一、生产线简介:
炼钢组建于2005年,投产于2006年,经过多次升级改造,现炼钢有600T混铁炉2座(混铁炉除尘1套),80T顶底复吹转炉2座(包括上料系统、下料系统、倾动系统、氧枪系统、 转炉出钢系统、转炉烟罩冷却系统、汽包供水系统),LF精炼炉1座(包括SVC站1套、除尘风机1套),一机二流板坯连铸机3台,主要附属设备有:一次除尘风机3台,二次除尘风机1台,水系统1套(中心泵房1座、提升泵房3个、水处理装置1套、软水站1套、压滤机2台),行车系统1套(共计27部行车,其中125t铸造桥式起重机3台,140t铸造桥式起重机2台)。
炼钢厂年2011年年产量242万吨,产品规格:180*490-510、180*570、180*670、180*670~690、180*710、180*800、180*870、180*940、180*940、180*1010、180*1020、180*1040、180*1060、180*1120、200*870、200*940、200*940、200*1010、200*1020、200*1040、200*1060、200*1120品种结构见下表:
钢 类 执行标准 Production Standards GB/T 700 JIS 3101 低合金 结构钢 牌号 Steel Grade Q215A、Q235B3、Q235BZ 、Q235 A Q235B(C、D)、Q235Bh SS400 Q345A、Q345B3、Q345B、Q345BH、Q345B C Q345C、Q345D Q390A/B3 S245~S450 H40、J55 10#、20#、45# Q195/Q195L/08Al SPHC、SPHD 330CL、380CL(Q235BL) 510L Q345R DR510 DL 碳素结构钢 GB/T 1591 GB/T 14164 管线钢 客户协议 优质碳素 结构钢 冷轧料 汽车大梁和 车轮用钢 压力容器用钢 硅钢 GB T 711 GB/T 700 JIS G 3131 YB/T 4151 GB/T 3273-2005 GB713 客户协议
二、生产工艺流程
1、生产工艺流程图
1、生产工艺流程图 炼钢工艺流程图: O2、N2 动力厂 废钢/铁块 其萤矿石白云它石石灰灰 发电厂 Ar2 压空、
汽 包 O2 高 炉铁水 合金 2×600吨混铁炉 2×80t氧气顶吹转炉 烟气 炉渣 钢水 80t钢包 烟气净化系统 渣 跨 三、主要生产(耗能)设备 1、混铁炉系统 2座
每个系统由倾动系统、卷扬系统、风机系统(煤气)构成,承载铁水容量为600T 混铁炉倾动 各1套 共140KW 辅助系统 各1套 共27.6KW 主要技术特点:
⑴、均匀铁水温度、成分。
吹氩站 入库 1#立弯式连铸机 2#立弯式连铸机 3#弧式连铸机 精炼炉 热送轧钢 ⑵、保温。
⑶、平衡铁水供应与生产衔接。 2、转炉系统(2台80T顶底复吹转炉)
炼钢厂现有二座80T顶底复吹转炉,为洛阳中信制造,公称容量80吨,于2006年投产,炉壳外径:Φ5390mm,全高:7690mm,总重:119t,有效容积:65.3m,最大工作倾动力矩:1400KN·m,氧枪枪身全长18m,外径Φ219mm,升降高速40m/min,慢速3.5 m/min,设计生产能力120万吨,。
主要生产设备有辅原料上料、转炉倾动、转炉出钢、转炉氧枪、转炉水循环系统、转炉烟罩冷却、汽包供水系统等设备。转炉主要技术特点:
1) 接受混铁炉铁水,钢包底吹氩气搅拌,调节温度和成分。
2) 采用氧气顶吹转炉,通过氧枪从熔池上面垂直向下吹入高压的纯氧,氧化去除铁水中
的碳、硅、锰等元素,并通过加入石灰等造渣剂造渣进行脱磷和脱硫
3) 最后进行脱氧合金化,即先加入脱氧剂脱出钢中的氧,再加入合金调整钢水的化学成
分到规定钢种范围。 转炉设备明细:
变压器 2000KVA/台 共2台 辅原料上料系统 1套 共140.7KW 转炉倾动系统 各1套 共508KW 转炉出钢系统 各1套 共176KW 转炉氧枪系统 各1套 共360KW 转炉水循环系统 1套 共915KW 转炉烟罩冷却系统 各1套 共940KW 汽包供水系统 1套 共224KW 3、精炼系统
炼钢厂现有一座LF精炼炉,为西安桃园制造,公称容量100吨,于2007年投产,设计能力120万吨,双工位,使用高功率电极,最大温升速度5℃/min。
主要生产设备有变压器、钢包车、下料系统、底吹氩系统、液压系统等设备。 精炼炉主要技术特点:
⑴、接受转炉钢水,钢包底吹氩气搅拌,调节温度和成分。 ⑵、对转炉钢水进一步精炼,脱氧、脱硫、去气、去夹杂。 ⑶、钢包喂线,改善钢水质量,提高钢水可浇性。 ⑷、接受各连铸返回钢水,进行升、保温。
⑸、协调转炉、连铸生产节奏,达到炉、机稳定匹配。 精炼炉设备明细:
3
变压器(HJSSPZ-15000/35) 1台 共15000KVA 液压站 1套 共142.5KW 钢包车、下料等辅助系统 1套 共75KW 4、铸机系统
炼钢厂现有三台二机二流连铸机,其中两台直弧式,一台全弧式,两台直弧式连铸机为大连重工设计制造,分别于2006年和2008年投产,单机设备能力140万吨,全弧式连铸机为武汉大西洋设计制造,于2003年投产,单机设计能力70万吨。三台铸机铸坯断面180×670~1100mm,拉速0.8~2.0m/min,浇钢周期平均32分钟,主要生产普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、低合金钢、冷轧料用钢、管线钢、硅钢等品种。
主要生产设备有钢包回转台、结晶器振动、拉矫机、火焰切割机、出坯辊道、液压站、蒸排风机等设备。其主要技术特点:
⑴、采用液压振动,易实现高频率、小振幅振动方式,可减少横裂,提高铸坯表面质量。⑵、二冷气雾冷却,可均匀冷却,减少纵裂,提高铸坯表面质量。 ⑶、采用连续弯曲、连续矫直,可减少内裂,提高铸坯内部质量。
主要设备组成:变压器 2500KVA/台 共2台;1#-3#铸机设备明细见下表: 4.1 1#板坯连铸机
结晶器振动 55KW/台 共2台 拉矫机 7.5KW/台 共28台 蒸排风机 110KW/台 共2台 切割系统 4.5KW/套 共2套 液压系统 330KW/套 共1套 辊道系统 4KW/台 共56台 4.2 2#板坯连铸机
结晶器振动 55KW/台 共2台 拉矫机 7.5KW/台 共28台 蒸排风机 110KW/台 共2台 切割系统 4.5KW/套 共2套 液压系统 330KW/套 共1套 辊道系统 4KW/台 共56台 4.3 3#板坯连铸机
结晶器振动 30KW/台 共2台 拉矫机 5.5KW/台 共16台 蒸排风机 132KW/台 共2台
切割系统 4.5KW/套 共2套 液压系统 285KW 共1套 辊道系统 2.4KW/台 共64台 5、除尘系统
每个系统由风机系统、润滑系统、除尘系统构成,做为辅助系统,暂不做详细介绍。 除尘风机 6套 共8355KW 液压站 4套 共160KW 辅助系统 3套 共40KW 6、水系统
每个系统由电机、水泵、管道、配电系统构成,做为辅助系统,暂不做详细介绍。 变压器 1600KVA/台 共2台 软水供水泵 15KW/台 共2台 连铸浊环上塔泵 132 KW/台 共3台 连铸浊环高压供水泵 55 KW/台 共3台 连铸浊环中压供水泵 315 KW/台 共4台 转炉净环上塔泵 55 KW/台 共3台 转炉净环供水泵 250 KW/台 共3台 精炼炉净环供水泵 110 KW/台 共2台 连铸净环供水泵 400 KW/台 共4台 氧枪冷却供水泵 132KW/台 共3台 7、行车系统
每个系统由主钩、付钩、大车、小车系统构成,做为辅助系统,暂不做详细介绍。 变压器 2000KVA/台 共2台 四、能源消耗与成本
4.1 、能源回收与消耗(表一)
2011年1月~12月能耗统计(产量2424232.13吨) 介质 单折算系数 单耗 能耗位 (kgce/t) 消耗 电 Kwh 1.229 7.91 6.44 水 M³ 2.4 0.55 0.23 氧气 氮气 氩气 压缩空气 高炉煤气 M³ M³ M³ M³ M³ 0.367 0.036 0.036 0.036 0.12 能耗比% 成本 成本比% 0.2837 0.0197 0.5699 0.0183 0.0004 0.0079 0.1001 4.5878 0.671 8.7395 0.0408 0.0126 0.0198 0.2232 0.3209 0.0469 0.6114 0.0029 0.0009 0.0014 0.0156 43.30 14.15 0.25 6.21 23.23 15.89 0.51 0.01 0.22 2.79 转炉煤气 M³ 上表显示:
0.208 回收 105.11 21.86 4.1.1、电能消耗、氧气消耗为生产过程中的主要消耗能源,是构成能源成本的主要部分。 4.1.2、高炉煤气是消耗能源的重要构成部分。
4.1.3、氮气、水、压缩空气是能源成本及能源消耗的次要构成部分。 4.1.4、水对能源成本的影响较少。
4.1.5、转炉煤气是生产过程中的主要回收产品。
4.1.6、生产取水量、燃料消耗未做单独计量,未列入此表。 4.2、目前余热余能利用情况
转炉主要回收产品为转炉煤气,炼钢厂转炉煤气经回收系统进入动力厂5万立煤气储罐,由动力厂统一管理配送到用户点。
目前蒸汽除部分自身使用(澡堂、取暖)外,未做回收。 五、能源消耗与回收对比 5.1、能源消耗对比
以炼钢厂2011年吨钢能源平均消耗量,与2012年1-6月份吨钢能源消耗量进行对比:
介质 单位 2011年单耗 第一季度单耗 钢铁料 KG/T 1069 1062 电 Kwh 14.83 6.44 新水 M³ 0.13 0.23 氧气 M³ 42 43.30 氮气 M³ 15 14.15 氩气 M³ 0.25 0.21 压缩空气 M³ 6.21 4.12 高炉煤气 M³ 23.23 22 工序能耗 kgCe/T -1.69 -2.06 上表显示炼钢2012年1-6月份
钢铁料消耗低于2011年平均值1069 Kg/T。 电量消耗高于2011年平均值6.44Kwh/t。 水量消耗低于2011年平均值0.23m³/t。 氧气消耗低于2011年平均值43.30m³/t。 氮气消耗高于2011年平均值14.15m³/t。 氩气消耗低于2011年平均值0.25m³/t。 压缩空气低于2011年平均值6.21m³/t。 高炉煤气低于2011年平均值23.23m³/t。
工序能耗低于2011年平均值-1.69 kgCe/T. 5.2、能源回收对比
介质 转炉煤气 上表显示:
炼钢厂2012年1-6月份吨钢回收产品量高于2011年吨钢回收量。 5.3、对比差距分析:
经对比发现,2012年1-6月份各种介质消耗,除了氮气、电高于2011年消耗(氮气与2011年基本持平),其他介质均低于2011年的平均消耗,蒸汽未进行回收。2012年1-6月份转炉煤气回收高于2011年的回收量。钢铁料消耗是炼钢的主要指标,尽管2012年消耗比2011年低,但距离分厂指标还有一定差距(公司指标为1060 Kg/T),与国内先进指标还有很大差距,需进一步改进完善。
六、生产工艺评价
6.1、 由于2011年对工序能耗概念不清楚,只考虑了转炉用电,且分厂计量存在缺陷,2011年转炉工序能耗电量数据存在失误,转炉工序能耗中电耗偏低(低于标杆数据12Kwh/t);2012年能源管理人员变动后,对存在问题及时纠正,按负荷进行分配,目前数据比较合理。电耗主要是精炼炉、除尘风机用电,目前除尘风机均采用高压变频控制,效率较高;精炼炉是炼钢的主要耗能设备,用电量约占全炼钢用电的1/4。 由于生产原因,精炼炉接受各连铸返回钢水,进行升、保温操作;为协调转炉、连铸生产节奏,投黑包、新包,连铸开机压包、事故压包等,导致精炼炉非计划过精炼数量较多,造成用电成本较高。通过控制非计划比例,精炼炉仍有一定的节电空间。 6.2、氮气用量偏高原因:主要用于炼钢氮封口、溅渣护炉、氮气捅针、下料汇总阀。2012年由于铁水不足,产量偏低,转炉溅渣护炉时间相对偏长;炼钢氮封口、下料汇总阀处于敞开状态,浪费严重,导致氮气用量偏高。
6.3、炼钢厂在余热、余能的回收利用上差距很大,尤其是炼钢的蒸汽没有很好利用,转炉蒸汽只是用于浴室、取暖等生活需要,没有进行深度开发利用,有大约50%以上的蒸汽被屋顶放散,浪费蒸汽。炼钢煤气回收量较好,但利用率不理想,有放散现象,造成能源浪费。如果能在这方面加大工作力度,加强回收利用,定能实现企业的能源目标,发挥能源的利用效率。
6.4炼钢钢铁料消耗较大原因:一、炼钢无铁水预处理,由于在炼钢之前不能使铁水中的硫、磷、硅大部分脱除掉,势必造成在炼钢时进行硫、磷、硅的脱除工作,延长了冶炼时间,也加大了能源的消耗。如果能在铁水预处理阶段消除掉80%的硫、磷、硅,可缩短冶炼时间,提高生产率25%以上,产量的提高,消耗自然下降。二是生产组织、生产工艺、操作方面、制度管理还有不足,有待改进。三是设备技改、设备定修维护等方面有欠缺,有待加快改进。 七、对照分析出的结果,采取以下措施:
单位 M³ 2011年吨钢回收 105.11 第一季度吨钢回收量 109 7.1 增加电、水、气等各分支相关计量,以便于各工序(转炉、精炼炉、连铸)的分析、评价,由于目前计量问题,无法进行各工序的数据分析。进一步细化精炼炉非计划过精炼指标,降低非计划过精炼比例,从而降低电耗。
7.2 2012年加强转炉溅渣护操作管理和炼钢氮封口、下料汇总阀使用管理,克服浪费现象。 7.3 建议公司尽快实施二期发电项目,即蒸汽发电,充分利用蒸汽资源,避免浪费。 7.4降低钢铁料消耗的措施:
7.4.1、公司尽快实施炼钢铁水预处理项目,以缩短冶炼时间,提高生产率,降低能源消耗。 7.4.2、进一步规范摇炉工操作,对炉型及液面进行有效控制,减少喷溅及“返干”现象,降低钢铁料消耗。做好废钢回收再利用工作。将炉下含铁量较多的钢渣、渣房废钢、铸机清出的氧化铁皮重新入炉,再次利用,降低消耗。连铸车间严格执行铸坯切头、切尾制度及中包浇余制度,降低工序钢铁料消耗。
7.4.3、通过控制钢包周转数量、安装合金烘烤装置、降低出钢温度,提高矿石加入量;借鉴文丰二炼钢在铁水包内加矿石的方法,在混铁炉安装矿石料仓,出铁时加入烧结返矿,保证熔化效果和反应时间,提高矿石加入量及收得率,矿石加入量由原来的25kg/t提高到目前的35 kg/t,约降低钢铁料消耗6kg/t,效果较好。
7.4.4、细化钢铁料指标,要求转炉消耗≤1055kg/t,连铸机钢铁料消耗≤1010kg/t,对工序钢铁料消耗每日完成情况进行通报、考核,做好指标过程控制。
7.4.5、出台激励机制,指标完成好坏与公司、奖金挂钩,加大过程控制及考核力度,提高职工的工作积极性。
7.4.6、加快设备技改力度、加强设备定修维护制度落实,减少停机维护时间,降低事故率,提高生产作业率. 建议采用炼钢节能减排技术,例如转炉煤气干法除尘技术、转炉负能炼钢工艺技术,建议公司组织相关考察、调研。
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