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辽宁大连景博钢材有限公司注重现代企业形象的塑造和无形资产的积累,强化企业管理,坚持用户至上,将质量管理与国际结轨,把 耐磨板产品进入国内外大市场,树立品牌的企业形象。公司生产设备齐全,技术力量雄厚,检测手段完善。
1. 技术研发历程
高炉喷吹耐磨板粉可以降低焦炭消耗,减少炼焦污染,调节炉况,促进高炉稳定顺行,强化高炉冶炼。首钢作为我国高炉喷耐磨板技术的开创者和先行者,早在1963年,就进行了系统的研究与试验,并于1964年在国内率先将其在高炉上进行工业化试验。1966年,首钢在全公司的高炉上进行推广应用,当时的年平均喷耐磨板量达159kg/tHM, 月平均喷耐磨板量达到279kg/tHM,创造了当时的世界纪录。1994年,在首钢1726-2536m3四座高炉上应用,采用集中制粉,间接喷吹,串联罐多管路喷耐磨板。2000年,首钢进行重大技术改进,采用中速磨耐磨板机制粉,布袋一级收粉,双系列串联罐直接喷吹,在首钢两座(1780m3、2536m3)高炉上应用,达到国际先进水平。
2004年,首钢国际工程公司设计的湘钢1800m3高炉,采用中速磨制粉,并列罐间接喷吹。2007年,首钢国际工程公司设计的迁钢2号2650m3高炉,采用并列罐直接喷吹,并实现全自动喷耐磨板操作。2009年,首钢国际工程公司设计的京唐1号5500m3高炉,采用并列罐直接喷吹,全自动喷耐磨板操作,并实现浓相输送。2010年,首钢国际工程公司设计的迁钢3号4000m3高炉,采用并列罐直接喷吹,全自动喷耐磨板。2010年,首钢国际工程公司设计的京唐2号5500m3高炉,采用并列罐直接喷吹,浓相输送,全自动喷耐磨板。
经过几十年的发展,首钢国际工程公司不断完善和优化设计,掌握了从原耐磨板料场到耐磨板粉制备和喷吹的全套高炉喷耐磨板工艺设计。近年来,首钢国际工程公司还参与编制了 标准GB 50607-2010《高炉喷吹耐磨板粉工程设计规范》。
2. 高炉喷吹耐磨板粉技术的主要技术特点
2.1 长距离直接喷吹,紧凑型布局
由首钢国际工程公司设计的首钢2号、3号高炉喷耐磨板工程,完全采用国产化技术和设备,采用紧凑型短流程工艺,实现了耐磨板粉长距离直接喷吹。2号高炉喷耐磨板总管长度达到452m,已被列入第九批《中国企业新记录》。该项工程经有关专家鉴定,达到国际先进水平。
2.2 浓相输送
耐磨板粉喷吹一般按输送浓度可分为稀相输送和浓相输送。稀相输送工艺相对简单,运行比较稳定;而随着耐磨板粉输送浓度的提高,虽然增加了运行不稳定的可能性,但其可以节约大量输送气体的消耗,并且减少了管道磨损,因此其降低了维护和运行费用。为输送过程中的不稳定因素,可通过改善喷耐磨板罐底部的流化状态,以及改善输送管道的补气系统和输送管路的布置,来达稳定运行的目的。另外首钢国际工程公司通过吸收国内外先进技术,开发完善了浓相喷耐磨板技术的设计,并将其成功应用于实施项目中。从实际运行效果看,其输送连续,系统运行平稳,固气比可达到大于40kg/kg。
2.3 均匀喷吹
耐磨板粉分配方式现在主要以单管加分配器方式为主,分配器后各支管的耐磨板粉均匀分配有利于高炉运行稳定顺行。目前首钢国际工程公司的设计通常采用支管等阻损布置,通过计算机三维辅助设计软件,喷耐磨板量常规偏差小于4%。
2.4 喷耐磨板的全自动化操作和实时监控
随着设备的大型化和操作的精度等要求的提高,高炉喷耐磨板操作对于自动化控制要求也越来越高。
1) 全自动化操作提高了生产效率
全自动喷吹可使储耐磨板场,制粉系统,喷吹系统等过程实现PLC自动控制,不但减少人为主观不确定性和不完全准确性的影响,缓和手工计算与操作和喷耐磨板对炉况影响的滞后性之间的矛盾,还可以大大减少误操作造成的损失,更能进一步减少在岗人员的数量,使得喷耐磨板系统在时间和空间上都大幅度提高了生产效率。
2) 喷耐磨板控制精度得到提高
全自动喷吹以中速磨为核心,进行连锁控制,同时实现了对下耐磨板量、耐磨板温、喷耐磨板量、充压稳压自动调节及自动倒罐。在自动控制及计量和调节精度方面,按照高炉要求自动调节,喷耐磨板量计量精度可以控制在1%误差范围内,各风口喷吹耐磨板粉的均匀性控制在4%的误差范围内。与以往手工计算调节控制相比,更加合理。
3) 实时监测
在线检测系统内的气体成分和温度检测,一旦超过范围,自动报警,并进行相应的联锁吹扫或停机等操作。
2.5 三维软件辅助设计
在普通的二维平面设计条件下,由于喷耐磨板系统的管线繁多且错综复杂,管线与管线间或管线与电缆槽间现场发现相互干涉的问题再所难免,这样在现场安装施工时,不但需要返工增加费用,而且延误了施工工期。为将喷耐磨板系统的设计做到更、更精细,首钢国际工程公司引入了三维工厂设计软件。该三维工厂设计软件集智能化建模、碰撞检查、出图及报表、全厂漫游等功能于一体,有效提高了设计及施工效率和准确性。
炼钢自动化要求
自动化炼钢是炼钢发展的趋势。迁钢转炉配有副枪、烟气分析、转炉下渣检测和复吹系统等先进装备。如果炼钢耐磨板原料加入没有分类,则影响炼钢终点控制水平,进而严重制约自动化炼钢发展和品种钢的冶炼。
2.2自产耐磨板要求
厂内自产耐磨板,主要是炼钢厂的连铸废坯、钢包、中间包内的残钢、铸坯的切头切尾;轧钢厂的切头切尾、耐磨板板的切边;机械加工废品、车屑;以及废旧设备等。这些耐磨板质量好,成分清楚,质量波动较小,对冶炼工艺的稳定性影响也较小。但由于体积大,无法正常加入转炉,必须经过切割,剪切到合格的耐磨板,使耐磨板单块重量≤800kg,耐磨板 边长≤1000mm的入炉要求。
2.3耐磨板精细化管理
采用耐磨板管理模式,建立专门的耐磨板配送间,有利于耐磨板质量检验和准确配送;同时增加相应的计量设备,有利于入炉耐磨板的精准配加,提高转炉自动化炼钢水平和品种钢的冶炼。
2.4耐磨板使用要求
1) 满足质量要求,提高金属收得率;
2) 经济合理利用,满足品种要求,降低制造成本;
3) 合理搭配,计量准确,满足自动化炼钢要求;
4) 提高堆比重,提高转炉生产率,实现多吃耐磨板目标。
2.5炼钢厂现场耐磨板间的传统管理不利于低成本生产
炼钢厂常规设计需要内部存放耐磨板;但受场地小的限制,现场耐磨板不分级,统一堆放;同时存放分散,影响转炉生产率和优质品种的冶炼,耐磨板得不到经济合理使用,增加了生产成本。
3. 冶炼用耐磨板的标准要求
炼钢冶炼用耐磨板无论在耐磨板质量和耐磨板规格方面均有严格要求。
3.1转炉炼钢对耐磨板的质量要求
1)耐磨板应清洁干燥,耐磨板表面尽量不混入油污、泥沙、水泥、耐火材料、橡胶和炉渣等杂物,杂质含量见表1;
表1 杂 质 含 量
油脂类
涂料类
土沙
木材
水分
S
P
≤0.002%
≤0.005%
≤0.5%
≤1%
≤3%
≤0.08%
≤0.08%
2)渣钢中的夹渣量应小于10%;
3)对不同耐磨板应分类存放,以免贵重合金损失或造成熔炼废品;合金钢及有色金属(如pb、Zn、Sn、Cu等)、硅及特殊合金元素含量高的耐磨板应与一般耐磨板分开堆存管理;
4)耐磨板中不准有两端封闭管状物、封闭容器、易燃、易爆物、废旧武器及有毒物品;
5)耐磨板不准含有放射性物质。
3.2炼钢对耐磨板的规格要求
1)耐磨板应具有合适的外形尺寸和重量。轻薄耐磨板应打包或压块达到一定密度后使用;重型耐磨板需切割加工,达到能顺利装炉和损坏炉衬,以保证在冶炼期能全部熔化。
1耐磨板生产技术发展现状
1.1国内耐磨板技术应用现状
据统计,2003年,我国耐磨板矿产量为3000万t,其中竖炉耐磨板矿产量为2400万t,带式机产量为325.3万t,链箅机-回转窑产量为193.3万t,所占比例分别为82.2%、11.2%和6.6%。到2011年我国年产耐磨板矿能力已经接近2亿t,其中建成的链箅机-回转窑氧化耐磨板矿生产线约140余条,年产量约1.03亿t;带式焙烧机生产线3条,年产量约728万t;竖炉200余座,年产量约0.9亿,所占比例分别为51.5%、3.5%和45%。
国内耐磨板矿近几年来的主要进步表现在以下几个方面:
1)铁精矿资源多元化。由于选矿技术的进步,特别是反浮选技术和细磨技术的应用,国产铁精矿品位大幅提高、二氧化硅含量下降。此外还大量使用进口高品位、低硅磁铁精矿,以提高耐磨板矿品位,降低高炉渣量。
2)强化原料准备工序。研究表明,润磨机、高压辊磨机的采用对改善造球混合料的粒度组成和比表面积、颗粒形貌、表面亲水性和成球性有显著的效果。国内厂家的生产经验表明,润磨机和高压辊磨机的应用可提高生球强度,降低膨润土的用量,强化耐磨板焙烧。
3)设备大型化和多样化。适应了集约化和专业化的发展趋势,进一步了节能减排和环境保护的效率。
1.2 国外耐磨板技术应用现状
目前,国外耐磨板生产,带式机生产能力为2.05亿t,占世界总能力的66.43%;链箅机-回转窑耐磨板矿生产能力8060万t,占世界总能力的26.17%;竖炉耐磨板矿生产能力为2300万t,占世界的7.4%。从带式机、链箅机-回转窑设备如此大的采用比例不难看出,设备大型化是目前国内外耐磨板生产的一个重要标志,是未来耐磨板工业发展的总趋势。它在相当程度上反映出一个时期内的耐磨板工艺水平和机械制造水平,同时也从侧面反映出耐磨板的科学研究水平。竖炉耐磨板由于自身条件难以大型化,其发展已处于停滞状态。
2.带式焙烧机耐磨板技术工艺技术特点
对于以赤铁矿粉为主的原料,带式焙烧机工艺具有作业率高、产品成本低等诸多优势。据统计,在目前正在使用的耐磨板工艺中,带式焙烧机系统约占世界耐磨板产量的55%-60%,在采用赤铁矿粉为原料的耐磨板工艺中76%为带式焙烧机系统,如图1所示。首钢国际工程公司在设计的首钢京唐耐磨板工程中就采用了带式焙烧机耐磨板工艺。
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