Vol.27 No.6 邱剑等：典型流程区段炼铁炼钢界面的比较优势研究 ·743· 周转时间短，铁水从高炉出铁到兑入转炉的总时 区段总体能量损失大， 间少23.12min,温降少31.1℃，而且铁水包脱硫模 (⑤)大高炉一大转炉的匹配使得流程区段的 式的生产组织调度要比鱼雷罐脱硫模式容易，铁 物流量很大，生产效率高 钢对应简单，在兑铁包内脱疏的流场比在鱼雷罐 (6)生产流程区段的铁水装载容器没有一一 内脱硫的流场好，即脱硫的动力学条件好，流程 对应，且容器变换的次数多，使得调度组织复杂， 区段过程回硫少，因此在高炉一转炉界面技术 各个工序之间的衔接匹配关系紧密，对流程区段 中，对鱼雷罐的存在提出质疑. 中故障发生率低的要求更高. 1.4宝钢高炉一转炉流程区段解析 (⑦)由图1可以看出，铁水沟脱硅一鱼雷罐脱 宝钢高炉至二炼钢的高炉一转炉界面模式 疏一转炉脱磷的流程区段明显比铁水沟脱硅一 是铁水沟脱硅一鱼雷罐同时脱磷脱硫的“三脱” 鱼雷罐同时脱硫脱磷的流程区段好.两种流程区 流程区段界面模式（流程区段5），它有如下特点： 段的总时间分别为286.4min和294.4min,前者少 (1)在同一个鱼雷罐容器中同时脱磷脱硫，或 8min;总温降分别为190.2℃和279.8℃，前者少 先脱磷后脱硫，中间没有去渣，渣量大，而且脱磷 89.6℃：而且前者平均脱硫率和脱磷率高.因此 脱硫效果较差. 将“三脱”分开进行，并用转炉脱磷的炼铁炼钢界 (2)如果扒渣不及时，流程区段中极易回磷、 面流程区段更有优势， 回硫. (③)鱼雷罐脱磷脱硫的温降非常大.宝钢这一 2六种不同流程区段的整体论比 过程的平均温度损失达110.6℃，因此铁水从高炉 较 至转炉的总温降也就非常大，达279.8℃，只有大 高炉铁水才能满足这种温降，而不影响流程区段 基于还原论的研究方法，无法研究演化现 的运行， 象，而整体论强调整体地把握对象.从流程区段 (4)这种“三脱”铁水预处理的高炉一转炉流 演化的角度看，对六种典型流程区段的主要工艺 程区段总时间较长，达294.4min. 参数（表）和流程区段的主要功能指标（表2）进行 (5)鱼雷罐内同时脱磷脱硫，设备投资少，成 比较后发现：①高炉转炉之间工序越多，功能就 本较低，能够满足冶炼一些高级钢种的要求， 越多，流程区段过程的总时间就越长，工序功能 (6)“三脱流程区段”只适合大高炉一大转炉 集合的简化从整体上涌现出复杂化.②时间和铁 界面流程区段，小高炉一小转炉生产的产品也没 水温降与流程区段工序和装置的组合优化之间 有必要进行铁水“三脱”， 的关系十分密切，如图1所示，当采用“一包到 宝钢高炉至一炼钢的高炉一转炉界面模式 底”时，流程区段趋于简单化，因而过程总时间 是铁水沟脱硅一鱼雷罐脱硫一转炉脱磷的“三 短，过程铁水总温降低③流程区段的分钟流量 脱”流程区段界面模式（流程区段6），有如下 越大，吨钢能耗越低，表现出流程区段的一种规 特点： 模效应. (I)该流程区段把“三锐”分开，充分发挥有利 从整体上看，高炉转炉生产流程区段是一种 于实现各自目标的冶金热力学和动力学优势，其 连续/准连续性生产过程，高炉一转炉流程区段 中转炉脱磷动力学条件好，效率高，速度快， 作业连续化程度()定义为流程区段的主要工序 (2)“三脱”分别进行，流程区段中铁水的硅、 作业时间(x)除以流程区段的总时间(t,即： 硫、磷脱除量较大且容易控制，有利于治炼出杂 =,0<5<1. 质含量极低的高级优质钢. 流程区段的主要工序作业时间包括：高炉出铁时 (3)“三脱”分别进行，流程区段中工序增多， 间、扒渣作业时间、预处理（脱硅、脱硫、脱磷）作 工序关系复杂，但总的来说节奏加快，“三脱”分 业时间、转炉冶炼时间，流程区段总时间指铁水 开处理是高炉一转炉界面技术的发展趋势， 从高炉出铁开始到转炉冶炼完毕这一流程区段 (4)“三脱”分别进行，铁水在整个流程区段中 的时间.因此可以计算出六种典型流程区段的连 滞留的时间延长，如图1中的曲线6，同时整个过 续化程度见表3.其中流程区段2和流程区段6的 程中空冷次数增加，温降很大，达1902℃，流程 连续化程度较高，进一步表明采用铁水包功能多V 心1 . 2 7 N o . 6 邱剑 等 : 典 型流程 区 段炼铁 炼 钢界 面 的 比较 优势研 究 . 74 3 . 周转 时间短 , 铁 水 从高 炉 出铁 到 兑入 转 炉 的总 时 间少 23 . 12 m in , 温 降少 31 . 1℃ , 而且铁 水 包脱 硫模 式 的生产组 织 调度 要 比 鱼雷 罐脱 硫模 式 容 易 , 铁 钢 对应 简单 . 在 兑铁包 内脱 硫 的流场 比在鱼 雷罐 内脱 硫 的流 场 好 , 即脱硫 的动 力学 条件 好 , 流程 区 段 过 程 回硫 少 . 因此 在 高炉 一转 炉 界 面 技术 中 , 对 鱼雷 罐 的存 在 提 出质 疑 . 1 . 4 宝钢 高 炉一转 炉流 程 区 段 解 析 宝钢 高 炉 至 二 炼 钢 的 高炉一 转 炉 界 面 模 式 是铁 水 沟脱 硅一鱼 雷 罐 同时 脱磷 脱 硫 的 “ 三 脱 ” 流程 区段 界 面模 式 (流程 区 段 5) , 它有 如 下特 点 : ( l) 在 同一个 鱼雷 罐容 器 中 同时脱 磷脱 硫 , 或 先脱 磷后 脱硫 , 中间 没有去 渣 , 渣量 大 , 而且脱 磷 脱 硫效 果较 差 . (2 ) 如 果扒 渣 不及 时 , 流程 区段 中极 易 回磷 、 回硫 . (3 ) 鱼 雷罐 脱磷 脱硫 的温 降 非常大 . 宝钢 这一 过 程 的平均温 度 损 失达 11.() 6 ℃ , 因此铁 水从 高炉 至 转 炉 的总温 降也 就非 常 大 , 达 2 79 . 8℃ , 只 有大 高炉铁 水才 能 满足 这种温 降 , 而不 影响 流程 区段 的运 行 . (4 ) 这 种 “ 三 脱 ” 铁 水预 处 理 的高 炉一转 炉流 程 区段 总 时间较 长 , 达 2 94 .4 m in . (5) 鱼 雷 罐 内 同时 脱磷 脱硫 , 设备 投 资 少 , 成 本 较低 , 能够 满 足冶 炼 一些 高 级钢 种 的 要求 . (6 ) “ 三 脱 流程 区 段 ” 只适 合 大 高炉一大 转 炉 界 面流程 区段 , 小 高炉一小 转炉 生产 的产 品 也没 有 必 要进 行铁 水 “ 三 脱 ” . 宝 钢 高 炉 至 一 炼钢 的 高炉 一转 炉 界面 模 式 是铁 水 沟 脱硅 一鱼 雷 罐 脱硫 一转 炉 脱 磷 的 “ 三 脱 ” 流 程 区 段 界面 模 式 (流 程 区 段 6) , 有 如下 特 点 : ( l) 该流程 区 段把 “ 三 脱 ” 分 开 , 充 分发挥 有 利 于实 现 各 自目标 的冶 金热 力学 和动 力 学优 势 , 其 中转炉 脱 磷动 力 学条 件 好 , 效 率 高 , 速 度快 . (2 ) “ 三脱 ” 分别 进 行 , 流程 区段 中铁 水 的硅 、 硫 、 磷脱 除 量较 大 且 容易 控 制 , 有 利于 冶 炼 出杂 质 含 量极 低 的 高级优 质 钢 . (3 ) “ 三 脱 ” 分 别进 行 , 流 程 区段 中工序 增 多 , 工序 关 系复 杂 , 但 总 的来说 节 奏加 快 , “ 三 脱 ” 分 开处 理 是 高炉一转 炉 界面 技 术 的发 展趋 势 . (4) “ 三脱 ” 分 别进 行 , 铁水 在整 个流 程 区段 中 滞 留的 时间延 长 , 如 图 1 中 的 曲线 6 , 同时整 个过 程 中空 冷次 数 增加 , 温 降很 大 , 达 19 .0 2 ℃ , 流程 区 段 总 体 能量 损 失大 . ( 5) 大 高炉一 大转 炉 的 匹配 使得 流 程 区段 的 物 流量 很 大 , 生 产 效率 高 , (6 ) 生 产流 程 区段 的铁水 装 载容 器 没有 一 一 对应 , 且容器 变 换 的次数 多 , 使得调度 组 织复 杂 , 各个 工序 之 间 的衔接 匹配 关 系紧 密 , 对流 程 区 段 中故 障发 生 率低 的 要求 更 高 . (7 ) 由图 1 可 以看 出 , 铁 水 沟脱 硅一鱼 雷罐 脱 硫 一转 炉 脱磷 的流 程 区 段 明显 比 铁 水 沟 脱硅 一 鱼 雷罐 同时脱硫 脱磷 的流程 区段 好 . 两种 流 程 区 段 的 总 时间 分别 为 2 8 6 , 4 m i n 和 2 9 4 . 4 m i n , 前 者少 s m in ; 总温 降分 别 为 1 90 2 ℃ 和 2 79 名℃ , 前 者 少 89 .6 ℃ ; 而且 前 者平 均 脱硫 率 和 脱磷 率 高 . 因此 将 “ 三脱 ” 分 开进 行 , 并用 转炉 脱磷 的炼 铁 炼钢 界 面 流 程 区段 更 有优 势 . 2 六 种 不 同 流 程 区 段 的整 体 论 比 较 基 于还 原 论 的 研 究 方 法 , 无 法 研 究 演 化 现 象 , 而 整 体 论 强调 整 体地 把握 对 象 . 从流 程 区段 演 化 的角度 看 , 对六 种 典型 流程 区段 的主 要 工艺 参 数 (表 l) 和 流程 区 段 的主要 功能 指标 (表 2) 进行 比 较 后发 现 : ① 高 炉 转炉 之 间工 序 越 多 , 功 能就 越 多 , 流 程 区 段过 程 的 总 时 间就越 长 , 工序 功 能 集 合 的简 化从 整体 上 涌现 出复杂 化 . ②时 间和铁 水 温 降与 流 程 区段 工 序 和 装 置 的 组合 优 化 之 间 的 关系 十分 密 切 , 如 图 1 所示 , 当采 用 “ 一 包 到 底 ” 时 , 流 程 区 段趋 于 简单 化 , 因 而过 程 总 时间 短 , 过 程 铁水 总温 降低 . ③流 程 区 段 的分钟 流 量 越 大 , 吨 钢 能耗 越低 , 表 现 出流 程 区段 的一种 规 模 效应 . 从 整体 上 看 , 高 炉转 炉生 产 流程 区段 是 一种 连 续 /准 连 续性 生 产 过程 , 高 炉一转 炉流 程 区 段 作 业 连 续 化程 度 (口定 义 为流 程 区 段 的主 要 工序 作业 时 间 (wr ) 除 以流程 区 段 的 总时 间 (otT 动 , 即 : 兰生 瓦. t , , 0 < 卜 流程 区 段 的主要 工序 作 业时 间包 括 : 高炉 出铁 时 间 、 扒 渣 作业 时 间 、 预 处理 (脱 硅 、 脱 硫 、 脱 磷 )作 业 时 间 、 转 炉 冶炼 时 间 . 流程 区 段 总 时 间指铁 水 从 高 炉 出铁 开始 到 转 炉 冶炼 完 毕这 一 流程 区段 的时 间 . 因此可 以计 算 出六 种 典型流 程 区段 的连 续 化程 度见 表 3 . 其 中流 程 区段 2 和 流程 区段 6 的 连 续化 程度 较 高 , 进 一 步表 明采 用铁 水包 功 能多