集束氧枪技术在韶钢的应用

集束氧枪技术在韶钢的应用

２００７年４月第２３卷第２期

炼钢

Ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ

Ａｐｒ．２００７Ｖ０１．２３

Ｎｏ．２ ２５

集束氧枪技术在韶钢的应用

黄智斌

（广东省韶钢设计院动力室，广东韶关５１２１２３）

摘要：介绍了韶钢９０可供同类型企业参考。

ｔ

Ｃｏｎｓｔｅｅｌ电炉进行集束氧枪技术改造的工艺流程及降成本的生产实践情况，

关键词：电炉；集束氧枪；降成本中图分类号：ＴＦ

３４５

文献标识码：Ｂ文章编号：１００２—１０４３（２００７）０２—００２５—０２

ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｃｏｈｅｒｅｎｔｏｘｙｇｅｎｌａｎｃｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎＳｈａｏｇａｎｇ

ＨＵＡＮＧＺｈｉ—ｂｉｎ

（ＴｈｅＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｈａｏｇｕａｎＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｓｈａｏｇｕａｎ５１２１２３，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｆｌｏｗｆｏｒｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｒｅｖａｍｐ

ｏｎ

ｔｈｅＣｏｈｅｒｅｎｔｏｘｙｇｅｎｌａｎｃｅｏｆｔｈｅ９０ｔＣｏｎｓｔｅｅｌＥＡＦｆｕｒｎａｃｅａｎｄｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒａｃｔｉｃｅｏｆｓａｖｉｎｇｃｏｓｔｉｎＳｈａｏｇｕａｎＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．Ｉｔｆｏｒｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｓｉｍｉｌａｒｋｉｎｄ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＥＡＦｆｕｒｎａｃｅ；Ｃｏｈｅｒｅｎｔｏｘｙｇｅｎｌａｎｃｅ；ｃｏｓｔｓａｖｉｎｇ

ｃａｎ

ｂｅｕｓｅｄ

ａｓａ

ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ

韶关钢铁公司（以下简称韶钢）炼轧厂９０

ｔ

效率；从而可以大幅度增加铁水使用量，提高劳动生产力，冶炼工艺更加稳定，钢水成分和温度更趋

Ｃｏｎｓｔｅｅｌ电炉２０００年底建成投产，设计年产钢水６５万ｔ，２００４年实际产钢水８０．３１万ｔ。９０ｔ电炉自投产以来，由于外购废钢价格高、质量低，同时电耗偏高等问题，生产成本居高不下，一直是韶钢的亏损大户。２００５年韶钢决定对炼轧厂电炉进行停产改造，引进美国普莱克斯公司集束氧枪技术，用Ｃｏｊｅｔ氧枪替换现有氧枪，争取电炉提高铁水比，少用废钢，降低生产成本。

该项目由韶钢设计院负责设计，２００５年４月在与普莱克斯公司多次技术交流后，韶钢设计院完成了全部设计内容。２００５年７月项目建成投产。

１

均匀，同时钢水含［Ｎ］和渣中ＦｅＯ显著减少。目

前该项技术已在全球８０多座电炉上得到了应用，而在国内只有宝山钢铁股份有限公司１５０ｔ电炉和韶钢９０ｔ电炉采用了该项技术。

１．２

改造内容

（１）取消现有９０ｔ电炉的移动式水冷氧一碳

枪，增加３支炉壁集束氧枪、１套控制阀站、１套ＰＬＣ控制系统和１个操作台。

（２）改造现有喷碳罐，采用进口１套２个罐的喷碳系统。

（３）新建焦炉煤气净化站、加压站及相应输送系统。

（４）改造现有厂房内氧气管道。

集束氧枪技术及改造内容

１．１集束氧枪技术

集束氧枪技术是由普莱克斯公司发明并已获得专利授权的一种炼钢技术，其核心是一种多功能集束氧枪（Ｃｏｊｅｔ氧枪）和气体供应监测系统。其优点是氧气以集束流形式喷射，氧气吹入钢水深度比传统氧枪大８０％左右，大大提高氧气利用

２工艺流程及主要参数

本项目由焦炉煤气系统、氧气系统、氮气系统和碳粉系统４个部分组成。主要设施包括焦炉煤

气净化站、加压站、控制阀站、碳粉罐、集束氧枪、

管道系统等。工艺流程如图１所示。

作者简介：黄智斌（１９７０一），男（汉族），湖北汉川人，广东省韶钢设计院动力室，工程师。

万方数据　

集束氧枪技术在韶钢的应用

２６

炼钢

第２３卷

图１

９０

ｔ电炉集束氧枪系统改造流程图

２．１

焦炉煤气系统

集束氧枪需要１０００～１

５００

ｍ３／ｈ（标准状态

下）精制的、并具有一定压力的焦炉煤气。焦化厂外供焦炉煤气（标准状态下）杂质含量为：焦油不大于５０ｍｇ／ｍ３，Ｈ２Ｓ不大于２００ｍｇ／ｍ３，萘不大于３００ｒａｇ／ｍ３，ＮＨ３不大于３０ｍｇ／ｍ３；压力为６ｋＰａ，不能满足要求，因此需建焦炉煤气净化站、加压站等设施。

焦炉煤气（在标准状态下）先经净化站处理，杂质质量浓度达到如下指标：焦油不大于

１０

ｍｇ／ｍ３，Ｈ２Ｓ不大于２０ｍｇ／ｍ３，萘不大于５０

ｒａｇ／ｍ３（冬季），萘不大于１００ｍｇ／ｍ３（夏季），ＮＨ。不大于３０ｍｇ／ｍ３；然后再经加压站升压到

０．５

ＭＰａ，通过管道送至控制阀站，阀站调节分配

后分三路供３支集束氧枪使用。

２．２

氧气系统

集束氧枪改造后，设计铁水比可由改造前的

３０％提高到６０％，每吨钢耗氧量（在标准状态下）由改造前的４６ｍ３提高到５９ｍ３。氧气消耗量（在标准状态下）由５４００

ｍ３／ｈ增／ＪｎＮ９

５４０

ｍ３／ｈ，原

有到电炉氧枪的氧气管道管径偏小，需要扩大管

径。

新建氧气管由厂房外引入，将氧气送至控制阀站，阀站调节分配后，分三路供３支集束氧枪使用。每路均有主氧、辅氧、二次燃烧氧３条氧气管道，每支集束氧枪也均有３个氧气接口。

２．３

氮气系统

氮气主要供碳粉浓相输送及控制阀站仪表用

气。氮气管道由厂房内原有管道引出，分两路支管分别到控制阀站和碳粉罐使用。

２．４碳粉系统

为了满足集束氧枪对碳粉输送速率的要求，原有碳粉系统需要改造。原有３２ｍ３碳粉贮仓保留，采用普莱克斯公司提供的喷碳罐替换原有喷碳罐，同时采用氮气作为浓相输送介质，引３条管道分别将碳粉输送到３支集束氧枪使用。

万　

方数据３生产实践情况及经济效益

３．１

生产实践情况

（１）２００５年７月，９０ｔ电炉集束氧枪改造后

正式投人使用。当时由于７号高炉投产进度推迟，铁水供应不足，同时操作人员对新系统处在逐步理顺中，集束氧枪改造的效果并未发挥出来，电

炉炼钢还是处于亏损状态。２００５年９月开始，由于７号高炉顺利投产，电炉操作人员的操作水平提高，电炉铁水比逐步提高，铁水比由原来的最大３０％提高到集束氧枪改造的设计值６０％，并且一直提高到２００６年１月份的９３．３％，成功实现了降成本工作。如：２００６年１月，９０ｔ电炉月产钢５．６万ｔ，钢铁料消耗１

０７１

ｋｇ，其中铁水

９７１．３

ｋｇ，生铁２８．７ｋｇ，生产回收废钢６６妇，外

购废钢５蛞；渣钢（含乌龟铁）１１０．４ｋｇ。钢铁料

消耗中铁水＋生铁比例为９３．３％。

（２）２００５年９月开始，９０ｔ电炉电耗由原来的每吨钢２７０ｋＷ ｈ逐步下降到集束氧枪改造的设计值１６０ｋＷ ｈ，并且一直下降到４０ｋＷ ｈ左右稳定生产。

３．２

经济效益

９０

ｔ电炉集束氧枪改造后，电炉铁水比由原

来的３０％上升到９０％左右，实现了降成本工作。生产成本中变化的主要因素有：（１）铁水比增加，废钢使用量降低，原料成本大幅下降。（２）电耗大幅度下降，用电成本降低。（３）需消耗焦炉煤气，并且氧气消耗量增加，能源介质成本有所增加。

实践表明，９０ｔ电炉集束氧枪改造后，２００５年９～１２月每吨钢平均成本为２５８６元，比２００５年１～８月每吨钢平均成本３３３３元下降了７４７元，后４个月按产量２５万ｔ计算，降成本１．８亿元左右。同时２００６年２月，每吨钢成本降至

２

３２９元，对比上年同期每吨钢降成本约１

０００

元，经济效益显著。

４问题讨论

（１）韶钢９０ｔ电炉采用集束氧枪技术是解决废钢成本偏高的一种“非常”措施，改造后既可增加铁水比，又可增加钢产量。

（２）电炉铁水比增加到５０％以上后，随着脱碳速度的进一步提高，会给电炉冶炼带来一些问题，如跑钢、跑渣、炉衬寿命等。

（下转第３３页）

集束氧枪技术在韶钢的应用

第２期姜静，等：１００ｔ电弧炉氧化期终点温度神经网络预报模型

３３

输出和实际系统输出之间误差的原则设定的。表２预报结果

判别目标函数是否满足预先规定的ｅ，若满足，则学习过程结束，若不满足，则依据目标函数按梯度下降法反向计算，逐层调整权值和阈值，重复以上步骤，直至目标函数小于￡或达到了最大迭代次数。

这里网络训练误差指标设为０．０１，ＢＰ算法经过５７２步的训练后，误差满足了结束指标。用３结语

上述已筛选出的炉次数据对训练好的预报模型进神经网络中应用最普遍的是多层前馈网络模行测试，测试结果见图３，表２。

型，其中ＢＰ算法因其推导过程严谨、通用性强而得到了广泛的应用。ＢＰ网络在本质上是一种输入到输出的映射，在确定了ＢＰ网络的结构后，通过输入和输出样本集对网络进行训练，亦即对网ｐ

络的阈值和权值进行学习和修正，以使网络实现、、

憾赠给定的输入输出映射关系。本文建立的温度ＢＰ避

预报模型有较高的预报精度，可以对现场生产起七水

到指导作用，为提高钢水氧化期终点温度控制精度提供了依据。

［参考文献］

ｌ６１０ｌ

６２０

ｌ

６３０

１“Ｏ１６５０１６６０１６７０

预报温度／Ｖ

Ｅ１３郑沛然．炼钢学ＥＭ３．北京：冶金工业出版社，１９９２：１８１．图３氧化期终点温度预报值与实际值比较

Ｅ２］

许

东，吴

铮．基于ＭＡＴＬＡＢ６．Ｘ的系统分析与设

计——神经网络ＥＭ］．西安：西安电子科技大学出版社，

２００２：２０．

对温度模型预报结果进行分析，预报模型不Ｅ３３李亮，姜周华，王文忠，等．ＶＤ炉终点钢液温度预报［Ｊ］．

同误差范围命中率如表２所示。

钢铁，２００３，３８（１）：１７．

（收稿日期：２００６—０７—０７）

（上接第２６页）

（３）电炉采用集束氧枪改造后，节电非常明度，适当提高脱碳速度，提高氧气利用率，也可提显，但由于增加了焦炉煤气、氧气消耗量，同时也高铁水热装比及生产能力，改善钢水质量，此项技没有向转炉那样回收煤气及余热蒸汽，能耗反而术可供同类型企业参考。

增加。

（收稿Ｅｌ期：２００６一（）３２４）

５结语

电炉采用集束氧枪技术可以增加氧气吹入深

万　

方数据

集束氧枪技术在韶钢的应用

集束氧枪技术在韶钢的应用

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

黄智斌， HUANG Zhi-bin

广东省韶钢设计院,动力室,广东,韶关,512123炼钢

STEELMAKING2007,23(2)1次

本文读者也读过(9条)

1. 高泽平.Gao Zeping 衡钢30t电炉用氧技术的改善[期刊论文]-冶金能源2006,25(1)

2. Christopher Farmer.Val Shver.Mac Coburn.Dave Stanton.Tom Gahagan.王栋 电炉JetBOxTM技术的发展[期刊论文]-钢铁2007,42(1)

3. 袁志亮 10吨AC炉+25吨LF-VOD精炼炉冶炼超低碳不锈钢研究攻关[会议论文]-2007

4. 广东省韶关钢铁集团有限公司90t Consteel电弧炉高配比铁水炼钢节能新技术研究与应用[期刊论文]-广东科技2008(19)

5. 丁宇飞 VOD炉计算机控制系统设计和控制算法研究[学位论文]2005

6. 唐小云 VD/VOD炉热调试工艺分析与生产实践[期刊论文]-江苏冶金2003,31(5)7. 吴剑 超音速氧枪设计[期刊论文]-冶金丛刊2004(6)

8. 王强.Wang Qiang S/SJ2钢"EF+LF+VOD+电渣"新工艺的试制[期刊论文]-特钢技术2007,13(2)

9. 钟寿军.梁燕飞.刘安明.Zhong Shoujun.Liang Yanfei.Liu Anming 90t Consteel电转炉工艺在韶钢的应用[期刊论文]-冶金丛刊2007(5)

引证文献(1条)

1.李国丰.朱荣.刘文涛.李金伟.仇永全.苏荣芳.李司晨.朱常富 电炉炼钢集束射流氧枪的数值模拟及在通钢的应用[期刊论文]-过程工程学报 2008(z1)

本文链接：/Periodical_lg200702007.aspx

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/06ij.html