谈转炉炼钢厂钢包全程加盖技术开发与应用刘辉

谈转炉炼钢厂钢包全程加盖技术开发与应用刘辉

刘辉韩春良翁玉娟张宇亮康树利

河钢集团承钢公司棒材事业部河北省067002

摘要：在炼钢生产中，钢包是盛装、运输钢水并进行相应二次冶金的容器。钢包在周转使用过程中加上钢包盖后，对于钢包的散热可起到很好的保护作用，也可使钢包周转过程中的热状态更加趋于稳定，可为准确控制钢包温度和温降创造有利条件，同时也可进一步降低钢包在周转过程中的热量损失，具有一定的节能降耗作用。

关键词：钢包；全程加盖工艺；实施；运用；

炼钢生产中钢包全程加盖技术与发展，通过现场钢包盖使用前后数据的对比，为适应目前钢铁企业节能减排的要求，实现高效、低成本、低排放、绿色炼钢生产目标提供有益借鉴。

一、概述

钢包作为炼钢工序与连铸工序之间的盛钢容器，为了确保连铸钢坯的正常生产及产品质量，钢水浇筑温度必须严格控制在可浇范围内，通过减少钢包运输过程中的热损失，降低转炉出钢温度，达到节能降耗及环境污染的目的。钢包在运输过程中，热量损失主要有三种途径：一是直接与空气之间的热传导和热辐射（特别是空包）；二是通过钢包外壁与空气之间的热交换；三是耐材自身吸收储存钢水热量。目前国内钢厂为了确保连铸钢水温度，主要改善钢水出钢工序的温度控制，对运输过程温度控制较少，一般采取钢包在线烘烤、缩短钢包热周转期、优化耐材结构、钢水表面加保温剂和浇增加大包回转台包盖等手段来减少钢水温降。虽采取以上手段，但炼钢过程钢水温度控制精确能力非常有限，并耗费大量能源。对国内某钢厂钢包温度数据统计分析：当钢液面裸露时，150t钢水从转炉后测温运输到连铸回转台，时间3-4min，钢水温度从1610℃降到1595.7℃；而钢水表面被覆盖剂完全覆盖时，钢水温度降低仅为5.2℃，由此看出钢液表面热损失是导致钢水温度降低的主要原因。150t钢包浇铸完后，前20min内由包衬向空气的辐射热损失将导致下一炉钢水温度损失达15℃，而这种热损失的40%发生在空包开始后的前5min。通过在钢包上加盖，热交换和热辐射损失可显著减少。比如连铸机上广泛采用了钢包加盖装置。然而，钢包在连铸机上的时间只占整个钢包周转过程的三分之一左右，并且表面有覆盖剂保护，而其余时间为空包状态，此时与空气的接触面积大，热交换和热辐射发生剧烈，所以即使连铸机上加盖，也是属于局部的非全程式保温措施，且收效不大。

二、装置的工作过程：

当钢包开到揭盖位下方时，加揭盖装置处于下限，包盖挂轴碰到吊钩时，将包盖提起到上限位，完成揭盖。出完钢后，钢包开出，经过加揭盖装置下方到铁水合金化位完成铁水合金化。钢包开回加揭盖装置下方，加揭盖装置到达加盖位，钢包铰座碰到包盖长齿，吊钩下降，将包盖盖到钢包上。

三、技术内容

钢包自动加揭盖装置，它由定滑轮组、动滑轮组、卷扬机、钢丝绳、吊钩安装支架、吊钩和电气控制机构组成，定滑轮组安装在高平台横梁上，动滑轮组连接在定滑轮组下方，卷扬机通过钢丝绳与定滑轮组、动滑轮组相连接，吊钩安装支架连接在动滑轮组的下方，吊钩安装在吊钩安装支架的下底面上，卷扬机与电气控制机构相连接。钢包自动加揭盖装置，所述定滑轮组、动滑轮组分别包括六个定滑轮和三个动滑轮，它们分别组成三套提升滑轮组，三个定滑轮固定在高平台横梁上，另外三个定滑轮分别与卷扬机相配合，固定在高平台横梁上的三个定滑轮呈等腰三角形分布，三个动滑轮分别与三个固定在高平台横梁上的定滑轮相连接，三个动滑轮在吊钩安装支架上的固定点呈等腰三角形分布。加揭盖装置中所述卷扬机的卷筒等分成三部分，卷筒上安装三套钢丝绳分别与三个定滑轮相连接。加揭盖装置中所述吊钩安装支架为等腰梯形平面结构，吊钩安装支架的梯形平面前端安装一个吊钩，后端安装两个吊钩，三个吊钩安装点呈等腰三角形分布，三个吊钩钩头最低点处于同一水平面。加揭盖装置所述安装在吊钩安装支架前端的吊钩采用直吊钩，安装在吊钩安装支架后端的吊钩采用弯吊钩，弯吊钩形状与包盖挂轴外形吻合，弯吊钩的钩头比包盖挂轴外圆最高点高出10mm。其结构及安装示意图如图1、图2所示。

1、定滑轮组2、动滑轮组3、吊钩安装支架4、直吊钩5、弯吊钩6、卷扬机7、钢丝绳8、高平台横梁9、卷扬机安装平台。

图中显示，定滑轮组1、动滑轮组2分别包括六个定滑轮和三个动滑轮，它们分别组成三套提升滑轮组。卷扬机6的卷筒等分成三部分，卷筒上安装三套钢丝绳7分别与三套提升滑轮组相连接，以实现三点同步提升。图中显示，三套提升滑轮组的三个定滑轮固定在高平台横梁8上，另外三个定滑轮分别与卷扬机6相配合，卷扬机6固定安装在卷扬机安装平台9上。图中显示，固定在高平台横梁8上的三个定滑轮呈等腰三角形分布。三套提升滑轮组的三个动滑轮分别与三个固定在高平台横梁8上的定滑轮相连接。图中显示，吊钩安装支架3为等腰梯形平面结构，吊钩安装支架3连接在动滑轮组的下方，三个动滑轮在吊钩安装支架3上的固定点呈等腰三角形分布。吊钩安装支架3随着动滑轮组上下移动，吊钩安装在吊钩安装支架3的下底面上。图中显示，吊钩安装支架3的底面前端安装一个吊钩，后端安装两个吊钩，三个吊钩安装点呈等腰三角形分布，三个吊钩钩头最低点处于同一水平面。安装在吊钩安装支架3前端的吊钩采用直吊钩4，安装在吊钩安装支架3后端的吊钩采用弯吊钩5，弯吊钩5形状与包盖挂轴外形吻合，弯吊钩5的钩头比包盖挂轴外圆最高点高出10mm。本装置的电气控制机构设有三个限位：下限位（揭盖位）、加盖位、上限位（避让位），通过在卷扬机6上安装一组链轮，传动比为2，实现限位设置。下限位设置在未揭包盖时，包盖挂轴处于吊钩安装支架3的下表面与弯吊钩5上表面的中间位置。加揭盖位设置在钢包加盖时，钢包铰座挂轴处于钢包盖挂钩长齿与短齿的中间位置，上限位设置在包盖提起时钢包铰座距包盖长齿下表面有100mm的距离的位置。

四、装置的效果

装置采用用吊钩式加揭盖装置，与插齿式加揭盖装置相比较，降低了对挂钩尺寸、钢包车马鞍座高度、钢包铰座尺寸等部件公差精度的要求，特别是采用直钩加弯钩的设置降低了对包盖前后轴中心距尺寸的要求，在包盖的前后轴中心距有变化时，自动加揭盖装置能够正常使用，杜绝了揭盖、加盖过程包盖掉落的现象，本装置应用以来未出现过包盖掉落事故。采用卷扬机及滑轮提升装置代替液压传动系统，解决了高温环境下液压传动故障率高的问题，钢包加盖比率进一步提高。实用新型结构简单、操作方便、运行稳定、故障率低、提高了钢包加揭盖的效率，实践表明本实用新型更适用于复杂的钢铁企业生产现场。通过实施钢包全程加揭盖操作，减少了钢包烘烤，降低了转炉煤气消耗，减少了二氧化碳等有害气体排放；降低了转炉出钢温度及氧气消耗，减少了烟气排放，使整个厂区环境、温度改善，污染减小；降低转炉出钢温度减少了钢渣的产生量，减少了污染物的排放量；修包区域的劳动力操作量减小，提高了操作人员的安全保障。

通过实施钢包全程加揭盖操作，减少了钢包烘烤，降低了转炉煤气消耗，减少了二氧化碳等有害气体排放；降低了转炉出钢温度及氧气消耗，减少了烟气排放，使整个厂区环境、温度改善，污染减小；降低转炉出钢温度减少了钢渣的产生量，减少了污染物的排放量；修包区域的劳动力操作量减小，提高了操作人员的安全保障。

参考文献：

[1]王晓峰．钢包全程加盖设备与工艺研究现状．2015.

[2]张慕军．郝成敏．李洪波等．加盖工艺在邢钢80t钢包上的应用．2015.