寶鋼轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝技術(shù)-寶鋼

1、2012年6月孫興洪1. 寶鋼股份煉鋼廠轉(zhuǎn)爐擋渣工藝技術(shù)應(yīng)用歷程寶鋼股份煉鋼廠轉(zhuǎn)爐擋渣工藝技術(shù)應(yīng)用歷程 2. 寶鋼轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝技術(shù)寶鋼轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝技術(shù)3. 轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝技術(shù)的應(yīng)用展望轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝技術(shù)的應(yīng)用展望目錄目錄轉(zhuǎn)爐終渣與精煉結(jié)束鋼包渣成分比較轉(zhuǎn)爐終渣與精煉結(jié)束鋼包渣成分比較與精煉結(jié)束鋼包渣成分相比，轉(zhuǎn)爐終渣與精煉結(jié)束鋼包渣成分相比，轉(zhuǎn)爐終渣高的氧化性，增加鋼水脫氧及合金化過程中的脫氧劑和合金的消耗，高的氧化性，增加鋼水脫氧及合金化過程中的脫氧劑和合金的消耗， 增加氧化物夾雜的含量增加氧化物夾雜的含量高的磷和硫含量，鋼水精煉過程中將回磷、回硫高的磷和硫含量，

2、鋼水精煉過程中將回磷、回硫 轉(zhuǎn)爐出鋼轉(zhuǎn)爐出鋼下渣的危害下渣的危害減少轉(zhuǎn)爐出鋼到鋼包的下渣量，不僅是改善鋼水質(zhì)量的一個減少轉(zhuǎn)爐出鋼到鋼包的下渣量，不僅是改善鋼水質(zhì)量的一個重要工藝技術(shù)，而且也是降重要工藝技術(shù)，而且也是降 低煉鋼成本的一個重要工藝技低煉鋼成本的一個重要工藝技術(shù)術(shù)轉(zhuǎn)爐出鋼轉(zhuǎn)爐出鋼下渣的危害下渣的危害在轉(zhuǎn)爐出鋼過程中，由于轉(zhuǎn)爐渣的比重小于鋼水而浮于鋼面上，因此轉(zhuǎn)爐出鋼時的下渣包括三部分：前期渣，轉(zhuǎn)爐傾動至平均38 50出前期渣，如圖1-1所示；過程渣， 前期渣之后開始出鋼, 可觀察到鋼水的渦旋效應(yīng)卷渣；后期渣，出鋼后期至出鋼結(jié)束階段，如圖1-2所示。轉(zhuǎn)爐出鋼到鋼包的下渣量中, 前期渣量

3、大體占30 % , 渦旋效應(yīng)從鋼水表面帶下的渣量約為30 %, 后期渣約40 % ，如圖1-3所示。 轉(zhuǎn)爐出鋼下渣過程分析轉(zhuǎn)爐出鋼下渣過程分析 產(chǎn)品定位在精品、高質(zhì)量和高附加值產(chǎn)品定位在精品、高質(zhì)量和高附加值 杜絕精品、高質(zhì)量和高附加值品種生產(chǎn)杜絕精品、高質(zhì)量和高附加值品種生產(chǎn)“留鋼留鋼” 轉(zhuǎn)爐出鋼下渣量控制問題影響到鋼水成分、夾轉(zhuǎn)爐出鋼下渣量控制問題影響到鋼水成分、夾雜物等控制雜物等控制 有效擋渣，有效擋渣， 可減少脫氧劑及合金的消耗，減少可減少脫氧劑及合金的消耗，減少鋼包粘渣，延長鋼包的使用壽命鋼包粘渣，延長鋼包的使用壽命 可提高轉(zhuǎn)爐出鋼口耐材的使用壽命，起到了降可提高轉(zhuǎn)爐出鋼口耐材的使用

4、壽命，起到了降低鋼產(chǎn)品成本的作用低鋼產(chǎn)品成本的作用寶鋼轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝技術(shù)應(yīng)用背景寶鋼轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝技術(shù)應(yīng)用背景寶鋼寶鋼股份股份煉鋼廠轉(zhuǎn)爐擋渣煉鋼廠轉(zhuǎn)爐擋渣工藝工藝技術(shù)技術(shù)應(yīng)用歷程應(yīng)用歷程時間 爐座8889 909899 2000 010203 0405060910轉(zhuǎn)爐出鋼擋渣1LD擋渣球擋渣鏢+AMEPA2LD擋渣球擋渣鏢+AMEPA3LD擋渣球擋渣鏢+AMEPA滑動水口+AMEPA4LD氣動擋渣擋渣鏢+AMEPA滑動水口+AMEPA5LD氣動擋渣擋渣鏢+AMEPA滑動水口+AMEPA6LD擋渣鏢+AMEPA滑動水口+AMEPA010年鋼產(chǎn)量 (百萬噸 )# # # 從擋渣球 到滑

5、動水口寶鋼寶鋼股份股份煉鋼廠轉(zhuǎn)爐擋渣煉鋼廠轉(zhuǎn)爐擋渣工藝工藝技術(shù)技術(shù)應(yīng)用效果應(yīng)用效果寶鋼轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝技術(shù)的研發(fā)及集成寶鋼轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝技術(shù)的研發(fā)及集成 立項研究立項研究2007年可研，2008年4月立項研究，2008年9月18日首次開始在寶鋼股份公司煉鋼廠3#轉(zhuǎn)爐進行工業(yè)化應(yīng)用試驗。通過不斷改進及完善，2009年6月穩(wěn)定應(yīng)用。 成果推廣應(yīng)用成果推廣應(yīng)用2009年開始技術(shù)改造：4#轉(zhuǎn)爐2009年12月；5#轉(zhuǎn)爐2010年3月；6#轉(zhuǎn)爐2010年5月相繼完成了轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝技術(shù)改造。 更換機械研發(fā)更換機械研發(fā)2009年開始研發(fā)在線快速更換擋渣機構(gòu)的機械手，2012年3月完成。實現(xiàn)

6、更加高效，更加安全在線更換擋渣機構(gòu)。 深化深化研究研究2009年開始研發(fā)更高使用壽命的新一代擋渣機構(gòu)，以及配套的耐火材料，降低使用成本20%以上。 深化應(yīng)用深化應(yīng)用2011年6月完成對3#轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣設(shè)備實施技術(shù)改善，全面升級相關(guān)系統(tǒng)。 大型轉(zhuǎn)爐工業(yè)化應(yīng)用，效果驗大型轉(zhuǎn)爐工業(yè)化應(yīng)用，效果驗證，穩(wěn)定應(yīng)用相關(guān)問題解決證，穩(wěn)定應(yīng)用相關(guān)問題解決 成果固化，推廣應(yīng)用成果固化，推廣應(yīng)用 安全、高效、高質(zhì)量實現(xiàn)在線安全、高效、高質(zhì)量實現(xiàn)在線滑動水口機構(gòu)更換滑動水口機構(gòu)更換 高性價比的滑動水口機構(gòu)及相高性價比的滑動水口機構(gòu)及相關(guān)耐火材料研發(fā)，降低成本關(guān)耐火材料研發(fā)，降低成本 實施設(shè)備技術(shù)改善，對初次研實施

7、設(shè)備技術(shù)改善，對初次研發(fā)設(shè)備進行完善發(fā)設(shè)備進行完善轉(zhuǎn)爐出鋼滑動水口擋渣工藝，其工作原理類似鋼包滑動水口。轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣閘閥裝置安裝在轉(zhuǎn)爐出鋼口的外端，滑動水口開閉采用液壓驅(qū)動方式，由自動控制系統(tǒng)的PLC自動采集轉(zhuǎn)爐傾動角度信號及AMEPA紅外下渣檢測信號，并根據(jù)擋渣工藝要求，在0. 5秒內(nèi)自動完成滑動水口的全開或全閉，實現(xiàn)對出鋼過程中的前期渣和后期渣最有效的阻擋，是目前轉(zhuǎn)爐出鋼擋渣效果最佳的一種生產(chǎn)工藝技術(shù)。轉(zhuǎn)爐滑動水口全自動擋渣工藝原理轉(zhuǎn)爐滑動水口全自動擋渣工藝原理圖1.1.擋渣閘閥系統(tǒng) a.全開位置 b.全關(guān)位置 圖1.2. 滑動水口擋渣原理轉(zhuǎn)爐閘閥機構(gòu)轉(zhuǎn)爐閘閥機構(gòu)液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)自動擋

8、渣檢測系統(tǒng)自動擋渣檢測系統(tǒng)基基準準板板/ /連連接接板板安安裝裝板板/ /門門框框/ /滑滑動動框框彈彈簧簧/ /彈彈簧簧壓壓板板液液壓壓站站油油缸缸及及管管線線耐耐材材出鋼口磚出鋼口磚內(nèi)水口磚內(nèi)水口磚上滑板磚上滑板磚下滑板磚下滑板磚外水口磚外水口磚轉(zhuǎn)爐出鋼口閘閥機構(gòu)總成轉(zhuǎn)爐出鋼口閘閥機構(gòu)總成轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成主體設(shè)備包括液壓站系統(tǒng)、擋渣閘閥系統(tǒng)及離線更換維護系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)接頭擋渣機構(gòu)轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝主要設(shè)備轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝主要設(shè)備在線液壓站離線維護站新型轉(zhuǎn)爐旋轉(zhuǎn)接頭的研發(fā)新型轉(zhuǎn)爐旋轉(zhuǎn)接頭的研發(fā)將靜止的油管、冷卻空氣通過該旋轉(zhuǎn)接頭與轉(zhuǎn)爐上的配管相連接；靜止與旋轉(zhuǎn)

9、之間的密封問題；在有限的孔徑上布置多種能介的布置和相互干擾問題；與轉(zhuǎn)爐耳軸上的連接問題。其機構(gòu)如圖所示。第一代閘閥機構(gòu) 第二代閘閥機構(gòu)轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝主要設(shè)備轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝主要設(shè)備-擋渣機構(gòu)擋渣機構(gòu)第三代閘閥機構(gòu)出鋼口與滑動水口相關(guān)配合關(guān)系出鋼口與滑動水口相關(guān)配合關(guān)系轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝相關(guān)耐火材料轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝相關(guān)耐火材料 自動化程度最高的擋渣工藝技術(shù)自動化程度最高的擋渣工藝技術(shù)-自動自動判渣及判渣及擋渣擋渣 寶鋼轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝目標實現(xiàn)寶鋼轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝目標實現(xiàn) 擋渣成功率最高的擋渣工藝技術(shù)擋渣成功率最高的擋渣工藝技術(shù)-擋渣成功率，擋渣成功率，100%在擋渣設(shè)備正

10、常投入條件下，擋渣成功率100% 擋渣效果最好的擋渣工藝技術(shù)擋渣效果最好的擋渣工藝技術(shù)-前后擋渣前后擋渣 最佳的安全環(huán)保出鋼最佳的安全環(huán)保出鋼 擋渣效果最好的擋渣工藝技術(shù)擋渣效果最好的擋渣工藝技術(shù)-鋼包鋼包下渣量最少下渣量最少對轉(zhuǎn)爐出鋼前期下渣及后期下渣最有效阻擋60544842363024180.040.030.020.010.00s s l l a a g g _ _ t t h h i i c c k k ， m m m m密密度度均值41.20標準差9.777N296正態(tài) 鋼鋼 包包 s sl la ag g_ _t th hi ic ck k 直直 方方 圖圖 寶鋼轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工

11、藝目標實現(xiàn)寶鋼轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝目標實現(xiàn) 最佳的安全環(huán)保出鋼最佳的安全環(huán)保出鋼出鋼結(jié)束滑動水口處于關(guān)閉，抬爐過程中沒有鋼水和鋼渣流出，如圖1-c所示（1-f無擋渣情況）。不會危及操作人員安全，以及對鋼包、鋼包臺車帶來損壞，更加環(huán)保和安全 寶鋼轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝目標實現(xiàn)寶鋼轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝目標實現(xiàn)減少鋼水回磷減少鋼水回磷（注：（注：3LD采用滑動水口擋渣）采用滑動水口擋渣） 寶鋼轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝效果寶鋼轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝效果寶鋼某鋼種寶鋼某鋼種按爐座成品磷含量及鋼水回磷量匯總按爐座成品磷含量及鋼水回磷量匯總減少合金氧化損失減少合金氧化損失 寶鋼某鋼種按爐座鋁加入量寶鋼某鋼種按爐座鋁

12、加入量寶鋼某鋼種按爐座成品鋁及酸溶鋁含量寶鋼某鋼種按爐座成品鋁及酸溶鋁含量 寶鋼轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝效果寶鋼轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝效果減少留鋼鋼水損失減少留鋼鋼水損失采用轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝技術(shù)前后，寶鋼品種鋼生產(chǎn)減少“留鋼”操作實績： 滑動水口工藝技術(shù)采用前的實際平均裝入量305.8t，出鋼量 302.4t； 滑動水口工藝技術(shù)采用后的實際平均裝入量300.7t，出鋼量 301.6t。 平均每爐減少平均每爐減少“留鋼留鋼”損失損失4t 寶鋼轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝效果寶鋼轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝效果 滑動水口滑動水口擋渣工藝技術(shù)擋渣工藝技術(shù)-對出鋼時間影響分析對出鋼時間影響分析注：注：3LD采用滑動水口

13、擋渣，采用滑動水口擋渣，1LD、2LD擋渣鏢擋渣擋渣鏢擋渣 轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝對出鋼時間影響轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝對出鋼時間影響 滑動水口滑動水口擋渣工藝技術(shù)擋渣工藝技術(shù)-對出鋼時間影響分析對出鋼時間影響分析注：注：3LD采用滑動水口擋渣，采用滑動水口擋渣，1LD、2LD擋渣鏢擋渣擋渣鏢擋渣9.759.008.257.506.756.005.251.00.80.60.40.20.0出出 鋼鋼 時時 間間 ， m m i i n n密密度度6.7010.78021706.6340.67981707.1490.4087170均 值標 準 差N1LD2LD3LD變 量1 1 L L D D , ,

14、2 2 L L D D , , 3 3 L L D D 直直 方方 圖圖正 態(tài) 轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝對出鋼時間影響轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝對出鋼時間影響 滑動水口滑動水口擋渣工藝技術(shù)擋渣工藝技術(shù)-對出鋼時間影響分析對出鋼時間影響分析注：注：3LD采用滑動水口擋渣，采用滑動水口擋渣，1LD、2LD擋渣鏢擋渣擋渣鏢擋渣 轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝對出鋼時間影響轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝對出鋼時間影響轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝技術(shù)優(yōu)勢轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝技術(shù)優(yōu)勢 自動化程度最高的擋渣工藝技術(shù)-自動判渣及擋渣；擋渣成功率最高的擋渣工藝技術(shù)-擋渣成功率，100%； 擋渣效果最好的擋渣工藝技術(shù)-轉(zhuǎn)爐出鋼下渣量最少最安全、環(huán)保的

15、擋渣工藝技術(shù)由此帶來的直接效果： 最大限度提高鋼水清潔度，提高鋼水質(zhì)量； 提高合金的收得率，特別有利于需要成分精確控制鋼種的穩(wěn)定生產(chǎn)； 最大限度減少高品質(zhì)鋼生產(chǎn)中的“留鋼”損失；生產(chǎn)安全、環(huán)保友好；提高質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝技術(shù)應(yīng)用難點轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝技術(shù)應(yīng)用難點 裝置設(shè)備復(fù)雜，設(shè)備投資及維護成本較高-液壓系統(tǒng)、擋渣系統(tǒng)、下渣檢測系統(tǒng)等；設(shè)備的安裝與拆卸均不方便-擋渣機構(gòu)采用離線組裝，在線更換，對生產(chǎn)作業(yè)及組織有一定的影響； 使用成本相對較高-耐火材料及擋渣機構(gòu)使用成本較高；使用過程中擋渣滑板存在滲漏鋼水風(fēng)險由于轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝技術(shù)應(yīng)用難點，限制了該工藝技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用。

16、在寶鋼之前，全世界只有德國的薩爾茨吉特（Slazgitter.A.G）鋼廠從90年代開始在兩座210t轉(zhuǎn)爐上應(yīng)用；國內(nèi)只有福建三明鋼廠2006年開始在40t轉(zhuǎn)爐進行試驗應(yīng)用，2007年在一座100t轉(zhuǎn)爐應(yīng)用。轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝關(guān)鍵技術(shù)突破轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝關(guān)鍵技術(shù)突破雖然寶鋼轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝技術(shù)的研發(fā)及應(yīng)用，是全球第三家鋼鐵廠（大型轉(zhuǎn)爐第一家應(yīng)用），但寶鋼是第一家系統(tǒng)研發(fā)和應(yīng)用該工藝技術(shù)的煉鋼廠，解決了轉(zhuǎn)爐滑動水口擋渣工藝技術(shù)，從工藝、設(shè)備設(shè)計與制造、工程改造、日常的設(shè)備及生產(chǎn)操作與維護等系統(tǒng)關(guān)鍵工藝技術(shù)難題。目前寶鋼已經(jīng)申報受理、授權(quán)8項專利技術(shù)，5項寶鋼技術(shù)秘密；建立了相應(yīng)的技術(shù)規(guī)程、崗位規(guī)程及使用技術(shù)標準等。 使用過程中擋渣滑板滲漏鋼水問題基本杜絕； 相關(guān)耐火材料及擋渣機構(gòu)不斷優(yōu)化，使用壽命大幅度提高，使用成本 明顯降低； 擋渣機構(gòu)在線更換及離線維護，更