王徑成
(山東鋼鐵濟南分公司煉鐵廠,山東濟南,250101)
濟鋼煉鐵廠大高爐區(qū)域鑄鐵機于2007年2月建成投產(chǎn),設(shè)1#、2#鑄鐵鏈帶系統(tǒng),設(shè)計能力最大300t/h,配套供水泵房、制漿室、翻渣間及除塵系統(tǒng)等?,F(xiàn)鑄鐵機正常生產(chǎn)時,將魚雷罐內(nèi)鐵水傾倒出,由鐵水溝、分流設(shè)施將鐵水引入鑄鐵模內(nèi),通過水冷降溫等措施形成合適的鑄鐵塊。鑄鐵機區(qū)域布置圖如下圖1所示。
圖1 鑄鐵機區(qū)域布置
當魚雷罐鐵水送去煉鋼時,因魚雷罐無法完全翻轉(zhuǎn)將鐵水倒出,且因生產(chǎn)節(jié)奏較快等因素,導(dǎo)致返回的罐內(nèi)殘鐵量較多,每罐約10~50t不等,現(xiàn)有方式為將魚雷罐直接送入翻渣間,清理殘鐵、殘渣后噴涂防粘渣劑再投入使用。按目前狀況看,每天送入翻渣間的魚雷罐平均為三罐,每罐殘鐵量約15t計,采用向殘鐵盆內(nèi)傾倒冷卻的方式進行清理,清理出的殘鐵煉鋼生產(chǎn)難以直接消化,僅作為廢鋼鐵直接處理,與生鐵差價較大,且按照規(guī)范,此種方式收集的殘鐵按30%標準虧噸,每年直接損失可達千萬元,造成巨大的浪費。
為徹底解決上述問題,經(jīng)我們反復(fù)研究、分析,對現(xiàn)場實際情況進行考察、測量、確認,擬利用現(xiàn)有翻渣間對現(xiàn)場進行改造,設(shè)計新建一套小型的單鏈、單模鏈帶式鑄鐵機系統(tǒng)。新增鏈帶鑄鐵機位于翻渣間廠房內(nèi)現(xiàn)有殘渣鐵存放處,與渣鐵清理通道垂直,頭尾輪中心距約為20m,傾角約為19°,按正常清殘鐵能力,該鑄鐵機達到30t/h的負荷即可。具體改造方案如下。
根據(jù)工藝要求及現(xiàn)場空間布置,在滿足生產(chǎn)、降低工人勞動強度及確保安全的情況下,新增一個30t/h單鏈、單模鏈帶式變頻控制鑄鐵機系統(tǒng),新鑄鐵機與魚雷罐行走方向平行,橫跨渣鐵盆通道及殘渣鐵池,鑄鐵機布置圖及工藝流程圖如圖2和圖3所示。
圖2 新增鑄鐵機工藝布置
圖3 新增鑄鐵機工藝流程
該新增鑄鐵機系統(tǒng)包括單鏈帶鑄鐵機、生鐵塊導(dǎo)向溜槽、生鐵塊運輸車、撬鐵裝置、制漿/噴漿系統(tǒng)、噴淋/冷卻系統(tǒng)、污水回收系統(tǒng)、殘渣車、渣鐵切換裝置、魚雷罐車、煙塵捕集罩、煙塵收集裝置、蒸汽捕集罩和蒸汽主風(fēng)機。其中單鏈帶鑄鐵機為整個系統(tǒng)的關(guān)鍵,與魚雷罐車運行方向平行布置,單鏈帶鑄鐵機頭部、尾部根據(jù)現(xiàn)場空間落差設(shè)置;生鐵塊導(dǎo)向溜槽位于單鏈帶鑄鐵機頭部和生鐵塊運輸車之間;撬鐵裝置固定于單鏈帶鑄鐵機下方,與單鏈帶鑄鐵機之間間隙可調(diào);制漿/噴漿系統(tǒng)安裝于單鏈帶鑄鐵機的中部下方,包含制漿和噴漿兩部分裝置,制漿裝置單獨設(shè)置,噴漿裝置一端固定于制漿裝置,另一端通向單鏈帶鑄鐵機正下方;噴淋/冷卻系統(tǒng)包含噴淋和冷卻兩部分裝置,冷卻裝置單獨設(shè)置,噴淋裝置一端固定于冷卻裝置,另一端通向單鏈帶鑄鐵機正上方;污水回收系統(tǒng)在整個殘鐵再回收系統(tǒng)中位置最低,位于單鏈帶鑄鐵機尾部下方,且與噴淋/冷卻系統(tǒng)連接;殘渣車位于單鏈帶鑄鐵機尾部后方,魚雷罐車正下方,運行方向與單鏈帶鑄鐵機垂直;渣鐵切換裝置位于單鏈帶鑄鐵機尾部和殘渣車正上方,魚雷罐車正下方,其運行方向平行于魚雷罐車;煙塵捕集罩安裝于魚雷罐車中心正上方,煙塵收集裝置與煙塵捕集罩連接;蒸汽捕集罩沿單鏈帶鑄鐵機走向正上方布置,蒸汽主風(fēng)機與蒸汽捕集罩連接。
根據(jù)工藝及生產(chǎn)要求,新增單鏈鑄鐵機系統(tǒng)后,主機設(shè)集中及機旁控制,且鑄鐵機能根據(jù)魚雷罐殘鐵量變頻調(diào)速,集中控制位于原有翻渣間控制室,與原有操作臺分開布置。
電控系統(tǒng)變頻器及控制柜原理如圖4、圖5。
該電氣控制系統(tǒng)能對鑄鐵機設(shè)備進行全方位變頻控制,集中央控制室集中控制、機前、機后、制/噴漿室意外緊急控制于一體。意外緊急制動后,恢復(fù)控制系統(tǒng),中央控制室方可集中控制。因鑄鐵機為變頻控制,電氣控制系統(tǒng)能實現(xiàn)單鏈帶分別調(diào)速控制和制漿噴漿系統(tǒng)控制。
新增鑄鐵機后,為便于鑄鐵塊收集,在鑄鐵機頭輪下部增加鐵塊池,鑄鐵塊可直接裝車或落入池內(nèi)。
因鑄鐵機鑄鐵模噴水降溫過程中產(chǎn)生污水,在鑄鐵機尾部污水流入渣鐵盆通道內(nèi)的污水池,通過潛水泵,污水打入淋/冷卻系統(tǒng)重復(fù)利用。
鑄鐵機生產(chǎn)時煙塵及蒸汽較大,考慮到原有大鑄鐵間與翻渣間不同時工作,從原有鑄鐵機除塵主管上就近布置一套除塵管道,用于新鑄鐵機除塵。
圖4 新增鑄鐵機電氣系統(tǒng)變頻器原理圖
圖5 新增鑄鐵機電氣系統(tǒng)控制柜原理圖
沿新鑄鐵機走向,從尾部至頭部上方增加蒸汽捕集罩,通過新設(shè)在翻渣間廠房南側(cè)的軸流風(fēng)扇將蒸汽外排,減少了蒸汽對翻渣間鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕。
所有新增設(shè)備均按照規(guī)范設(shè)置護欄及警示設(shè)施,確保了人員操檢及設(shè)備設(shè)施安全。
2013年全年魚雷罐殘鐵價1 880元/t,按照規(guī)范需扣除30%虧噸后方可作為廢鋼處理,全年鑄鐵塊均價2 300元/t,新增鑄鐵機全年生產(chǎn)鑄鐵塊為6 089.08t。
鑄鐵塊效益計算如下:
新系統(tǒng)投用后節(jié)省部分:
(1)工藝耐材消耗,每月節(jié)省黃沙量約170m3,全年約2 040m3,按照 65 元/m3計,此項費用全年節(jié)省:
2 040m3×65元/m3=13.24萬元
(2)鐵盆使用量及維修、更換量大幅減少,全年平均減少鐵盆維修及更換約18個,按每個4噸,制安、維修4 000元/t計,此項費用全年節(jié)省:
18個×4t/個×4 000元=28.8萬元
新增系統(tǒng)介質(zhì)損耗、能源消耗與原有工藝相近,節(jié)省費用不計,設(shè)備檢修、維護等經(jīng)統(tǒng)計,納入原有消耗指標,全年未再增加費用,可忽略不計。
(3)減少鑄鐵塊現(xiàn)場倒運、吊裝等費用,全年約35萬元。
以上全年直接經(jīng)濟效益為:
599.17+13.24+28.8+35=676.21萬元
新系統(tǒng)自動化程度的提高,職工勞動強度降低,節(jié)約人力成本,現(xiàn)場操檢安全性亦大幅提升。
魚雷罐內(nèi)殘鐵量較多時,可直接使用新系統(tǒng)翻鐵,解放大鑄鐵機生產(chǎn),直接降低大鑄鐵機費用消耗。
魚雷罐殘鐵回收處理一直是鋼鐵廠生產(chǎn)組織困難點,按照國內(nèi)同類企業(yè)生產(chǎn)方式,魚雷罐進翻渣間傾翻后只能將罐內(nèi)殘鐵和殘渣分別倒入鐵盆和渣盆,生成的殘鐵塊質(zhì)量不穩(wěn)定,體積形狀不規(guī)則,不做二次處理無法進行煉鋼生產(chǎn),且處理過程中存在安全隱患,對工序組織及煉鐵成本均有較大的制約因素。通過新增小型鑄鐵機系統(tǒng),解決了魚雷罐殘鐵無法回收成正常鑄鐵塊的問題,消除了殘鐵塊質(zhì)量缺陷,避免了殘鐵塊二次處理過程,克服了生產(chǎn)過程中的安全隱患,且通過優(yōu)化工序降低了煉鐵生產(chǎn)成本,為魚雷罐殘鐵合理回收提供了一條可靠途徑。