250 t钢包全程加盖的设计分析

第45卷第4期2017年8月现代冶金M odern M etallurgyV o l. 45 N o. 4A u g.2017 250 t钢包全程加盖的设计分析王桂平，顾经伟(上海梅山工业民用工程设计研究院有限公司，江苏南京210039)摘要：介绍了钢包全程加盖工程的整体设计理念及主要技术特点，通过成功地采用目前较为先进的铰接式全自动加盖技术，对钢包流转的各个环节进行适应性改造，达到钢包加盖后的最优效果，为企业的节能降耗提供有力支持#关键词！钢包；全程加盖；铰链；钢水温度；节能中图分类号：T F341引言钢水温度作为重要的炼钢物流过程指标和工艺 参数，对炼钢生产水平和产品质量影响较大。

在与 温度有关的炼钢反应容器中，钢包是移动范围最大、承钢时间最长的一种，无疑也是对钢水温度影响最 大的环节。

钢包在运输、精炼、浇注过程中，主要热损耗有 2个途径&一是通过钢包内衬材料的热传导；二是上 部钢水与空气接触的热传导和热辐射。

钢铁研究总 院的吴晓东等人对宝钢集团300 t钢包热循环实测 结果表明，钢包散热的主要方式是辐射传热[1]。

通 过在钢包上加盖，辐射热损失可显著减少[24]。

钢包加盖技术的原型在上世纪70年代末就有 过相关报导，但当时钢包加盖技术需要利用主起重 机作业，对起重机作业率影响较大，因此在国内没有 得到广泛的推广使用。

近年来，加拿大赫氏(HATCH)公司研发的铰接式全自动加盖技术已日 渐成熟、可靠，以此为样板，国内有相当部分钢厂根 据各自需要，采用了该项技术，新增的钢包加盖机构 不需要利用起重机，解决了钢包加盖的瓶颈问题。

1工艺设计特点1.1工艺条件上海梅山钢铁股份有限公司（以下简称“梅钢+二炼钢厂主要生产装置有：4和5号转炉、3号LF双工位精炼炉、3号R H精炼炉，3和4号连铸机生产线。

转炉和精炼炉一列式布置在精炼跨，连铸设施布置在精炼跨南侧钢水接受跨。

2013年二炼钢厂新上2台钢包热修倾翻装置，该装置受场地的限 制，布置在接受跨的南侧，热修钢包倾翻的方向与浇铸后倒余渣的方向相反。

二炼钢厂主要工艺参数&转炉规格：250 t;转炉数量&座；L F炉数量&座(双工位）R H炉数量&座(单工位）（其中一座为预留）额定年产量&20万吨；同时吹炼转炉座数:2;出钢周期：46 min。

1.2钢包加盖的可行性分析从现场条件看，二炼钢厂车间布置钢包加盖设施存在下述具体情况：1) 转炉、精炼区域的钢水走行线均为南北走向；2) 转炉出钢到钢水起吊，钢水车行走距离较加、揭盖机构可紧邻转炉吹氩站出口布置，插齿方向朝向连铸；3) R H、L F炉现有钢水走行线距离较短，在有的平台位置较难布置加、揭盖机构，可在厂房F列布置，插齿方向朝向连铸；4) 钢水车返回线加、揭盖机构布置在厂列，插齿方向朝向连铸。

收稿日期：2017-05-19作者简介：王桂平（1980—）女，工程师。

电话&7368720626第！期王桂平，等：250 t 钢包全程加盖的设计分析35根据上述布置，二炼钢厂可具备增加钢包全程 加盖设施的条件，并且一次性实施可确保新上设备 结构一致、备件互换。

1.3 总工艺布置工位加盖，这样可保证钢包温降减少。

根据梅钢二炼钢厂现状，在！，5号转炉工位、3号R H 炉工位、3 号L F 炉双工位、返包线共6个工位安装加、揭盖装 置。

工艺布置如图1所示。

钢包全程加盖需在涉及到钢包周转区域范围内图1钢包加、揭盖工艺布置总图转炉加、揭盖装置紧邻吹氩站布置，钢包进出转 炉工位时直接揭盖、加盖，不影响钢包进出工艺时 间。

考虑到L F 炉和R H 炉工位钢包吊包时的安全 距离，布置在厂房柱列线F 列，钢包在吊运进出时 需要反向运行揭盖、加盖，钢包车的运行速度为2〜 25m /min ，钢包加、揭盖机构布置在F 列，每次揭 盖，需要钢包车反向运行距离约为15 m ，来回行程 多增加约3$m ，工艺时间增加约3min ，L F 炉平均 处理周期为35 min ，R H 炉平均处理周期为38 min ，炼钢出钢周期为！6 min ，不影响连铸处理周 期。

返包线工位布置在厂房柱列线F 列，保证两侧 钢包起吊安全距离。

二炼钢厂有利的现场条件可保证钢包加、揭盖 设备一致，备件一致，减少设备维护。

15工艺流程根据炼钢厂生产品种钢的需要，钢包车加盖后 走行路线主要有以下！条：1)带盖空钢包"钢水接收跨"转炉位揭盖"转炉接钢水"转炉位加盖"钢水接收跨"吊运"带盖 连铸"吊运"钢包倾翻台带盖热修；2)带盖空钢包"钢水接收跨"转炉位揭盖"转炉接钢水"转炉位加盖"精炼跨"吊运"精炼跨"L F 炉位揭盖"L F 炉处理"L F 炉加盖"钢水接收 跨"吊运"带盖连铸"吊运"钢包倾翻台带盖热修；3)带盖空钢包"钢水接收跨"转炉位揭盖"炉接钢水"转炉位加盖"精炼跨"吊运"精炼跨" R H 炉位揭盖"R H 炉处理"R H 炉位加盖"钢水 接收跨"吊运"带盖连铸"吊运"钢包倾翻台带盖 热修；4)带盖空钢包"钢水接收跨"转炉位揭盖"炉"转炉位加盖"精炼跨"吊运"精炼跨"L F 炉 位揭盖"L F 炉处理"L F 炉加盖"精炼跨"吊运 "精炼跨"R H 炉位揭盖"R H 炉处理"R H 炉位 加盖"钢水接收跨"吊运"带盖连铸"吊运"钢包 倾翻台带盖热修。

15设计要点梅 钢 二 炼 钢 厂 钢 包 加 盖 为 全 程 加 盖 ， 在 钢 包 周 转时，包盖始终跟着钢包一起运行，涉及到钢包周转 区域起重机、转炉工位、L F 炉工位、R H 炉工位、连 铸大包回转台、返包线工位、钢包倾翻台、钢包热修 工位和钢包冷修工位，这些工位均需要考虑加盖后 的影响。

根据上述情况，钢包加盖后，需要着重考虑以下设计内容&1)钢包增加铰链和包盖后，钢包重量增加约t 首先要校核起重机的起吊重量是否满足需求。

梅 钢二炼钢厂钢包起吊起重机为420 t ，钢包空包重量 为130 t ，钢包容量为250 t ，加盖后重量为390 t ，起 重机起吊重量满足需求；2) 钢包增加包盖后，整体高度约增加1.2m ，需36现代冶金第45卷要校核起吊板钩是否满足退钩需求，经过校核，梅钢二炼钢厂起吊板钩满足需求；3) 转炉工位加盖后，在线烘烤器需要拆除，钢包车起吊位置需要改变，保证钢包起吊安全距离；4) L F 炉工位加盖位置，原有钢包车电缆和气缆 卷筒需要移位，L F 炉平台局部改造，满足钢包起吊安全距离；5) R H 炉工位加盖位置，原有钢包车电缆和气 缆卷筒需要移位，R H 炉平台局部改造，满足钢包起 吊安全距离'6)返包线工位加盖后，钢包车起吊位置需要改变，保证钢包起吊安全距离'&)连铸大包回转台工位，钢包加盖后，原有大包 包盖需要拆除；')钢包倾翻台工位，钢包带盖旋转，设备重心上 移，需要校核现有的倾翻台电机功率是否满足钢包 带盖倾翻需求，二炼钢厂倾翻台电机功率为90k E ， 经过设计校核，满足需求，倾翻台地坑尺寸需要外扩，以满足钢包带盖倾翻需求'9) 钢包热修工位，钢包带盖后，尺寸高出％ 2m ，二炼钢厂钢包热修为半地下式，需要将地坑外 扩，以满足钢包摆放需求'10) 钢包冷修工位，钢包增加4个铰链后，钢包冷修平台盖板与铰链干涉，需要进行改造，以满足钢 包摆放需求。

1.6主要改造内容1.7设计改造难点梅钢二炼钢厂钢包倾翻台由于场地限制，钢包在倾翻台旋转方向和钢包倒余渣方向相反，钢包需 要考虑正向和反向均可带盖旋转，经过设计充分论 证，在钢包上增加双向铰链，满足了工艺需求，如图2所示。

图2钢包铰链布置图本项目L F 炉平台和R H 炉平台改造难度相对较大，需要考虑钢结构的安全稳定、平台上电缆、管 道的移位，改造时先将需要移位的电缆放好，停产时 再接线;平台改造可充分利用修炉期间进行，减少停 产时间，减小对生产的影响。

2主要设备组成及性能1) 在4,5号转炉、3号双工位L F 炉、3号RH炉、返包线6个工位增加6套钢包加、揭盖装置及配 套机电、液压设施，L F 、R H 炉钢水车电缆卷筒、气缆卷筒移位，安装在加、揭盖装置平台上；2) 二炼钢厂现有钢包25套，在线周转9套，增 加钢包盖和周转件共16套;增加钢包盖吊具2套及 钢包盖存放架3套；钢包盖离线存放在钢水接收跨 F 柱列线3号柱旁；3)在现有钢水接收跨钢包离线烘烤装置区域，增加1套钢包盖烘烤装置'4) 对现有25套钢包进行相应改造，增加包盖锁 销；5) 由于钢包倾翻台与倒渣方向相反，在实施钢 包全程加盖过程中，需要同步配套钢包倾翻台包盖锁紧装置；6)各工位钢包起吊位置移位，限位开关移位，按 新增考虑；&)转炉现有钢包在线烘烤装置保护性拆除。

钢包加盖系统由钢立柱及平台、斜插齿式钢包加揭盖设备、钢包盖、钢包铰链座、液压泵站、电气控 制系统、包盖烘烤器等组成。

2.1钢包盖钢包盖是根据梅钢二炼钢厂的钢包外形而设计 的焊接结构件，与现有钢包相配合，用于钢包过程保 温。

包盖上开设引流砂加装孔和烧透气砖作业口。

钢包盖主要由以下几部分组成：主体钢包盖、渣口钢 包盖、插齿吊耳、吊钩吊耳、浇筑耐火材料。

钢包盖机械部分采用高强度结构件，主要有方 钢管、耐高温不锈钢板、钢板、轴承、销轴。

钢包盖本体上焊接3个插齿吊耳，与可升降插 齿机构配合使用，完成加盖或取盖操作，同时焊接有 2个吊车提升吊耳，辅助钢包盖检修用。

钢包盖上耐火材料主要由三部分组成，底部10 〜20 m m 厚度的耐火材料、预制耐火材料、高铝低 水泥耐火材料。

底部耐火材料的作用主要是隔热保第！期王桂平，等：250 t 钢包全程加盖的设计分析37温，防止热量损失和钢结构部分变形，同时保护钢包 盖上的轴承不受热辐射。

预制耐火材料主要是安装 在钢包盖的四周，由于钢包盖在使用过程中（特别是 倒渣#周边耐火材料会与包口发生碰撞，所以对强 度有很高的要求，同时包口处耐火材料需要有防粘 性。