轉(zhuǎn)爐降低鐵水消耗的生產(chǎn)實(shí)踐

陳躍軍，吳軍

（新疆八一鋼鐵股份有限公司）

1 前言

隨著鋼鐵去產(chǎn)能、取締地條鋼工作的不斷深入，市場上廢鋼資源不斷增加，而鐵精粉、球團(tuán)礦等資源的緊缺且市場上生鐵價格居高不下。為適應(yīng)市場變化，國內(nèi)鋼廠探索在轉(zhuǎn)爐冶煉中添加廢鋼、降低鐵水消耗的方法。由于轉(zhuǎn)爐冶煉原料的改變關(guān)聯(lián)到鐵水、廢鋼、渣料、各種原材料及冶煉區(qū)域各生產(chǎn)工序的控制，影響因素較多。八鋼煉鋼立足實(shí)際情況，通過采取針對性措施，降低了鐵水消耗，提高轉(zhuǎn)爐廢鋼比，最終降低了煉鋼成本，為企業(yè)創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益。

2 八鋼煉鋼生產(chǎn)工藝

八鋼公司煉鋼廠現(xiàn)有2座40t轉(zhuǎn)爐、3座120t轉(zhuǎn)爐和1座150t頂?shù)讖?fù)吹煉鋼轉(zhuǎn)爐。主要介紹3座120t轉(zhuǎn)爐產(chǎn)線降低鐵水消耗的實(shí)踐。120t轉(zhuǎn)爐產(chǎn)線工藝流程見圖1。

圖1 八鋼煉鋼廠120t轉(zhuǎn)爐煉鋼簡要工藝流程

3 120t產(chǎn)線鐵水消耗影響因素分析

3.1 廢鋼料型對鐵耗的影響

120t轉(zhuǎn)爐產(chǎn)線所用的廢鋼料型基本上是輕薄料，庫區(qū)整體料型中輕薄料所占的比重持續(xù)上升，造成轉(zhuǎn)爐廢鋼料型以輕薄料居多，廢鋼堆比重小于1t/m3，單斗廢鋼加入量只有約18t，單爐廢鋼比無法提高，制約了降鐵耗的操作。2017年實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)顯示，120t轉(zhuǎn)爐產(chǎn)線所用廢鋼中輕薄料的比重由20%增至35%～40%，意味著轉(zhuǎn)爐廢鋼中輕薄料的配比量將增加5%～10%。廢鋼量配比提不上去，鐵水比升高，導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐的吹損增加0.08%，直接增加鐵耗消耗約 0.7kg/t。

3.2 轉(zhuǎn)爐渣量對鐵耗的影響

轉(zhuǎn)爐渣量大小直接影響到鐵水消耗。煉鋼廠使用的石灰中有效CaO含量未超過88%；中厚板方向Q345系列鋼種成品中磷含量由0.018%下調(diào)至0.015%，此系列鋼種的比重約占120t轉(zhuǎn)爐產(chǎn)線生產(chǎn)鋼種比例的40%～50%。因此轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)中為了保證出鋼成分和溫度達(dá)標(biāo)，必須采用大渣量進(jìn)行脫磷。2017年1～6月，轉(zhuǎn)爐渣量約為85kg/t，受石灰質(zhì)量波動和Q345成品磷含量下調(diào)的影響，轉(zhuǎn)爐渣量增加至91kg/t，這使得轉(zhuǎn)爐鐵耗消耗增加了0.9kg/t。

3.3 生產(chǎn)低碳鋼對鐵耗的影響

自2016年3月起，120t產(chǎn)線SP系列鋼種每月的計劃產(chǎn)量均維持在3萬t以上，約占當(dāng)月計劃產(chǎn)量的20%～30%。如此高的低碳鋼比例使得轉(zhuǎn)爐終渣氧化鐵含量均超過17%。以2016年5月為例，Q345系列鋼種的終渣氧化鐵均值為14.2%，Q235系列終渣氧化鐵為13.1%，SP系列則高達(dá)17.2%。終渣氧化鐵每增高1%，鐵耗損耗將增加0.9kg/t。

根據(jù)近兩年120t轉(zhuǎn)爐降低鐵水消耗的實(shí)踐，總結(jié)了轉(zhuǎn)爐工序?qū)﹁F水消耗的影響，見表1。

表1 鐵耗的影響現(xiàn)狀

綜上所述,120t產(chǎn)線鐵耗受以上客觀因素影響,實(shí)際水平約在965kg/t。

4 120t轉(zhuǎn)爐產(chǎn)線降低鐵耗的措施

4.1 細(xì)化廢鋼管理制度

（1）廢鋼斗擴(kuò)容，拓展廢鋼種類。40t產(chǎn)線廢鋼斗由7m3擴(kuò)容為8m3，120t產(chǎn)線廢鋼斗由18m3擴(kuò)容為27m3；將輕薄料、統(tǒng)料通過打壓塊、破碎等方式提高較輕廢鋼的堆比重。

（2）優(yōu)化廢鋼配比，保證回收裝入量。在不改變原有判質(zhì)規(guī)則的基礎(chǔ)上，對中型合格料和統(tǒng)料合格料按堆比重進(jìn)行分級，并按級結(jié)算，促進(jìn)廢鋼供應(yīng)商提高廢鋼堆比重。就120t產(chǎn)線廢鋼料型而言，輕薄料加入轉(zhuǎn)爐后，冶煉過程中的吹損較統(tǒng)料、中型料約高出5%。因此，在廢鋼進(jìn)料時嚴(yán)格控制輕薄料的進(jìn)料量，輕薄料比例不得高出10%。針對未要求全廢鋼的鋼種，廢鋼配比量不超過總配比量的50%，其余加入回收。

（3）根據(jù)日產(chǎn)量控制廢鋼進(jìn)料量，定期校稱，穩(wěn)定廢鋼裝入。為了控制廢鋼進(jìn)料量過多而導(dǎo)致的單耗成本增加，轉(zhuǎn)爐會同原料區(qū)域每日估算后一日產(chǎn)量，根據(jù)產(chǎn)量，按照廢鋼單耗95kg/t的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行進(jìn)料。為了防止廢鋼稱重給轉(zhuǎn)爐裝入制度和冶煉過程操作帶來的不利影響，每周對廢鋼稱重稱進(jìn)行一次校對，廢鋼稱量偏差值不高于3%；轉(zhuǎn)爐每班次對廢鋼的實(shí)際稱重進(jìn)行復(fù)稱，偏差值大于5%時，轉(zhuǎn)爐工序要查找原因并進(jìn)行分析。在鐵水較少、生產(chǎn)節(jié)奏允許的情況下，一爐配加雙斗廢鋼，提高廢鋼的裝入量。

4.2 穩(wěn)定鐵水裝入量

穩(wěn)定鐵水裝入，分鋼種制定扒渣標(biāo)準(zhǔn)。鐵水預(yù)處理工序每天對倒罐站稱量稱進(jìn)行復(fù)稱，倒罐出鐵偏差控制在1t以內(nèi)。同時利用檢修時間對行車的吊砝碼復(fù)稱，噸位大于1t協(xié)調(diào)校稱；預(yù)處理鐵渣含鐵量約為40%～50%，原有扒渣模式下，鐵耗損失約為1.5kg/t。為了降低扒渣的鐵耗損耗，預(yù)處理改變了扒渣工藝，實(shí)行分鋼種制定扒渣標(biāo)準(zhǔn)，見表2。

轉(zhuǎn)爐工序根據(jù)鐵耗成本及熱量平衡進(jìn)行了理論估算，結(jié)合120t轉(zhuǎn)爐實(shí)際情況，確定當(dāng)鐵水按照105t裝入，鐵水比小于80%，總裝入量在130～135t時，鐵耗成本最優(yōu)。見表3。

表2 分鋼種扒渣標(biāo)準(zhǔn)

表3 轉(zhuǎn)爐現(xiàn)階段裝入量標(biāo)準(zhǔn) t

4.3 轉(zhuǎn)爐冶煉操作的優(yōu)化

（1）推行少渣冶煉，通過實(shí)行“雙渣”、“留渣工藝”，控制轉(zhuǎn)爐渣料消耗，全鋼種平均一次倒?fàn)t率提高至60%以上，降低轉(zhuǎn)爐終渣TFe。見表4。

表4 雙渣與單渣爐次對比

要求轉(zhuǎn)爐各爐座每班次必須測爐，依照轉(zhuǎn)襯液位線高度確定開吹槍位及終點(diǎn)拉碳槍位，保證全月一次倒?fàn)t率大于70%，轉(zhuǎn)爐終渣TFe小于15%，按照轉(zhuǎn)爐渣量90kg/t計算，此項(xiàng)鐵耗約降低1.12kg/t。

（2）通過工藝優(yōu)化，控制直上結(jié)瘤事故損失。2017年初，轉(zhuǎn)爐工序針對直上鋼種，標(biāo)準(zhǔn)量化出鋼口的出鋼時間，SP鋼種出鋼口時間不低于4分30秒，Q235鋼種出鋼口時間不低于4分，以此降低轉(zhuǎn)爐出鋼過程中的下渣量；降低直上鋼種鋼包內(nèi)的鋁含量。

（3）降低直上比例。改變120t轉(zhuǎn)爐工藝路徑，3爐對四機(jī)，保證一個爐座的鋼水直上，充分利用和發(fā)揮精煉爐的緩沖作用，滿足降鐵耗的生產(chǎn)條件；在鐵水總量偏低，轉(zhuǎn)爐處于低負(fù)荷生產(chǎn)狀態(tài)的情況下，雙爐生產(chǎn)全部安排走LF精煉路徑?？芍鄙箱摲N全部過精煉輕處理，最大限度提高廢鋼比。原直上路徑單爐廢鋼加入量18t左右，現(xiàn)在過精煉后可提高至25t。廢鋼單爐加入量提高7t，鐵耗降低60kg/t。

4.4 連鑄工序的優(yōu)化

在連鑄區(qū)域?qū)︻^坯、尾坯進(jìn)一步優(yōu)化。在保證質(zhì)量前提下，通過改造，提高拉速及盡可能多地提高連澆爐數(shù)；中包開澆正常后，立即投入結(jié)晶器液面自動控制，減少液面波動，降低切頭損失；中包停澆和中包快換過程中采用優(yōu)化尾坯操作技術(shù)。提高鑄坯定尺合格率，減少切尾損失；在滿足軋鋼的需求下，盡量選用長尺坯和大斷面鑄坯，并優(yōu)化定尺切割技術(shù)，根據(jù)鋼種的收縮率，合理調(diào)節(jié)定尺長度，確保平均定尺精度控制在0～40mm；采用改型割嘴，減少割縫，降低割損，割縫控制在3.5mm以下。

120t轉(zhuǎn)爐產(chǎn)線通過全工序的努力，120t產(chǎn)線鐵耗自2017年開始逐漸降低，目前控制在鐵耗900kg/t，如圖 2所示。

圖2 120t轉(zhuǎn)爐2017～2018年各月鐵耗情況

5 結(jié)束語

（1）通過對廢鋼料型分級管理，提高了單斗廢鋼的加入量，達(dá)到降低鐵耗目的。

（2）生產(chǎn)過程中通過以部份生鐵塊替代廢鋼、爐內(nèi)添加碳素材料彌補(bǔ)溫度工藝，優(yōu)化造渣和供氧制度，降低鐵水消耗，而且效果明顯。

（3）通過對連鑄坯頭坯尾尺寸優(yōu)化及提高連澆爐數(shù)等措施，降低了坯頭尾產(chǎn)生率，降低鐵耗。

（4）通過對事故管控及工藝路徑調(diào)整，降低了整體工序?qū)D(zhuǎn)爐溫度的需求，提高廢鋼單斗的加入量，促進(jìn)降低鐵耗目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

八鋼120t產(chǎn)線2017年7月至2018年7月生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明，120t轉(zhuǎn)爐開展“節(jié)鐵增鋼”工作以來合計多產(chǎn)鋼15.26萬t，為企業(yè)創(chuàng)造了效益。