铸铁机铁水罐倾翻形式分析

曾先喜

摘 要：介绍钢铁厂采用铸铁机工艺铸铁时铁水罐倾翻所采用的不同倾翻形式，以及各种形式的设施配置及特点，并针对选择不同的铁水罐倾翻形式的影响因素做了定性的分析。

关键词：铸铁机；铁水罐倾翻；前方支柱；液压倾翻；铸造吊车

IRON CASTING MACHINE TIPPING FORM OF  HOT-METAL LADLE IN IRON CASTING PROGRESS

Zeng Xianxi

（Beris Engineering and Research Co.， Ltd. Qingdao 266500，China）

Abstract：This paper introduces the different tipping forms of hot-metal ladle when iron and steel plant adopts iron-casting process， as well as the configuration and characteristics of various forms of facilities， and makes a qualitative analysis on the influencing factors of choosing different tipping forms of hot-metal ladle.

Key words：iron casting machine；ladle tipping；front strut；hydraulic tipping；casting crane

0 前 言

目前我国的主流钢铁厂均是大型联合钢厂，是从原料到成品全流程工艺配置，其中高炉炼铁和转炉炼钢是其中关键的两个环节，均起着承上启下的作用。高炉炼铁主要为炼钢转炉提供合格的生铁水，其规模一般是匹配设置，目前比较经济的匹配方式为按天产量平衡配套高炉的容积和转炉的容积。即便是这样，由于高炉操作的不确定性远大于转炉炼钢，尤其是随着高炉冶炼的检测、监测水平的提高和精料措施的有利实施，高炉的实际生产效率要略大与其设计能力，又因为高炉和转炉的工作制度和检修周期的不相同，高炉的设计年作业率为97%[1]，转换成作业天数为355 d/a，转炉的作业率为94%，转换成作业天数为340 d/a。这都导致了高炉炼铁的铁水在各冶炼周期内都不能完全被转炉接收。

因此，为消化转炉炼钢工序不能及时处理的铁水，最经济的做法是将铁水通过铸铁机铸成铁块，临时堆存，起到调节前后工序节奏的作用。

1 铸铁机车间布置

在紧凑型总图布置中铸铁机车间一般布置在高炉车间——炼钢车间的一端，当高炉车间与炼钢车间较远时，一般将铸铁机布置在两个车间之间。不管铸铁机车间在总图布置中的位置如何，对铸铁机车间本身的布置都影响不大。铸铁机车间本身的布置根据其采用的铁水罐倾翻形式不同而差别很大。

2 铁水罐倾翻形式

目前普遍采用的铸铁机铁水罐倾翻形式有：

A—前方支柱配卷扬机倾翻铁水罐；

B—前方支柱配行车倾翻铁水罐；

C—吊车单独倾翻铁水罐；

D—液压倾翻装置倾翻铁水罐；

E—铸造小车倾翻铁水罐。

2.1 前方支柱配卷扬机倾翻铁水罐

采用前方支柱配行车倾翻铁水罐时，需要配套的主要设施为：与铁水罐形式配套的前方支柱，倾翻能力适当的卷扬机，铁路线，铁水罐车。

采用此种形式的铸铁机车间必须接入两条以上的铁路线，车间内不用设置与铁水罐容积相适应的起重设备，只需考虑车间内设备检修用吊车即可。

2.2 前方支柱配行车倾翻铁水罐

采用B形式，需要配套的主要设施为：与铁水罐形式配套的前方支柱，倾翻吊车，铁路线，铁水罐车。

此种形式中，铸铁机车间内需接入两条以上铁路线和设能满足倾翻所用铁水罐的行车。行车的吨位、运行速度和吊钩的起升速度均要根据铁水罐容量和铸铁机参数匹配设计。

2.3 吊车单独倾翻铁水罐

采用C形式，需要配套的主要设施为：与铁水罐尺寸、载重量及倾翻速率相匹配的铸造吊车。

铸铁机车间对铁水的运输方式没有要求，只要总图布置许可，汽车、铁路运输都可以，需要强调的是：倾翻吊车必须是冶金铸造吊，起重量需综合考虑铁水罐容量、铁水罐自重和吊车作业级别，大车运行速度、主钩和副钩间距及副钩起升速度需根据铁水罐外形尺寸和铸铁机浇铸速度匹配设计。

2.4 液压倾翻装置倾翻铁水罐

采用D形式，需要配套的主要设施为：与铁水罐尺寸、载重量及倾翻速率相匹配的液压倾翻装置，铸造吊车。

此种形式对铁水的运输方式也没有要求，对铸造吊车的要求也没那么苛刻，只需要考虑起重量匹配就可以，对行车尺寸和运行速度没有具体要求，按铸造吊车的常规参数考虑即可。但对液压倾翻装置有具体的要求，外形尺寸要和铁水罐匹配，倾翻能力要与铁水罐满载时的荷重匹配，倾翻速度要与铸铁机的浇铸速度匹配，液压设施及管路布置要考虑事故因素。

2.5 铸造小车倾翻铁水罐

采用E形式，需要配套的主要设施为：与铁水罐尺寸、载重量及倾翻速率相匹配的铸造小车。

铸铁机车间对铁水的运输方式也没有要求，但除了要考虑空、重罐的顺利进出外，还需特别考虑罐位的停放点，因为是铸造小车，这就意味着本行车没有大车，其行进方向是受限的，就位铁水罐必须在铸造小车的行进方向上。同样需要强调的是：其起重量需综合考虑铁水罐容量、铁水罐自重和吊车作业级别，运行速度、主钩和副钩间距及副钩起升速度需根据铁水罐外形尺寸和铸铁机浇铸速度匹配设计。

3 铁水罐倾翻方式的选择因素

由于铁水罐的倒铁量与铁水罐的倾翻速率直接相关，而铁水罐的倾翻速率和铁水罐的容量及外形尺寸有关，而铁水罐倒铁量要与铸铁机铸铁速度相匹配，所以不论选择哪种铁水罐倾翻形式，各装置参数都是要相互匹配的。

在选择铸铁机倾翻方式的同时，需要结合铁水运输方式、铁水罐型式、大小及安全、经济性综合考虑。

3.1 铁水运送方式

铁水运送方式有：汽车运送、CZT型铁水车运送、一罐到底铁水车运送、鱼雷罐车运输。

根据高炉铁水运送到转炉车间的运输方式的不同，铸铁机车间本身的布置也有很大的差异。

3.1.1 汽车运送铁水罐

采用这种运输方式，铁水罐倾翻方式可以选择C形式、D形式和E形式。

3.1.2 CZT型铁水车运输铁水罐

CZT型铁水车运输铁水罐是应用最广的铁水运输形式，铁水罐倾翻方式可以选择A形式、B形式、C形式、D形式和E形式。

3.1.3 一罐到底铁水车运输铁水

一罐到底铁水车运输铁水适用于刚性连接的铁钢界面，铁水罐倾翻方式可以选择C形式、D形式和E形式。

3.1.4 鱼雷罐车运输铁水

鱼雷罐车因其容量大，保温性能好，其本身具备工艺缓冲功能，所以，采用这种运输形式的钢厂一般不需增设铸铁机工艺。

3.2 铁水罐形式

铁水罐形式：分为带翅膀的吊架和不带吊架两种。前者是专门为搭接前方支柱而设计的，因此，此类铁水罐除了适宜的倾翻形式为A形式和B形式外，C形式、D形式和E形式也同样可用，其中A形式用的最多。目前所使用的这种形式的铁水罐容量为65～200 t。

不带翅膀吊架的铁水罐为一罐到底铁水罐，适合C形式、D形式和E形式。铁水罐容量为140～330 t。

3.3 其 他

铁水罐容积越小其适用的倾翻形式也越广泛，考虑到安全和造价的影响，一般大于200 t的铁水罐倾翻较少用C种形式。起吊铁水罐容量为200 t的铁水罐的吊车起重量不能低于250 t，而且吊运铁水罐的吊车必须是铸造吊车，从经济实用性上不划算。尤其铸铁机铸铁工艺本身就是个缓冲措施，不是主工艺的情况下，很少有钢厂在用200 t以上铁水罐的情况下使用此配置的。

液压倾翻铁水罐形式也同样面临这个问题，设备的庞大和造价的高昂一样不适用于200 t以上的铁水罐工艺。

一般大于200 t的铁水罐倾翻采用E种形式。铸造小车相较铸造吊车，设备结构形式大大简化，设备费和土建费都有大幅度的降低，安全可靠性是一样的。

4 结 语

在安全性和可靠性上，这四种铁水罐倾翻形式没有本质的区别，只要设计和设备选型合理都可以实现铸铁机安全、可靠浇铸铁水的目标。

具体选择形式要根据铸铁机车间的总图布置、铁水罐运输形式、铁水罐大小及形式、经济合理性来综合考虑。

参考文献

[1] 项中庸，王筱留.高炉设计——炼铁工艺设计理论与实践[M].（第2版）.北京：冶金工业出版社，2014.