150吨电炉连铸圆管坯流程技术改造超达产的实践总结.pdf

15 0 吨电炉连铸圆管坯流程技术改造超达产的实践总结1前言孙开明张露( 天津钢管集团有限公司)天津钢管集团有限公司( 俗称天滓“大无缝”，以下简称天津钢管公司) 是国家投巨资于1 9 9 2 年建成的、以生产石油套管为主的、大型现代化无缝钢管企业主要炼钢、轧管、管加工和还原铁技术设备全部由德国、意大利、美国和英国引进，原设计年产连铸坯5 6 ．3 万吨，无缝钢管5 0 万吨，其中石油套管3 5 万吨天津钢管公司从1 9 9 2 年开始热试到2 0 0 4 年底，在1 3 年的生产实践中，通过不断总结经验、紧跟世界先进生产工艺技术、进行大规模技术改造和刨新，技术水平不断提高，生产规模不断扩大，产品质量和档次稳定提升，品种数量大幅度增加，经济效益水平提高2 0 0 4 年生产连铸坯1 2 0 万吨，无缝钢管1 1 8 万吨，其中石油套管7 2 万吨生产能力较原设计提高1 - 1 ．5 倍，品种规格达到3 0 0 多种，石油套管产品国内市场占有率稳定在5 0 ％左右，石油套管产品国产化率由1 9 9 2 年的1 7 ％上升到目前的8 5 ％，遍布全国所有陆上和海上油田产品年出口量超过2 0 万吨。

出口6 0 多个国家和地区，为我国2 0 0 4 年在无缝钢管和石油套管方面由净进口国变为净出口国作出了贡献目前，天津钢管公司无论在无缝钢管还是在石油套管方面，生产规模均排列世界单厂第一主要技术装备水平处于世界第一，拥有9 0 年代世界最先进的M P M 轧管机组和当今世界第一套P Q F 三棍连轧管机组，并从今年开始技术输出21 5 0 吨电炉炼钢厂技术改造超达产的生产实践2 ．1炼钢厂概况天津钢管公司炼钢厂拥有从德国引进的1 5 0 吨超高功率偏心炉底出钢交流电弧炉一座；多功能精炼装置一套，包括钢包炉、真空脱气装置和钢包喂丝装置；四流弧形圆管坯4 l连铸机一台圆管坯规格为o2 l O m m 、中2 7 0 m m 和中3 l O m m 主要生产钢种为石油套管生产需要的如3 0 M n 5 、2 9 C r M 0 4 4 、2 C r 3 M o ；锅炉管生产需要的1 2 0 r ．M o V 、1 5 C r M o 以及石油裂化管、气瓶管生产需要的1 C r 5 M o 、3 0 C r M o 、3 7 M n 等低中合金产品，已生产过的钢种上百个，常规铜种7 0 余个，连铸圆坯全部用于生产无缝钢管。

钢管品种为石油套管、油管、钻杆、管线管、高中低压锅炉管、气瓶管、液压支架管、石油裂化管、化肥管、汽车用管、机械管以及流体结构管等石油套管产品屈服强度最高达到1 2 0 0 M p a ，下井深度超过5 0 0 0 米，并且一些产品要求具有抗H 2 S 、C 0 2 、C L 一等介质腐蚀的功能；要求具有抗高温( 3 5 0 ℃热蒸汽循环采油) 疲劳同时抗高压、高抗挤毁( 1 4 0 M p a 压力) 等功能因此，对连铸圆坯洁净度、气体含量、杂质元素、成份均匀性、低倍组织等要求均较高，百分之八十产品需真空脱气处理，较多产品耍求磷含量在0 ．0 1 5 ％以下、硫含量在0 ．0 0 5 ％以下，铸坯低倍评级～般不犬于一级，圆坯外观尺寸婴求、表面质量也高十其它产品电炉炼钢所用原料为直接还原铁、生铁或铁水、废钢还原铁由我公司从英国引进的2 条回转窑生产，年生产能力为3 0 万吨生铁、铁水和废钢外购圆坯生产工艺流程见图1 d 二= ! ! ：揠{ 立图1 圆坯生产工艺流程2 ．2原设计主要设备技术参数2 ，2 ，1电弧炉·变压器容量9 0 M V A ：·出钢量1 5 0 吨／炉；·出钢周期l O O m i n ／炉；·年生产钢水量6 0 万吨；·日生产炉数1 4 ．4 炉。

电炉原配有炉外废钢预热装置，因效果不佳取消，炉门配有单支消耗式氧枪，炉壁配有轻油烧咀3 个1 4 22 ．2 ．2钢包炉·变压器容量2 4 M V A·盛钢水量1 5 0 吨／包- 年处理量6 0 万吨2 ．2 ．3真空处理装置·真空度0 ．5 乇2 ．2 ．4连铸机·机型：4 机4 流弧型连铸机·弧型半径：1 0 ．5 米·圆坯规格：中2 1 0 m m 、o2 7 0 m m 、中3 l O m m·拉坯速度：0 ．7 7 —1 ．7 7 M ／m i n·浇注周期：8 4 分钟／炉·连浇炉数：4 炉／次·年产连铸圆管坯：5 6 ．3 万吨2 ．3技术装备改造及效果天津钢管公司炼钢系统所选技术装备为9 0 年代世界较先进的大型、单一、短流程配套装备，是国内第一台1 5 0 t 超高功率电炉，其水平完全能够满足当时产品质量和轧管用坯量的要求但随着市场需求量的增加、轧管能力的提高和世界冶金技术的不断发展，电炉连铸生产能力己不能满足要求，且生产技术经济指标明显落后，到1 9 9 9 年铸坯生产能力才达到5 5 万吨为此，从2 0 0 0 年开始，炼钢厂利用年修时机不断进行大规模技术改造，做到“逢修必改”。

改造划分为两个重要阶段，第一次改造从2 0 0 0 年9 月一2 0 0 2 年6月，改造后铸坯年产量由5 5 万吨增加到9 0 万吨；第二次改造从2 0 0 2 年1 1 月一2 0 0 3 年1 1月，改造后年产铸坯由9 0 万吨增加到1 2 0 万吨，两次改造总投入2 ．4 亿元人民币，取得了明显的效果，不仅增加了产能，同时解决了除尘效果不理想问题，技术经济指标大幅度提高，成本显著降低2 ．3 ．1第一次技术改造主要内容及效果( 1 ) 电炉系统改造·电炉排渣方式改造：由渣缶方式改为热泼渣方式：·电炉喷咀改造：增加了4 支炉壁氧燃烧咀，3 支K T 氧枪，2 支K T 碳粉喷枪，炉门安装了白耗式碳氧枪( 碳枪1 支，氧枪2 支) 机械手，使电炉具备了总辅助供能为2 2 M W 的水平；·除尘系统改造：增加了一套7 0 万标米3 ／小时负压脉冲式布袋除尘系统，使总除尘能力达到1 4 0 万标米3 ／小时；·采用了电弧炉合理供电、强化用氧、优化炉料结构等综台节能技术 2 ) 连铸高效化改造·研制多功能预熔型精炼渣；·扩容中间包和安装控流装置；·结晶器改造，增加长度，改变锥度；·采用国际上最新型的板簧共振式结晶器振动装置·增加结晶器电磁搅拌装置；·础} 冤制定工艺模型、配置新型二冷系统等。

3 ) 第一次改选后效果第一次技术改造后效果非常明显，电炉冶炼周期缩短了2 2 分钟，日最高冶炼炉数由1 6 炉增加到2 2 炉，电耗降低了1 0 5 k w h ／t 坯，连铸拉坯速度提高3 0 ％，铸坯年产量增加了3 4 ．8 万吨，各项指标明显改善，铸坯成本显著降低，并且解决了电炉跨多年来除尘效果一直不理想的状况，见表一表一炼钢厂第一次技术改造前后经济技术指标比较变化幅度( ％)经济技术指标改造前改造后指标变化+ 6 28铸坯年产量( 万吨)5 54g o2+ 3 48+ 2 21电炉作业率( ％)6 658 l2+ 1 4 ，7+ 4 2 ．8平均B 生产炉数( 妒／日)142 0+ 6+ 3 7 ．5最高日生产炉数( 炉／日)1 62 2+ 6- 2 47电炉冶侬周期( 分钟)8 96 7—2 2+ 9 0 ．9真空脱气处理( ％)3 36 3+ 3 0+ 1 9 ．9连铸机作业翠( ％)6 7 ．g8 1 ．4+ 1 3 ．5—2 00连铸浇胡周期< 分钟)8 58 8一1 7+ 4 00单中包连浇炉数( 炉／次)45 6十l6+ 2 】台格坯收得率( ％)9 4 ，59 6 ，5+ 2一7 20溢漏率( ％)06 20 1 7—0 ．4 5—1 71电炉电掇消耗( k g ／吨坯)l6 9l { 0- 0 ，2 9—2 02电炉冶炼电耗( k w h ／吨坯)5 2 04 1 5—1 0 5+ O4铸坯质量合格辜( ％)9 9l09 95 4+ 0 ．4 4+ 2 85钢包寿甜( 炉／役)2 83 6十81 4 42 ．3 ．2第二次技术改造主要内容及效果( 1 ) 电炉系统改造·电炉实施热装铁水工艺，形成电炉可热装3 0 ％铁水的能力。

·改造原有除尘系统，延长除尘水冷烟道长度等·钢包炉双工位改造，由一炉单工位改为一炉双工位布置，缩短天车吊运钢包时间8 - 1 6 分钟．增加钢包处理能力·增加钢包炉上部房顶除尘系统 2 ) 连铸“四流改六流”改造由于电炉热装铁水工艺的实施，坝测制水生产能力将大幅度提高，因此连铸第一次改造后的铸坯生产能力又不能满足要求了，在充分论证比较上一台新连铸机还是改造旧连铸机两个方案的基础上，决定实施“四流改六流”方案，就是将原有的四机四流改为六机六流，在原有4 流铸机的两边各增加1 流铸坯这一方案原来曾多次讨论过，但由于考虑难度大，改造影响生产时间长( 预测1 8 0 天) 而～直未实施这次改造经过充分准备，多项改造边生产边进行，最后只用了2 0 天年修停产时间一次改造成功，年修结束复产后即达到正常生产水平，当月生产能力就增加了5 0 9 6 连铸“四流改六流”改造取得很大成功现在“四流改六流”已经成为我公司技术改造最成功最出色的范例之一，比原来新增一台连铸机方案具有更多的优点：改造和生产成本大幅降低、生产组织顺行、大大节省人力和设备维修费用等 3 ) 增加中35O m m 规格铸坯的改遣为适应市场对大口径无缝管的需求，在对轧管机组改造的同时，对原来最大只能生产中3 l O m m 铸坯的连铸机进行了改造，增加m3 5 0 m m 铸坯，改造取得了明显的成功。

目前在弧形半位为1 0 ．5 米的连铸上生产中3 5 0 m m 规格连铸坯，世界范围内只有德国胡金根厂和天津钢管公司经过一年多的生产实践表明，o3 5 0 m m 铸坯质量完全与原三种规格铸坯相同，能够满足轧管苛刻的质量要求，已生产的铸坯钢种十几个，铸坯1 万余吨 4 ) 第二次改造后效果经过第二次技术改造，炼钢厂各项技术经济指标又有了很大的提高，见表二电炉 冶炼周期由6 7 分钟缩短为5 4 分钟，日最高冶炼由2 2 炉增加到2 8 炉，冶炼电耗由4 1 5 k w h ／t 坯下降到3 3 8 k w h ／t 坯，铸坯年生产量由9 0 万吨增加到2 0 0 4 年的1 2 0 万吨，并且进一步提高了除尘效果、改善了作业环境原来精炼工位偶尔“冒烟”的现象消失了，铸坯质量进一步提高，超出了预期的效果两次改造后与改造前相比产量增加了1 ．1 7倍，见表三1 4 5表二炼钢厂第二次技术改造前后经济技术指标比较变化幅度( ％)经济技术指标改造前改造后指标变化+ 4 4 ．i话坯年产量( 万吨)9 02l2 0+ 3 98+ 68电炉作业率( ％)8 l28 68+ j6+ 2 5 ，0平均闩生产炉数( 炉／曰)2 02 5+ 5+ 2 7 ．3犀高日生产炉数( 炉／日)2 22 8+ 6一1 94电炉冶炼周辐( 分钟)6 75 4一1 3+ 2 70V n 处理率( ％)6 ．38 0+ i7+ 29 连铸机f 1 ．韭# ：％)8 1 {8 】82t—2 65连铸浇钢周期< 分钟)6 85 0一】8+ 2 6 ．8 单中包连浇炉数( 炉／次)5 ．671+ 15+ O ．5合格坯收得率( ％)9 6 ．59 7+ O5—2 94溢漏率( ％)0 ．1 701 2—0 ．0 5—36 电炉电楹消耗( k g ／吨坯)l4 01 ．3 5—00 5—1 8 ．5电炉冶炼电耗( k w h ／吨坯)4 】53 3 8—7 7+ Ol铸坯质量台格年( ％)9 95 49 9 6 4+ Ol O0钢包寿命( 炉／役)3 63 60表三炼钢厂两次技术改造前后经济技术指标比较经济技术指标第一次改造前第二次改造后指标变化变化幅度％ 铸坯年产量( 万吨)5 5 ．41 2 0+ 8 4 ，6+ 1 1 6 ．e电炉作业率( ％)6 658 68+ 2 03+ 3 05平均日生产炉数( 炉／日)1 42 5。