D0I:10.13374/i.issnl00113.2007.04.012 第29卷第4期 北京科技大学学报 Vol.29 No.4 2007年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2007 实现铁水包多功能技术的研究 张龙强)田乃媛) 徐安军) 张锦)姜晓东)陆志新 1)北京科技大学治金与生态工程学院，北京1000832)宝山钢铁股份有限公司炼钢厂，上海201900 摘要为了实现“一包到底”钢铁厂新型铁/钢界面模式，铁水包必需兼备铁水的承载与运输、重量对应、铁水脱硫、成分对 应及铁水缓冲等多项功能·本文对铁水包的各项功能做了分析，并进行了相应温降数据测定的现场实验·结果表明，采用铁 水包与鱼雷罐运输铁水温降差距不大，缓冲能力相当：指出实现上述铁水包多功能存在的问题，探讨了相应的解决方案，得出 实现铁水包多功能技术可行性的结论 关键词铁水包：多功能；铁/钢界面：生产物流 分类号TF087:F203 随着资源、能源、环境等因素的制约，钢铁企业 不仅要承担钢铁产品的制造功能，还应该且必须承 1铁水承载与运输 担起能源转换及社会部分大宗废弃物的处理、消纳 图1为新型铁/钢界面模式铁水物流示意图. 功能叮，这就要求改建尤其是新建的钢厂能耗小、 高炉铁水要兑入转炉必然需要承载运输容器，早期 占地少、环境友好.结合现代钢铁生产工艺要求，高 的钢铁厂均使用铁水包（罐）作为铁水承载运输的容 炉铁水在兑入转炉前应进行全量或部分铁水预处 器，但随着高炉大型化、特别是操作工艺的日趋完善 理，不同的铁水预处理模式对应着不同的炼铁/炼 和进步，铁水产量大幅度提高，这使得铁水的运输及 钢界面技术形式[]，它是指炼铁与炼钢主体工序 存储限制了钢厂的发展，基于制造技术及运输、机 之间的衔接一匹配、协调缓冲技术及相应的装置 车、硬件匹配、平面布置等方面的原因，单个铁水包 (设备) 的容量无法大幅度扩大：而靠增加铁水包个数不但 铁/钢界面技术形式多样，其中“一包到底”模式 受到场地限制，也使物流不畅、温降大、能源浪费、效 最值得探讨与研究（本文暂将此种界面形式定义为 率低下，因此，日本、德国等国家相继采用了鱼雷 新型铁/钢界面模式)：高炉铁水注入铁水包后在包 罐，它不但容量大、缓冲时间长，而且还有保温效果 上加盖保温，由机车运至脱硫站，卸盖扒渣后在包内 好、高度低、场地改造小等优点，逐渐被多数大型高 进行脱硫处理，再次扒渣后兑入脱磷转炉进行脱磷， 炉采用，鱼雷罐还可以作为反应容器，为日后铁水 然后倒入兑铁包，最后兑入脱碳升温转炉进行冶炼 预处理工艺的发展起到推动作用 (快速脱碳、快速升温)，这一模式的脱硫热力学条 件更好，并可加盖保温，时间节奏快，温降小，同时 用铁水包代替鱼雷罐车和混铁炉，减少了一个工位， 相应的设备投资及岗位编制均可以取消，有利于节 铁水包受铁 能、改善环境以及减少投资等，综合来看，此种界面 形式优于其他形式，FE公司东日本制铁所采用了 与此相似的界面形式，从高炉到装入脱磷转炉的输 送过程所引起的铁水温降约减少52℃[6们.要实现 脱碳升温转炉 兑铁包 脱硅脱酶转炉 这一界面技术，铁水包不仅负责铁水的承载及运输 图1新型铁/钢界面模式的铁水“流” 功能，还应承担重量对应、铁水脱硫、成分对应及铁 Fig.1 Hot metal flow of a new iron/steel interface mode 水缓冲等多项功能， 但鱼雷罐存在运输占地面积大、投资大、倒包能 收稿日期：2005-11-14修回日期：2006-08-30 耗、二次污染及维护困难等缺点；随着铁水预处理技 作者简介：张龙强(1975一)，男，博士研究生：田乃媛(1940-)，女， 教授，博士生导师 术的发展，铁水承载容器必须还要作为反应容器，鱼实现铁水包多功能技术的研究 张龙强1） 田乃媛1） 徐安军1） 张 锦1） 姜晓东1） 陆志新2） 1） 北京科技大学冶金与生态工程学院‚北京100083 2） 宝山钢铁股份有限公司炼钢厂‚上海201900 摘 要 为了实现“一包到底”钢铁厂新型铁／钢界面模式‚铁水包必需兼备铁水的承载与运输、重量对应、铁水脱硫、成分对 应及铁水缓冲等多项功能．本文对铁水包的各项功能做了分析‚并进行了相应温降数据测定的现场实验．结果表明‚采用铁 水包与鱼雷罐运输铁水温降差距不大‚缓冲能力相当；指出实现上述铁水包多功能存在的问题‚探讨了相应的解决方案‚得出 实现铁水包多功能技术可行性的结论． 关键词 铁水包；多功能；铁／钢界面；生产物流 分类号 TF087；F203 收稿日期：20051114 修回日期：20060830 作者简介：张龙强（1975—）‚男‚博士研究生；田乃媛（1940—）‚女‚ 教授‚博士生导师 随着资源、能源、环境等因素的制约‚钢铁企业 不仅要承担钢铁产品的制造功能‚还应该且必须承 担起能源转换及社会部分大宗废弃物的处理、消纳 功能［1］‚这就要求改建尤其是新建的钢厂能耗小、 占地少、环境友好．结合现代钢铁生产工艺要求‚高 炉铁水在兑入转炉前应进行全量或部分铁水预处 理．不同的铁水预处理模式对应着不同的炼铁／炼 钢界面技术形式［2—5］‚它是指炼铁与炼钢主体工序 之间的衔接—匹配、协调—缓冲技术及相应的装置 （设备）． 铁／钢界面技术形式多样‚其中“一包到底”模式 最值得探讨与研究（本文暂将此种界面形式定义为 新型铁／钢界面模式）：高炉铁水注入铁水包后在包 上加盖保温‚由机车运至脱硫站‚卸盖扒渣后在包内 进行脱硫处理‚再次扒渣后兑入脱磷转炉进行脱磷‚ 然后倒入兑铁包‚最后兑入脱碳升温转炉进行冶炼 （快速脱碳、快速升温）．这一模式的脱硫热力学条 件更好‚并可加盖保温‚时间节奏快‚温降小．同时 用铁水包代替鱼雷罐车和混铁炉‚减少了一个工位‚ 相应的设备投资及岗位编制均可以取消‚有利于节 能、改善环境以及减少投资等．综合来看‚此种界面 形式优于其他形式．JFE 公司东日本制铁所采用了 与此相似的界面形式‚从高炉到装入脱磷转炉的输 送过程所引起的铁水温降约减少52℃［6］．要实现 这一界面技术‚铁水包不仅负责铁水的承载及运输 功能‚还应承担重量对应、铁水脱硫、成分对应及铁 水缓冲等多项功能． 1 铁水承载与运输 图1为新型铁／钢界面模式铁水物流示意图． 高炉铁水要兑入转炉必然需要承载运输容器．早期 的钢铁厂均使用铁水包（罐）作为铁水承载运输的容 器‚但随着高炉大型化、特别是操作工艺的日趋完善 和进步‚铁水产量大幅度提高‚这使得铁水的运输及 存储限制了钢厂的发展．基于制造技术及运输、机 车、硬件匹配、平面布置等方面的原因‚单个铁水包 的容量无法大幅度扩大；而靠增加铁水包个数不但 受到场地限制‚也使物流不畅、温降大、能源浪费、效 率低下．因此‚日本、德国等国家相继采用了鱼雷 罐‚它不但容量大、缓冲时间长‚而且还有保温效果 好、高度低、场地改造小等优点‚逐渐被多数大型高 炉采用．鱼雷罐还可以作为反应容器‚为日后铁水 预处理工艺的发展起到推动作用． 图1 新型铁／钢界面模式的铁水“流” Fig．1 Hot metal flow of a new iron／steel interface mode 但鱼雷罐存在运输占地面积大、投资大、倒包能 耗、二次污染及维护困难等缺点；随着铁水预处理技 术的发展‚铁水承载容器必须还要作为反应容器‚鱼 第29卷 第4期 2007年 4月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．29No．4 Apr．2007 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2007．04．012