順時針排布依次為 1#、4#、5#、6#、9#、10#(1#與 4#、6#與 9#之間夾角為 108°,其余底吹元件之間夾角為30°),其中1#底吹元件位于轉(zhuǎn)爐兩耳軸中心線順時針偏上30°。內(nèi)環(huán)底吹元件排列在0.3D,順時針排布依次為 2#、3#、7#、8#(4 支底吹元件夾角依次為 72°、108°、72°、108°), 其中 2#底吹元件在1#底吹元件順時針方向18°位置。

        (1)鋼鐵料成本:轉(zhuǎn)爐渣料量為23.5 t/爐,則節(jié)省鐵23.5×0.21%≈0.049 4 t/爐,降低鋼鐵料消耗0.049 4/260×1 000=0.19 kg/t,鋼鐵料價格 3.0 元/kg,則降低鋼鐵料成本:0.19×3=0.57元/t。

        由于百香果的pH值過低,與鮮奶混合會出現(xiàn)絮狀物,若pH值過高,則無法凝乳[11]。研究了不同的混合液pH值對酸奶品質(zhì)的影響。

        4 結(jié)論

        鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司針對260 t轉(zhuǎn)爐底吹元件位置和數(shù)量固定影響復(fù)吹效果和底吹元件壽命短的問題,研究了一種底吹管線鋪設(shè)技術(shù),同時優(yōu)化了底吹系統(tǒng),實(shí)踐后得到如下結(jié)論:

        (1)使用無縫鋼管作為供氣管路,根據(jù)底吹元件位置設(shè)計爐底供氣管線的路徑,再將無縫鋼管彎曲、變向,最終滿足了不同位置底吹元件的供氣需要;

        一銨市場弱穩(wěn)運(yùn)行,企業(yè)報價變化不大,成交觀望氛圍濃郁,內(nèi)銷進(jìn)入收尾階段,部分企業(yè)主要供應(yīng)前期預(yù)收訂單發(fā)貨;預(yù)計短期內(nèi)盤整運(yùn)行。二銨市場延續(xù)平穩(wěn)走勢,東北市場價格已經(jīng)逐步明朗,受經(jīng)銷商庫存低位影響,企業(yè)惜售心態(tài)明顯,看好后市。因市場當(dāng)前觀望氛圍較濃,部分企業(yè)二銨價格調(diào)整或推遲至本月底,預(yù)計幅度在50-100元/噸,個別企業(yè)或有150元/噸的上調(diào)意向。

        (2)底吹系統(tǒng)主管道內(nèi)徑由20 mm增加為25 mm,底吹元件內(nèi)毛細(xì)管數(shù)量由26支增加為30 支后,最大供氣強(qiáng)度由 0.073 m3/(min·t)提高至0.093 m3/(min·t),加強(qiáng)了爐底攪拌;

        (3)底吹元件與轉(zhuǎn)爐爐襯同壽命,實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐全爐役復(fù)吹,而且碳氧積降低0.000 402,鋼中氧含量降低了0.003 78%,爐渣中的鐵含量降低了0.21%,不僅提高了鋼水質(zhì)量,而且噸鋼成本降低了1.12元。

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