VoL27 No.6 邱剑等：典型流程区段炼铁炼钢界面的比较优势研究 ·741 待)一兑罐站（兑铁）一兑铁包一天车输送一兑铁 最低库存量都较大，而且铁水在炉内的1山平均 包脱硫一扒渣一天车输送-一转炉.这种模式的流 等待时间里，容易出现铁水回硫现象，如济钢混 程区段以下简称流程区段3，如首钢大高炉一大 铁炉的平均回硫达0.005%. 转炉铁水包脱硫流程区段， (3)从高炉一转炉流程区段时间一温度关系 (4)高炉出铁一鱼雷罐一火车输送（等待）一 图1可以看出，小高炉一混铁炉一小转炉的匹配 鱼雷罐脱疏一兑罐站（兑铁）一兑铁包一天车输 流程区段中，空冷温降大，从高炉出铁开始到出 送一扒渣站扒渣一天车输送一转炉，这种模式的 铁结束，空冷的时间较长，铁水温度平均损失 流程区段以下简称流程区段4，如首钢大高炉一 65.4℃，铁水从铁水罐倒入混铁炉时空冷温降平 大转炉鱼雷罐脱硫流程区段， 均速率2.99℃·min',从混铁炉倒入到兑铁包时 (5)高炉出铁一铁水沟脱硅一鱼雷罐一扒渣 空冷温降平均速率2.65℃·min'. 一火车输送（等待）一鱼雷罐内脱硅微调、同时脱 (4)小高炉出铁量小，因而与小高炉匹配的铁 硫磷一鱼雷罐扒渣一火车瑜送（等待）一兑罐站 水装载运输容器小，在铁水运输等待过程中，温 (兑铁)一铁水包一天车输送一铁水包扒渣一天 降速度大，因此这种炼铁炼钢界面模式能量损 车输送一转炉，这种模式的流程区段以下简称流 失大 程区段5，如宝钢二炼钢方向铁水沟脱硅一鱼雷 (5)铁水罐的周转时间短，每天的周转率7.5 罐同时脱硫脱磷流程区段， 次，每个小高炉配备的铁水罐数仅需4个，运输 (6)高炉出铁一铁水沟脱硅一鱼雷罐一扒渣 过程的铁水库存量非常小，但铁水在混铁炉内停 一鱼雷罐脱硫一火车输送（等待）一兑罐站（兑铁） 留的时间长，库存量大，铁水从高炉出铁到兑入 一铁水包一天车输送一转炉预处理脱磷一倒入 转炉的流程区段中平均滞留时间203mi血，平均温 兑铁包（转炉挡渣）一天车输送一兑入脱碳转炉. 降160.3℃. 这种模式的流程区段以下简称流程区段6，如宝 (6)流程中增加混铁炉设备，使设备投资成本 钢一炼钢方向铁水沟脱硅一鱼雷罐脱硫一转炉 和设备运转成本都增大，流程中铁水倒包到混铁 脱磷流程区段. 炉时增加了天车工作负荷.铁水从铁水罐倒入混 1.1济钢小高炉一混铁炉-一小转炉流程解析 铁炉尤其是顶开口式混铁炉时环境污染较大， 济钢不包含铁水预处理的小高炉一混铁炉 (⑦)小高炉与小转炉匹配的模式，单体设备投 一小转炉炼铁炼钢界面模式（流程区段1）有如下 资小，但产量低，能耗较大，如果需要增加产量， 特点： 则需建多座小高炉，与产量的一座大高炉相比， (1)济钢的炼铁炼钢界面模式有混铁炉，小高 有很多缺点：总投资资金量更大，重复性操作多， 炉铁水成分波动大且每次出铁的量少，且出铁量 生产组织复杂，人力资源消耗大，能耗大，总成本 波动大，因此流程区段中配备混铁炉设备，均匀 增加，环境污染加大， 温度和成分的作用比较明显，同时具有保温效 1550 流程区段1 果，因此配备混铁炉具有某种程度的合理性，铁 1500 ◆流程区段2 水在炼铁一炼钢运输过程中以它为中转站，前后 ★流程区段3 1450 。流程区段4 调度分别是独立的，不存在铁钢对应问题，使得 1400 ◆一流程区段5 调度简单化. 流程区段6 1350 (2)混铁炉有如下缺点：①包含混铁炉的流程 羽 Dp 1300 区段需要燃料（煤气、天然气或油）燃烧加热保 1250 温，能源消耗较大：②整个流程区段过程多出两 1200 次兑铁水，因而增加了两次“空冷”，调研发现，每 1150L 次“空冷”铁水温度降低多达2030℃，对流程区 0 50100 150200250 300 段来说这个损失很大；③往混铁炉兑铁水时空气 时间min 图1六种典型流程区酸的实例比较一高炉一转炉流程区段 污染大，利用二次除尘设备进行除尘不仅投资 的时间、温度关系 大，而且很难达到良好的除尘效果，该装置不符 Fig.1 Comparison of the six typical process sections-the relations 合环境保护的要求：④根据混铁炉的设计，炉内 of time with temperature in the process from BF to BOF7 o V b L2 N . 邱剑等 6 : 典 型流 程 区段 炼铁炼 钢 界面 的 比较优 势研 究 待)一 兑罐 站 兑铁 )一兑铁 包一 天车 输送一兑 铁 ( 包脱 硫一扒渣 一天车 输送一转 炉 . 这种 模 式 的流 程 区段 以下简 称 流程 区段 3 , 如 首钢 大 高炉一 大 转炉 铁 水包 脱硫 流 程 区段 (4 ) 高炉 出铁一鱼 雷罐 一火 车输 送 ( 等 待 )一 鱼雷 罐 脱硫 一兑罐 站 ( 兑铁 ) 一 兑铁 包一天 车 输 送一扒渣 站扒 渣一天 车输送 一转炉 . 这种模式 的 流程 区段 以下 简称 流 程 区 段 4 , 如 首钢 大 高炉一 大 转炉 鱼 雷罐 脱硫 流 程 区段 . (5 ) 高 炉 出铁一铁 水沟 脱 硅一鱼 雷 罐一扒 渣 一火车 输 送 (等待 )一鱼 雷罐 内脱硅 微 调 、 同 时脱 硫 磷一鱼 雷罐 扒渣 一火车 输 送 (等 待 ) 一 兑罐 站 (兑 铁 ) 一铁 水 包一 天车 输送 一铁 水 包扒 渣一 天 车输送一转 炉 . 这种模式 的流 程 区段 以下 简称 流 程 区 段 5 , 如宝 钢 二炼 钢 方 向铁 水沟 脱 硅一鱼 雷 罐 同时脱硫 脱磷 流程 区 段 . (6 ) 高 炉 出铁一铁 水 沟脱 硅一 鱼雷 罐一扒 渣 一鱼雷 罐 脱硫一火 车输 送 ( 等待 ) 一 兑罐 站 ( 兑铁 ) 一铁 水 包一天 车 输送一 转炉 预 处 理 脱 磷一倒 入 兑铁 包 ( 转炉 挡 渣 )一天车 输 送一 兑入脱 碳 转 炉 . 这种 模式 的流程 区段 以下 简称 流 程 区段 6 , 如宝 钢 一炼 钢 方 向铁 水 沟 脱 硅一鱼 雷 罐 脱 硫一 转 炉 脱磷 流程 区 段 . L l 济钢 小 高炉 一混铁 炉一小 转 炉 流程 解析 济钢 不 包 含铁 水 预 处 理 的 小 高炉一 混 铁 炉 一 小转 炉炼 铁 炼钢 界面 模 式(流 程 区段 l) 有如 下 特点 : ( l) 济钢 的 炼铁炼 钢 界面 模式 有混 铁炉 . 小高 炉 铁水 成分 波动 大且 每 次 出铁 的量少 , 且 出铁量 波动 大 , 因此 流程 区 段 中配 备混 铁 炉 设备 , 均匀 温度 和 成 分 的作 用 比较 明 显 , 同 时具 有 保温 效 果 , 因此 配备 混 铁炉 具 有某 种程 度 的 合理 性 . 铁 水在 炼铁一炼 钢运 输过 程 中 以它为 中转 站 , 前 后 调度 分别是 独 立 的 , 不存 在 铁钢 对 应 问题 , 使 得 调 度简 单化 . (2 )混铁 炉 有如 下缺 点 : ①包 含混 铁 炉的流 程 区段 需要 燃料 (煤气 、 天 然气 或 油) 燃 烧 加 热保 温 , 能源 消 耗较 大 ; ② 整 个 流程 区段 过程 多 出两 次兑 铁水 , 因而 增加 了两 次 “ 空冷 ” , 调研 发现 , 每 次 “ 空冷 ” 铁水 温 度 降低 多达 20 一 30 ℃ , 对 流 程 区 段 来说这 个损 失 很大 ; ③ 往 混铁 炉 兑铁 水 时空 气 污 染 大 , 利 用 二次 除 尘 设 备进 行 除尘 不 仅 投 资 大 , 而 且 很难 达 到 良好 的除 尘 效果 , 该装 置 不符 合环 境 保护 的要求 ; ④根 据 混铁 炉 的设计 , 炉 内 最 低 库存 量 都较 大 , 而且 铁 水在 炉 内的 l h 平均 等 待 时 间里 , 容 易 出现铁 水 回硫 现象 , 如济 钢 混 铁 炉 的平 均 回硫 达 .0 0 05 % . (3 ) 从 高 炉一转炉流 程 区 段 时间一温 度 关系 图 1 可 以看 出 , 小 高炉一 混铁 炉一小 转 炉 的匹 配 流 程 区段 中 , 空冷 温 降大 . 从 高炉 出铁 开始 到 出 铁 结 束 , 空冷 的 时 间较 长 , 铁 水温度 平 均 损 失 65 . 4 ℃ , 铁 水 从铁 水 罐 倒入 混 铁炉 时空 冷温 降平 均 速 率 .2 9 ℃ · m in 一 ` , 从 混 铁炉 倒 入 到 兑铁 包 时 空冷 温 降平 均 速率 .2 65 ℃ · ~ 一 , . (4 )小 高炉 出铁量 小 , 因而 与 小高 炉 匹配 的铁 水装 载运 输 容 器 小 , 在 铁水 运 输 等待 过程 中 , 温 降速 度 大 , 因 此 这种 炼铁 炼 钢 界 面模式 能量 损 失大 . (5) 铁 水 罐 的周 转 时 间短 , 每天 的 周转 率 .7 5 次 , 每 个 小高炉配 备 的铁水 罐 数仅需 4 个 . 运 输 过程 的铁 水 库存 量非 常小 , 但 铁 水在 混铁 炉 内停 留 的时 间 长 , 库 存 量大 , 铁 水从 高 炉 出铁 到 兑入 转炉 的流 程 区段 中平均 滞 留时 间 2 03 m in , 平 均温 降 160 . 3 ℃ . (6 ) 流 程 中增加 混铁 炉 设备 , 使 设备 投 资成本 和 设备 运转成 本都增大 , 流 程 中铁水倒 包 到混铁 炉 时增 加 了天 车工 作负荷 . 铁水 从铁 水 罐倒 入混 铁 炉 尤其 是顶 开 口 式 混铁 炉 时环 境 污染 较 大 . (7 )小 高炉与 小转 炉 匹配 的模式 , 单体 设备投 资小 , 但 产量 低 , 能 耗较 大 . 如 果 需要 增 加产 量 , 则需 建 多座 小 高 炉 , 与 产 量 的一座 大 高 炉相 比 , 有很 多缺 点 : 总投 资 资金 量更 大 , 重 复性操 作 多 , 生产 组织 复杂 , 人力 资源 消耗 大 , 能耗 大 , 总成 本 增 加 , 环 境污 染 加 大 . g 画 明 、 丫恤 飞 、 、 一卜 流程 区段 1 ~ 流程 区段 2 ~ 流程 区段 3 一 杏 t 流程 区 段 4 十 流程 区段 5 卜 流程 区段 6 5043502150 1 00 15 0 2 0 0 2 50 3 0 0 时间 /田访 图 1 六 种典型 流程 区段 的实 例 比较— 高炉一转炉流 程 区段 的时 间 、 温度 关系 R .g l C o m P a 山o n o f t血e , 妞 灯p ica l P or ces s . ce Uo n s一恤 e 茂al 咖 n s o f 6 m e 初th t e m P e ar tU 牌 1 . 比e p m e es s 如口 B F t o B O F