電爐鋼廠天車作業(yè)的解析與多爐連澆方案的制定

電爐鋼廠天車作業(yè)的解析與多爐連澆方案的制定劉 青王英群 唐洪華 田乃媛 李烈軍 陳學(xué)文童冬民AnAnalysisofCraneOperationandDeterminationofMulti-HeatContinuousCastingSchemeforEAFSteelmakingPlantLiuQing,WangYingqun,TangHonghuaandTianNaiyuan(UniversityofScienceandTechnology,Beijing100083)LiLiejun,ChenXuewenandTongDongmin(GuangzhouIron&SteelCoLtd)鋼廠天車作業(yè)的解析鋼廠概況1140t17t)；150tLF1R6m150mm×150mm44型的EAF-LF-CCM三位一體的現(xiàn)代電爐煉鋼生產(chǎn)流程。但鑄機(jī)無(wú)回轉(zhuǎn)臺(tái)(僅有鋼包架)，連鑄生產(chǎn)與鋼包周轉(zhuǎn)共用一部天車，使煉鋼—精煉—連鑄工序間物流的連接匹配混亂，無(wú)法實(shí)行連澆。該廠車間主要工位的平1圖1 EAF-LF-CCM生產(chǎn)流程的主要工位布置Fig.1 LayoutofmainworkingstationinEAF-LF-CCMmultiheatcontinuouscastingproductionroute煉鋼廠系統(tǒng)的物流解析時(shí)間、溫度和物質(zhì)量(重量、流量)是鋼鐵制造流程多維物流管制的［1］。時(shí)間因素解析即對(duì)煉鋼—精煉—連鑄生產(chǎn)過程的時(shí)間參數(shù)：裝料次/(出鋼時(shí)間、精煉裝置內(nèi)的處理時(shí)間、大包澆注時(shí)間、連鑄機(jī)澆注周期、/因素解析即對(duì)煉鋼—精煉—連鑄生產(chǎn)過程的溫度參數(shù)：冶煉過程溫度、出鋼溫度、鋼水到達(dá)精煉工位溫度、精煉過程溫度、精煉畢溫度、鋼水到達(dá)連鑄平臺(tái)溫度、澆注過程中間包溫度、結(jié)晶器出口坯殼溫度、矯直點(diǎn)溫度等參數(shù)進(jìn)展描述、分析，旨在建立合理的溫度制度，優(yōu)化鋼廠系統(tǒng)的物流管制。EAF-LF-CCM1。1天車作業(yè)的時(shí)間參數(shù)解析樣符號(hào)本平均標(biāo)準(zhǔn)波動(dòng)系最大最小極差/minTable1Time樣符號(hào)本平均標(biāo)準(zhǔn)波動(dòng)系最大最小極差/min含義值差數(shù)值值容/min/min/%/min/min量tAB空包掛鉤時(shí)間160.450.1431.10.670.250.42tBC空包從處理區(qū)211.10.2724.51.750.671.08tCD放空包時(shí)間270.670.2131.31.000.330.67tDE等待出鋼時(shí)間237.696.5485.023.752.4221.33tEF電爐出鋼時(shí)間352.420.3313.62.971.671.30tFGEAF-LF320.910.1617.61.170.500.67tHI精煉工位離站時(shí)間340.520.1631.81.000.250.75tIJ滿包掛鉤時(shí)間390.750.2634.71.420.421.00鋼水從鋼包車至鋼tJK包架的運(yùn)輸時(shí)間291.960.5628.63.421.002.42tKL大包開澆351.380.4331.12.000.331.67tLM大包澆注時(shí)間3567.334.837.277.3355.5021.83tMN大包離臺(tái)352.300.8336.13.831.002.83tNO從鋼包架到鋼包330.780.1823.11.000.370.63tOP掛副鉤時(shí)間310.830.2833.71.250.251.00tPQ倒渣時(shí)間321.450.3020.72.170.751.42tQR倒渣畢～吹水口始320.640.2031.31.080.330.75tRS吹水口時(shí)間170.620.2438.71.080.250.83tST吹水口畢至將鋼包放在處理架上180.540.1731.50.830.170.66tTU更換滑動(dòng)水口時(shí)間267.102.9241.113.583.1710.42tUV摘副鉤時(shí)間190.470.1634.00.830.170.67tVW裝液壓裝置及放包201.930.8845.64.000.833.17t’BC130.920.1718.51.250.580.67tOO間70.500.1938.00.920.250.67連澆方案的制定 t

=99.19±11.81min，鑄機(jī)的單爐澆注

EAF=67.33±4.83min，11CC是解決電爐冶煉周期長(zhǎng)與鑄機(jī)單爐澆注時(shí)間短的沖突。隨著具有鋼水加熱功能的爐外精煉裝置的進(jìn)展，使得1座電爐配1臺(tái)鑄機(jī)實(shí)現(xiàn)連燒的工LF：t≥30min，因而可將t-t

LF≈32min由LFEAF CCLF各爐次鋼水在LF精煉工序的處理時(shí)間為：t=(m-n)(t-t)+tWn EAF CC

(1)由(1)t與t之差越大，t越長(zhǎng)；②連澆爐數(shù)m，tEAF CC Wn Wn越長(zhǎng)；③同一澆次中，各爐次鋼水在LF爐的處理時(shí)間不同，且隨爐序LF間。所允許的預(yù)備時(shí)間為：t=m(t-t) (2)P EAF CC

m(t-t)有關(guān)，且隨其增加而延長(zhǎng)。P EAF CC2各爐次鋼水在LF/min1234爐序號(hào)(n)t/minWn11234爐序號(hào)(n)t/minWn13306230946230126946230注：未考慮換包時(shí)間換包過程的時(shí)間分析實(shí)現(xiàn)連澆須解決3個(gè)沖突：第1，換包時(shí)一部天車能否準(zhǔn)時(shí)吊運(yùn)鋼2，90t，而滿包鋼水的總重以確保生產(chǎn)不連續(xù)。在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和數(shù)據(jù)處理的根底上，運(yùn)用物流學(xué)的搬運(yùn)活性理論［2］，以獲得“最小運(yùn)輸功”為原則，可實(shí)行以下兩類方案：2架。時(shí)間約束條件：t ＜t換包1 余

(3)

T-ΔT≥T (4)off 澆t 包括：大包停澆～離臺(tái)時(shí)間、空包從鋼包架處處理區(qū)運(yùn)輸時(shí)間、掛1副鉤時(shí)間、倒渣時(shí)間、坐包時(shí)間、天車從處理區(qū)到鋼包車空行時(shí)間、天車對(duì)滿包掛鉤時(shí)間、鋼水由鋼包車到鋼包架運(yùn)輸時(shí)間、大包到臺(tái)～大包開澆時(shí)間等，由實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算得出t =11min，即t＞11min時(shí)可換包1 余進(jìn)展連澆。為了給天車爭(zhēng)取時(shí)間，在鋼水溫度滿足澆鑄的前提下應(yīng)盡量

，計(jì)算如下：余t=G/(4×0.15×0.15×Vc×ρ) (5)余由(5)式知：降低拉速和保存較多的余鋼量都有助于增加t，依據(jù)余GVct34tt余＜t G=5t，0.68m/min余 換包1內(nèi)，才能連澆；假設(shè)拉速為0.8m/min，則中間包允許澆注的鋼水不少于6t。是否可進(jìn)展連澆，須視實(shí)際狀況而定。3中間包剩余鋼水(G)最長(zhǎng)澆注時(shí)間(t)余Table3Maximumcastingtime(t)ofresidualsteel(G)intundish/t/t剩余鋼水最長(zhǎng)澆注時(shí)間(t)/min余0.60.70.80.91.01.11.21.31.4*820.0217.1615.0213.3512.0110.9210.019.248.58717.5215.0213.1411.6810.519.568.768.097.51615.0212.8711.2610.019.018.197.516.936.4455412.5110.739.3810.018.587.518.347.516.836.265.785.366.676.015.465.014.624.29*0.6，0.7??1.4(V/m.min-1)數(shù)據(jù)C后翻包處理。上一包澆畢后，天車即刻將空包吊往處理區(qū)，待t再去鋼包處理區(qū)倒渣、修理。保溫度約束條件：T-ΔT≥T (6)off 澆時(shí)間約束條件：t ＜t；t換包2 余

＜t等待

(7)t 包括：大包停澆～離臺(tái)時(shí)間、空包從鋼包架至處理區(qū)的運(yùn)輸時(shí)2間、處理區(qū)空包放置時(shí)間、天車由處理區(qū)到鋼包車空行時(shí)間、天車對(duì)滿包掛鉤時(shí)間、鋼水從鋼包車到鋼包架運(yùn)輸時(shí)間、大包到臺(tái)～大包開澆時(shí)間，由實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算得出t =9min，即：t＞9min時(shí)可連澆。由表?yè)Q包2 余G=50.8m/min1.0m/min，6t。t由換包時(shí)間、大包開澆～中間包開澆時(shí)間、規(guī)定天車保護(hù)時(shí)間、等待天車從鋼包架處處理區(qū)時(shí)間、天車給空包掛鉤時(shí)間、掛副鉤時(shí)間組成，從實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算得出：t=21min，t＞21min。199610等待 必現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研時(shí)，第3360爐鋼水與第3361爐鋼水連澆時(shí)就是承受的后翻包模式可行。其他條件大包停澆前，應(yīng)準(zhǔn)時(shí)降低拉速，確保中間包內(nèi)裝滿鋼水；吊離空包；鋼水；大包引流操作快速、準(zhǔn)時(shí)；中間包耐火材料滿足連澆的要求。3實(shí)現(xiàn)連澆的方案實(shí)際生產(chǎn)中，第1包鋼水澆畢與第2包鋼水開澆之間存在一段時(shí)間間隔，即換包時(shí)間。對(duì)一電爐分廠來(lái)說(shuō)允許的換包時(shí)間為11min/9min。11LF的處理時(shí)間要相應(yīng)縮短。由此須對(duì)公式(1)和(2)進(jìn)展修正，得：t=(m-n)(t-t-t)+t

(8)Wn EAF CC 換包 LF

(9)P EAF CC 換包(8)、(9)可分別得出先、后翻包模式的各爐次鋼水LF2334［3］。2爐連澆，后翻包模式的生產(chǎn)進(jìn)度圖見圖2。其中：圖2 后翻包模式2爐連澆的生產(chǎn)進(jìn)度圖2heatcontinuouscastingschemeformodelofslagdumpinglater電爐冶煉周期：t=100min；EAF大包澆注時(shí)間：t=68min;CC1LFt=(2-1)×(100-68-9)+30=53min；W12LFt=30min；W2

=9min；2電爐至精煉爐運(yùn)輸時(shí)間：t =1min；EAF-LF大包出精煉站～大包開澆時(shí)間：t =5min；LF-CCM2t=2×(100-68)-(2-1)×9=55minP2120中物流連接、匹配不合理的局面。符號(hào)含義tnLFWnm——打算連澆爐數(shù)；，n≤m;t1t2tLF3T——精煉畢鋼水溫度；offΔT——運(yùn)輸過程鋼水溫降；大包停澆后中間包內(nèi)剩余鋼水量/t；/m.min-1；Cρ740