Vol.22 No.1 刘茂林等：高炉一转炉区段物流过程解析 。9。 示的2种典型布局.图1是以小型的烧结机、焦 炼功能的影响，主要表现在由脱Si,S,P,C,合金 炉、高炉、氧气转炉（平炉）为主体工序的布置特 化等多元功能转向脱C、升温单一化，进而提高 征，是为了扩大生产规模，局部的不断追加而 转炉效率，降低出钢温度、延长炉龄等，充分满 成，在我国普遍采用的发展道路.图2是以大型 足连铸需要，保证生产平稳进行. 的烧结机、焦炉、高炉、氧气转炉为主体工序的 1.3工艺流程变化 布置特征，表面看这些大型烧结机、高炉、氧气 烧结、炼焦、铁水预处理、氧气转炉等技术 转炉相对集中，但正常生产时物流过程是有层 的产生和发展，使该区段工艺流程发生了显著 次特征的，在相应的层内流动，而层间流动较 变化，主要表现在工序单体装备技术进步的同 少，具有相对稳定的物流轨迹：扩大规模时是纵 时，工序间衔接、匹配工程也得到发展，工序间 向的一层一层叠加，当然叠加的层数受物流通 的衔接效果影响物流运行及主体工序能力的发 畅的限制. 挥. 可见技术决定流程，技术的发展决定流程 分析图1、2布局，按生产过程特点可模化 的发展和变化.高炉一转炉区段中烧结、炼焦、 为由“刚性组元”和“柔性组元”四相间组成（图 氧气转炉的出现对流程发展具有革命性，而烧 3).当然这里“刚性组元”和“柔性组元”并不是 结、炼焦、高炉、氧气转炉的不断进步则是渐进 概念，而是反映生产过程是通过缓冲调节(“柔 地影响着流程的发展. 性"”)使前、后主体工序最大限度地发挥生产能 1.2各工序功能 力，主体工序生产的大范围波动是以牺牲生产 工序功能是指工序在流程中发挥的主要作 率为代价的（刚性”）. 用.高炉一转炉区段各工序自出现以来它们的 煤场 混铁炉、 基本功能并没有发生显著变化，但各工序功能 煤仓 焦炉 料仓 混铁车 转炉 是多元的，且有些功能可在多工序中实现，因此 料场 高炉 铁水预处理平炉 如何实现功能及某功能在工序间的再分配却不 断地、逐渐地发生变化. (1)烧结造块可将高品位铁精矿粉烧结成烧 矿场 烧结机 刊矿仓 结矿（球团矿），降低脉石含量，使得高炉渣量从 “刚性组元”)“柔性组元” 40年代的每吨铁800900kg降到目前的 图3高炉一转炉区段生产过程抽象示意图 250-300kg.烧结矿从非熔剂性经熔剂性到高碱Fig.3 Scheme of the processing in the zone of BF and converter 度，改善了冶金性能，利于高炉强化还原，加快 烧结机、焦炉、高炉、转炉（平炉）是“刚性组 物态转变速度，利用系数显著提高.炼焦为高炉 元”：料场、料仓、铁水包、混铁炉、混铁车是“柔 提供“骨架”和还原剂，焦炭冶金性能不断改善， 性组元”.当铁水预处理工序处于部分铁水处理 满足因喷煤等引起的焦炭负荷增加、高炉强化、 状态时呈现为“柔性组元”，全量铁水处理时则 大型化等方面的需要， 是“刚性组元”.“刚性组元”具有一·定的柔性， (2)高炉功能主要是还原、脱$，生产合格铁 “柔性组元”具有一定的刚性，整个生产过程呈 水.铁水预处理脱$使得高炉冶炼有可能由还 现“刚一柔”相间的特征，其中“柔性组元”又形 原、脱S并重向还原为主、脱$为辅的方向转 象地称为“活套， 变，高炉过程是一种典型的物态转变、物性控 烧结、炼焦一高炉，高炉一炼钢间的物流在 制、物流管制的综合过程，通过物流管制来控制 物质状态、温度等物性上不同，使得物流管制方 好物性且加速物态转变， 式有着本质区别，为此以高炉为界分2个小区 (3)铁水预处理功能是脱Si,S,P,同时减化 段加以分析. 高炉、转炉功能，加快物流速度，降低生产成本， (1)烧结、炼焦一高炉， 为了充分发挥其功能，目前在单体装备配置、流 1)“多一多”布置（图1）.其特征是：烧结机、 程和功能优化上有了很大进步，形成了多种工 焦炉生产能力小、数量多，高炉容积小、数量多： 艺流程（如鱼雷罐车、铁水包、转炉以及相互组 生产过程物流运输主要是通过铁路运输；料仓、 合等方法). 料场，即“活套”数量多、相对容量大；生产布局 (4)炼钢很大程度上受铁水预处理、二次精 分散、过程间断.原因在于：M ) 1 . 2 2 N O . l 刘茂 林等 : 高炉一转 炉 区 段物 流过 程解 析 示 的 2 种典型 布局 . 图 1 是 以小 型 的烧结机 、 焦 炉 、 高炉 、 氧气转 炉(平炉 )为主 体工 序 的布置 特 征 , 是 为 了扩 大生 产规模 , 局 部 的不 断 追加而 成 , 在我 国普遍采用 的 发展道路 . 图 2 是 以大型 的烧 结 机 、 焦炉 、 高炉 、 氧 气转炉 为主 体工 序 的 布置 特 征 , 表面 看 这些大 型烧 结机 、 高炉 、 氧气 转炉相 对集 中 , 但正 常 生产 时物流过程 是 有层 次特 征的 , 在相应 的层 内流动 , 而层 间流动 较 少 , 具 有相 对稳定的物 流轨迹 ; 扩大规模 时是 纵 向的一 层 一 层叠 加 , 当然 叠 加 的层数 受物流通 畅的 限 制 . 可见 技术决定流 程 , 技术 的发展 决定 流程 的发 展 和 变化 . 高炉一转炉 区 段 中烧 结 、 炼焦 、 氧气 转炉 的 出现对 流程发展 具 有革 命性 , 而烧 结 、 炼焦 、 高炉 、 氧气转炉 的不 断 进步 则 是 渐进 地影 响 着流程 的 发 展 . L Z 各工 序 功能 工 序功 能是指 工 序在流程 中发挥 的主 要 作 用 「1] . 高炉一转炉 区段 各工序 自出现 以来它 们 的 基本 功能并没 有 发生 显 著变化 , 但各 工 序功能 是 多元 的 , 且有些功能可 在多 工 序中实现 , 因此 如何实现功能及某功 能在工 序 间 的再 分 配却 不 断地 、 逐渐 地发 生变 化 . ( l) 烧结 造块可将高品 位铁精矿粉烧 结成 烧 结矿 (球 团 矿 ) , 降低 脉石 含量 , 使 得高炉渣量 从 4 0 年 代 的 每 吨 铁 8 0 一 9 0 k g 降 到 目 前 的 25 0一 3 0 吨 . 烧 结矿 从非熔 剂性经熔 剂性 到 高碱 度 , 改 善 了冶 金 性能 , 利 于 高炉 强 化还 原 , 加 快 物态转变速度 , 利 用 系数显 著 提高 . 炼焦 为高炉 提供 “ 骨架 ” 和 还 原剂 , 焦炭冶金性能 不 断改善 , 满足 因喷 煤等 引起 的焦炭 负荷增 加 、 高炉 强 化 、 大型 化 等方面 的 需 要 . (2 )高炉功 能 主 要 是 还 原 、 脱 S , 生产 合 格铁 水 . 铁 水预 处 理脱 S 使得 高炉 冶 炼有 可 能 由还 原 、 脱 S 并重 向还 原为主 、 脱 S 为辅 的方 向转 变 . 高炉过程是一 种典型 的物 态转变 、 物 性控 制 、 物流管制的综合过程 , 通过物流管制来控制 好物性 且加速物态 转变 . ( 3 )铁 水预处 理 功能是 脱 iS , S , P , 同 时 减化 高炉 、 转炉功 能 , 加快物流速度 , 降低 生产成 本 . 为 了充分发挥其功能 , 目前在 单体装备配置 、 流 程和 功 能优 化上有 了 很 大进步 , 形 成 了 多种 工 艺流程 (如鱼 雷罐车 、 铁水 包 、 转炉 以及相 互 组 合等方法 ) . (4 )炼 钢 很大程度 上受铁水预 处理 、 二 次精 炼功能的影 响 , 主 要 表现在 由脱 iS , S , P , C , 合金 化等多元功 能转 向脱 C 、 升温 单一 化 , 进而 提高 转炉效率 , 降低 出钢 温度 、 延 长炉龄 等 , 充分满 足连铸需要 , 保 证生 产平 稳进 行 . 1 3 工 艺 流程 变化 烧 结 、 炼焦 、 铁水预处理 、 氧气 转炉 等技术 的产生 和 发 展 , 使 该区 段工 艺 流程 发生 了显 著 变化 . 主 要表现在工 序 单体装备技 术进 步的 同 时 , 工 序 间 衔接 、 匹配工 程 也 得到 发展 . 工 序 间 的衔接 效果 影 响物 流运行及主 体工 序能 力的发 挥 . 分析 图 1 、 2 布局 , 按生 产过程特 点 可模化 为 由 “ 刚性 组 元 ” 和 “ 柔 性组 元 ” 「2] 相 间组 成 ( 图 3) . 当 然 这里 “ 刚 性 组元 ” 和 “ 柔性组 元 ” 并不 是 概 念 , 而 是 反 映生 产 过程是 通过缓冲 调 节 ’( 柔 性 ” ) 使前 、 后 主体工 序最 大 限度地发挥 生 产能 力 , 主 体 工 序生 产 的大 范 围波动是 以牺牲 生 产 率为代价 的( “ 刚 性 ” ) . 煤场 煤仓 焦炉 混铁炉 、 料仓 混铁车 转炉 料场 高炉 铁 水预处理 平炉 〔 二卜 -月. 卜( 二) 一 . . 矿场 矿仓 烧结机 . . “ 刚性组元 ” 〔 ) ` ` 柔性组元 ” 图 3 高炉一转 炉 区段生 产过程 抽 象示 意图 F i g . 3 S e h e m e o f t h e P r o e e s s i n g i n t h e z o n e o f B F a n d e o n v e r t e r 烧 结机 、 焦炉 、 高炉 、 转炉 (平 炉)是 “ 刚性 组 元 ” ; 料 场 、 料仓 、 铁水包 、 混铁 炉 、 混 铁车是 “ 柔 性 组元 ” . 当 铁水预处 理 工序 处 于部 分铁水处 理 状 态时呈 现 为 “ 柔性组 元 ” , 全量铁水处 理 时 则 是 “ 刚 性组 元 ” . “ 刚 性组 元 ” 具有一 定 的 柔性 , “ 柔 性组 元 ” 具 有一 定 的 刚性 , 整个生 产 过程呈 现 “ 刚 一 柔 ” 相 间 的特 征 , 其中 “ 柔性 组 元 ” 又形 象 地称为 “ 活套 ” 1] . 烧 结 、 炼焦一高炉 , 高炉一炼钢 间 的物流 在 物质状态 、 温度等物性上 不 同 , 使得物流管制方 式有着 本质 区别 , 为 此 以高炉为 界 分 2 个 小 区 段加 以分析 . ( l) 烧 结 、 炼焦一高炉 . l) “ 多一多 ” 布置 (图 1) . 其特征 是 : 烧 结机 、 焦炉 生 产能力小 、 数量多 , 高炉 容积小 、 数量多 ; 生产过程物流运输主 要是 通过铁路运输 ; 料仓 、 料场 , 即 “ 活套 ” 数量 多 、 相 对 容量大 ; 生 产布局 分 散 、 过程 间断 . 原 因在 于 :