精炼炉上料系统优化改造

杨奕兵

(南京钢铁集团公司第三炼钢厂， 江苏 南京 210035)

精炼炉上料系统优化改造

杨奕兵

(南京钢铁集团公司第三炼钢厂， 江苏 南京 210035)

摘要：目前钢铁行业产能过剩，南京钢铁集团公司第三炼钢厂生产基本按市场需求订单来生产，因此，品种更换的比较频繁。为了满足冶炼多种品种钢的生产需求，有必要通过改造增加合金料仓数量；通过现场调配，满足冶炼品种钢生产组织需要。

关键词：精炼炉； 上料改造； 高标品种钢； 工艺优化； 降本增益

引 言

目前钢铁行业产能过剩，第三炼钢厂生产基本按市场需求订单来生产，因此，品种更换的比较频繁。经常出现更换品种时，料仓内还有上一批次钢种使用的合金剩余，而造成其占用料仓，为下一个批次钢种冶炼带来不便。另外，有些钢种需要的合金种类多，如冶炼含铬低碳钢，所需的铬铁合金就包括：高碳铬铁、中碳铬铁、低碳铬铁、微碳铬铁等，但由于料仓个数和容积的限制，合金种类不能准备齐全，造成某些炉次冶炼困难，严重时，可能造成废品出现的情况出现。因此，为了满足冶炼多种品种钢的生产需求，有必要通过改造增加合金料仓数量；通过现场调配，满足冶炼品种钢生产组织需要。

1 改造的总体设想和思路

1.1 1#精炼炉上料改造思路和设想

由于1#精炼炉上料系统原厂房未考虑冶炼品种钢的生产要求和场地的限制，实际考察后，只能占用原来的过道位置，在横轴3-C，3-D跨之间，纵轴1、加1跨之间增加4个储料仓。新增仓下增加4台仓下震动给料机；新增称量斗一个，容积约1.65 m3； 称量斗下加振动管式给料机1台； 称量斗下增设转运皮带机1条,该皮带机机头采用吊挂式安装； 增设称重传感器以及配套称重仪表1套，包括传感器、变送器、显示仪表和信号电缆等；加长可移式配料皮带机；配套的电气设备与控制系统原则上利旧，新增部分电器元件和电缆等。

1.2 2#精炼炉上料改造思路和设想

由于2#精炼炉上料系统原厂房未考虑冶炼品种钢的生产要求和场地的限制，实际考察后，只能占用原来的过道位置，在横轴3-1，3-2跨之间，纵轴5，6跨之间增加4个储料仓；增加4台插板阀及对应的仓下震动给料机；称量斗1个；称量斗下加振动管式给料机1台；称重传感器配套仪表1套；加长仓上可移式配料皮带机；加长称量斗下配料皮带机；配套的电气设备与控制系统原则上利旧，新增部分电器元件和电缆等。

1.3 改造主要内容及预期目标

1.3.1 改造主要内容

本改造项目的改造主要内容有：土建设计与施工、钢结构设计与施工、设备选型设计采购与安装、3条皮带机加长改造、原厂房碍事部位拆除与新接跨封闭、电器元器件设计安装等。

1.3.2 预期目标

经本次改造后，可以增加1#，2#精炼炉合金料仓各4个，可以更灵活地组织生产，提高了精炼的冶炼效率，满足冶炼品种钢的生产要求。

2 第三炼钢厂精炼炉上料改造方案

2.1 设备改造方案

外购设备选型设计参照原有设备进行，方便日后检修及备件准备。主要内容如下：

(1)1#精炼炉上料设计内容：在1#精炼炉原有上料仓增加横轴3-C，3-D跨(6000 mm)之间，纵轴1、加1跨(3500 mm)之间，增加4个储料仓，每个料仓容积约13 m3。料仓壁厚8 mm，由Q235钢焊接制造而成；仓下选型设计给料机，增加4台仓下振动给料机(给料能力：50 t/h)；设计称量斗1个，容积约1.65 m3；选型设计称量斗下加振动管式给料机1台(给料能力：50 t/h)；选型设计称量斗下增设转运皮带机1条,该皮带机机头采用吊挂式安装；选型设计称重传感器配套称重仪表1套，包括3支传感器、1台变动器、1台显示仪表和信号电缆等；加长可移式配料皮带机(给料能力：80 t/h)；设计配套的电气设备与控制系统(原则上利旧)，新增选型部分电器元件和电缆等。

2)2#精炼炉上料改造设计内容：在2#精炼炉原有上料仓增加横轴3-1，3-2跨(6000 mm)之间，纵轴5，6跨(6500 mm)之间，增加2个大料仓，2个小料仓。料仓壁厚8 mm，由Q235钢焊接制造而成；大料仓容积约16 m3，小料仓容积约8 m3；选型设计4台插板阀及对应的仓下振动给料机(给料能力：50 t/h)；设计称量斗1个，容积约1.5 m3；选型设计称量斗下加振动管式给料机1台(给料能力：50 t/h)；选型设计称重传感器配套仪表1套；仓上可移式配料皮带机加长3.67 m(给料能力：80 t/h)；配套设计的电气设备与控制系统(原则上利旧)，新增部分电器元件和电缆等。

2.2 土建改造方案

2.2.1 建筑物改造

建筑物主要是1#精炼炉上料钢结构、2#精炼炉上料钢结构、1#精炼炉上料柱基础和2#精炼炉上料柱基础。

墙体维护材料：建筑物墙体为200 mm厚混凝土多孔砖砌体墙或轻质隔墙，钢结构墙面采用彩涂压型钢板及彩涂夹芯钢板。

屋面维护材料：钢结构厂房屋面宜采用彩涂压型钢板、彩涂夹芯钢板，坡度为1/10～1/20。

冲洗要求的地坪，一般找0.5%坡度，排水起点以门口为准。有冲洗要求的楼面，平台洞口四周要设挡水台，高出地面100 mm。地漏周围 1m范围内找1%坡。

地面、楼面材料：采用水泥砂浆或细石混凝土地面。

门窗：采用铝合金窗、铝合金门、铝合金大门、木门。

金属表面刷油：防锈及涂漆的质量要求按YB/T9256-96《钢结构、管道涂装技术规程》。钢梯为深灰色，栏杆为采用金黄色。其它金属表面为中灰色。危险位置栏杆应采用红色。

所有埋入砌体内的木质构件均应浸热沥青二遍防腐。

2.2.2 构筑物结构形式

建筑物主要是1#，2#精炼炉上料钢结构，结构形式为钢框架；1#，2#精炼炉上料柱基础，基础形式为独立基础。

2.2.3 钢结构要求

1)采用碳素结构钢Q235-B，其力学性能化学成份须符合GB/T700-2006的规定。

2)抗震结构采用的钢材尚应符合下列规定：

3)钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值之比fy/fu不应大于0.85；

4)钢材应有明显的屈服台阶，且伸长率应大于20%；

5)3钢材应有良好的可焊性和合格的冲击韧性。

6)不受应力控制的次要构件应满足钢材化学成分中碳、硫、磷含量要求。

2.2.4 混凝土结构要求

混凝土等级可采用 C30，垫层混凝土等级采用C15,钢筋采用三级钢。

2.3 电气设计方案

1#，2#精炼炉新增用电设备均设置机旁操作箱，能实现控制室集中控制。

1#精炼炉新增用电设备及电气元件：仓下震动给料机、称量斗下震动给料机、电子称及传感器、转运皮带机、电气柜元件及电缆。

2#精炼炉新增用电设备及电气元件：仓下震动给料机、仓下插板阀、称量斗下震动给料机、电子称及传感器、转运皮带机、电气柜元件、仪表及电缆。

2.4 环境保护

本项目实施后，要采取封闭措施，有利于周边及车间环境。

3 投资估算

本投资估算包含的改造内容有：土建设计与施工、钢结构设计与施工、新上设备选型设计采购与安装、3条皮带机加长改造、原厂房碍事部位拆除与新接跨封闭、电器元器件设计安装等。

1#，2#两套精炼炉上料改造合计资金约：198万元。

4 效益测算

(1)实现使用硅铁、低碳锰铁低价合金，降低在用低铝低钛硅铁、金属锰高价合金增加的成本，经统计现低铝低钛硅铁、金属锰月分别为25 t及15 t，价差分别为1200元/吨及1900元/吨，月减少可降本为：25×1200+15×1900=3+2.85=5.85万元，如全年累计可降本为：12×5.85=70.2万元。

(2)解决了超低碳含铬品种T91,2Cr13等在2#精炼炉单线生产，可实现连浇炉数由3炉增加到5炉，铸坯收得率由89.4%提高到93.7%，如月生产1000 t，可减少头尾坯为1000×(93.7%-89.4%)=43 t，该钢种吨钢合金成本为2500元，月可降本：43×2500=10.75万元；如全年均实现5炉连浇，累计可降本为：12×10.75=129万元。

(3)改造前钼铁、钒铁需采用铁皮桶装，便于人工加料；改造后可采用吨袋包装，经采购中心确认，年降低采购成本约80万元。

以上合计年降本增益279.2万元。

5 结束语

根据目前两个精炼炉的上料空间，分别新增4个料仓，可大幅度提升冶炼能力，满足各类品种要求。

(1)实现硅铁、低碳锰铁低价合金的使用，降低在用低铝低钛硅铁、金属锰高价合金增加的成本。

(2)降低电炉及精炼炉操作岗位人员劳动强度，减少人工添加犯错的质量事故，减少物料流通、人工添加时造成的安全隐患。

(3)解决品种生产受限，生产组织难度：解决超低碳含铬品种T91，2Cr13等的单线生产瓶颈，增加该系列品种连浇炉数，提高铸坯收得率，进一步降本；解决事故状态2座精炼炉均可补加渣料重新造渣。

收稿日期：2017-09-18

作者简介：杨奕兵(1971—)，男，高级工程师。E-mail：yangyibing1971@njsteel.com.cn

中图分类号：TF748