炼钢事故状态下的生产组织模型及预案

时间：2024-10-27

陈先利，胡涛，郭永谦，贾秀岭，宋亮，王喜军，徐夏冰

（安阳钢铁股份有限公司生产安全处，河南安阳 455000）

安钢本部目前有三座高炉，1#高炉2200m3、2#高炉2800m3、3#高炉4747m3，炼钢工序有一座100t 转炉、一座100t电炉、三座150t 转炉。从炼铁工序和炼钢工序可以看出，炼铁能力略大于炼钢能力，铁钢平衡问题将会长期存在。公司为协同工序间的平衡，一方面推行高铁水比的炼钢模式，一方面还要优化各个转炉的检修时间，实行错时检修。尽管公司采取了种种措施，铁钢平衡仍然处于刚性连接，铁钢生产系统非常脆弱，无论哪个转炉出现故障停炉，时间过长都会轻则危机高炉顺行生产，重则影响高炉休风，甚至引起整个系统崩溃[1]。因此，针对不同转炉、故障影响时间进行研究，进而做出最佳经济应对预案，使得操作、管理人员能够快速做出事故响应变得至关重要。

1 炼钢事故状态下的生产组织模型构建

为方便模型建立与计算，根据公司炼铁和炼钢工序设备，设定关键参数如下：

炼铁：1#高炉（2200m3）日产a吨，2#高炉（2800m3）日产b吨，3#高炉（4747m3）日产c吨，共a+b+c计吨/日。

炼钢：一炼轧100t 电炉、100t 转炉、二炼轧3×150t 转炉正常生产，其中一炼轧100t 电炉日耗铁水m1n1/m1炉（铁水装炉量n1t/炉）、100t 转炉日耗铁水m2n2/m2炉（铁水装炉量n2t/炉）、二炼轧3×150t 转炉日耗铁水m3n3/m3炉（铁水装炉量n3t/炉）。

铁水罐：炼铁与炼钢之间通过铁水罐实现连接，根据厂区内火车道线空间大小、铁水罐温降指标及炼钢节奏，运行中正常铁水重罐数控制在12 个最佳，超过24 个将会出现高炉无法出铁和重罐积压过长引起粘罐等事故。因此本模型设立重罐数正常值12 个，即绿色预警值12 个，实际重罐运行数G 个，黄色预警值18 个，红色预警值24 个。

1.1 一炼轧100t电炉出现故障停炉模型

由于目前电炉操作是装铁按50t/炉控制，冶炼节奏慢，完全可以通过调整其它转炉铁水比即可解决。

1.2 一炼轧100t 转炉出现故障停炉模型

设故障停炉处理时间为x，实际处理时间为y，当y ≦x 时，如果G ≦18，则到达黄色预警值时间为：

到达红色预警值时间为，即通过提高二炼轧150t 装炉量，重罐数升至24 个。

如果18

通过提高二炼轧150t 装炉量n3，重罐数升至24 个。

当x

当y>48时，则采取1#高炉休风，2#、3#高炉正常生产来组织。

1.3 二炼轧一个150t 转炉出现故障模型

当y ≦x 时，如果G ≦18，则到达黄色预警值时间为：

到达红色预警值时间为，通过提高一炼轧100t 转炉装炉量、二炼轧150t 装炉量n3，重罐数升至24 个；

如果18

当x

当y>24时，则采取1#高炉休风，2#、3#高炉正常生产来组织。

1.4 二炼轧二个150t 转炉出现故障模型

当y ≦x 时，如果G ≦18，则到达黄色预警值时间为：

到达红色预警值时间为：

通过提高一炼轧100t 转炉装炉量n2、二炼轧150t 装炉量n3，重罐数升至24 个。

如果18

通过提高一炼轧100t 转炉装炉量n2、二炼轧150t 装炉量n3，重罐数升至24 个。

当x

当y>4.5 时，则采取1#高炉休风，2#、3#高炉正常生产来组织。

1.5 二炼轧三个150t 转炉出现故障模型

当y ≦x 时，如果G ≦18，则到达黄色预警值时间为：

到达红色预警值时间为：

通过提高一炼轧100t 转炉装炉量n2，重罐数升至24 个。

如果18

通过提高一炼轧100t 转炉装炉量n2，重罐数升至24 个。

当x

当y>3时，则采取2#、3#高炉休风，1#高炉正常生产来组织。

2 模型标准应用及措施

夏秋两季，高炉稳定顺行，各炼钢厂满负荷生产，建立铁钢平衡标准如表1。

表1 铁钢平衡表

（1）一炼轧100t 电炉出现故障停炉模型及措施。

表2 电炉故障诊断及措施

（2）一炼轧100t 转炉出现故障停炉模型及措施。

（3）二炼轧150t 转炉不同炉数、不同时间故障模型及措施。

表3 转炉故障停炉模型及措施

表4 不同时间内转炉故障及措施

3 实际应用

10 月份炼铁厂三座高炉稳定顺行、各炼钢厂生产正常。9 日5:40，一炼轧100t转炉因电除尘（1#、2#电场刮灰装置轴承座崩）故障停炉处理。因电除尘是近年环保升级项目，维修经验少，故障处理时间不确定，截止至16:00 仍然没有处理好，已危机到高炉的正常生产。

生产管理人员按照《一炼轧100t 转炉出现故障停炉模型》果断采取措施，1#、2#高炉16:10 富氧按5000m3/h 控制，3#高炉18:00 富氧按10000m3/h 控制，及时阻止了铁水量上升、重罐过度积压带来的系列严重后果。该故障于10 日13:00 处理好，故障处理时间31 小时20 分钟，没有造成高炉休风等恶性事故发生。且事后通过比较，采取各高炉限氧生产，比直接采取1#高炉休风措施，单从铁水方面来看，公司铁水减少损失约2800 吨。