摘要：通过将钢包加揭盖装置应用到210t转炉系统中，成功实现钢包在加盖状态下正常周转，直接省略在线烘烤工序，有效地减少钢包热损失，通过包盖，确保钢包的热状态稳定，提升钢包温度控制的精准度，为后续的生产浇注环节创造有利条件。文章首先分析钢包的不同状态对钢水温度的影响，以及主要工艺设备及特点，其次从转炉工序、LF工序、RH工序等方面深入探究210t转炉系统钢包自动加揭盖技术的实际应用策略，以及技术应用效果，以供相关企业参考。

　　关键词：210t转炉系统；钢包；钢包温度；自动加揭盖技术

　　钢包是钢铁冶炼过程中盛装、运输钢水的容器设备，主要起到衔接冶炼工序的作用，钢包在周转时会散发一定热量，这一现象使得钢包温度降低，会直接影响到后续的连铸钢水浇注作业。钢包热量散失主要分为两个部分，分别是钢包材料与壳体之间的热传递，以及钢包包口与壳体对周围环境的热辐射，尤其是在空包状态下，热辐射速度非常快。在钢铁冶炼时，作业人员为了控制热量散失，通常会利用媒体烘烤器提前对空钢包实施进行加热，这一过程不仅十分耗费煤气资源，同时也带来了环境污染问题。而钢包自动加揭盖技术则很好地解决了这项问题，在钢包周转使用时，通过安装钢包盖的方式，有效阻隔钢包内部钢水表面与周围空气的接触面积，对钢包实现散热保护，如此就能让热状态相对稳定，把钢包周转过程中的热交换速率控制到最低。此项技术省略了现场烘烤环节，只有在等待时间较长或者钢包大修的情况下，才需要钢包烘烤预热，节能效果非常突出。

　　1钢包状态对钢水温度的影响

　　影响钢包内部钢水温度变化集中出现在出钢、运输、精炼、浇注等周转过程，而且钢包在这些过程中表现出的热状态、导热情况也会有所差异，主要影响因素包括以下方面：

　　1.1钢包烘烤

　　以往钢厂会把钢包壁温度烘烤到600℃,但如果将烘烤温度提升至1100℃,那么出钢过程中的钢水温降至少会减少20℃。在钢水倒入钢包之前，之所以钢水温度会快速下降，根源在于钢包壁储蓄了大量热量，特别是包衬部位，随着等待时间的延长，包衬位置的积聚热量会增多，使得温度降低速度放缓，大约半小时钢包衬部位的蓄热会达到饱和状态，包壁极少还会散发热量，所以钢水温度下降变得缓慢。因此，倘若要降低钢水降温速度和降温幅度，关键要把着力点放在出钢前，通过提升钢包内衬温度来达到此种效果。

　　1.2包衬结构

　　与周转钢相比，新钢包的内衬蓄能性能较强，因为包衬和包壳中间夹着隔热板，所以隔热效果十分理想，既能让包衬很好地发挥保温作用，同时也能有效地放缓降温速度，确保钢包始终保持良好机械强度，支持钢包的反复使用。很多钢包在周转钢水时，未对钢包采取加盖措施，敞口状态下运输钢水，势必会增加热量流失量和流失速度。

　　1.3钢包热周转

　　在新包投入运转的前五个周期，钢包的包衬部位一直在不断地积蓄热量，此时倒入钢水后可以起到温降补偿作用，后续钢包包衬的蓄热和散热会逐渐达到相对平衡。因此，若要减少钢水降温幅度，需要提升钢包热周转速，避免空包备用时间过长。

　　2主要工艺设备及特点

　　钢包加揭盖系统主要由钢包盖、加揭盖主体机械机构、钢包盖存放装置、支撑钢结构、液压站或电液缸、钢包铰钩座、配套临时吊具等部分组成，其中加揭盖机构的类型有很多，包括液压摆钩式、插齿式等。由于不同炼钢厂的工艺设备配置不同，工艺布置存在差异，所以钢包加揭盖系统的设备结构也会有不同的选择。

　　在钢包加揭盖装置的使用过程中，钢包在全流程倒运作业时，始终处于加盖状态。通过天车的吊运，将带着钢包盖的钢包放置在钢包车上，然后钢包车朝着炉子方向运行，在炉前会经过加揭盖装置，进行揭盖操作。完成揭盖后，钢包盖留在加揭盖装置处，不带钢包盖的钢包通过钢包车的运输，抵达炉子底部进行工艺作业，完成作业后开出炉子范围，在加揭盖装置处完成加盖操作，整套动作安全可靠。目前常见的钢包加揭盖装置采用的是叉齿式加揭盖方式，这种方式的系统结构比较简单，是一种被动的加揭盖动作，设备本身不具备动作能力，主要利用钢包车相对机构的运动冲击力自动完成加盖和揭盖，但系统本身对安装位置平台高度十分严格，而且容易对设备与平台框架形成较大的冲击力。如果由于工艺布置或现场环境限制等因素，叉齿式钢包加揭盖装置无法顺利完成作业，那么可以采用主动加揭盖的机构，让设备在液压缸等机构的驱动下进行平稳地横移和升降，进一步增强钢包自动加揭盖系统运行的稳定性。值得注意的是，钢包车长时间处于高温红渣作业环境下，各项制动部件极其容易出现失效现象，再加上电气控制部件、传感器对环境的敏感度较高，几乎很难精准控制停车位置。所以在搭建该系统时，需要在轨道两边分别安装非接触式红外线发射器，用于定位钢包车，如此就能很好地保证加揭盖位置的准确性。作业人员要在完成生产任务后，对钢包口位置的积渣厚度进行严格检查，如果厚度超过20cm，必须及时地进行积渣清理。

　　3 210t转炉系统钢包加揭盖技术的应用策略

　　钢包加揭盖装置的型式非常多，应用比较广泛的包括叉齿式、液压升降式、液压摆动式、卷扬斜拉式等。其中，叉齿式钢包自动加揭盖装置具有结构简单、布置方便、操作便捷的优势，具备自动加盖能力，后续维修养护工作量少，加揭盖过程中不需要中间停车。

　　3.1转炉工序

　　转炉炉后出钢跨空间较充裕，目前一般采用叉齿式加揭盖装置。叉齿式加揭盖装置主要由固定支架、叉齿组、提升装置组成。叉齿组一般是4个齿片，两两一组前后布置，通过固定支架安装在加揭盖平台底部，每个插齿后方都分别设置了一个凹槽装置，起到物理限位作用，避免在插齿过程中发生位移。由一根通轴把叉齿连接起来，通过连杆和钢丝绳让两组插齿连成一个整体。钢包加揭盖装置在非运行状态下，和连杆装置及叉齿铰接的液压缸或电液缸，通过液压杆的收缩动作，驱动叉齿转动和提升，这样就可以让下方的钢包在不接触叉齿的情况下完成顺利空过。另外，技术人员应当根据现场转炉的实际状况，利用已有的喂丝机平台合理调节平台高度，确保能够同时满足钢包加揭盖、喂丝机的运行要求。

　　叉齿式钢包加揭盖装置在转炉出钢工序的周转流程如下：天车将带着钢包盖的钢包放置在钢包车上，钢包车朝转炉方向运行，在炉前经过叉齿式加揭盖装置时，钢包车不停车，钢包盖的铰链会沿着插齿斜面连续地向上移动，直到抵达插齿后部的加揭盖位置，此时钢包盖上的挂耳会与钢包上的铰座完全脱离开，钢包盖顺利挂在叉齿机构上，钢包车继续向转炉方向移动，如此便顺利完成揭盖动作。钢包完成接收钢水作业后，钢包车带钢包从挂着钢包盖的叉齿下方通行，钢包盖上的挂耳与钢包侧面的铰座进行接触，此时会把钢包盖的铰链从插齿上的包盖固定位分离出来，随即沿着插齿斜面平稳地向下运动，直到钢包盖准确落在钢包口位置，即完成了加盖操作。整个过程无需人工操作，也不会占用生产时间。

　　3.2 LF工序

　　根据炼钢工艺的设计，LF炉钢包车的运行方向，可能和转炉钢包车运行方向一致，也可能和转炉钢包车运行方向垂直，同时LF炉前可能没有足够的竖向空间安装叉齿式钢包加揭盖装置，这样就需要一种主动式的钢包加揭盖装置，完成LF炉钢包的加揭盖动作。

　　液压摆钩式钢包加揭盖装置能够满足各类的LF炉布置条件，它拥有摆动控制液压缸和横移控制液压缸，通过摆动液压缸驱动连杆装置，带动摆动钩的摆动，完成对钢包盖的捞取动作。通过横移液压缸，驱动装置在纵向的移动和对齐动作。两组液压缸相互配合，主动完成钢包的加盖和揭盖动作。

　　液压摆钩式钢包加揭盖装置在LF炉精炼工序的周转流程如下：天车将带着钢包盖的钢包放置在钢包车上，钢包车朝LF炉方向运行，在炉前经过液压摆钩式加揭盖装置时，钢包车在适合加揭盖动作的预定位置停车，加揭盖装置的横移液压缸先启动，根据钢包车的停车位置，对加揭盖装置的纵向位置进行微调和对齐，之后摆动液压缸启动，带动连杆驱动摆钩的捞取动作，捞取过程中摆钩的运行轨迹是一条先下后上的曲线，摆钩先下探到钢包盖的铰链下方，之后和铰链接触，带着钢包盖向斜上方运行脱离钢包，钢包盖上的挂耳也会沿着运行轨迹，与钢包上的铰座完全脱离开，完成揭盖动作后，钢包车重新启动向LF炉运行。钢包完成精炼钢水作业后，钢包车带钢包从挂着钢包盖的摆钩下方通行，钢包车在适合加盖动作的预定位置停车，钢包加揭盖装置的横移液压缸先启动，根据钢包车的停车位置，对加揭盖装置的纵向位置进行微调和对齐，之后摆动液压缸启动，带动连杆驱动摆钩的放盖动作，放盖过程中摆钩的运行轨迹是一条先下后上的曲线，摆钩先把钢包盖放到钢包上，此时钢包盖上的挂耳也会沿着运行轨迹，与钢包上的铰座重新配合。完成加盖动作后摆钩回归原位，钢包车开走。

　　3.3 RH工序

　　RH炉是真空循环脱气精炼炉，用来脱气和脱碳，属于真空精炼设备。炉体周围和顶部管路更加集中，给加揭盖装置预留的空间更加紧凑，这样就需要一款足够紧凑的钢包加揭盖装置，完成RH炉钢包的加揭盖装置。

　　自锁式钢包加揭盖装置，能够满足RH炉钢包加揭盖装置对设备尺寸的要求。自锁式钢包加揭盖装置，每个钢包都拥有一套独立完整的包盖自锁装置。自锁装置是一套贴近钢包耳轴的连杆装置，钢包耳轴轴托底部有解锁装置的触发按钮，钢包放置在钢包车上时，钢包上的触发按钮和钢包车上的包托接触，通过连杆装置完成解锁动作，此时钢包上的铰座没有任何竖直方向的约束机构，钢包盖能够通过垂直向上的动作自由离开钢包。钢包通过天车板钩吊运离开钢包车后，解锁装置恢复为锁止状态，自锁装置能够保证钢包盖离开钢包车后，在任何角度都不会发生掉盖。这样钢包盖上的挂耳与钢包上的铰座之间的相对运行轨迹，可以设计成最简单的垂直相对运动，通过最简单的卷扬装置，就能完成加揭盖动作。

　　自锁式钢包加揭盖装置在RH炉的周转流程如下：天车调运带着钢包盖的钢包，此时钢包盖处于自锁状态，钢包放置在钢包车上后，钢包上的解锁按钮和钢包车接触，钢包盖解锁，钢包车朝RH炉方向运行，在炉前经过卷扬装置时，钢包车停车，通过卷扬机上的吊钩，吊取钢包盖垂直向上运动离开钢包，此时钢包盖上的挂耳会与钢包上的铰座完全脱离开，钢包盖顺利挂在卷扬机构上，如此便顺利完成揭盖动作。钢包完成精炼作业后，钢包车带钢包运行到带着钢包盖的卷扬处停下，完成加盖后离开。

　　4 210t转炉系统钢包加揭盖技术的应用效果

　　将钢包加解盖技术应用于2100t转炉系统中，大幅度减少了钢包内部的热量损耗，在一定程度上延缓了钢包内钢水温度降低速度，对于企业而言，生产过程能量损失减少意味着操作环节成本投入减少，产品质量与生产效率得到协同提升，对于实现生产效益最大化具有积极意义。目前，大部分钢厂在生产过程中依旧在进行在线烘烤，以此来实现钢包的抢救性升温，而钢包加揭盖技术的应用可以直接省略这道工序，由于钢水热损失减少，所以在完成钢水浇注1h后，包衬温度依旧可以保持在1000℃,不会影响到红包出钢。在出钢过程中，其他基础条件不变的情况下，只需要对钢包加盖就可以实现良好的保温效果，出钢温度大约可减少10℃,如果是精炼钢水，出钢的平均温降仅为6℃。在钢包加盖后，连续浇注40min后，中包温度处于相对稳定状态，相比之下钢包温度会降低4℃,可以直接省略中间包的辅助加热工序，合金收得率有了明显提升，钢包内的废钢产生量和保温计使用量均大幅度减少，而且加盖后浇注后极少会发生低温事故。在钢包渣线清理方面，210t转炉系统钢包以带盖翻铸为主，钢包翻转角度大，内部钢水运用彻底，因此钢包底部残渣生成非常少，有效减少了后续残渣清理的工作量，同时也帮助钢厂减少了成本投入。

　　5结束语

　　综上所述，钢包加揭盖技术主要是依托机械、电气、液压等技术手段的支撑，自动化地驱动钢包盖自动打开和关闭。在钢铁冶炼过程中，合理应用钢包自动加揭盖技术，有助于减少钢包口热量损耗，通过放缓降温速度，实现生产效益的最大化，进一步提升产品质量和冶炼效率，而且有效减少了现场人员的作业强度，生产安全事故的发生概率明显降低。伴随钢铁冶炼技术的不断发展，相信钢包加揭盖技术的应用前景会更加广阔，对于钢厂而言，必须要根据自身的生产需求和现场布置，积极地对技术加以改进，突出技术的适用性，确保技术的应用效能最大程度发挥出来，努力构建绿色、环保、高效、低成本的钢铁生产模式。

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