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（1山东钢铁集团淄博永锋有限公司，山东淄博；)

摘要：炼钢厂钢水温降大，全流程温降在℃左右，过程中温降波动大，不易控制，易造成工艺事故的发生；钢包烘烤效果差，上线温度在～℃，满足不了上线对温度的要求；钢包包龄低，小修在25次左右，大修在80次左右，满足不了现场工艺生产的需要，成为制约炼钢生产的重要因素。炼钢厂全程加盖，优化烘烤器设计，提高烘烤效果，减少钢水的辐射热，全程温降降低25℃左右；通过优化钢包耐材设计提高钢包保温效果，实行合适热补偿制度，过程温降降低到℃左右，满足了现场生产工艺的需要，减少了事故的发生。

关键词：包衬热补偿、包衬蓄热平衡、钢包动态热平衡、钢包加盖、

1前言

钢水温度控制是生产过程中一项重要的经济技术指标，钢包作为盛钢水的容器，其热状态是影响钢水温度稳定的主要因素之一。不同的钢包的热状态会影响出钢过程温降、周转过程温降、浇注过程温降。依据现场统计分析，造成这些影响主要因素包括：钢包保温设计、烘烤效果、包衬蓄热、包壁热传导和包内上方渣层散热行为等有关。如何保障钢包安全高效周转，提高钢包的节能效果；炼钢厂从钢包全程加盖系统的设计、钢包烘烤器的改进设计、钢包综合砌筑工艺的改进、钢包的合理调度过程中的热补偿等几个方面入手，通过不断改进取得了较好的节能效果。

2钢包节能降耗存在问题分析

由于现场煤气用户点太多，同时受限于煤气加压风机的限制，现场煤气压力低，火焰长度不足1.5m，远远达不到包底，造成钢包烘烤的受热不均，严重影响了钢包的耐材质量；钢包内衬表面温度不足℃，由于蓄热不足，为了确保生产，转炉放钢温度要提到0℃以上，造成钢水的过氧化，大量的增碳剂、脱氧剂、合金的浪费，不利于节能降耗。

对烘烤器进行现场分析，发现原设计烘烤器布置设计存在缺陷，中间有了较多的弯头设计，阻碍了煤气的流通，大小管路布置不均衡，造成的煤气用户点与管径的不匹配，从而造成煤气出口压力低、流量偏小，不便于煤气烘烤过程中小、中、大火的调节，造成烘烤时间偏长，同时降低了烘烤效果。

钢包前期暴露出的主要问题：1）由于钢包自身保温效果差，加剧了耐材的应力破坏；包龄普遍偏低，小修包龄集中在25～45次之间，中修包龄集中在49～76次之间；2）烘烤效果差，钢包上线温度℃以下；砖缝没有很好的愈合，造成有的部位渗钢，包底夹钢厚度1～5mm、1～3t，包壁夹钢2～10mm，1～4t。3）钢包保温效果差，使用5炉以后包壁温度上部℃、中部℃、下部℃，全流程温度波动大，全程温降℃连浇炉℃；温降过大，易出现中包冻流现象，给生产组织带来较大地困难。4）包壁温度高带来液压油缸使用寿命低；温度高造成机构安装板变形、开裂，降低了机构寿命。

钢包散热方式分为通过包壁散出的传导热占30%，包衬本身蓄热不足，需要钢水提供热量来进行补偿，造成热能损失包衬蓄热30%～40%，通过上部散出的辐射热占30%。

3节能降耗措施应用

3.1改进烘烤器烘烤方式

利用“伯努利原理”改进射流烘烤方式，实现助燃空气的自动配比，无需风机助燃，无风机电能消耗。燃气流经调径阀流速提高，并贴附燃烧室管壁，根据伯努利原理形成真空，产生抽力将助燃空气吸入燃烧器。预燃气与吸入的助燃空气经钝体的作用，在预混腔内形成涡流，进而充分混合，并且钝体对高速气流中的火焰具有“稳焰”作用，使火焰更稳定。混式燃烧，燃气与助燃空气充分混合后点燃，燃烧效率高达98%，火焰温度最高可达℃。

3.2新上钢包周转全程加盖系统

为了最大限度的减少钢水温降，新上钢包加盖系统及在线烘烤制度系统，实现了钢包从转炉出钢到连铸浇钢周转全程保温，最大限度地减少了钢水的热散射，增加钢包耐材的热补偿。为及时掌握实施大包加盖前、后的变化，经过3个多月的数据统计分析，运输过程温度损失约减少13℃，全程温度损失减少25℃。根据统计结果，结合各钢种特点，将出钢温度在原基础上下调25℃。出钢温度的下调，提高了合金收得率，降低了钢水磷含量，减轻了钢水对炉衬的侵蚀，转炉出钢口寿命提高10炉以上。由于出钢温度的降低，还减少了炼钢炉料的使用量，延长了钢包使用周期，达到了节能降耗的效果，经过初步统计，钢包加盖后与加盖前相比，全程温降降低了10～15℃。中间包温度更加稳定，中间包温度较以前波动幅度降低5℃左右。HRB钢种全程加盖前、后钢包烘烤温降见表3。

3.3优化钢包耐材设计

通过选用的热传导率低的保温材料、耐火材料，优化耐材设计，减少包壁传导热的散失，在保温层方面选用热传导率℃时只有0.2W/（m·K），随着温度的升高，热传导率变化不大；为了降低纳米绝热板在后期粉化降低保温效果，在前面加了一层10mm的硬质保温板，结合现场使用情况，在考虑安全使用的前提下，结合工作层残厚，永久层部位的重质浇注料（mm）改为轻质浇注料（mm），热传导率明显降低。钢包耐材优化设计见表2。通过Rlix界面温度软件计算，热量损失可降低20%左右。

3.4理顺计划和“火车时刻表”安排

判断钢包的位置以及操作状态，根据生产工艺的钢包处理流程和约束条件，编制炼钢—精炼—连铸的钢包路径计划和空包行走路径、重包行走路径计划。钢包的有序调度，有利于炼钢—连铸生产物流的高效运转，平衡各设备负荷，加大红包利用率，降低能耗。在各工序都高效化的条件下，尤其应加强管理，确保钢包周转使用个数来实现更少的温降损失。钢包热态周转见图1，过程控制热补偿见表2。

过程控制细则：1）在炼钢生产工艺流程中，温度、时间控制是炼钢稳定生产的“晴雨表”；温度与时间是一对组合变量互相制约，相互依存。2）本控制模型，基于以连铸为控制中心，转炉、精炼为基础、设备为保障，以动态平衡为原则建立的时间温度控制模型。3）要建立通过稳定软吹达到稳定连铸的思维模式，转炉保精练→精练保软吹→软吹保连铸，连铸抓三恒三稳。4）转炉到连铸时间最长，波动最大，考虑到转炉的冶炼周期在36分钟左右，当开浇后，连铸浇注周期没有大的变化的情况下；一次控制转炉时间不宜过长。5）当转炉、精练、软吹工位等工艺点的时间、温度控制中本炉次出现不能按计划时间完成，与时间节点偏差±3min时，提前汇报当班值班调度，并结合温降情况做出相应的调整；在下一炉次中及时调整过来。6）当转炉或精炼等不能在短期内调整回原有工艺生产节奏时，当班调度要及时协调转炉、精练、行车等搞好配合，做好相互间的协调，快速恢复工艺生产动态平衡，

以保障生产顺行、节奏稳定。7）钢包空置时间只有24min，所以必须及时组织下包→倒渣→修包→坐包→加沙，确保转炉及时出钢，稳定节奏。

通过稳定生产节奏，减少钢水在各个环节的等待时间，减少时间带来的温降；合理对周转过程中的时间控制，在精练电耗不增加的前提下，减少精炼炉档位控制在10档以上，提高精炼渣的埋弧效果，减少热能损失，适当增加软吹时间，通过软吹时间的延长，使热量尽可能的对传导到包衬上，增加包衬的热补偿，提高钢水在钢包内的时间，减少包衬空包时间长带来的热损失。

4使用效果

1）改造前、后钢包跟踪温降统计见表4。

由表4可知，钢水全程温降不断优化，由前期℃降低到℃，降低高温放钢带来的钢水的过氧化，减少了对转炉炉衬的侵蚀，提高合金收得率，节省出来的热量有利于废钢的加入，对降低铁水消耗创造了条件。

2）通过钢包烘烤器的改造，提高了钢包的烘烤效果，上线温度由原来的℃提高到℃以上，在此基础上，推行钢包全程加盖系统，全流程温降减少了23.5℃，按照1℃节省效益0.5元钱计算，吨钢成本降低11.75元。

3）钢包耐材优化以后，通过过程中适当热补偿控制，全流程温降在钢包加盖的基础上又降低了10.4℃，按照1℃节省效益0.5元计算，吨钢成本降低5.2元。

5结语

钢包全流程节能降耗措施的应用后，保证了生产稳定，钢包保温效果明显改善，增加了钢包耐材的热震稳定性，减少温度变化梯度对耐材的影响，耐材寿命明显体高，钢包小修包龄提高到75炉次，中修包龄提高到炉次；全程温降由原来的℃，降低到℃左右吨钢成本降低16.95元。

（来源：中国冶金技术网年11月无锡召开第四届全国高品质、低成本炼钢-连铸生产技术研讨会）