广西钢铁炼铁系统铸铁工序的生产实践

韦福苗，杨 益，刘华庆，李智宇

（广西钢铁集团有限公司炼铁厂，广西防城港 538000）

0 引言

广西钢铁集团有限公司（以下简称“广西钢铁”）炼铁系统铸铁工序的作用是处理高炉生产的不合格铁水，或因炼钢系统设备故障不能接纳铁水时，将高炉产出的铁水铸成铁块，使高炉不受炼钢系统影响而持续高效地运行。广西钢铁2 台容积3800 m3高炉选用1 台75 m 长的双链带滚轮固定式铸铁机配套设备，厂家为世林（漯河）冶金设备有限公司。该铸铁机每一模的铁块重量约为75 kg，铸铁能力300 t/h。广西钢铁炼铁系统的铸铁工序已于2020 年6 月26 日顺利投产，以下介绍铸铁工序在投产初期遇到的问题及解决方案。

1 铸铁工艺流程

广西钢铁炼铁系统采用的是240T 铁水罐，铁水罐首先在高炉铁口底下装满铁水，然后通过物流部机车运送至原料车间铸铁间。由于目前铸铁项目铁牛牵引装置未安装完成投入使用，因此直接通过机车将铁水罐牵引至380 t 铸造起重机下方对位，再利用380 t 铸造起重机将铁水罐两侧吊耳向上吊起，使铁水罐朝着铸铁机方向倾翻。铸铁模用螺栓固定在铸铁机链带上，在电机的作用下自机尾向机头运动，铁水罐缓慢倾倒后，铁水顺着鸭嘴口和铁水溜槽流入铸铁机铁模内。在铁模运行到中部时，打开喷淋冷却系统，系统冷却水喷淋在铁模铁块上使其进一步凝固。当铁块持续受到冷却水喷淋并运行至铸铁机机头主动轮下部时，由于重力作用铁块与铁模分离脱落。为了便于铁块与铁模分离，在铸铁机中部、空铁模由机头向机尾运行过程中，利用渣浆泵往空铁模内壁喷途一层1～2 mm 厚的由石灰膏与煤泥混合而成的灰浆。

铸铁机链带周而复始地运转直至铁水罐中的铁水全部流尽，而后铸造起重机将铁水罐平稳倾翻回位并放到车架上，一罐铁水的铸铁任务全部完成。铸铁工序工艺流程见图1。

图1 铸铁工艺流程

2 铸铁工序生产情况

炼铁系统铸铁机2020 年6 月26 日试车一次成功，之后连续不断处理高炉送来的铁水，为高炉生产提供有力保障。6 月26日—7 月17 日共铸26 454 t 铁水（表1），平均每天铸1261 t铁水，最多一天铸2251 t 铁水，共铸155 罐铁水，单日最多铸铁12 罐。

表1 广西钢铁炼铁系统铸铁统计（2020.6.26—2020.7.17）

3 铸铁工序生产期间存在的问题及解决方案

3.1 铸铁模出现裂纹

由于铸铁模直接与高温铁水反复接触，既要承受高温铁水的烧损和融损，又要承受疲劳应力，极易产生裂纹而失效。铸铁工序在生产之初发现两块铁模底部出现裂纹（图2），经分析原因为灰浆喷涂不均匀，导致铁水直接和铁模接触对铁模产生化学侵蚀，再加上铁模处于频繁冷热交替的作业状态，加速了铁模出现裂纹的速度。而灰浆喷涂不均匀的主要原因为灰浆浓度过稀，喷涂时灰浆不易粘附在铁模内壁。为此，原料车间通过延长煮浆时间和加大蒸汽压力以提高灰浆浓度，有效改善了喷浆效果。自喷浆效果改善后，至今没有铁模出现过裂纹。

图2 铁模出现裂纹

3.2 铁块无法脱模

正常情况下铁块应该在机头处脱落，如果没脱落而返回到铁水流槽下方，将会造成铁水外溢，不仅会增加铁损，还会加大清理的劳动强度。铁块脱模效果很大程度上取决于灰浆喷涂的效果。2020 年7 月9 日广西钢铁炼铁系统在铸铁期间，出现铁块没有脱落返回到铁水流槽下方的现象（图3）。经检查发现灰浆喷头被杂物堵塞，导致铁模喷涂效果差。车间当即疏通喷头和清理灰浆池垃圾，保证喷嘴能够正常作业，改善喷涂效果，避免铁块不能脱模事件再次发生。

图3 铁块未脱模

3.3 机尾集水池水泵电机被淹

机尾集水池主要用来收集机尾三角滑板和水冷梁的冷却水，集水池深4 m，配置2 台排水泵，一用一备。排水泵采用液下泵，安装在集水池内、相对地面-2 m 处。2020 年7 月3 日，炼铁系统铸铁期间突发2 台水泵同时故障，集水池积水无法及时外排，导致水泵电机被淹烧毁（图4）。为此，原料车间决定对集水池排水泵进行改造，将2 台液下泵更改为在零米地面安装的自吸泵，但由于生产时间紧迫，暂时无法进行改造，临时增2 台潜水泵以防液下泵再次出现故障，同时用钢板挡住集水池入口以降低水流量，确保潜水泵能够及时抽水。

图4 水泵电机被淹

3.4 机头斜坡覆板损坏

铁块从铸铁机机头脱落到地面上，然后通过汽车转运。铸铁机机头至地面高度差约9 m，下方有30°混凝土斜坡，斜坡采用钢板覆盖。铸铁时，约75 kg 重的铁块从7 m 的高度持续脱落，容易造成斜坡铁板损坏。解决办法是暂不转运滞留在铁板上的铁块，将其作为缓冲层，后续铁块脱落时直接跟滞留铁块撞击，避免铁板受铁块直接撞击而损坏。

3.5 铁水罐倾翻小耳轴脱落

铁水罐小耳轴的作用是通过380 t 铸造起重机副勾起吊将铁水罐倾翻，将铁水倒出。正常情况下，铁水罐倒完铁水后先把铁水罐摆正才放小耳轴，但个别铁水罐铸完铁后罐身没有调平就直接放下副勾，导致小耳轴脱落（图5）。炼铁厂380 t 铸造起重机主勾在吊铁水罐情况下，吊小耳轴的副勾仅能位移1 m，无法将小耳轴横杆抬出倾翻机构。解决办法是要求铸铁放铁水罐上车架时一定要注意小耳轴横杆到位才放车架，如小耳轴横杆已脱落而且放上车架，则将该铁水罐送转炉进行处理。

图5 小耳轴脱落

3.6 380 t 铸造起重机起升速度过慢

380 t 铸造起重机的作用是吊运铁水罐及铁水浇注，设计主勾起升速度0.2～2 m/min，安装后主勾起升速度为0.4 m/min，起升速度过慢，影响铁水罐起吊。但由于生产任务紧迫，而且该设备属于特种设备，设备厂家不同意调整，暂时无法进行改造。

3.7 380 t 铸造起重机大车无法移动

铸铁间厂房南北长100 m，东西宽33 m，浇注跨在厂房中间东西方向，长15 m。380 t 铸造起重机安装在浇注跨上，设计为大车固定式卷扬机，即大车主梁固定，主小车仅东西方向移动，主要作用为将铁水罐平移吊运至铁水溜槽口。由于炼铁厂承担铁水罐的维保工作，但负责铁水罐清理结渣的行车仅为150 t，结渣铁水罐重经常超过150 t，超过150 t 的铁水罐无法在炼铁厂进行处理，需要安排机车拉到炼钢厂处理。如果380 t 起重机大车设计为可移动的，380 t 以下结渣铁水罐都可以在炼铁厂处理，但380 t 铸造起重机大车无法移动的设计造成起重机使用的局限，同时也增加生产成本。由于设备已完成制造和安装，暂时无法改造。

4 结语

广西钢铁炼铁系统铸铁工序在1#高炉生产时遇到铁模损坏、铁块无法脱落和机尾集水池水泵电机被淹等问题，但经过原料车间铸铁小组团队的攻坚克难，问题已得到解决。目前铸铁机设备运行良好，能够高效配合高炉的生产作业。