影響轉(zhuǎn)爐鋼鐵料消耗的因素探討

□王 剛 許英飛

影響轉(zhuǎn)爐鋼鐵料消耗的因素探討

□王 剛 許英飛

鋼鐵料消耗是煉鋼廠一項(xiàng)重要的綜合性技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。由于鋼鐵料消耗成本占整個(gè)煉鋼廠成本的70%以上，降低鋼鐵料消耗，意味著原料投入減少，成本和能耗降低，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。詳細(xì)探討了影響轉(zhuǎn)爐鋼鐵料消耗的主要因素，并提出了降低鋼鐵料消耗的有效措施。

轉(zhuǎn)爐鋼鐵料；消耗；降本增效

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷進(jìn)步，我國的煉鋼事業(yè)蒸蒸日上。由于鋼鐵料消耗成本占整個(gè)煉鋼廠成本的70%以上，降低鋼鐵料消耗，意味著原料投入減少、成本和能耗降低，經(jīng)濟(jì)效益明顯，對(duì)于鋼鐵企業(yè)的生存和發(fā)展具有非常重要的影響。本文從影響轉(zhuǎn)爐鋼鐵料消耗的主要因素分析，探討了降低轉(zhuǎn)爐鋼鐵料消耗的有效措施，積極促進(jìn)了我國煉鋼事業(yè)的發(fā)展。

一、轉(zhuǎn)爐鋼鐵料消耗因素分析

在進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉過程中，由于受到氧化吹煉、生產(chǎn)事故造成的回?fù)p以及鐵水倒運(yùn)等因素的影響，鋼鐵料不可避免地會(huì)產(chǎn)生一定程度的消耗。影響轉(zhuǎn)爐鋼鐵料消耗的主要因素包括原料中雜質(zhì)元素化學(xué)損失、煙塵損失、渣中鐵損、噴濺、擺槽與甩廢以及回爐損失等。在這些影響鋼鐵料消耗的因素中，鐵水雜質(zhì)元素和煙塵損失是不可控因素，可控的影響因素主要有爐渣鐵損、噴濺和鐵塊廢鋼用量等，具體分析如下。

1.噴濺因素

相關(guān)的生產(chǎn)實(shí)踐表明，鋼鐵料由于轉(zhuǎn)爐噴濺因素而產(chǎn)生的消耗與操作水平有很大關(guān)系，一般大約在總消耗量的0.5%左右，大噴一次可達(dá)到消耗量的3.5%～5%。表1為我國某煉鋼廠轉(zhuǎn)爐冶煉的鋼鐵料消耗、出鋼量統(tǒng)計(jì)情況。

表1 鋼鐵料消耗和出鋼量情況

從表1可以看出，噴濺爐次的平均鋼鐵料消耗以及平均出鋼量與非噴濺爐次有較大差別，平均鋼鐵料消耗高出了20.9 kg/t，平均出鋼量降低了4.02t。轉(zhuǎn)爐冶煉的相關(guān)記錄表明，鋼鐵料消耗隨噴濺率的降低而降低，但是噴濺程度大則會(huì)產(chǎn)生較大的鋼鐵料消耗，尤其是爆發(fā)性金屬噴濺。因此，噴濺因素對(duì)轉(zhuǎn)爐鋼鐵料消耗影響較大。

2.渣量和爐渣鐵損因素

渣量和爐渣鐵損也是影響轉(zhuǎn)爐鋼鐵料消耗的因素之一，其中渣量與鐵水成分、冶煉品種、冷料及散料加入量等有關(guān)，而渣中鐵損含量則與所加原料、終點(diǎn)鋼水成分、槍位控制等因素有關(guān)。對(duì)某鋼廠轉(zhuǎn)爐冶煉爐次中562爐的渣量和渣中鐵損含量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，將其與正常冶煉爐次比較的具體情況如表2所示。

表2 平均渣量和渣中鐵損含量情況

從表2可以看出，該廠轉(zhuǎn)爐冶煉爐次的平均渣量比正常冶煉高出0.8t，而渣中鐵損高出0.8%，表明：只有做好渣量和終渣成分控制優(yōu)化工作才能有效降低轉(zhuǎn)爐冶煉中的鋼鐵料消耗。這種情況也與該廠的實(shí)際情況有關(guān)，由于該廠為彌補(bǔ)廢鋼的不足，在吹煉過程中加入了大量的礦石、鐵皮球和燒結(jié)礦等冷料，也使得渣中鐵損量較高。

3.扒渣因素

扒渣操作的主要作用是用于除去鐵渣和減少轉(zhuǎn)爐石灰用量以及渣量，主要發(fā)生在鐵水預(yù)處理工序。根據(jù)某廠轉(zhuǎn)爐冶煉的未扒渣爐次的相關(guān)統(tǒng)計(jì)，未扒渣爐次的平均鋼鐵料消耗為1 067.03kg/t，而平均爐次的平均鋼鐵料消耗為1 052.11kg/t。如果在轉(zhuǎn)爐冶煉時(shí)未進(jìn)行扒渣操作而進(jìn)入轉(zhuǎn)爐，勢(shì)必會(huì)增加石灰的用量，使得冶煉渣量增加，最終使得轉(zhuǎn)爐鋼鐵料消耗較大。

4.入爐冷料的影響

表3為轉(zhuǎn)爐冶煉中各爐次的冷料加入量和鋼鐵料消耗具體統(tǒng)計(jì)情況。

表3 冷料加入量和相應(yīng)鋼鐵料消耗統(tǒng)計(jì)結(jié)果

從表3可以看出，轉(zhuǎn)爐鋼鐵料消耗隨著冷料加入量的不斷增多而呈降低的趨勢(shì)，這是由于冷料的加入平衡了由于廢鋼不足而產(chǎn)生的多余轉(zhuǎn)爐熱量，同時(shí)還能回收礦石、鐵皮球、燒結(jié)礦中的鐵，使得轉(zhuǎn)爐鋼鐵料消耗降低。因此，轉(zhuǎn)爐多加入冷料可以作為一種降低鋼鐵料消耗的有效途徑。

5.補(bǔ)爐因素

補(bǔ)爐也是影響轉(zhuǎn)爐鋼鐵料消耗的重要因素。根據(jù)唐鋼第一軋鋼廠轉(zhuǎn)爐冶煉的補(bǔ)爐爐次的相關(guān)統(tǒng)計(jì)，補(bǔ)爐爐次的平均鋼鐵料消耗比平均爐次的鋼鐵料消耗高，前者為1 069.58kg/t，而后者為1 053.11kg/t。補(bǔ)爐爐次必須將渣子倒干凈，否則會(huì)對(duì)補(bǔ)爐質(zhì)量造成不良的影響。但是將渣子倒干凈后則需要增加散料的加入量，在加水轉(zhuǎn)爐冶煉時(shí)被侵蝕掉的部分補(bǔ)爐料進(jìn)入渣中，使得渣量增加，勢(shì)必會(huì)造成補(bǔ)爐爐次的平均鋼鐵料消耗升高的現(xiàn)象。

二、降低鋼鐵料消耗的措施

1.改進(jìn)吹煉工藝

為降低噴濺可以采取以下措施：一是根據(jù)轉(zhuǎn)爐冶煉的實(shí)際情況合理改進(jìn)氧槍噴頭參數(shù)，合理使用氧壓、槍位，使得吹煉過程中氧槍可以較好地控制爐渣的泡沫化，減少大型噴濺的發(fā)生；二是對(duì)轉(zhuǎn)爐裝入量和渣料用量進(jìn)行合理控制，根據(jù)爐齡和爐襯的實(shí)際情況采用分階段定量裝入法；三是采取先進(jìn)技術(shù)改進(jìn)化渣工藝，適當(dāng)采取留渣操作，以有效降低渣量；四是在實(shí)際的轉(zhuǎn)爐冶煉過程中，在未達(dá)到脫碳的高峰期可暫時(shí)降低供氧強(qiáng)度，終點(diǎn)前采用大氧壓低槍位操作，確保壓槍時(shí)間，同時(shí)降低爐渣氧化性。

2.調(diào)整轉(zhuǎn)爐煉鋼終渣渣態(tài)

加入終渣調(diào)整劑后，其中的固體SiC與渣中的FeO發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將FeO還原為Fe進(jìn)入到鋼液中，如公式（1）和（2）所示，達(dá)到降低渣中TFe含量的目的。

終渣調(diào)整劑調(diào)渣的具體方式為轉(zhuǎn)爐出鋼前根據(jù)爐渣狀況加入500～1 000kg終渣調(diào)整劑進(jìn)行調(diào)渣，并在轉(zhuǎn)爐零位停留2～3min直接出鋼。終渣調(diào)整劑調(diào)渣前、后渣樣成分如表4所示。

表4 終渣調(diào)整劑調(diào)渣前、后渣樣成分情況

3.降低終渣鐵損含量和爐渣帶鐵量

在實(shí)際的轉(zhuǎn)爐冶煉過程中，為較好地控制終渣鐵損含量，應(yīng)在吹煉后期避免添加任何含鐵物料，同時(shí)還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)低槍位和保證壓槍時(shí)間充足。做好實(shí)際的操作工作，提高一次拉碳命中率。拉碳時(shí)，渣子泡沫化嚴(yán)重，為了使得渣中帶鐵珠量得到最大程度的降低，則需在進(jìn)行拉碳前用氣體吹掃處理，提高終點(diǎn)鋼水碳含量。若要進(jìn)一步降低轉(zhuǎn)爐鋼鐵料消耗，則需采取其他強(qiáng)化冶煉的技術(shù)降低終渣鐵損含量。

終點(diǎn)鋼水碳含量控制目標(biāo)為0.05%～0.07%。提高終點(diǎn)鋼水含碳量前后終渣鐵損含量對(duì)比如表5所示。

表5 提高終點(diǎn)鋼水[C]前后終渣鐵損含量對(duì)比情況

4.應(yīng)用煉鋼轉(zhuǎn)爐復(fù)吹技術(shù)

煉鋼轉(zhuǎn)爐復(fù)吹技術(shù)也是降低轉(zhuǎn)爐鋼鐵料消耗的有效手段，在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中，有復(fù)吹和無復(fù)吹條件下終點(diǎn)鋼水情況對(duì)比如表6所示。

表6 有、無復(fù)吹條件下終點(diǎn)鋼水情況

5.減少補(bǔ)爐次數(shù)

由于補(bǔ)爐也是影響轉(zhuǎn)爐鋼鐵料消耗的重要因素，補(bǔ)爐爐次需要增加散料的加入量，使得渣量增加。因此，為了有效控制轉(zhuǎn)爐鋼鐵料的消耗，需加強(qiáng)補(bǔ)爐管理，盡可能地減少補(bǔ)爐次數(shù)，這樣還能降低補(bǔ)爐料消耗。

三、結(jié)束語

近年來，我國的煉鋼事業(yè)蒸蒸日上，轉(zhuǎn)爐鋼鐵料消耗是轉(zhuǎn)爐煉鋼廠工藝裝備、工藝操作和各項(xiàng)管理水平的綜合體現(xiàn)，降低鋼鐵料消耗，意味著原料投入減少、成本和能耗降低，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。本文分析了影響鋼鐵料消耗的主要因素，并提出了降低鋼鐵料消耗的有效措施，對(duì)于我國的煉鋼事業(yè)具有非常重要的意義。

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（作者單位：安陽鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司，河南安陽455004）

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