殷樹春

（山鋼集團日照有限公司， 山東 日照 276800）

鋼鐵流程的進步本質上是各生產(chǎn)工序“界面”技術的優(yōu)化，其中鐵—鋼界面尤為重要，鐵-鋼界面鐵水供應模式的選擇與能源消耗、環(huán)境負荷關系密切[1，2]。通過對六種典型鐵-鋼界面技術的研究，綜合比較得出鐵水罐功能多樣化和“一罐到底”模式是鐵—鋼界面發(fā)展的方向[3]。鐵水“一罐到底”就是煉鋼鐵水罐直接到高爐下接受鐵水，高爐出鐵、鐵水運輸、鐵水脫硫及向轉爐兌鐵，均使用同一個鐵水罐，中途不倒罐，實現(xiàn)鐵水罐的功能綜合化。在行業(yè)轉型升級、結構調(diào)整的背景下，如何最大程度減少鐵水溫降、減少占地面積、降低鐵水運輸成本顯得格外重要，鐵水“一罐到底”就是基于此目的而實施的。

1 生產(chǎn)實踐

日照鋼鐵精品基地（以下簡稱精品基地）一期一步工程建有1座有效爐容5 100 m3、利用系數(shù)2.27 t/（d·m3）的煉鐵高爐、2座 210 t煉鋼轉爐、2臺1 950 mm雙流板坯連鑄機，配置KR鐵水預處理及LF爐和RH爐等精煉設備。

煉鐵高爐與煉鋼區(qū)采用一列式平面布置，鐵鋼界面空間布局緊湊，高爐出鐵位到煉鋼鐵水接收跨最近距離230 m，最遠距離350 m，鐵水運輸線路短捷、流暢，工藝流程合理，為實施鐵—鋼界面“一罐到底”的工藝提供了便利的條件。

精品基地“一罐到底”鐵水運輸采用國內(nèi)首次研發(fā)、亞洲最大噸位的PBC-380 t無軌汽車運輸，鐵水運輸時間短，運行安全，靈活高效。

高爐—轉爐界面“一罐到底”模式圖如圖1所示；鐵水運輸總圖示意圖如圖2所示。

圖1 高爐—轉爐界面“一罐到底”模式圖

圖2 “一罐到底”鐵水運輸總圖示意圖

1.1 高爐出鐵操作

高爐穩(wěn)定順行是鐵—鋼界面的基礎，是“一罐到底”生產(chǎn)組織的前提，避免因高爐爐況波動誘發(fā)鐵水成分、溫度的波動。鐵水成分特別是鐵水硅含量的大幅波動將增加轉爐冶煉難度，若鐵水硅低易造成返干、黏氧槍；若鐵水硅高易造成鐵水黏罐、冶煉噴濺。精品基地投產(chǎn)初期，高爐鐵水成分波動較大，鐵水硅含量時常達到1.20%以上，鐵水不能滿足煉鋼要求，只能鑄鐵，中斷“一罐到底”的生產(chǎn)組織。

高爐出鐵后罐內(nèi)鐵水質量穩(wěn)定也是“一罐到底”生產(chǎn)組織的關鍵環(huán)節(jié)之一。精品基地要求罐內(nèi)鐵水質量必須滿足轉爐入爐要求，一般控制在轉爐入爐標準質量±2 t以內(nèi)，否則將導致轉爐無法兌鐵冶煉，中斷“一罐到底”的生產(chǎn)組織。

因此，高爐嚴格按照相關生產(chǎn)制度操作，保證爐況順行及穩(wěn)定的出鐵量至關重要。

1.2 鐵水智能調(diào)度

精品基地通過建立鐵鋼包管理信息系統(tǒng)實現(xiàn)鐵水智能調(diào)度管理。鐵鋼包管理信息系統(tǒng)可實現(xiàn)高爐出鐵過程動態(tài)監(jiān)控、鐵水物流全程跟蹤、煉鋼鐵水罐動態(tài)分布監(jiān)控、信息預報及實績管理等。

鐵水智能調(diào)度過程中，采用“一罐一拉”、“拉重配空”的方式。行車將空罐吊座到鐵水運輸車上后，系統(tǒng)三維掃描自動識別罐號，并將罐號與車號自動連鎖綁定并進入車罐預報信息系統(tǒng)，進入車罐預報信息系統(tǒng)的車罐會在系統(tǒng)的指令下自動分配到相應出鐵位等待受鐵；受鐵位鐵水罐中鐵水質量達到轉爐入爐要求時，擺動溜嘴自動擺到空罐一側出鐵，系統(tǒng)自動下發(fā)重罐目的地；受鐵結束的鐵水重罐汽車運輸至目的地后，通過行車進行下罐作業(yè)，作業(yè)完成后，鐵水罐與鐵水車的綁定解鎖。通過GPS及RFID等新技術，實現(xiàn)對鐵水車、罐的自動識別及精準定位、跟蹤，全程對鐵水車進行定位監(jiān)控，有效提高了鐵水車的運行效率，鐵水智能調(diào)運三維定位系統(tǒng)如圖3所示。

圖3 鐵水智能調(diào)運三維定位系統(tǒng)

鐵鋼包管理信息系統(tǒng)與鐵前MES和鋼軋MES等系統(tǒng)互聯(lián)互通，形成集成的數(shù)據(jù)共享平臺，使鐵鋼包運輸更加透明，建立快速、準確、可共享的鐵鋼包檔案信息，最終實現(xiàn)鐵鋼作業(yè)無縫對接，達到出鐵控制、車輛調(diào)度、鐵水罐調(diào)度管理、行車調(diào)度管理等的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，使得“一罐到底”生產(chǎn)組織有序、可控。

1.3 煉鋼接罐操作

煉鋼鐵水接收跨的重罐及時下車、空罐及時上車是“一罐到底”生產(chǎn)組織的重要環(huán)節(jié)。生產(chǎn)過程中必須對鐵水罐和鐵水車統(tǒng)籌考慮、迅速調(diào)度，保證重罐和空罐在最短的時間內(nèi)到達指定位置。

在生產(chǎn)實踐中，轉爐精心、精準操作，動態(tài)調(diào)整轉爐冶煉模式，優(yōu)化爐料結構，攻克鐵水成分、溫度及罐內(nèi)鐵水量的波動對轉爐冶煉與生產(chǎn)節(jié)奏的不利影響，保證鐵-鋼界面的無縫銜接，實現(xiàn)“一罐到底”組織穩(wěn)定順行。

2 實踐效益分析

日照精品基地鐵-鋼界面的生產(chǎn)組織采用“一罐到底”的汽運方式比其他組織方式具有明顯的優(yōu)點，產(chǎn)生較大的綜合效益。

2.1 投資效益

采用“一罐到底”工藝，取消了魚雷罐或混鐵爐設備，在煉鐵作業(yè)區(qū)取消了魚雷罐或混鐵爐維修設施，在煉鋼作業(yè)區(qū)取消了倒罐坑、鐵水車、除塵等倒罐站設施，不但節(jié)約了投資成本而且節(jié)約了相關的電力消耗，降低了生產(chǎn)運行費用。

“一罐到底”的汽運方式，取消了鐵水運輸鐵軌的鋪設及火車的購置，降低了設備購置成本。

2.2 能耗效益

“一罐到底”減少了運輸過程中二次倒罐環(huán)節(jié)，優(yōu)化了工藝流程，簡化了生產(chǎn)作業(yè)，縮短了鐵水運輸距離，加快了生產(chǎn)節(jié)奏，減少鐵水罐的使用數(shù)量，增加了鐵水罐的周轉率，減少鐵水溫降。按照理論計算和實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，平均可提高入爐鐵水溫度約60℃。按照年產(chǎn)405萬t鐵水計算，每年可節(jié)省標準煤約2.02 萬 t。

2.3 產(chǎn)能效益

采用“一罐到底”生產(chǎn)組織模式，入爐廢鋼比例由11.9%增加至16.7%，全年鋼產(chǎn)量增加19.4萬t，扣除廢鋼與鐵水的價格差，噸鋼效益按150元計算，增產(chǎn)創(chuàng)效2 916萬元。

2.4 環(huán)境效益

采用“一罐到底”，避免因二次倒罐環(huán)節(jié)產(chǎn)生的以超細石墨析出和鐵屑帶來的環(huán)境污染。按照噸鋼排塵量5.6 g計算，全年可減少煙塵排放22.68 t，環(huán)保效益非常顯著，改善現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境有利于清潔生產(chǎn)。

2.5 產(chǎn)品附加效益

“一罐到底”工藝沒有二次倒罐溫度損失，鐵水溫度可達1 400℃以上，物理熱充足，有利于提高KR鐵水脫硫效率，有利于大批量高附加值產(chǎn)品的穩(wěn)定生產(chǎn)。

3 存在問題與應對措施

日照精品基地采用汽運“一罐到底”組織方式的工藝優(yōu)點在實踐中得到證實，作為新技術的推廣應用，在實際生產(chǎn)中也存在需要解決的問題。

3.1 轉爐裝入量準確性

準確的裝入量對快節(jié)奏的煉鋼生產(chǎn)十分重要，要求高爐出鐵量必須嚴格按轉爐裝入量準確控制，達到鐵水罐裝入量誤差小于±2 t。煉鐵部通過雷達液位計技術、激光測距儀和鐵水車壓力傳感器先進手段，提高操作水平，達到控制精準的出鐵量目的。

3.2 鐵水粘罐

“一罐到底”工藝的另一個常見的問題就是鐵水粘罐。鐵水罐口粘罐嚴重時會造成轉爐兌鐵困難或裝入量不足影響冶煉。通過制定鐵水罐罐口清理制度，煉鋼工加強鐵水罐罐口噴涂、清理、修補，高爐強化出鐵操作，減少鐵水粘罐的概率。

4 結論

日照精品基地“一罐到底”的生產(chǎn)組織模式，具有明顯的競爭優(yōu)勢，取得了理想的生產(chǎn)效果。

1）“一罐到底”的生產(chǎn)組織使生產(chǎn)環(huán)節(jié)簡化，能耗、物耗降低，煙塵污染減少，投資運行成本降低。

2）通過建立鐵鋼包管理信息系統(tǒng)LMS實現(xiàn)“一罐到底”的智能調(diào)運。