1 前言

鋼包作為煉鋼工序與連鑄工序之間的盛鋼容器，其在生產(chǎn)周轉(zhuǎn)過(guò)程的熱狀態(tài)，直接影響出鋼和盛鋼過(guò)程中鋼水溫度的變化，影響過(guò)程溫度控制，一般采取強(qiáng)化鋼包烘烤、提高鋼包熱周轉(zhuǎn)、優(yōu)化包襯結(jié)構(gòu)、鋼包加保溫劑和澆注過(guò)程鋼包加蓋等手段來(lái)減少鋼水溫降。有關(guān)研究^[1]表明，1臺(tái)150t 鋼包空包開始后，前20min內(nèi)由包襯向空氣的輻射熱損失將導(dǎo)致下一爐鋼水溫度損失達(dá)l5℃，而這種熱損失的40％發(fā)生在空包開始后的前5min。通過(guò)在鋼包上加蓋，輻射熱損失可顯著減少。

鋼包加蓋突出的節(jié)能效果，成為鋼鐵企業(yè)節(jié)能降耗的一個(gè)重要手段。比如連鑄機(jī)上廣泛采用了鋼包加蓋裝置，也是屬于局部的非全程式保溫措施，但無(wú)法做到在整個(gè)使用循環(huán)過(guò)程中都使鋼包蓋蓋在鋼包上。本文主要介紹柳鋼轉(zhuǎn)爐廠經(jīng)過(guò)技術(shù)引進(jìn)、消化，轉(zhuǎn)化創(chuàng)新，設(shè)計(jì)研發(fā)出的適合實(shí)際生產(chǎn)地鋼包運(yùn)行過(guò)程全程加蓋與揭蓋技術(shù)。

2 鋼包加蓋技術(shù)及其應(yīng)用

2.1 設(shè)備及其建設(shè)

（1）加揭蓋裝置。在鋼包加揭蓋裝置設(shè)計(jì)上，國(guó)內(nèi)使用的加揭蓋裝置種類較多，包括移動(dòng)插齒式加揭蓋裝置、液壓升降/伸縮式加揭蓋裝置、回轉(zhuǎn)式加揭蓋裝置、懸掛移動(dòng)式加揭蓋裝置等。柳鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼廠根據(jù)現(xiàn)有加揭蓋裝置，消化吸收，并結(jié)合自身實(shí)際廠房結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了卷?yè)P(yáng)升降式鋼包加揭蓋裝置（見圖1a）。柳鋼一區(qū)轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)鋼包加蓋有關(guān)的設(shè)備由3×150t轉(zhuǎn)爐，2×150t 雙工位LF爐，1×150t 雙工位RH爐組成。根據(jù)煉鋼系統(tǒng)的工藝布置條件，在3個(gè)轉(zhuǎn)爐及3個(gè)爐外精煉共9個(gè)工位布置了9套卷?yè)P(yáng)升降式鋼包加揭蓋裝置。

（2）鋼包蓋特點(diǎn)。鋼包蓋通過(guò)聯(lián)接爪與鋼包聯(lián)接，這種聯(lián)接方式在鋼包直立時(shí)便于包蓋的摘取，而在鋼包因排渣、更換滑動(dòng)水口等作業(yè)而必須傾倒時(shí)，包蓋與鋼包靠聯(lián)接爪自行鎖緊，實(shí)現(xiàn)包蓋一直安全蓋在鋼包上的目的。連在包蓋上的上聯(lián)接爪和固定在鋼包上部的下聯(lián)接爪等裝置，其特征在于上聯(lián)接爪呈倒“U”狀，并在“U”口處安設(shè)一銷桿；下聯(lián)接爪呈“U”形并在外側(cè)“U”板上開設(shè)一帶凹溝的銷槽，在銷槽的平直側(cè)加一靠自重而轉(zhuǎn)動(dòng)的栓銷，在蓋體蓋在鋼包上時(shí)上、下聯(lián)接爪相吻合，銷桿下入銷槽內(nèi)。此外，在鋼包蓋上還設(shè)計(jì)有3個(gè)掛耳，加揭蓋卷?xiàng)顧C(jī)的掛鉤與掛耳配合，完成加蓋、取蓋動(dòng)作。在鋼包蓋重心位置設(shè)計(jì)有備用掛耳，在特殊情況下用行車副鉤完成加蓋、揭蓋動(dòng)作，省去專用離線吊具。

（3）項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度。項(xiàng)目于2013-08立項(xiàng)，2014-01 完成鋼包加蓋設(shè)計(jì)方案，2014-08，2 號(hào)轉(zhuǎn)爐鋼包加蓋裝置安裝完成，開始正式投入使用，2015-03，1 號(hào)LF 鋼包加蓋裝置安裝完成，煉鋼系統(tǒng)鋼包實(shí)現(xiàn)全程加蓋運(yùn)行。

2.2 操作工藝

（1）出鋼前準(zhǔn)備。在完成爐次之間對(duì)鋼包的準(zhǔn)備后，鋼包不是與通常那樣被放到預(yù)熱器上進(jìn)行預(yù)熱，而是被放回到等候的鋼包車上，并且有鋼包蓋蓋在上面，直到下一爐開始出鋼，所以在使用鋼包全程加蓋設(shè)備與工藝進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，正常周轉(zhuǎn)鋼包將不再需要在線預(yù)熱。只有在遇到長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)小時(shí)的超時(shí)工序延遲時(shí)，才考慮鋼包預(yù)熱。鋼包倒掉鑄余渣（見圖1b），清洗水口滑板后，可直接把鋼包帶蓋吊運(yùn)上鋼包車上（見圖1c），轉(zhuǎn)爐出鋼前完成揭蓋加入引流砂填入（圖1d），再加蓋保溫等出鋼（圖1e），如果加入引流渣后與出鋼時(shí)間較短，一般小于2min，直接進(jìn)入轉(zhuǎn)爐下出鋼。

（2）出鋼后加蓋。轉(zhuǎn)爐出鋼結(jié)束并在吹氬位處理完成后，把鋼包開至加揭蓋裝置正下方，通過(guò)操作卷?yè)P(yáng)升降與鋼包車進(jìn)退配合完成加蓋操作，并開至吊包位（見圖1）f ，進(jìn)入下一工序。

（3）精煉揭蓋。鋼包進(jìn)入精煉工位(LF或RH)前，先開到卷?yè)P(yáng)升降式鋼包加揭蓋裝置完成揭蓋操作，鋼包蓋存放在加揭蓋裝置平臺(tái)，進(jìn)入精煉爐完成鋼水精煉。

（4）精煉加蓋。處理位鋼水處理完畢，當(dāng)鋼包經(jīng)過(guò)加揭蓋裝置平臺(tái)正下方，通過(guò)操作卷?yè)P(yáng)升降完成加蓋操作，并開至吊包位，進(jìn)入下一工序。

（5）異常鋼水揭蓋。若異常鋼水需要倒包或兌沖回爐時(shí)，需要使用行車副鉤調(diào)走包蓋后進(jìn)行，防止鋼水倒出時(shí)與包蓋接觸反沖散流，造成安全事故。

2.3 運(yùn)行效果

（1）出鋼過(guò)程鋼水溫降降低。加蓋后，空包內(nèi)襯溫降減小，鋼水與鋼包內(nèi)襯熱交換減少，鋼水熱損失減少，使大幅度降低轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)溫度成為可能。在出鋼過(guò)程中，不改變其它條件下僅僅通過(guò)鋼包加蓋保溫，直上鋼水出鋼溫降平均減小10.2℃，上精煉鋼水出鋼溫降平均減小6.4℃。

       （2）吊運(yùn)過(guò)程鋼水溫降。吊運(yùn)過(guò)程隨著時(shí)間延長(zhǎng)，鋼水溫降幅度將不斷加大。鋼包加蓋后，鋼水的溫降速度也有所降低（見表2）。

（3）加蓋后連鑄中包溫度變化：加蓋后澆注40min 中包溫與實(shí)際中包溫度相比，平均中包溫度降低4℃左右，中包溫度基本趨于穩(wěn)定，加蓋后澆注40min 中包溫與實(shí)際中包溫度波動(dòng)在10℃以內(nèi)，占到了95.12%，波動(dòng)在5℃以內(nèi)，占到了57.67%。加蓋后的澆注后期低溫事故鋼水量大幅度減少，尤其是方坯直上鋼種。

      （4）鋼包加蓋后主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)明顯進(jìn)步，除了鐵水條件得到改善及少渣冶煉工藝的進(jìn)步外，鋼包加蓋后系統(tǒng)溫降對(duì)指標(biāo)進(jìn)步有著重要的作用。

2.4 存在的問(wèn)題及解決方案

（1）影響鋼包自開率。實(shí)施鋼包加蓋后，正常周轉(zhuǎn)鋼包內(nèi)襯溫度在1000 ℃以上，鋼包內(nèi)的爐渣處于液態(tài)，在鋼包熱修完成后垂直放置時(shí)，會(huì)出現(xiàn)包壁上的液渣回流至包底水口內(nèi)的現(xiàn)象，容易出現(xiàn)引流現(xiàn)象或引不開的現(xiàn)象，針對(duì)這一現(xiàn)象優(yōu)化如下工藝操作，至今沒有再出現(xiàn)因液態(tài)渣流進(jìn)水口造成引流困難或引不開斷機(jī)現(xiàn)象。①加蓋鋼包在行車傾倒余渣時(shí)，行車對(duì)鋼包的傾翻角度不低于120°，滯留時(shí)間不低于60s，同時(shí)在吊運(yùn)空包至返回座包車的過(guò)程，行車副鉤一直掛吊裝包機(jī)構(gòu)，使鋼包傾斜角度不低于15°，保持鋼包底部水口部位處于高位，防止液態(tài)渣回流；②在鋼包車架上水口方向墊座圈，水口部位不在低位，防止液態(tài)渣回流；③投放引流砂人員負(fù)責(zé)在引流砂加入前對(duì)上水口內(nèi)的清潔程度進(jìn)行確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)堵渣及時(shí)進(jìn)行翻包處理，同進(jìn)加入引流砂效果以上水口上方呈“面包”控制，確保引流砂的加入量足夠。

（2）實(shí)施鋼包加蓋后，尤其是低碳鋼鋁鎮(zhèn)靜鋼的高堿度精煉渣結(jié)蓋較嚴(yán)重，通過(guò)在加蓋前往鋼包四包壁處加入少量的覆蓋劑以降低渣結(jié)蓋程度。

（3）部分鋼包存在掛耳尺寸不一致現(xiàn)象，影響鋼包加蓋順行，對(duì)部分鋼包掛耳位置進(jìn)行重新對(duì)位焊接調(diào)整。

3 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)近8個(gè)月的實(shí)踐應(yīng)用，充分證明了鋼包全程加蓋技術(shù)是一項(xiàng)安全、節(jié)能、環(huán)保、降耗的新技術(shù)。鋼包全程加蓋節(jié)能系統(tǒng)，大大減少了鋼包內(nèi)的熱量損失。采用全程鋼包加蓋節(jié)能系統(tǒng)后，柳鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼系統(tǒng)全年直接經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)5元/噸以上。并有如下結(jié)論：

（1）鋼包加蓋澆完1h 后包襯溫度在1000℃以上，紅包出鋼，鋼水出鋼平均溫降降低8.2℃，平均出鋼氧降低80×10-6以上。

（2）取消鋼包在線烘烤，降低煤氣消耗，在線烘烤焦?fàn)t煤氣升溫按10m³／h·t烘烤6min，節(jié)約1m³/t，減少CO₂排放，工作環(huán)境得到改善。

（3）節(jié)約鋼包保溫劑的使用量約為1kg/t，減少鋼包渣外排。

（4）降低熔劑消耗和轉(zhuǎn)爐鋼鐵料耗，延長(zhǎng)鋼包、轉(zhuǎn)爐爐襯壽命，鋼包的平均過(guò)鋼量由加蓋前61.1爐提高到加蓋后65.4爐。

（5）均勻鋼包內(nèi)鋼水溫度，減少鋼水在鋼包、中間包及結(jié)晶器內(nèi)的溫度波動(dòng)，系統(tǒng)溫降相對(duì)穩(wěn)定且降低后，實(shí)現(xiàn)低過(guò)熱度澆注，產(chǎn)品質(zhì)量得以提高。