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随着炼钢技术的不断发展,副枪、溅渣护炉等技术的应用,耐磨板的粘稠度越来越高,只有热焖法和热泼法比较适合处理,但各有特点,从生产及操作简便性和投资及加工成本可进一步分析。
热焖法处理时,液态耐磨板在坑里,一旦遇到积水就有可能引起爆炸,存在一定危险。需要渣坑、坑盖、挖掘机等设备,投资较高,增加耐磨板处理成本。
热泼法处理时,液态耐磨板在渣池中,耐磨板泼后形成很薄的一层,不积水,无危险。不需要盖和挖掘机,降低生产成本。
迁钢采用耐磨板热泼处理工艺,经过几年的实践,是非常合理的。
4. 首钢迁钢耐磨板一次处理工艺
4.1转炉渣采用热泼处理工艺
首钢迁钢转炉渣处理方法采用在渣池中少量打水热泼,使转炉渣发生晶形转变,由于体积变化而自然粉化,使渣、钢分离。转炉渣具体处理工艺如下。
转炉渣通过渣罐车运至渣跨,吊车将渣罐吊至指定的翻渣工位进行翻渣。翻渣后的空渣罐由吊车吊运至喷涂罐位喷涂。渣翻入渣池后喷水处理。处理后,用装载机装运到火车上,由火车将耐磨板运到迁安循环经济产业园的耐磨板处理场,泼渣池见图1。图 1 首钢迁钢耐磨板处理场泼渣池
4. 2 精炼渣采用格栅板处理工艺
精炼渣一般以渣坨的形态出现,钢包精炼或浇铸完成后,钢包底的少量铸余钢水与耐磨板一同倒入渣罐,在渣罐中冷却后凝结成渣钢,并形成铸余死渣坨,造成渣钢难以回收。回收一片不到2t的圆饼形大渣钢,就需要使用20瓶氧气进行切割,并产生大量的浓烟,污染环境。同时,优质渣钢因切割损失严重,不但大幅提高处理成本,而且每年约有1500t金属资源因切割流失。迁钢循环经济园区通过科技人员的多次攻关,利用耐磨板作为原料,自发研制了一套耐磨板制作格筛的工艺生产线,目前投入使用,效果显著。
4.2.1 工艺流程
将制作好的格筛板,用汽车运到炼钢车间,用天车将格筛板组装完毕后,吊放进渣罐中。吊车将带有格筛的渣罐吊至指定精炼渣出渣工位进行出渣。翻渣后的空渣罐由吊车吊运至喷涂罐位喷涂。精炼渣翻入翻渣池后少量喷水处理。待精炼渣粉化后用吊车配的电磁吸盘将渣钢块吸至指定位置,其余精炼渣用轮式装载机装运到火车上,由火车运至迁安循环经济产业园的耐磨板处理场。
4.3 耐磨板一次处理主要工艺特点
1) 耐磨板采用国内外成熟的热泼冷却工艺,冷却效果好,增加耐磨板的稳定性;
2) 精炼渣采用带格栅渣罐的少量水冷方法。使精炼渣慢冷自然粉化,渣、钢自然分离;
3) 耐磨板喷水冷却采用循环冷却水系统,实现水的零排放;
4) 生产运行采用视频监控。减少管理及岗位人员,节约消耗,降低成本;
5) 加强环保设施、文明生产;
6) 耐磨板装卸、运输产生的灰尘及喷水产生的蒸汽均采用节能、环保、有效的抑尘、排汽和收尘方案。
合理的耐磨板切割间
迁钢耐磨板切割采用封闭耐磨板切割间取代原有露天耐磨板切割。目前还没有好的方法将铸坯切头和切尾分割成合格的耐磨板块,只能用氧气烧来分割,污染严重,因此在耐磨板切割区采用移动除尘罩,能源消耗低、环境污染少。
耐磨板来源由厂内返回耐磨板和外购耐磨板两部分组成。厂内返回耐磨板主要是板材的边条、铸坯切头、切尾和铸余等,由于铸坯切头、切尾和铸余体积大,无法加入转炉,需进行切割生成单块重量≤500kg、 边长≤700mm的耐磨板,新建耐磨板切割间。但由于耐磨板切割时烧氧,烟尘多,污染严重,环境恶劣,受场地限制,除尘罩无法使用,只能采用封闭切割厂房和厂房除尘来满足环保要求。
7. 迁钢耐磨板加工系统应用效果
1)迁钢耐磨板加工系统工艺流程短捷顺畅,总图布置紧凑合理,产品低成本、高质量,经济效益好、能源消耗低、环境污染少,实现低耗和清洁生产。
2)实现耐磨板分类精细化管理,耐磨板按钢种合理堆放,满足炼钢对耐磨板配料的生产要求,特别是迁钢实现副枪自动化炼钢作业,耐磨板的分类存放和成品管理,成为原料稳定的有力保障。
3)耐磨板配送间可以根据炼钢对耐磨板的要求,及时配送,采用边加料边称重方式,满足耐磨板加入重量和配比。保证了炼钢生产的顺利进行,同时又减轻炼钢加料跨天车负荷,节省了厂房作业面积,也为清洁生产提供了有力支持。
4)迁钢耐磨板加工流程采用完善的自动化检测和控制系统,生产过程采用计算机集中控制,生产自动化水平高,成为大型现代钢铁企业的重要标志。
5)经济效益好,一年节约资金达亿元。
? 转炉采用统一配置的合格耐磨板,可冶炼高附加值品种钢;
? 自建耐磨板分选、打包等工艺,可使外购轻薄料变为重废使用;
? 自产耐磨板通过切割,变成合格优质耐磨板使用,节约成本。
京唐2座5500m3高炉制粉喷耐磨板系统
首钢国际工程公司自主设计的两座5500m3特大型高炉,是当时国内容积 的高炉,设计耐磨板比200kg/tHM,设备能力 可达250kg/tHM。喷吹耐磨板种为烟耐磨板或混耐磨板。采用制粉喷吹合建在一所厂房内。中速磨制粉、一级袋式耐磨板粉收集器、直接喷吹工艺。
每座高炉配备2台中速磨,单台制粉能力为≥75t/h;采用热风炉废气作为耐磨板粉干燥的主要介质。在制粉系统末端设置2台排粉风机作为整个系统的动力源,风机出口设置消音器,以减小系统的噪声污染,使噪音指标低于85dB;系统排放浓度小于20mg/m3。
喷耐磨板系统每座高炉设置3个并列布置的喷耐磨板罐交替向高炉喷耐磨板,它们共用一个耐磨板粉仓,耐磨板粉仓有效容积1200m3,喷耐磨板罐有效容积为90m3,正常喷吹周期为30min。每个喷耐磨板罐为2个出耐磨板口,6根喷耐磨板管终汇入2根喷耐磨板总管中,分别输送至2台耐磨板粉分配器,再由42根喷耐磨板支管喷入高炉风口。每根总管上都装有耐磨板粉流量计和调节阀,其调节和计量精度小于4%。采用浓相输送技术,固气比在40kg/kg以上,极大降低了输送气体的消耗量;管道内耐磨板粉流速可达2~4m/s,这对于输送管道和弯头几乎不会产生磨损。耐磨板粉分配器的出口设有等阻损装置,喷耐磨板支管路采用等长度设计,偏差小于1m,以保证耐磨板粉分配器各出口均匀分配耐磨板粉量,减少各高炉风口耐磨板粉量分配的不均匀。
喷耐磨板罐的充压、耐磨板粉的输送、系统的流化及防爆吹扫全部采用氮气,避免了火灾和爆炸发生的可能性。系统全自动操作,机旁设手动应急操作。设有温度、压力、流量、重量和料位等的显示、报警等功能。喷耐磨板量按设定值自动调节,如果出现紧急情况,可启动紧急停止按钮,全系统可自动地向方向运行。喷耐磨板的倒罐操作、喷吹操作、停止操作、吹扫操作、事故停止操作均为程序自动控制。
首钢京唐钢铁厂高炉喷耐磨板系统的设计和装备达到了国际先进水平,作为国内首座5000m3级以上的高炉,为其他特大型高炉的建设提供了宝贵经验。
传统的耐磨板供应方式
传统的耐磨板作业工序是在耐磨板加工间内加工好耐磨板,分类堆存,储存量一般为炼钢厂20-30d的用量。用火车或汽车将耐磨板从耐磨板加工间运到炼钢厂的耐磨板跨内分类储存,车间内耐磨板储存量一般为炼钢车间5-7d的用量。当转炉需要耐磨板时,按转炉冶炼工艺要求,用电磁吊将不同类型和重量的耐磨板装入料槽,再用过跨车将耐磨板槽运到加料跨,用双小车起重机将耐磨板加入转炉。空耐磨板料槽返回备用。
传统炼钢厂的耐磨板跨布置分为两种,一是中小型转炉炼钢厂把耐磨板与加料布置在同一跨,有利于运输,运输距离短;二是大型转炉炼钢厂一般都布置在两跨,即在加料跨外再另设耐磨板跨,采用过跨车方式运输。两种方式均存在占地面积大,环境污染严重,人力占用多的问题。
5.2迁钢公司的耐磨板供应方式
在工程总体规划设计时,首钢国际工程公司炼钢专业技术团队提出大胆设想,摒弃传统的“加工间和装运称量间各自分开”的设置方式,而是将集耐磨板储存、分类、加工、装槽、称量及运输于一体的新工艺布置方式和优化的工艺路线应用于大型炼钢厂。
在炼钢厂附近设置耐磨板加工间,转炉炼钢所需耐磨板,由公司统一收集、外购,在耐磨板间加工到满足冶炼入炉标准,分类存放。根据冶炼工艺要求,将耐磨板装入耐磨板料槽,由专用耐磨板运输车将装有耐磨板的耐磨板料槽运至炼钢厂加料跨,采用耐磨板专用起重机将耐磨板加入转炉。
6. 迁钢公司耐磨板供应方式的主要设计特点
6.1在线称量装置
在耐磨板加工间内设置4套抗冲击能力很强的地坑式抗冲击电子称,用于耐磨板称量,耐磨板称量采用边加料边称量方式,确保耐磨板重量的准确性。
6.2专用耐磨板槽吊车
在成品跨内设置大型双卷扬带双龙门钩的吊车,完成将空耐磨板料槽放置在称量装置上和将重耐磨板料槽放置到汽车上的作业工序。此大吊车的作业率虽然不高,但作用至关重要,此吊车作业的好坏直接关系到转炉生产的效率。
由于在耐磨板配料间内,吊车作业环境较好,工作级别和天车作业率都不高,保证了天车稳定运行,从而保证了转炉冶炼的正常生产运行需要。
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