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首钢京唐炼钢作业部技术创新活动现场见闻

发布时间:2017-04-18 13:24 来源:网络 编辑:路露

  首钢京唐公司炼钢作业部坚持创新驱动、注重效率效益,大力开展群众性创新活动,汇聚众智攻难关,取得显著成效。

  4月13日,记者来到首钢京唐公司炼钢作业部,走进生产一线采访,感受到这里群众性技术创新活动蓬勃开展。职工的一次次创新、一项项改进、一个个攻关,形成了推动企业发展的强大动力。

  液态炉渣回收利用创效显著

  首钢京唐公司炼钢作业部成功开发出液态脱碳炉渣直接返回脱磷炉利用新工艺,目前已实现规模化生产,日均生产12炉,预计年增利约1900万元,成为世界炼钢行业的先例。

  刘延强博士,是首钢京唐公司炼钢作业部的技术人员。参加工作仅三年时间的他,成为了“液态脱碳炉渣直接返回脱磷炉利用的攻关课题”主要成员之一。

  在炼钢脱磷作业区,记者遇到刘延强、罗磊、张新国等职工,正在研讨分析工艺。由于刘延强十分繁忙,记者尽可能减少对他的工作影响,见缝插针进行采访。

  一直以来,脱碳后的液态炉渣当作废弃物处理,经分析,其用途可以替代脱磷过程所用部分白灰辅料等,既可以优化冶炼工艺,同时也达到降成本目的,这就是刘延强等人组成团队所要攻关的课题。

  之前炼钢部液态炉渣均通过渣罐运送到钢渣间,然后倾倒到焖渣坑里,打水降温、冷却到一定的温度后,通过皮带机运送到破碎机、磁选机、棒磨机等设备进行加工,最后将含有铁元素的渣钢提炼、筛选出来,返回转炉回收利用。

  “承担任务后两个多月过去了,项目没有任何的进展,每天在办公室里如坐针毡。”刘延强说。3个月后,他们从文献上发现日本通过“空冷”的方式回收利用转炉渣,于是刘延强等人又将目光锁定在了“空冷”炉渣工艺技术上。

  “空冷”炉渣就是液态脱碳炉渣通过渣罐车运送到钢渣处理间,然后倒入闷渣坑进行空气冷却,冷却后通过废钢斗加入到脱磷炉内。为了跟踪实验效果,刘延强、罗磊等人在连续8天的时间内,24小时轮班盯在钢渣处理间、废钢间及转炉现场,了解试验动态,及时收集数据。但是一系列实验结果让攻关组成员陷入困境,“空冷”降温处理时间太长,严重影响生产节奏,冷却的脱碳炉渣加入量受到限制,脱磷炉石灰消耗等指标没有达到预期的目标,效果很不理想。

  刘延强感慨:“看着几个月的努力付诸东流,大家都失去了信心,当时感觉到的不仅仅是失败,而是内心深处的一种孤独,我也曾怀疑过,是不是这条路行不通,但是我坚信在面对孤独的时候实际上是让我们重新认识自己的过程。”

  山穷水尽疑无路,柳暗花明又一村。刘延强介绍,就在失望、彷徨之际,当再次研究分析资料时,一个大胆的想法突然闪现:能不能直接将液态脱碳炉渣返回转炉呢?这个思路一提出就遭到了质疑和反对。“国外的钢厂都没有,我们行吗?”“生产怎么协调?不太现实!”“液态的渣子怎么返回,考虑过安全的问题吗?”……说实话,我当时确实犹豫了,觉得自己的想法可能不符合实际,还是停留在学院派的思考,没有考虑现场的实际生产情况。就在这关键时刻,首钢京唐公司炼钢作业部党委书记李金柱坚定地说:“我们要敢于走别人没有走过的路,没有先例就让我们成为先例!”使我们信心十足。

  在领导的大力支持、鼓励下,攻关组又一次踏上了“探索之旅”。因为液态脱碳炉渣返回脱磷炉利用是一种新的工艺,在国内外没有任何借鉴的经验,刘延强等人经过长达一个月的时间,制定、推翻,再制定、再推翻……最终制定了详细的脱碳炉渣直接返回脱磷炉再次利用试验方案。试验中出现了诸多难题,然而在攻关组的勇于探索下,一一进行了化解,最终经过努力,取得了圆满成功。这项技术获得了2016年首钢科技一等奖,经专家认定达到了国际先进水平。

  全工序负能炼钢不断刷新纪录

  首钢京唐公司炼钢作业部眼睛向内,大力开展节能降耗攻关,取得显著成效,实现了全工序负能炼钢。今年3月份,炼钢工序能耗指标达-4.287千克标煤/吨钢,再创历史新低,达到国内先进水平。

  所谓负能炼钢,就是炼钢过程消耗的能源总量低于产生的能源总量。2016年2月份,首钢京唐公司炼钢作业部首次实现全工序负能炼钢,能耗指标降低到-0.441千克标煤/吨钢,全年共增利1400余万元。

  边可萌是辽宁鞍山人,2008年来到首钢京唐公司工作。现在主要负责首钢京唐公司炼钢作业部能源管理工作。在炼钢主控室,记者见到正在做数据分析的边可萌,她性格开朗活泼。边可萌介绍,首钢京唐公司炼钢作业部成立节能降耗攻关小组,把降低能源介质消耗作为降本的重要挖潜目标来抓,将能耗指标明确到岗、到人,做到人人肩上有指标,人人降本有目标。首钢京唐公司炼钢作业部工序复杂,承担着冶炼品种的重任,能源介质种类繁多,氧气、氮气、氩气、蒸汽、煤气、水、电等12种,而且分布广泛,从地下管廊到厂房顶,从炼钢到精炼、连铸点多面广,管理分析起来相当困难,要实现节能降耗更是千头万绪。

  作为负责能源管理工作的边可萌,为了更好地完成任务,一天就得分析成百上千个各类能耗数据,每个月要处理数据数万条。边可萌说,在反复的数据分析对比中,发现炼钢氮气“有利可图”,这可让我捡到了宝贝,我主动跟领导申请开展“降低氮气消耗”六西格玛项目。然而,我就遇到了一连串的“下马威”,因为氮气消耗包括氧枪氮封、溅渣护炉等近50个用户点,还需要懂得炼钢方面大量的专业知识,要在短时间内找到突破口,说起来容易,做起来真不是一件容易的事。于是,边可萌这个“门外汉”开始研究转炉工艺,白天就扎根现场,拿着图纸梳理所有的用户点,从地下管廊到60几米的厂房顶,全都转了个遍。边可萌说,一有空我就小心翼翼地钻进主控室里,虚心向师傅们请教问题。晚上回到家,把女儿哄睡着了,就继续查找资料。那时女儿还小,常常是等她睡着就已经凌晨了,时间总是觉得不够用,我只好忍痛把两岁多的女儿送到了山西的婆家。

  功夫不负有心人,边可萌和同事们经过多次讨论,一次又一次地制定方案、推翻了,再制定、再推翻,最终才确定要通过实验的方式来优化氮封流量。终于,在整个团队的共同努力下,实现了氮气消耗降低13%的极限目标。

  为实现全工序负能炼钢,首钢京唐公司炼钢作业部针对12种能源介质,共计提出33个大项、54个小项的创新工艺和设备改进措施,并分解到各个攻关团队和主要成员身上,像边可萌这样的一线职工改革创新的典型事例举不胜举。通过职工们的不懈努力,确保了各项节能措施落地生根并取得实效。

  ——按时按质投入钢包加盖项目,取消了在线煤气烤包器,钢包停包直接加盖,3小时内可直接使用,煤气量大幅降低;优化生产组织,提高钢包周转率,减少烘烤煤气消耗。

  ——套筒窑煤气混气站投入使用,转炉煤气起始回收浓度由32%逐步降低至15%,回收煤气量增加至111标立/吨。

  转炉出钢温度创新低

  在钢铁冶炼过程中,转炉出钢温度的高低直接影响到钢铁料、合金料、耐材消耗等多项指标,决定着炼钢成本的高低,综合体现出一个钢厂的技术、设备和管理水平的高低。今年以来,首钢京唐公司炼钢作业部大力开展降低转炉出钢温度攻关并取得显著成效。转炉平均出钢温度降至1661.5摄氏度,创国内先进水平。

  孟德伟是首钢京唐公司炼钢作业部炼钢工程师,也是攻关降低出钢温度的主要技术人员。他介绍,转炉出钢温度在满足下道工序基础上,越低越好。经验值表明,出钢温度每降1摄氏度,吨钢成本可降低5元钱。2016年初首钢京唐公司炼钢作业部的出钢温度还是1678摄氏度,截止到目前,降低了15摄氏度,吨钢成本降了近75元,这得益于他们的几项工艺技术攻关,形成以钢包加盖项目为依托,以RH-SVDC技术、RH单工位生产、铸机提速为主线的四大技术支撑框架。

  在首钢京唐公司炼钢作业部工艺技术人员、设备人员、操作人员的协同攻坚下,全面推进钢包加盖项目,出钢温度可降低约9摄氏度。孟德伟说,由于他们采用了钢包加盖,钢包内衬温度提高了200摄氏度以上,确保钢水在物流过程中温降变小,温度损失明显降低,这样就可以降低转炉钢水的出钢温度。

  与此同时,攻关团队推进各项工艺技术攻关,进一步降低出钢温度。

  ——推广超低碳钢RH-SVDC工艺。脱碳时间大幅缩短,RH处理温降较自然脱碳工艺降低了3.2摄氏度。

  ——大力开展单工位生产组织模式。LCAK钢种及低碳马口铁钢种实际转炉终点温度降低约4摄氏度。

  ——铸机提速加快生产节奏。2017年2月份低碳钢浇次在原拉速基础上提高0.1米/分钟,普通低碳钢非镇静工艺出钢温度降低4摄氏度,镇静工艺出钢温度降低3.1摄氏度。

  同时,提高岗位职工的精准化操作水平是降低转炉出钢温度的关键。首钢京唐公司炼钢作业部坚持“硬举措”“软实力”双轮驱动。一方面在“硬举措”上功夫。为便于转炉操作工及时掌握精炼进站温度及调温情况,自主开发了精炼进站温度查询系统。操作工可通过此系统及时掌握进站情况,并根据前一炉进站温度情况动态调整后续出钢温度,严格做好工序服从,助力转炉出钢温度的进一步降低。另一方面在“软实力”上下功夫。转炉四班操作工温度控制水平差异较大,个别操作工为防止出现温低吹氧升温及改炼等情况,出钢温度控制采取“宁高勿低”的原则,温度控制明显高于其他班组。攻关组孟德伟、李勇等成员采取“双管齐下”,一是强化岗位职工温度控制意识,阶段性按炉座分析四班温度控制情况,并及时在微信群里发布,营造“比、学、赶、超”的氛围;二是提高岗位职工的操作水平。对温度控制较高的操作工采取一对一培训,班中指导操作并加深岗位降低出钢温度的意识,消除职工的顾虑,不断增强软实力。

  转炉底吹元件实现在线快速热更换

  目前,首钢京唐公司炼钢作业部300吨转炉实现底吹元件在线热更换,这在钢铁冶炼领域还是独一无二的。实施这项工艺技术脱磷炉的磷含量稳定达到了0.025%,为扩展品种钢、冶炼超低磷钢奠定了基础。

  首钢京唐公司炼钢作业部技术人员罗磊是实现转炉底吹元件在线热更换的主要攻关成员。他介绍,底吹枪主要是在转炉底吹入惰性气体,防止钢水氧化。

  当前脱磷炉遇到的主要问题为底吹元件不裸露、底吹气体无法有效发挥搅拌作用。在脱磷炉冶炼过程中,因溅渣的原因导致炉底上涨,炉底上涨会覆盖底吹元件导致底吹元件堵塞,底吹元件堵塞后使炉底上涨更加迅速,从而形成恶性循环。目前首钢京唐公司1号脱磷转炉炉龄维持在12000炉左右,开炉前期底吹裸露且效果良好。随着炉龄增加炉底上涨将底吹孔覆盖后,对脱磷率指标产生一定影响。

  为保证底吹效果,日本钢厂脱磷炉采用炉底整体更换技术,在炉龄2000—3000炉左右,底吹风口被覆盖后进行炉底整体更换。而国内某些钢厂则采用底吹透气砖在线热更换技术,也能满足转炉中后期的底吹效果,但均是在小型转炉上进行,在大型转炉上的热更换还没有过先例。经过多次调研验证并对底吹快换技术现场考察,首钢京唐公司炼钢作业部决定采取底吹热更换技术,以改善全炉役底吹效果。

  罗磊介绍,底吹枪在线热更换技术,主要是在转炉生产间歇停炉或检修状态下,利用钻孔机由转炉底钻孔将炉底打通至炉膛,然后装填新的底吹元件重新烧结的过程。热更换技术本身不复杂,但承担的风险系数高,装填过程中如出现底吹元件与钻孔间缝隙过大、间歇填充的耐火材料不充实等情况,极易造成转炉漏钢事故,甚至导致转炉非计划炉役。另外,在钻孔过程中,如出现炉底钢渣层过厚或炉底砖层中夹有渗钢等问题,会造成钻孔过程受阻,造成更换时间延长,甚至导致钻孔失败,不得不将耐材回填,导致转炉彻底失去底吹。在如此大公称吨位的转炉上进行底吹在线热更换在国内外尚属首次,承担的危险性是巨大的。首钢京唐公司炼钢作业部在准备实行热更换前进行了多次讨论,并制定了相应的详细的事故处理预案。在钻孔过程中各级领导全程跟踪,富有现场工作经验的老师傅在现场随时准备应急处理。

  罗磊说,他们第一次更换底吹枪时,钻机电流突然上升到极限值,并持续居高不下,钻进工作严重受阻,钻头迟迟不能推进。根据停炉前转炉测厚数据显示,钻头必须再前进,才能将炉底钻透,而根据目前的钻进情况,如不及时采取措施,更换工作将很难按时间完成。就在这时,全国劳模张新国挺身而出,亲自带队进行烧眼作业。张师傅等人一鼓作气直接将炉底钻透,并顺利装填底吹元件,重新连接底吹支路管道,首次更换工作取得成功!

  攻关组成员做了大量的工作,一边研究一边实践,逐渐找到了门路和方法。在第一根底吹枪更换时,他们用了10个小时;在4月6日,仅用了3个小时就成功进行了底吹枪在线热更换。