宝钢制造业流程铁钢界面物流参数的解析

D0I:10.13374/i.issn1001-053x.2004.02.021 第26卷第2期 北京科技大学学报 Vol.26 No.2 2004年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2004 宝钢制造业流程铁钢界面物流参数的解析 邱剑)田乃媛)刘茂林”孙国伟)陆志新) 1)北京科技大学冶金学院，北京1000832)宝钢股份公司，上海201900 摘要利用钢铁制造流程的多维物流管制理论，对宝钢炼铁炼钢生产界面中的空间组织、 时间因素、铁水流量和温度等物流参数进行了解析，并对流程物流调控进行了量化处理，使 得高炉一铁水预处理一转炉流程的整体优化具有数据支撑.分析结果表明，流程的衔接匹配 是稳定生产的关键，同时指出了宝钢生产流程衔接的不合理之处. 关键词解析：物流：参数：铁钢生产界面 分类号T℉089：F252.8 高炉一铁水预处理一转炉已经成为一种典 是空间组织.空间组织是由炼铁和炼钢的生产规 型的工业化流程生产工艺.与传统的高炉一转炉 模、铁水预处理的构成模式和空间分布确定的， 生产流程相比，增加了铁水预处理流程，该物流 合理协调它们之间的关系，归结到底是企业生产 系统具有如下特点：(1)物流流型为准连续型； 的工序体位设计和布局的问题，最终体现在总平 (2)生产组织过程存在一系列临界参数：(3)主要 面图上，它决定了生产物流结构的形式.宝钢股 冶金功能不再集中于单一工序，而是在各工序间 份公司三座高炉以半岛式空间布置结构排列在 合理分配. 同一条直线上，热风炉与铁路平行配置，整个布 针对这些特点，研究者和工程技术人员对工 置比较紧凑.每座高炉都有独立的鱼雷罐停放 艺及装备核心技术进行了大量研究，主要包括脱 线，每个铁口均设有两条独立的配车停放线路， 硫、脱磷装置和技术的研究，三脱（脱硅、脱磷和 产品运输能力很强.宝钢一炼钢厂预处理、炼钢、 脱硫)熔剂的研究，三脱的动力学、热力学研究， 二次精炼、连铸和模铸等工序安排在一个厂房 铁路运输管理等，其着眼点是单体技术的优化和 内，从该厂的平面布置示意图（见图1）可以看出， 设备工艺参数的选择和确定.但对工厂总体流程 其结构布置非常紧凑、合理.而铁水运输、预处理 的优化、合理经济规模、与传统高炉一转炉流程 站、扒渣车间、铸铁车间、钢锭模浇注车间、倒罐 的分工关系、预处理模式发展方向等研究较少， 站、倒渣间等工序工位的布置构成了其炼铁-炼 尤其是在预处理流程中各工序间的衔接匹配关 钢“界面”的空间拓扑结构，宝钢铁钢生产界面体 系方面缺乏系统的讨论.为此，本文从钢铁厂多 系平面布置示意图B如图2所示.铁水运输是由 维物流管制的角度出发，以宝钢为例，对高炉一 机车完成的，宝钢一炼钢方向有三条铁路干线， 预处理一转炉流程的物流参数进行了系统分析， 二炼钢方向有两条铁路干线，两个炼钢厂之间还 其主要目的是理顺该流程，将成熟的单体技术有 有一条交接线和多道支线，经过多道岔相互联通 机地连接起来，使该工艺流程达到整体优化的效 构成一个铁路运输网络，整个运输线根据所属厂 果，能充分发挥优势，取得最佳效益四 区主要可划分为六个区域：一高炉区域、二高炉 区域、三高炉区域、一炼钢区域、二炼钢区域和维 1物流过程空间组织和时间解析 修间区域.实践证明，铁钢生产界面工位分布合 理，能满足生产过程的物流需要. 11空间组织 1.2时间解析 钢铁厂物流过程的组织中很重要的一部分 当空间组织确定之后，各工序之间的物流则 收稿日期2002-06-10 邱剑男，31，博士研究生 关联性强，替代性差，约束条件多，要保证物流畅 *国家经贸委资助课题No.01bk09901)

2 2 第 卷 第 期 6 2 年 月 00 4 4 北 京 科 技 大 学 学 报 O J n a r u l o n f U v i e s y r i t o s f e i n n a e e e d e T e h n o l o y g B e j i n g i b V l 一 2 O 6 N 一 2 2 P 0 0 .r A 4 宝钢 制造业流程铁钢界面物流参数的解析 郊 剑 ` , 田 乃 媛 ” 刘 茂林 ` , 孙 国 伟 “ , 陆 志新 2 , 1) 北 京科技 大学 冶金 学 院 , 北 京 1 0 00 83 2 ) 宝 钢股 份公 司 , 上海 2 0 19 0 0 摘 要 利用钢 铁 制造 流程 的 多维物 流管 制理 论 , 对 宝钢 炼铁 炼 钢生 产 界面 中的 空 间组织 、 时 间 因素 、 铁水 流量 和温 度等 物 流参 数进 行 了解析 , 并 对流 程物 流 调控 进行 了量 化 处理 , 使 得 高炉一铁水 预 处理一转 炉流 程 的整 体优 化具 有数 据支 撑 . 分析 结果表 明 , 流程 的 衔接匹配 是稳 定 生产 的关 键 , 同时 指 出了宝钢 生产流 程衔 接 的不 合理 之 处 . 关键 词 解 析 : 物 流 ; 参数 ; 铁钢 生 产界 面 分 类号 FT 08 9 ; F 2 5 2 . 8 高炉 一铁 水 预 处 理一 转 炉 已 经 成 为 一 种 典 型 的工业 化 流程生产 工 艺 . 与传 统 的 高炉一转 炉 生产 流 程 相 比 , 增 加 了铁水 预 处 理流 程 . 该物 流 系统 具 有如 下 特 点 `l] : ( l) 物流流 型 为 准连 续 型 ; (2 ) 生产组 织 过程 存 在一 系 列 临界参 数 : (3 ) 主 要 冶金 功 能不 再集 中于单 一工 序 , 而 是在 各 工序 间 合 理分 配 . 针对 这 些特点 , 研 究 者和 工 程技 术 人 员对 工 艺及 装备 核 心技 术进 行 了大量研究 , 主 要 包括 脱 硫 、 脱磷 装 置和 技术 的研 究 , 三 脱 (脱 硅 、 脱 磷和 脱硫 ) 熔 剂 的研究 , 三 脱 的动 力学 、 热 力学 研 究 , 铁 路 运输 管 理等 , 其 着 眼 点是 单体 技术 的优化 和 设备 工 艺参 数 的选择 和 确 定 . 但对 工厂 总 体流 程 的优 化 、 合 理经 济 规 模 、 与传 统 高炉一转 炉 流 程 的 分工 关 系 、 预处 理 模 式 发展 方 向等 研 究较 少 , 尤 其 是在 预 处理 流 程 中各 工 序 间 的衔 接 匹配 关 系 方面 缺 乏系 统 的 讨 论 . 为 此 , 本 文 从钢 铁 厂 多 维 物流 管 制 的角 度 出发 , 以宝钢 为例 , 对 高炉一 预 处理一转 炉 流程 的物 流 参数 进行 了系统 分析 , 其 主要 目的是 理顺 该流 程 , 将 成 熟 的单 体 技术 有 机 地连 接起 来 , 使 该工 艺流 程 达 到整 体优 化 的效 果 , 能充分 发挥 优 势 , 取 得 最 佳效 益 口, . 1 物 流 过 程 空 间组 织 和 时 间解析 L l 空 间组 织 钢 铁 厂 物 流 过 程 的组 织 中很 重 要 的 一 部 分 收稿 日期 2 0 02 司卜 10 邱剑 男 , 31 , 博 士研 究生 * 国家经 贸委资助课 题 (N .o ol b k刃 9 9-0 l) 是 空 间组 织 . 空 间组 织是 由炼 铁 和炼 钢 的生 产规 模 、 铁 水预 处 理 的构 成 模式和 空 间分布 确 定 的 , 合 理协 调 它们 之 间 的关系 , 归结 到底 是 企业 生产 的工序 体位 设计 和 布 局 的 问题 , 最终 体现 在 总平 面 图 上 , 它 决 定 了生 产 物流 结 构 的形 式 . 宝钢 股 份 公 司 三 座 高 炉 以半 岛式 空 间布 置 结 构 排列 在 同一 条直 线 上 , 热风 炉 与 铁路 平 行配 置 , 整个 布 置 比 较 紧 凑 . 每座 高炉 都有 独 立 的鱼 雷 罐停 放 线 , 每 个铁 口 均 设有 两 条 独 立 的配 车停 放 线 路 , 产 品运 输能力 很强 . 宝 钢 一炼 钢厂 预处 理 、 炼 钢 、 二 次 精 炼 、 连铸 和 模铸 等 工 序 安 排 在 一 个厂 房 内 , 从 该厂 的平 面 布置 示意 图 ( 见 图 l) 可 以看 出 , 其 结构 布 置非 常紧 凑 、 合 理 . 而铁 水运 输 、 预 处 理 站 、 扒 渣 车 间 、 铸 铁 车 间 、 钢 锭 模浇注 车间 、 倒罐 站 、 倒 渣 间等 工 序 工位 的布 置构 成 了其 炼 铁一 炼 钢 “ 界面 ” 的空 间拓 扑结 构 , 宝钢 铁 钢生 产界 面 体 系 平 面布 置 示 意 图`3,4 ,如 图 2 所 示 . 铁 水运 输 是 由 机 车 完 成 的 , 宝 钢 一炼 钢 方 向有 三 条铁 路 干 线 , ` 二 炼钢 方 向有 两条 铁 路干 线 , 两 个炼 钢 厂之 间还 有 一 条交 接线 和 多道 支线 , 经过 多 道岔 相互 联通 构 成 一个 铁路 运输 网络 . 整 个运 输 线根 据所 属 厂 区主 要 可划 分 为六 个 区域 : 一 高炉 区域 、 二 高 炉 区域 、 三 高炉 区域 、 一炼 钢 区域 、 二 炼钢 区 域和 维 修间 区域 . 实践 证 明 , 铁 钢 生产界 面 工位 分 布 合 理 , 能 满足 生 产 过程 的物 流 需要 . L Z 时 间解析 当空 间组 织 确 定之 后 , 各 工序 之 间的物 流 则 关联 性强 , 替 代性 差 , 约 束 条件 多 , 要保 证物 流 畅 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2004. 02. 021

·198· 北京科技大学学报 2004年第2期 铁路线 天车 … 。5,,+? 流程线 生话2 连1 13030 钢包烘烤 钢包维倒 0/80 150/150 懈包烘烤 钢包烘烤 440W80t 32 : KIP, 锅包维蝴 钢包维 44080 331 回转台2) 回转台 CAS 钢包维修 包维丝 LF炉 RH2 RHI 3BOF 2BOF IBOF 扒渣2 扒渣1 脱磷铁水 说铁坑2 兑铁坑 430/80 吊运孔 110/110t 鸭嘴形铁水包 3#控制台 2#控制台 1#控制台 炉前控制室 图1宝钢-炼钢平面布置示意图 Fig.1 Plane layout schematic diagram of No.1 Steelmaking Plant at BaoSteel 三高炉 二高炉 一高炉 中控室® 中控室角 中控室 (一)预处理站 (一)前扒渣间 (一)后扒渣间 T2#等铁机 (一)倒镰站 一炼佣 TPC车载设备 1#特铁机 信橙测中维站☐ (一)倒渣间 机车车载设备 (二)预处理站 机车库（二）前扒蓝何 (二)后抗渣间 二炼钢 (二)倒凌间 (二)倒罐站 电炉 仨)倒罐站 图2宝钢铁钢生产界面体系平面布量示意图 Fig.2 Plane layout schematic diagram of the ironmaking/steelmaking interface at BaoSteel 通，必须有合理的时间组织.合理安排作业时间， 等待时间.对TPC周转时间进行解析见图3所示. 保证均衡、充分利用工时和设备，缩短生产周期， 各工位在流程中的重要功能之一是时间缓冲和 才能取得最佳的经济效益.反之时间节奏上的紊 协调，不同的时间位对应不同的时间域，该时间 乱会导致物流的阻塞，影响正常生产.并且时间 因素影响铁水供应的控制和优化，合理组织TP℃ 匹配的不合理会导致铁水温度损失和能量损失， 周转时间，理顺TPC周转时间序，缩短等待时间， 甚至会使生产过程中断.TPC(鱼雷罐)在铁路线 使工位之间衔接紧凑，这是机车调度管理的目 上周转时间消耗包括作业处理时间、运输时间和 标.TPC周转周期Tc为：

一 1 9 8 . 北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 4 年 第 2 期 } ) ~ 习 铁路线 天车 流程线 130 /30 t 沐} 画 }{画 …沙川 一 厂二二丁二万〕 _ _ _ _ _ . . 二T 一理稼百一1 一 二二: 1 15 0/ 150 t X …画 洲画 …1 4 0/8 0’i 又 t 一万荞乏一士 - .一一一一止二一一一一一」 一 1 仲令职 } ; ! ! ! l ! X 月- - - -- - - - - - - 〕 {…画 …画 …扑 018 。 : 瓣叫… 二冬 一豆性I: } 又 州 ’ 钢 包 扒渣 奋知 扒渣 2 X 110/ l l0 t 兑铁坑 2 兑铁坑 1 {{ …{ : 3# 控制台 二 [ l ,控制 台 } 废 #2 控制台 钥 { 跨 炉前控制堂 i 图 1 宝钢一 炼钢 平面 布 i 示意 图 Fi g · 1 P al u e lay o u t s e h e m a ict dis g ar m o f N O . 1 S et l m a ik n g P al n t a t B a o S俪l 三高炉 二 高炉 一高炉 图 2 宝钢 铁钢 生产 界面 体 系平面 布 t 示愈 图 F啥 · 2 Pis o e al y o u t s c h e m a ict dis g r a m of t h e i or n m a址 . gls et l m a记 n g in et r 加 ce a t B a o s t e e l 通 , 必 须有 合理 的时 间组织 . 合理 安排 作 业 时 间 , 保证 均衡 、 充分 利用 工 时和 设 备 , 缩 短 生产 周 期 , 才 能取得 最佳 的经 济效 益 . 反之 时 间节 奏上 的紊 乱会 导致 物 流 的 阻塞 , 影 响 正常 生 产 . 并 且 时 间 匹配 的不 合理 会导 致铁 水温 度损 失和 能量 损 失 , 甚至 会使 生产过 程 中 断 . 仰C ( 鱼 雷 罐 ) 在 铁路 线 上 周转 时 间消耗 包括 作业 处 理时 间 、 运输 时 间和 等待 时间 . 对 仰C 周 转 时间进 行解 析见 图 3 所 示 . 各工 位 在 流 程 中 的重 要 功 能之 一 是 时 间缓冲和 协 调 , 不 同 的时 间位对 应 不 同 的时 间域 , 该 时间 因素 影 响铁 水供 应 的控 制和 优化 . 合 理组 织钾C 周转 时 间 , 理 顺 开C 周 转 时间序 , 缩短 等待 时 间 , 使 工 位 之 间 衔接 紧 凑 , 这 是机车 调 度管理 的 目 标 . T P C 周转 周期 r 爪 为 :

VoL26 No.2 邱剑等：宝钢制造业流程铁钢界面物流参数的解析 ·199 高炉 实体 前扒渣 倒渣间 TPC 事件 到达 时间序 / 时间位 时间域 时间周期 密开 TPC 渣 到 预处理 兑罐站 后扒渣 重罐运行时间 …空罐运行时间 图3宝钢TPC周转时间因素解析图 Fig.3 Time factor analysis diagram of torpedo ladle car cycle at BaoSteel Tc=2(+△g9,j=1,2,,20. 在实际生产中，TPC的作业处理时间、运输 时间和等待时间波动非常大，因此各工序作业时 式中，表示平均统计时间，△表示在平均统计 间的衔接匹配、物流缓冲功能是保证高炉一预处 时间基础上的上下波动时间，其实测值见表1. 理一转炉流程连续、稳定生产的关键， 表1宝钢TPC在铁钢生产界面周转的作业时间 Table 1 Work time of torpedo ladle car cycle in the iron-steel interface of Baosteel 符号 事件 平均统计时间min时间波动min符号 事件 平均统计时间min时间波动/min TPC到达高炉 TPC到达高炉 t增 TPC等待受铁 114.8 17-150 货 TPC受铁作业 38.3 16-81 TPC等待离开 3.1 2-5 TPC运输到前扒渣 11.5 3-38 TPC等待扒渣 3.7 1-6 TPC扒渣作业 15.7 4-31 片TPC等待离开 18.5 1-59 TPC运输到预处理 17.5 4-65 ?TPC等待预处理 2.1 1-5 TPC预处理作业 24.1 4-38 TPC等待离开 6.4 1-36 量TPC运输到兑罐站 23.2 2-87 带 TPC等待兑罐 17.5 1-60 骨 TPC兑罐作业 4.9 2-12 TPC等待离开 18.1 4-41 TPC运输到倒渣间 103.4 14-174 TPC等待倒渣 3.9 1-5 露 TPC倒渣作业 65 5-198 TPC等待离开 20.8 2-75 TPC运输到高炉 77.6 11-205 2流量和温降研究 500t和280t.1BF,2BF和3BF每天产生重罐分别 为36罐，36罐和40罐.年铁水产量及铁水消耗 2.1流量 量情况见表2.表2中的其他情况包括当年年初 宝钢3座高炉(1BF,2BF和3BF)铁水日产量 及年末鱼雷罐存留量的差异、铸铁量和铸造公司 分别为9600t,9600t和10080t.一炼钢、二炼钢、 钢锭模用量，宝钢铁水使用量去向可直观地观察 电炉和铸造公司日用量分别为20500t,8000t, 到

V bL 2 6 N 0 . 2 邱剑 等 : 宝钢 制造 业流程 铁钢 界面 物流 参数 的解 析 1\\1|l 一 重罐运行时间 - - · · - -· 一 , 空罐运行时间 图 3 宝钢 T P C 周转 时 间因素 解析 图 Fi g . 3 iT m e af e t o r a n a l y s i s d i a g r a m o f t o r P e d o l a d l e e a r e y e l e a t B a o s t e e l 严 一三(st +i △。 , j 一 ` , “ , 二 ’ , “ 0 · 式 中 , 睽表 示平 均 统 计 时 间 , △弓 is 表 示在 平 均统 计 时 间护基础 上 的上 下波 动 时 间 , 其 实 测值 见表 1 . 在 实 际生 产 中 , T P C 的作 业处 理 时 间 、 运 输 时间和 等待 时 间波 动非 常大 , 因此各 工序 作业 时 间的衔 接 匹 配 、 物 流缓 冲功 能是 保证 高炉一预 处 理一转 炉 流程 连 续 、 稳 定 生产 的 关键 . 表 1 宝钢 T P C 在 铁钢 生产 界面 周转 的作 业时 间 aT b l e 1 W o r k it m e o f t o rP e d o is d l e e a r e y c l e i n th e i r o n 一 s t e e l i n t e r fa e e o f B a o s t e e l 2 流 量 和 温 降研 究 .2 1 流 量 宝 钢 3 座 高 炉 ( I B E Z B F 和 3 B F ) 铁 水 日产 量 分 别 为 9 6 00 t , 9 6 0 0 t 和 1 0 0 8 0 t . 一 炼钢 、 二炼 钢 、 电炉 和 铸造 公 司 日用 量 分别 为 2 0 5 0 t , 8 0 0 t, 5 0 0 t和 2 80 t . I B ,F Z B F和 3 B F每 天产 生重 罐分 别 为 3 6 罐 , 36 罐 和 4 0 罐 . 年铁 水 产量 及 铁 水消 耗 量 情况 见 表 2 . 表 2 中 的其他 情 况包 括 当 年年 初 及 年末 鱼雷 罐存 留量 的差 异 、 铸 铁量 和铸 造 公司 钢 锭模用 量 , 宝钢 铁水 使用 量去 向可 直 观地 观 察 到

·200· 北京科技大学 学报 2004年第2期 随着高炉利用系数的不断增加，因而日产量 6250 不断提高，高炉“推力”增加：而转炉的冶炼周期 5250 逐渐缩短，对铁水的需求量也因此增加，产生了 “拉力”效应.那么，从物流量匹配关系来看，它们 的 4250 之间有着如下的关系： 3250 Np=1440×/h, 一■一250t转炉 2250 一300t转炉 2=Nn×gxKW(Yx) 1250 OE-OLDts 22 26 30 34 3840 VaE=OBEnBE 转炉冶炼周期min 式中，N。一转炉年出钢炉数（炉a):2一转炉年有 图4宝钢转炉的冶炼周期与高炉有效容积间的关系 效作业天数(d):t一转炉每炉钢的平均冶炼周 Fig.4 Relations between the tap-tap time of a converter 期(min):Q.一转炉年需铁水量(ta):q一转炉公 and BF inner volume at BaoSteel 称容量()：一转炉收得率：K一铁水比：Y一铁水 收得率：Q一高炉日产铁水量(Ud):t一高炉年 和预处理熔剂加入量等因素有关.铁水供应过程 工作日(d/a):Vw一高炉有效容积(m):aev一高炉 温降直接影响到整个钢铁制造过程的稳定性，最 有效容积利用系数(/m·d). 终反映到钢铁制造成本和市场竞争力上.图5是 宝钢二炼钢铁水供应过程中不同预处理方式的 表22001年宝钢铁水供需平衡表 过程温降曲线.由图5可以看出： Table 2 Hot metal balance between supply and demand at (1)从铁水供应全过程比较看，单脱S全程温 BaoSteel in 2001 降为171.1℃，三脱全程温降为244.7℃.单脱S过 项目 铁水质量：比例% 程温降要比三脱过程温降少73.6℃.从预处理前 300t转炉 6388515 62.3 250t转炉 3313415 32.3 及预处理后比较看，单脱S铁水温降比三脱铁水 150t电炉 357449 3.5 温降少68.65℃.因此其温降差别主要表现在预 扒渣、倒渣损失 142999 1.4 处理过程中，其主要原因是由于同时脱$，P处理 其他情况 54428 0.5 时间长，散热多，同时要加入更多的CaO和CaF, 累计 10256806 100 而且要加入大量的NaCO,需吸收更多的热量， 宝钢高炉作业参数：计划作业时间8400h,利 (2)“三脱”铁水到达倒罐站，从鱼雷罐兑入 用系数2.4t(md),铁水收得率98%.转炉作业参 到铁水包中的铁水温度小于1300℃，在1261.1℃ 数：公称容量250t,300t,铁水比92%，转炉收得 左右.若将脱P功能从同时脱S,P中分离出来分 率92%，计划作业时间7200h,占日历时间82.2%. 1520 可以计算出宝钢转炉冶炼周期与高炉有效容积 1480 的关系见图4.由图可以看出，宝钢转炉生产周期 014401 在34min内就满足高炉生产.而目前宝钢高炉总 色1400 1360 单脱硫 体实际利用系数是225，且高效转炉的冶炼周期 E 能达到20~22min,因此宝钢转炉具有较大的生产 1320 三脱 潜力， 1280 人 2.2温降 1240 0 40 80 120 160180 温度是钢铁制造过程的基本参数.铁水在运 时间min 输和预处理过程中没有铁水加热装置，一直处于 图5单脱S和三脱铁水（二炼钢）过程温降.A一高炉出 降温状态，高炉出铁时铁水温度与转炉要求的最 铁沟铁水温度：B一前扒渣铁水温度：C一铁水预处理 低入炉铁水温度差是铁水供应过程中最大允许 前铁水温度：D一铁水预处理后铁水温度：E一倒罐站 温降，即△T≤ATm铁水温降的大小直接由预处 铁水温度 理模式决定，具体来说温降与铁水供应过程的运 Fig.5 Comparison of changes in temperature of hot metal between separate desulphurization and desiliconization- 输时间、等待时间、预处理时间、鱼雷罐车热状态 desulphurization-dephosphorization

一 2 0 0 . 北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 0 4 年 第 2期 随着 高炉 利用 系数 的不 断增 加 , 因 而 日产 量 不 断提 高 , 高炉 “ 推力 ” 增加 ; 而转 炉 的冶 炼 周期 逐渐 缩 短 , 对 铁水 的 需求量 也 因此 增加 , 产 生 了 “ 拉力 ” 效应 . 那 么 , 从物 流量 匹 配关 系来 看 , 它们 之 间有 着如 下 的关 系 : NL n = 1 4 4 0 ` 2t / t l , 蜘 , = 从 D x q x K/ (xY 又) Q 。 ; , d = Q Ln , a/ 九 凡 F , v = 必 F , 、 /叮B F 、 式 中 , 从 。一转 炉年 出钢 炉数 (炉 /a) ; 九一转 炉年 有 效 作业 天 数 (山a) ; lt 一转 炉每 炉 钢 的平 均 冶炼 周 期 (m in ) ; g D, -a 转炉年 需铁 水 量 (确) ; q一转 炉 公 称容 量 ()t ; 又一转 炉 收得 率 ;犬` 铁 水 比 ; 1` 铁 水 收 得 率 ; Q 二 -d 高炉 日 产铁 水 量 川d) ; 乙一高 炉 年 工 作 日 (山 a) ; 玖 F,v 一 高炉 有效 容积 (m 3 ) ; 枷 , 一高炉 有效 容积 利 用系 数(城m , · d) ) . 6 2 5 0 5 2 5 0 4 2 5 0 3 2 5 0 2 2 5 0 一 . 一 2 50t 转炉 一 3 00 t 转炉 阳钟月彩谈牛象褪 12 5 0 L` 一一 ~ 一一 一山一一一一日 2 2 2 6 3 0 3 4 3 8 4 0 转炉 冶炼 周期 m/ in 图 4 宝钢 转炉 的冶 炼周期 与 高炉有 效容积 间的 关系 F ig . 4 R e l a it o n s b e wt e e n t h e t a P 一 at P t i m e o f a e o o v e rt e r a n d B F in n e r V o lU m e a t B a 0 S t e e l 表 2 20 01 年 宝钢铁 水 供需平衡 表 aT b l e 2 H o t m e t a l b a l a n e e b e wt e e n s u P Ply a n d d e m a n d a t B a o s t e e l i n 2 0 0 1 项 目 铁 水质 量 t/ 比 例 %/ 3 0 0 t 转 炉 6 3 8 8 5 1 5 6 2 . 3 2 5 0 t 转 炉 3 3 1 3 4 1 5 3 2 . 3 1 5 0 t 电炉 3 5 7 4 4 9 3 . 5 扒渣 、 倒渣损 失 14 2 9 9 9 1 . 4 其他情 况 5 4 4 2 8 0 . 5 累计 10 2 5 6 8 0 6 1 0 0 宝钢 高炉 作业参 数 : 计划作 业 时间 8 4 0 0 h , 利 用系数 2 . 4 叮m , · d) , 铁水 收得 率 98 % . 转 炉 作业参 数 : 公称 容量 2 5 0 t , 3 0 0 t , 铁水 比 92 % , 转 炉 收得 率 92 % , 计划 作业 时 间 7 2 0 h , 占 日历 时间 8 2 .2 % . 可 以计 算 出宝钢 转 炉 冶炼 周 期 与 高炉 有 效 容积 的关系见 图 4 , 由图可 以看 出 , 宝 钢转炉 生产 周期 在 34 m in 内就满 足 高炉 生产 . 而 目前 宝钢 高 炉总 体实 际利用 系 数是 .2 25 , 且 高效 转炉 的冶 炼 周期 能达到 20 一 2 m in , 因此宝钢 转炉 具有较 大 的生产 潜 力 . .2 2 温 降 温 度 是钢 铁制造 过 程 的基本 参数 . 铁 水在 运 输 和预 处理过 程 中没有铁 水加 热装 置 , 一直 处于 降温状态 , 高炉 出铁时铁 水温 度与 转炉 要求 的最 低 入 炉铁 水温 度 差 是铁 水 供 应过 程 中最 大 允 许 温 降`习 , 即△飞△mT ax . 铁 水温 降 的大 小直接 由预 处 理 模式 决定 , 具体 来说温 降 与铁水 供应 过程 的运 输 时间 、 等待 时 间 、 预处 理 时间 、 鱼 雷罐 车热状 态 和预 处理熔 剂加 入量 等 因素有 关 , 铁水供 应过 程 温 降直接 影 响到整个 钢铁 制造 过程 的稳 定性 , 最 终反 映到 钢铁 制造 成 本和 市场 竟争 力上 . 图 5 是 宝钢 二 炼 钢铁 水 供应 过 程 中 不 同预 处理 方 式 的 过程 温 降 曲线 . 由图 5 可 以看 出 : ( 1) 从铁水 供应 全过程 比较 看 , 单脱 S 全程 温 降为 171 . 1℃ , 三脱 全 程温 降 为 2 4 . 7℃ . 单 脱 S 过 程 温 降要 比三 脱 过程 温 降少 73 . 6 ℃ . 从 预处 理 前 及预 处理 后 比 较 看 , 单 脱 S 铁水 温 降 比 三脱 铁 水 温 降少 68 .6 5℃ . 因此其 温 降差 别 主要 表现 在 预 处理 过程 中 , 其 主要 原 因是 由于 同 时脱 S , P 处 理 时 间长 , 散 热多 , 同时要 加 入更 多 的 C ao 和 C aF Z , 而且 要加 入 大量 的 N 灸C 0 3 , 需吸 收更 多 的热量 . (2 ) “ 三脱 ” 铁 水 到达 倒 罐站 , 从鱼 雷罐 兑 入 到铁 水包 中的铁 水温 度小 于 130 0 ℃ , 在 12 61 . 1℃ 左 右 . 若将 脱 P 功 能 从 同时脱 S , P 中分 离 出来分 旦 c 单脱硫 ~ E 卜 星过 ` 座卜 … n“OC 甘Un ē1 ànl ó `,一城 4 乙nU, ù只 尸、ù J 件44 八j r ,乙j 侧尸、明 1 2 4 0 L 一一一口一一一 一习 - 一 J 一 - - - 止- - - - 土- - - - 上- - - 二 - 一 ~ ` ~ 一习 0 4 0 8 0 1 2 0 16 0 1 8 0 时间 m/ in 图 5 单 脱 S 和三脱 铁水 (二 炼钢 )过程 温 降 . A 一高 炉 出 铁 沟铁水 温度 : B一前 扒渣铁 水温 度 : C一铁 水预处 理 前铁 水温度 : n 一 铁水 预处 理后铁 水温 度 : E一倒雄 站 铁水 温度 Fi g · 5 C o m P a isr o n o f e h a n g es i n t e m P e r a t u 比 o f h o t m 吐a l b e wt e e n s e P a r a t e d e s u lP h u r is a iot n a n d d es Ui e o n 祖a iot n - d es u lP h u 由 a t i o n 一 d e P h o sP h o irZ a it o n

Vol.26 No.2 邱剑等：宝钢制造业流程铁钢界面物流参数的解析 ·201· 别进行，到达倒罐站的铁水温度将更低.鱼雷罐 (2)通过对流程相关参数的分析，使得对流程 车结盖、扣罐等现象的发生频率上升，影响整个 进行物流调控时具有量的概念.其中各工序作业 铁水供应过程和下游工序的稳定进行.脱S,P分 时间的衔接匹配、物流缓冲功能是保证现有流程 别在鱼雷罐中进行时，温度因素的制约在宝钢生 连续、稳定生产的关键 产实践中得以证实.因此宝钢铁水供应过程中的 三脱在鱼雷罐车中分别进行，温度是一重要的限 参考。文献 制性因素。 1殷瑞钰.钢铁制造流程的解析与集成[A].第125次 香山科学会议报告摘要汇编[C].中国科学院，1999 3结论 2徐安军，田乃媛.薄板坯连铸一连轧流程的物流参 数分析[).钢铁研究学报，1998(4)：13 (1)通过对宝钢高炉一预处理一转炉流程相 3赵永钢，田乃媛，徐安军，等，宝钢鱼雷罐车调度模 关参数的分析，肯定了宝钢钢铁厂平面布置的合 型的建立与实施).冶金研究，2002，卷期？：66 理性.推导出TPC周转周期的计算公式.计算出 4王文瑞.宝钢铁水监控及管理系统（上）)冶金自 在物流匹配原则下宝钢转炉生产能力过剩，分析 动化，2001(4)：20 5刘茂林，钢铁制造流程高炉一转炉区段物流过程解 出了铁水三脱分离开来，分别在鱼雷罐车中进 析[D].北京：北京科技大学，2001 行，铁水温降是限制性环节 Analysis of Mass Flow Parameters for Ironmaking/Steelmaking Interface at Bao Steel QIU Jian",TIAN Naiyuan",LIU Maolin",LU Zhixin,SUN Guowei 1)Metallurgical and Ecological Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)BaoSteel Stock Company,Shanghai 201900,China ABSTRACT With the multi-dimension mass flow controlling theory of metallurgy manufacture procedure,this paper has analyzed the parameters for ironmaking/steelmaking interface,such as plant spatial configuration,time factor,conveyance quantity and temperature of hot metal,and introduced the concept of quantity to mass flow con- trolling procedure.These analysis data are the basis of the integrated optimum of blast furnace-pretreatment-con- verter manufacturing procedure.The conclusion is that the joining and matching procedure is key to produce stabi- lity,and the joining shortcoming of manufacture procedure at BaoSteel is pointed out. KEY WORDS analysis;mass flow;parameter;ironmaking/steelmaking interface

V b l . 2 6 N o . 2 邱 剑等 : 宝钢 制造 业流 程铁 钢界面 物 流参 数 的解析 一 2 0 1 - 别进 行 , 到达 倒 罐站 的铁水 温 度将 更低 . 鱼 雷罐 车 结盖 、 扣罐 等现象 的发生 频 率上 升 , 影响 整个 铁 水供 应 过程 和 下游 工序 的稳 定进 行 . 脱 S , P 分 别在 鱼雷 罐 中进行 时 , 温度 因素 的制 约 在宝 钢生 产实 践 中得 以证 实 . 因此 宝钢 铁水供 应 过程 中 的 三脱 在鱼 雷罐 车 中分 别进行 , 温 度 是一 重要 的 限 制性 因素 . (2 ) 通过对 流程 相 关参 数 的分析 , 使 得对 流程 进行物 流 调控 时具 有量 的概 念 . 其 中各 工序 作业 时 间的衔 接 匹配 、 物 流缓 冲功 能是 保证 现有 流程 连 续 、 稳 定 生产 的关键 . 参 考 文 献 3 结 论 ( l) 通 过 对 宝钢 高 炉一预 处理一转 炉 流程 相 关 参数 的分 析 , 肯 定 了宝钢 钢铁 厂平 面布 置 的合 理 性 . 推 导 出 T P C 周 转 周期 的 计算公式 , 计 算 出 在 物流 匹配 原 则下宝 钢 转炉 生产 能力 过剩 . 分 析 出 了铁 水 三脱 分 离 开 来 , 分别 在 鱼 雷罐 车 中进 行 , 铁 水 温 降是 限制 性 环 节 . 1 殷瑞 钮 . 钢 铁 制造 流程 的解 析与集 成 [A] . 第 12 5 次 香 山科 学会 议报 告摘 要汇 编 [C] . 中国科 学 院 , 1 9 9 2 徐 安军 , 田 乃 媛 . 薄板坯 连铸 一连 轧 流程 的物流 参 数 分析 [J ] . 钢 铁研 究学报 , 19 9 5 ( 4 ) : 13 3 赵永 钢 , 田 乃媛 , 徐 安军 , 等 , 宝钢 鱼 雷罐车 调度 模 型 的建 立与 实施 IJ . 冶 金研 究 , 2 0 02 , 卷 期 ? : 6 4 王文瑞 . 宝钢 铁 水监控 及管 理 系统 ( 上 ) [J] . 冶金 自 动 化 , 2 0 0 1 ( 4 ) : 2 0 5 刘茂 林 . 钢 铁制 造流 程高 炉一转炉 区段 物流 过程解 析 [D ] . 北京 : 北 京科技 大 学 , 2 0 0 1 A n a l y s i s o f M a s s F l o w P ar a m e t e r s fo r 加 n m ak i n g / S t e e lm ak i n g I n t e r fa e e a t B a o S t e e l QI U iaJ n 刀, 2艾搜N aN iy u a n l) , L I U 五轰刁o li n , , , L U hZ 扮i n 2) , S 砚V G u o w e i2) l ) M et a ll u r g i e al an d E e o l o g i e al E n g in e e inr g S e h o o l , nU iV e r s ity o f s e i e n e e an d 介 e lm o l o gy B e ij in g , B e ij in g 10 0 0 83 , C h i n a 2 ) B ao ste e l S to c k C o m P an y , S h an gh a i 2 0 1 9 0 0 , C h in a A B S T R A C T iWht t h e m ul t i 一 d im e n s i o n m as s fl o w e o ntr o l li n g ht e o ry o f m e t a ll u r g y m anu af e trU e P r o e e d ure , ht i s PaP e r h as an a l y z e d t h e P a r a 们。 e t e r s fo r i r o mn a ik n g/ s t e e lm iak n g iin e r fac e , s u e h a s P l ant s Pat i a l e o n if g u r at i o n , tim e af e t o r, e o n v ey an e e qu ant i yt an d t e m P e r a ut r e o f h o t m e t a l , a n d i n tr o d u e e d ht e e o n e e P t o f qu an t iyt t o m a s s fl o w e o n - otr llign P or e e dur e . hT e s e an a ly s i s d at a ar e ht e b a s i s o f t h e i in e gr at e d o P it m um o f b l a s t fu m a e e 一 P r e tr e a t m e in 一 e o n - v e rt er m aun fa c n汀 ign P or e e d u r e · hT e c o n e l u s i o n 1 5 ht at ht e j o i n i n g an d m at c h in g P r o e e d u r e 1 5 ke y t o P or du e e s t ab i - li yt, an d ht e j o i n ign s h o rt e om ign o f m an u acf tU er Por e e d uer a t B a o s et e l 1 5 P o i n et d o u t . K E Y W O R D S an a l y s i s ; m a s s fl o w ; Par am e ter ; i or mn iak n g/ s t e e lm iak n g int e iaf e e