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[摘要]为改善鱼雷罐运行状态，结合鱼雷罐在生产实际中存在的问题，就引起鱼雷罐粘渣的各相关因素，如鱼雷罐铁水装入量、不同品种脱硫剂、鱼雷罐二次受铁、鱼雷罐出铁挡渣以及鱼雷罐运行节奏等进行分析，提出控制措施，不断完善铁水预处理的工艺状况，减轻转炉冶炼压力。
[关键词]鱼雷罐 罐体粘渣 改进措施
中图分类号：TF341.9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）13-0014-01
1、鱼雷罐粘渣现状及对铁水脱硫、转炉生产的影响
本文所列钢铁企业现有鱼雷罐30台，承担着生产所需铁水的运输任务，日平均运输铁水超过10000t。鱼雷罐在运行周转过程中，由于高炉铁水带渣及脱硫后生成的脱硫渣熔点高、粘度大、流动性差，很容易附结在罐壁上，尤其集中在罐口周围，产生形似井桶的渣墙，井桶形渣墙高约500～1000mm。鱼雷罐粘渣严重影响脱硫喷吹流场，受井桶形粘渣墙限制，喷射出的脱硫剂不能到达鱼雷罐的两个端头，形成死区。死区的铁水硫并没有降下来，只是脱硫喷枪周围的铁水硫含量达到要求值，造成取样化验结果误差，铁水在倒罐站勾兑时，不同硫含量的铁水重新混合，造成入炉铁水硫含量回升。
粘渣严重的鱼雷罐装铁量少，在同等铁水运输条件下，需投放的鱼雷罐数量多，单位重量的铁水运输耗时长，经常造成铁水供应不及时，延误转炉生产计划的连续性，使全连铸生产两组冶炼计划的时间间隔拉长，影响转炉当班产量。
2、鱼雷罐粘渣因素剖析及措施
热态周转鱼雷罐运行的环节较多，影响其粘渣的因素也较多，这既取决于炼钢厂铁水预处理手段、工艺装备，同时，很大程度上决定于炼铁厂高炉生产状况、高炉与铁水脱硫站之间的距离和高炉与炼钢厂生产节奏的匹配等。在跟踪分析鱼雷罐各运行环节后发现，鱼雷罐粘渣形成的原因主要有以下几个方面。
2.1 鱼雷罐铁水装入量对其粘渣的影响
喷粉脱硫，脱硫剂随气体载体（N2）从倒“T”字形的喷枪孔喷出，喷射气流沿鱼雷罐体纵向喷出。纵向喷出距离随供气压力、供气量以及鱼雷罐铁水装入量的大小发生变化。当鱼雷罐铁水装入量过少时，喷枪插入铁水液面的深度小，脱硫剂从喷枪喷出后无法将全部铁水搅动起来，不能形成较理想的喷射距离，大量的气体载体携带脱硫剂粉料颗粒向罐体上方喷溅，使铁-渣粘附在罐壁上方，既增加了脱硫剂的用量，又使鱼雷罐形成粘渣、结瘤。鱼雷罐铁水装入量对粘渣的另外一种影响方式是，对单个鱼雷罐而言，在相邻几次装铁过程中，铁水量上下波动较大时则明显加速粘渣进程。铁量较大时，铁水液面靠近罐口，铁渣粘附在原有渣层上，当下次装铁量偏低时，上次已粘附的渣子悬浮在罐口内壁周围，未能浸入本次的高温铁水中，则原有渣子降温冷却、强度变硬，如此反复，使渣层不断长高变厚。
2.2 不同品种脱硫剂对鱼雷罐粘渣的影响
本厂早期使用的脱硫剂为CaO、CaC2，近年来镁粉脱硫剂受到较高评价，得到广泛使用。生产中发现CaO脱硫剂因其脱硫效率较低，同等铁水条件下脱硫剂投放量大，产生的脱硫渣多，但该种渣子粘度小，不易粘罐结瘤。在现阶段使用的CaC2和镁粉脱硫剂中发现，当某个鱼雷罐连续采用镁粉脱硫剂时，其鱼雷罐空重和罐壁粘渣均有明显的提高。为了准确分析两种不同脱硫剂对鱼雷罐粘渣的影响，做过如下对比试验：选择4个空重较理想且无粘渣的鱼雷罐，安排其中2个鱼雷罐（3号、13号）全部采用镁粉脱硫剂脱硫，另外2个鱼雷罐（22号、24号）全部采用CaC2脱硫剂脱硫，对比这两组鱼雷罐的粘渣情况。连续运行20d后，结果发现采用镁粉脱硫的2个鱼雷罐平均空重从302t增加到374t，粘渣高度达到850mm，而另外一组采用CaC2脱硫剂的鱼雷罐空重和渣高并无明显的提高。
鱼雷罐罐口垂直方向的内空尺寸为2428mm（320t铁水满负荷装入时的铁水液面高度），喷枪实际插入深度约为铁水液面高度的一半（1.2m左右），远远不能满足理想插入深度要求，致使喷入的镁粉很快漂浮出铁水液面，与炉渣相混合，形成粘渣和结瘤。镁粉脱硫剂在鱼雷罐铁水脱硫中存在的另外一个缺陷是，当鱼雷罐铁水装入量较大时（250～300t），因鱼雷罐罐口处剩余空间变小，剧烈的脱硫反应在狭小的空间易引起脱硫反应喷溅，喷溅出的铁渣粘附在罐口外沿，喷溅出的铁水外溢，烧坏铁路。因此，在鱼雷罐铁水脱硫条件下，应尽可能减少镁粉脱硫剂用量。
2.3 鱼雷罐二次受铁对粘渣的影响
鱼雷罐二次受铁是指，一个鱼雷罐在高炉所装铁水是由同一高炉或不同高炉的两次出铁装满的。一般情况下，高炉两次出铁的时间间隔在1～2h，遇高炉生产故障时，间隔时间会更长。鱼雷罐第一次所装铁水停留时间过长，将增加铁水温降，在第二次受铁时，不能使两次受铁的铁水很好地混合，造成鱼雷罐内的铁水温度分层。低温铁水，脱硫反应气体搅拌阻力大，脱硫效率低，脱硫剂消耗量大，未参与反应的脱硫剂漂浮至液面，在与高炉渣混合后形成粘渣。该种渣冷却后粘结性大、强度高，很难打掉，给鱼雷罐的日常维护带来不便。因此，应积极协调高炉出铁鱼雷罐受铁节奏，炼铁厂应尽可能避免鱼雷罐二次受铁。
2.4 鱼雷罐出铁挡渣对粘渣的影响
为防止鱼雷罐中的高炉铁渣及铁水预处理过程中形成的脱硫渣倒入转炉入炉铁水中，在倒罐站设置了鱼雷罐挡渣出铁装置（称为鱼雷罐挡渣器）。鱼雷罐挡渣器是用耐火材料浇铸成型的十字形构件。鱼雷罐车运行至倒罐站后，用电葫芦将挡渣器放入鱼雷罐口，鱼雷罐出铁时，挡渣器可随鱼雷罐的翻转倾动在钢板支撑槽内滑动，而不会脱钩，铁水从挡渣器十字形间隙中流出，漂浮在铁水液面的渣子被阻挡在鱼雷罐内。采用鱼雷罐出铁挡渣措施后，减轻了铁水扒渣压力，较好地解决了入炉铁水的增硫问题，但这给鱼雷罐粘渣带来明显的影响。出铁时不挡渣，鱼雷罐中的渣可随铁水一起倒出，空鱼雷罐中残留渣较少；采用挡渣措施后，滞留在鱼雷罐中的渣子较多，空罐冷却速度快，若不及时将渣子倒出，残留渣会在罐壁粘结、变硬，形成一层新的粘渣。为此，应加快在线热态周转鱼雷罐的倒渣频率，尽可能减少渣子在鱼雷罐内的停留时间。
2.5 鱼雷罐运行节奏对粘渣的影响
鱼雷罐运行一个周期需经过高炉→700t磅房→脱硫→上挡渣器→倒铁→倒渣→清理罐口→700t磅房→高炉的闭路循环过程。生产中存在一种倾向，各工序为确保有宽松的工序处理时间，设法使鱼雷罐在本工序有较长的停留时间，这就导致鱼雷罐需求量的增加，造成单个鱼雷罐的冷态停留时间过长。冷态停留时间越长，鱼雷罐温降越快，易造成冷罐凝铁、粘渣，增加鱼雷罐空重，形成恶性循环。为此，在详细测算在线运行鱼雷罐的各工序合理耗时后，制订了320t鱼雷罐在线运行时间监控表，成立鱼雷罐运行监控岗位，昼夜监控鱼雷罐的运行状况，协调处理各工序的衔接配合。在同等铁水运输量下，运行节奏加快，则鱼雷罐的热态在线周转数量减少，目前已由每天17～19个调整到15～16个，单个鱼雷罐周转频率应保持在2.3次/d以上。
3、实施效果
采取以上措施后经过近半年的运行，鱼雷罐粘渣状况得到明显改善，在线运行鱼雷罐平均空重由先期的336.4t降低至318.7t；鱼雷罐罐口内壁虽有少量粘渣，但粘渣高度均控制在200～300mm内。铁水脱硫时罐内流体流场较为理想，脱硫效率高，因积渣引起的铁水增硫得到明显改善，全月铁水增硫由原来的14.7%降至现阶段的5.8%。鱼雷罐周转率由2.02次/d提高到2.37次/d。
4、结语
通过对影响鱼雷罐粘渣原因的分析，提出了改善鱼雷罐粘渣的相应措施：
（1）提高并稳定鱼雷罐铁水装入量（220～280t）；（2）取消或尽可能减少镁质脱硫剂用量；（3）协调好高炉出铁节奏，杜绝鱼雷罐二次受铁；（4）加快鱼雷罐周转频率（2.3次/d以上）和提高鱼雷罐倒渣次数（每运行两次倒渣一次）等。
[关键词]鱼雷罐 罐体粘渣 改进措施
中图分类号：TF341.9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）13-0014-01
1、鱼雷罐粘渣现状及对铁水脱硫、转炉生产的影响
本文所列钢铁企业现有鱼雷罐30台，承担着生产所需铁水的运输任务，日平均运输铁水超过10000t。鱼雷罐在运行周转过程中，由于高炉铁水带渣及脱硫后生成的脱硫渣熔点高、粘度大、流动性差，很容易附结在罐壁上，尤其集中在罐口周围，产生形似井桶的渣墙，井桶形渣墙高约500～1000mm。鱼雷罐粘渣严重影响脱硫喷吹流场，受井桶形粘渣墙限制，喷射出的脱硫剂不能到达鱼雷罐的两个端头，形成死区。死区的铁水硫并没有降下来，只是脱硫喷枪周围的铁水硫含量达到要求值，造成取样化验结果误差，铁水在倒罐站勾兑时，不同硫含量的铁水重新混合，造成入炉铁水硫含量回升。
粘渣严重的鱼雷罐装铁量少，在同等铁水运输条件下，需投放的鱼雷罐数量多，单位重量的铁水运输耗时长，经常造成铁水供应不及时，延误转炉生产计划的连续性，使全连铸生产两组冶炼计划的时间间隔拉长，影响转炉当班产量。
2、鱼雷罐粘渣因素剖析及措施
热态周转鱼雷罐运行的环节较多，影响其粘渣的因素也较多，这既取决于炼钢厂铁水预处理手段、工艺装备，同时，很大程度上决定于炼铁厂高炉生产状况、高炉与铁水脱硫站之间的距离和高炉与炼钢厂生产节奏的匹配等。在跟踪分析鱼雷罐各运行环节后发现，鱼雷罐粘渣形成的原因主要有以下几个方面。
2.1 鱼雷罐铁水装入量对其粘渣的影响
喷粉脱硫，脱硫剂随气体载体（N2）从倒“T”字形的喷枪孔喷出，喷射气流沿鱼雷罐体纵向喷出。纵向喷出距离随供气压力、供气量以及鱼雷罐铁水装入量的大小发生变化。当鱼雷罐铁水装入量过少时，喷枪插入铁水液面的深度小，脱硫剂从喷枪喷出后无法将全部铁水搅动起来，不能形成较理想的喷射距离，大量的气体载体携带脱硫剂粉料颗粒向罐体上方喷溅，使铁-渣粘附在罐壁上方，既增加了脱硫剂的用量，又使鱼雷罐形成粘渣、结瘤。鱼雷罐铁水装入量对粘渣的另外一种影响方式是，对单个鱼雷罐而言，在相邻几次装铁过程中，铁水量上下波动较大时则明显加速粘渣进程。铁量较大时，铁水液面靠近罐口，铁渣粘附在原有渣层上，当下次装铁量偏低时，上次已粘附的渣子悬浮在罐口内壁周围，未能浸入本次的高温铁水中，则原有渣子降温冷却、强度变硬，如此反复，使渣层不断长高变厚。
2.2 不同品种脱硫剂对鱼雷罐粘渣的影响
本厂早期使用的脱硫剂为CaO、CaC2，近年来镁粉脱硫剂受到较高评价，得到广泛使用。生产中发现CaO脱硫剂因其脱硫效率较低，同等铁水条件下脱硫剂投放量大，产生的脱硫渣多，但该种渣子粘度小，不易粘罐结瘤。在现阶段使用的CaC2和镁粉脱硫剂中发现，当某个鱼雷罐连续采用镁粉脱硫剂时，其鱼雷罐空重和罐壁粘渣均有明显的提高。为了准确分析两种不同脱硫剂对鱼雷罐粘渣的影响，做过如下对比试验：选择4个空重较理想且无粘渣的鱼雷罐，安排其中2个鱼雷罐（3号、13号）全部采用镁粉脱硫剂脱硫，另外2个鱼雷罐（22号、24号）全部采用CaC2脱硫剂脱硫，对比这两组鱼雷罐的粘渣情况。连续运行20d后，结果发现采用镁粉脱硫的2个鱼雷罐平均空重从302t增加到374t，粘渣高度达到850mm，而另外一组采用CaC2脱硫剂的鱼雷罐空重和渣高并无明显的提高。
鱼雷罐罐口垂直方向的内空尺寸为2428mm（320t铁水满负荷装入时的铁水液面高度），喷枪实际插入深度约为铁水液面高度的一半（1.2m左右），远远不能满足理想插入深度要求，致使喷入的镁粉很快漂浮出铁水液面，与炉渣相混合，形成粘渣和结瘤。镁粉脱硫剂在鱼雷罐铁水脱硫中存在的另外一个缺陷是，当鱼雷罐铁水装入量较大时（250～300t），因鱼雷罐罐口处剩余空间变小，剧烈的脱硫反应在狭小的空间易引起脱硫反应喷溅，喷溅出的铁渣粘附在罐口外沿，喷溅出的铁水外溢，烧坏铁路。因此，在鱼雷罐铁水脱硫条件下，应尽可能减少镁粉脱硫剂用量。
2.3 鱼雷罐二次受铁对粘渣的影响
鱼雷罐二次受铁是指，一个鱼雷罐在高炉所装铁水是由同一高炉或不同高炉的两次出铁装满的。一般情况下，高炉两次出铁的时间间隔在1～2h，遇高炉生产故障时，间隔时间会更长。鱼雷罐第一次所装铁水停留时间过长，将增加铁水温降，在第二次受铁时，不能使两次受铁的铁水很好地混合，造成鱼雷罐内的铁水温度分层。低温铁水，脱硫反应气体搅拌阻力大，脱硫效率低，脱硫剂消耗量大，未参与反应的脱硫剂漂浮至液面，在与高炉渣混合后形成粘渣。该种渣冷却后粘结性大、强度高，很难打掉，给鱼雷罐的日常维护带来不便。因此，应积极协调高炉出铁鱼雷罐受铁节奏，炼铁厂应尽可能避免鱼雷罐二次受铁。
2.4 鱼雷罐出铁挡渣对粘渣的影响
为防止鱼雷罐中的高炉铁渣及铁水预处理过程中形成的脱硫渣倒入转炉入炉铁水中，在倒罐站设置了鱼雷罐挡渣出铁装置（称为鱼雷罐挡渣器）。鱼雷罐挡渣器是用耐火材料浇铸成型的十字形构件。鱼雷罐车运行至倒罐站后，用电葫芦将挡渣器放入鱼雷罐口，鱼雷罐出铁时，挡渣器可随鱼雷罐的翻转倾动在钢板支撑槽内滑动，而不会脱钩，铁水从挡渣器十字形间隙中流出，漂浮在铁水液面的渣子被阻挡在鱼雷罐内。采用鱼雷罐出铁挡渣措施后，减轻了铁水扒渣压力，较好地解决了入炉铁水的增硫问题，但这给鱼雷罐粘渣带来明显的影响。出铁时不挡渣，鱼雷罐中的渣可随铁水一起倒出，空鱼雷罐中残留渣较少；采用挡渣措施后，滞留在鱼雷罐中的渣子较多，空罐冷却速度快，若不及时将渣子倒出，残留渣会在罐壁粘结、变硬，形成一层新的粘渣。为此，应加快在线热态周转鱼雷罐的倒渣频率，尽可能减少渣子在鱼雷罐内的停留时间。
2.5 鱼雷罐运行节奏对粘渣的影响
鱼雷罐运行一个周期需经过高炉→700t磅房→脱硫→上挡渣器→倒铁→倒渣→清理罐口→700t磅房→高炉的闭路循环过程。生产中存在一种倾向，各工序为确保有宽松的工序处理时间，设法使鱼雷罐在本工序有较长的停留时间，这就导致鱼雷罐需求量的增加，造成单个鱼雷罐的冷态停留时间过长。冷态停留时间越长，鱼雷罐温降越快，易造成冷罐凝铁、粘渣，增加鱼雷罐空重，形成恶性循环。为此，在详细测算在线运行鱼雷罐的各工序合理耗时后，制订了320t鱼雷罐在线运行时间监控表，成立鱼雷罐运行监控岗位，昼夜监控鱼雷罐的运行状况，协调处理各工序的衔接配合。在同等铁水运输量下，运行节奏加快，则鱼雷罐的热态在线周转数量减少，目前已由每天17～19个调整到15～16个，单个鱼雷罐周转频率应保持在2.3次/d以上。
3、实施效果
采取以上措施后经过近半年的运行，鱼雷罐粘渣状况得到明显改善，在线运行鱼雷罐平均空重由先期的336.4t降低至318.7t；鱼雷罐罐口内壁虽有少量粘渣，但粘渣高度均控制在200～300mm内。铁水脱硫时罐内流体流场较为理想，脱硫效率高，因积渣引起的铁水增硫得到明显改善，全月铁水增硫由原来的14.7%降至现阶段的5.8%。鱼雷罐周转率由2.02次/d提高到2.37次/d。
4、结语
通过对影响鱼雷罐粘渣原因的分析，提出了改善鱼雷罐粘渣的相应措施：
（1）提高并稳定鱼雷罐铁水装入量（220～280t）；（2）取消或尽可能减少镁质脱硫剂用量；（3）协调好高炉出铁节奏，杜绝鱼雷罐二次受铁；（4）加快鱼雷罐周转频率（2.3次/d以上）和提高鱼雷罐倒渣次数（每运行两次倒渣一次）等。