宣钢150 t转炉高效生产工艺优化

徐 鹏

（河钢集团宣化钢铁集团有限责任公司，河北 宣化 075100）

随着现代转炉炼钢技术的发展，我国钢铁行业有了长足的进步。河钢宣钢全面贯彻国家可持续发展战略，围绕产品市场，大力推行结构优化，达到降本增效、提质降耗、高效生产的目标。本文通过对宣钢150 t转炉现有设备及工艺进行分析，找出限制转炉高效生产的因素，逐一进行优化改造，缩短了转炉冶炼周期，实现了转炉高效生产。

1 主要设备工艺参数

河钢集团宣化钢铁集团有限责任公司（全文宣钢）二钢轧厂炼钢作业区现有150 t顶底复吹转炉2座，配备副枪系统，使用Φ299 mm氧枪，氧枪喷头为紫铜锻造工艺，喷孔为5孔，中心倾角13°，设计流量36000 m3/h，出钢口为Φ160 mm～Φ180 mm型，长度1570 mm。转炉主要参数见表1。

表1 河钢宣钢150 t转炉设备主要参数

宣钢二钢轧厂2座转炉于2010年投产，承载着公司重要的炼钢生产任务，但随着市场竞争日益激烈，公司产品结构变化，原有生产节奏不能满足当前生产需要，转炉冶炼周期长、效率低成为制约高效化生产的重要原因。

2 工艺设备优化改造

2.1 装入量制度优化

为落实政府减产，淘汰落后产能的要求，2018年宣钢先后关停1座高炉，2座转炉，2台连铸机，形成“三高三转”的生产经营模式，150 t炉区两座转炉负责消化1号和2号2座2500 m3高炉的铁水，形成了一座高炉对一座转炉的刚性连接，且连铸机设计生产能力要大于转炉。转炉装入量是炼钢系统的重要基础指标[1]，为稳定各工序操作，提高控制水平，实现产品质量稳定性，同时提高单炉产钢量，二钢轧厂优化工艺执行制度，实施按包龄和工艺流程的固定装入量制度，保证铁钢平衡和工艺顺行。表2为实施前后装入量制度对比情况，通过对比，实施后平均单炉产钢量增加了15 t，提产效果显著。

表2 实施前后装入量制度对比情况

2.2 氧枪系统改造

由于转炉装入量的增加，原有氧枪参数已经不能满足冶炼要求。目前，150 t转炉使用YPD299L-1型号氧枪，最大供氧流量36000 m3/h，供氧强度仅为2.9 m3/min，纯供氧时间达到18.5 min，严重制约转炉生产效率，为了提高转炉供氧强度，加快冶炼周期，必须保证炼钢反应过程中的动力学条件[2]。二钢轧厂依据现场生产实际需要，进行氧枪系统升级改造，将Φ299 mm规格氧枪改为Φ325 mm规格，同时提高供氧强度，大幅度缩短供氧时间，缩短冶炼周期，改造前后氧枪参数如表3所示。

表3 改造前后氧枪参数

由表3可知，氧枪系统优化改造后，供氧强度提升至3.6 m3/min，纯供氧时间缩短3 min在转炉出钢量增加的同时缩短了冶炼周期，提高了转炉生产率。

2.3 出钢口优化改造

转炉生产过程中，出钢口具有特殊意义，它是钢水经转炉进入钢包的唯一通道[3]。在一个使用周期内，出钢口需要一直承受1600℃以上高温钢水和炉渣的侵蚀与冲刷，出钢时间的长短，直接影响出钢口的寿命，同时影响转炉冶炼周期。二钢轧厂150 t转炉目前使用内径为Φ160～Φ180 mm的截锥型出钢口，长度为1570 mm，出钢尺寸参数如图1所示。

图1 出钢口尺寸参数（mm）

由于出钢口孔径偏小，目前生产状况下，平均出钢时间达到7 min，严重影响转炉生产节奏，二钢轧厂通过优化出钢口尺寸，将出钢口内径扩大至Φ180～Φ200 mm，同步配套同规格的滑板，缩短出钢时间至5 min，改造前后出钢口情况对比如表4。

通过表4可知，出钢口优化改造后，出钢时间缩短了2 min，出钢口寿命增加25次，进一步提高了转炉生产效率。

表4 出钢口改造前后情况对比

3 工艺设备优化改造应用效果

宣钢2座150 t转炉工艺设备优化改造于2020年9月全部完成，设备运行完好，合格钢产量增幅明显，达到高效化生产的目标，对比情况如表5所示。

表5 工艺设备优化改造前后对比

由表5可以看出，优化改造后平均月合格钢产量增加21500 t，转炉冶炼周期平均缩短4.9 min，实现了高效化生产。

4 结论

河钢宣钢二钢轧厂在150 t转炉成功进行工艺设备优化改造后，取得了良好的效果：

1）随着合格钢厂量的增加，提产增效明显，转炉效率大幅度提升，工艺设备优化改造后，生产成本降低，冶金效果良好。

2）缩短冶炼周期后，缩短了高温钢渣与转炉炉衬的接触时间，炉衬侵蚀程度得到改善。

3）缩短了冶炼周期，根据公司铁-钢平衡将会腾出更多的时间去维护炉况、处理设备故障，为转炉长周期稳定运行奠定基础。

4）在行业内具有借鉴意义，推广应用前景广阔，整体技术水平达到了国内领先水平。