轉(zhuǎn)爐低鐵水消耗冶煉工藝思考研究

何海斌

（酒鋼集團(tuán)榆中鋼鐵有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730104）

在目前的情況下，轉(zhuǎn)爐煉鋼的工藝技術(shù)手段正在不斷獲得創(chuàng)新。轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程中的鐵水消耗總量能否得到合理有效的控制，直接決定了轉(zhuǎn)爐煉鋼的綜合效益實(shí)現(xiàn)。鋼鐵企業(yè)為了有效促進(jìn)冶煉生產(chǎn)環(huán)節(jié)的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)效益達(dá)到最大化程度，那么企業(yè)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)深入探索降低鐵水消耗的轉(zhuǎn)爐冶煉技術(shù)實(shí)施模式，旨在降低鋼鐵冶煉企業(yè)的原料采購(gòu)成本壓力，對(duì)于鐵水緊缺的企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行狀況予以最大程度緩解。

1 轉(zhuǎn)爐低鐵水消耗冶煉的技術(shù)難題

首先是無(wú)法做到準(zhǔn)確控制廢鋼材料品質(zhì)?，F(xiàn)階段的鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)針對(duì)廢鋼材料質(zhì)量仍然缺少嚴(yán)格控制的意識(shí)，導(dǎo)致投入循環(huán)使用中的廢鋼材料無(wú)法達(dá)到良好的品質(zhì)性能標(biāo)準(zhǔn)要求，進(jìn)而明顯影響到鋼鐵冶煉成品的質(zhì)量[1]。某些企業(yè)采購(gòu)人員針對(duì)廢鋼材料沒(méi)有嚴(yán)格檢測(cè)化學(xué)元素比例，因此就會(huì)導(dǎo)致廢鋼材料中的各種化學(xué)元素比例存在失衡現(xiàn)象，整體上表現(xiàn)為混亂的廢鋼材料利用與管理實(shí)施狀況。

其次是轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程缺少持續(xù)性的熱量供給。鋼鐵冶煉操作過(guò)程的順利實(shí)施與開(kāi)展必須要依靠持續(xù)性的熱量能源供給，否則如果熱量供給過(guò)程出現(xiàn)了中斷，那么轉(zhuǎn)爐冶煉必需的熱量就會(huì)呈現(xiàn)出嚴(yán)重匱乏的情況。然而在目前的情況下，鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)由于受到轉(zhuǎn)爐熱量間斷供應(yīng)的影響，那么將會(huì)導(dǎo)致鋼水質(zhì)量存在缺陷，并且還會(huì)增加冶煉技術(shù)指標(biāo)惡化以及鋼水過(guò)氧化的風(fēng)險(xiǎn)。鋼水在過(guò)度氧化的情況下，腐蝕爐襯的程度將會(huì)明顯加劇[2]。

第三是鋼鐵冶煉生產(chǎn)企業(yè)欠缺精細(xì)化的管控實(shí)施思路。精細(xì)化的冶煉生產(chǎn)管控模式應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)針對(duì)于循環(huán)利用廢鋼材料以及保護(hù)生態(tài)環(huán)境，以上兩項(xiàng)措施構(gòu)成了鋼鐵冶煉化工生產(chǎn)企業(yè)必須要嚴(yán)格遵循的基本實(shí)施要素。但是實(shí)際上，很多鋼鐵冶煉企業(yè)在激烈的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中，企業(yè)管理人員經(jīng)常就會(huì)忽視推行精細(xì)化管理，那么將會(huì)造成廢鋼材料無(wú)法得到最大程度的循環(huán)利用，同時(shí)還會(huì)增加冶煉生產(chǎn)過(guò)程中的生態(tài)污染隱患風(fēng)險(xiǎn)。

2 轉(zhuǎn)爐低鐵水消耗冶煉的工藝實(shí)施思路

對(duì)于大規(guī)模的鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)來(lái)講，冶煉生產(chǎn)流程中的鐵水資源構(gòu)成了消耗比例較高的生產(chǎn)能源類型。現(xiàn)階段的大型冶煉生產(chǎn)企業(yè)普遍需要應(yīng)對(duì)非常艱巨的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)型任務(wù)，因此決定了鋼鐵冶煉企業(yè)必須要?jiǎng)?chuàng)新運(yùn)用轉(zhuǎn)爐冶煉的工藝技術(shù)手段，旨在合理節(jié)約冶煉生產(chǎn)資源，確保冶煉生產(chǎn)企業(yè)獲得更好的鋼鐵冶煉生產(chǎn)綜合效益。

為了達(dá)到綠色冶煉工藝改造以及節(jié)約鋼鐵冶煉資源的宗旨目標(biāo)，冶煉生產(chǎn)企業(yè)目前針對(duì)轉(zhuǎn)爐低鐵水消耗的全新冶煉生產(chǎn)工藝模式亟待進(jìn)行創(chuàng)新與推廣。在轉(zhuǎn)爐低鐵水消耗的全新冶煉技術(shù)手段支撐下，鋼鐵冶煉生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)遵循綠色環(huán)保以及節(jié)約冶煉能源的總體實(shí)施思路，嚴(yán)格控制廢鋼質(zhì)量，確保達(dá)到有序回收以及循環(huán)利用鋼鐵冶煉化工生產(chǎn)資源的目標(biāo)[3]。

具體在實(shí)施與推行低鐵水消耗的轉(zhuǎn)爐冶煉工藝手段過(guò)程中，鋼鐵冶煉生產(chǎn)企業(yè)針對(duì)冶煉熱量能源應(yīng)當(dāng)予以及時(shí)的補(bǔ)充，實(shí)時(shí)控制加入爐內(nèi)的石灰、碳化硅以及爐渣比例，確保達(dá)到爐渣堿性程度適中的效果。企業(yè)對(duì)于具有良好攪拌控制能力的熔池基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)當(dāng)積極引進(jìn)采用，對(duì)于氧槍設(shè)備應(yīng)當(dāng)選擇高馬赫數(shù)的設(shè)備類型[4]。鋼鐵冶煉企業(yè)通過(guò)推行以上的創(chuàng)新調(diào)整手段措施，應(yīng)當(dāng)能夠降低氧槍點(diǎn)火操作過(guò)程難度，并且做到實(shí)時(shí)調(diào)整加入爐內(nèi)的廢鋼總量。企業(yè)在循環(huán)利用廢鋼生產(chǎn)原料的前提下，確保達(dá)到超出20%的鋼鐵產(chǎn)能提升增長(zhǎng)目標(biāo)，全面推行精細(xì)化的廢鋼循環(huán)利用管理模式。

3 轉(zhuǎn)爐低鐵水消耗冶煉的工藝改進(jìn)要點(diǎn)

鋼鐵冶煉企業(yè)目前如果要全面實(shí)現(xiàn)鐵水消耗總量明顯降低的目標(biāo)，那么最根本的改進(jìn)創(chuàng)新思路就是推行精細(xì)化的鋼鐵冶煉工藝流程管理[5]。企業(yè)管理人員對(duì)于冶煉成品的品質(zhì)性能在嚴(yán)格給予保障的基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)著眼于解決轉(zhuǎn)爐熱量短缺的工藝技術(shù)難題，運(yùn)用升溫改造的技術(shù)手段來(lái)調(diào)整爐內(nèi)冶煉溫度，保證達(dá)到持續(xù)性與平穩(wěn)性的轉(zhuǎn)爐熱量能源供給效果。

具體在實(shí)踐中，鋼鐵冶煉的企業(yè)技術(shù)人員針對(duì)轉(zhuǎn)爐低鐵水消耗的全新冶煉技術(shù)手段應(yīng)當(dāng)重視以下的運(yùn)用改進(jìn)思路。

3.1 合理改進(jìn)氧槍設(shè)備

氧槍設(shè)備設(shè)施構(gòu)成了轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)過(guò)程不可缺少的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備，氧槍設(shè)備是否具有合理與科學(xué)的設(shè)備初始設(shè)計(jì)參數(shù)，在根本上關(guān)系到轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)中的資源成本消耗總量。因此在目前的現(xiàn)狀下，冶煉生產(chǎn)企業(yè)必須要改用具有高馬赫數(shù)的全新氧槍設(shè)備，有效杜絕冶煉操作過(guò)程中的噴濺現(xiàn)象、軟吹現(xiàn)象以及點(diǎn)火困難現(xiàn)象。企業(yè)對(duì)于高馬赫數(shù)的全新氧槍設(shè)備噴頭應(yīng)當(dāng)予以引進(jìn)采用，合理改造原有的氧槍設(shè)施噴頭部位結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)確設(shè)置氧槍噴頭的出口直徑參數(shù)、吹煉流量參數(shù)以及馬赫數(shù)[6]。

經(jīng)過(guò)以上的氧槍設(shè)備基礎(chǔ)參數(shù)優(yōu)化改造以后，應(yīng)當(dāng)能夠充分確保氧槍噴頭達(dá)到更高與更深的噴射吹送效果，并且還能達(dá)到明顯提升氧槍基礎(chǔ)設(shè)備攪拌能力的目標(biāo)?，F(xiàn)階段的某些鋼鐵冶煉企業(yè)并不具備規(guī)模化的轉(zhuǎn)爐設(shè)備改造實(shí)施條件，那么企業(yè)可以選擇補(bǔ)熱劑來(lái)促進(jìn)爐內(nèi)溫度的提升。通常情況下，轉(zhuǎn)爐冶煉操作中的常見(jiàn)補(bǔ)熱劑種類應(yīng)當(dāng)包含復(fù)合型的碳硅補(bǔ)熱劑，以及單一碳質(zhì)的補(bǔ)熱劑。企業(yè)技術(shù)人員通過(guò)實(shí)施綜合性的考慮與判斷，應(yīng)當(dāng)能夠給出適用于鋼鐵冶煉操作生產(chǎn)過(guò)程的最佳補(bǔ)熱劑種類。

3.2 預(yù)熱廢鋼材料

鋼鐵冶煉技術(shù)人員針對(duì)廢鋼材料在全面實(shí)施材料預(yù)熱處理時(shí)，主要應(yīng)當(dāng)借助于煙氣熱量來(lái)完成以上操作過(guò)程。廢鋼材料如果經(jīng)過(guò)了充分的前期預(yù)熱處理，那么通?？梢陨咧?00℃左右的爐內(nèi)溫度，有效確保了廢鋼材料得以最大限度使用。技術(shù)人員對(duì)于700℃以內(nèi)的廢鋼材料溫度應(yīng)當(dāng)展開(kāi)實(shí)時(shí)性的監(jiān)測(cè)，確保在爐內(nèi)融入經(jīng)過(guò)預(yù)熱操作處理后的廢鋼材料，從而將廢鋼材料轉(zhuǎn)化成為再次循環(huán)使用的資源。因此能夠判斷得出，預(yù)熱廢鋼材料的做法具有非常明顯的必要性。

例如對(duì)于蓄熱式的新型燃燒加熱技術(shù)手段在進(jìn)行引進(jìn)推廣的基礎(chǔ)上，鋼鐵企業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)善于運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)智能化的自動(dòng)運(yùn)行控制手段，合理節(jié)約以及優(yōu)化利用企業(yè)能源成本。自動(dòng)控制模式主要依賴企業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)予以實(shí)現(xiàn)，鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)如果能夠針對(duì)軋鋼加熱裝置全面實(shí)施自動(dòng)化的系統(tǒng)運(yùn)行控制，則意味著軋鋼冶煉過(guò)程的自動(dòng)化運(yùn)行水準(zhǔn)得到了明顯提升，確保預(yù)熱廢鋼環(huán)節(jié)的良好實(shí)效性。

近些年以來(lái)，已經(jīng)有很多的轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)企業(yè)正在著眼于探索自動(dòng)化的廢鋼材料總量控制系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)施自動(dòng)化的廢鋼材料稱量技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制廢鋼材料投入爐內(nèi)比例的目的。鋼鐵冶煉生產(chǎn)企業(yè)對(duì)于以上的全新生產(chǎn)工藝手段在引進(jìn)推廣的前提下，應(yīng)當(dāng)能夠切實(shí)保證企業(yè)生產(chǎn)組織得到明顯的簡(jiǎn)化，有益于節(jié)約利用廢鋼材料以及降低廢鋼利用成本。此外，企業(yè)技術(shù)人員對(duì)于轉(zhuǎn)爐冶煉溫度必須要進(jìn)行密切的控制監(jiān)測(cè)，從而在根本上杜絕爐內(nèi)溫度波動(dòng)頻繁的情況。

3.3 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制鐵水溫度

鋼鐵冶煉生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的鐵水溫度如果沒(méi)有得到實(shí)時(shí)性的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)控制，那么將會(huì)導(dǎo)致冶煉成品存在某種質(zhì)量缺陷，甚至還會(huì)給冶煉成品帶來(lái)非常明顯的外觀缺損后果。在此前提下，企業(yè)技術(shù)人員必須要學(xué)會(huì)運(yùn)用信息化以及智能化手段來(lái)全面測(cè)控爐內(nèi)鐵水溫度，避免轉(zhuǎn)爐鐵水溫度存在無(wú)法達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象。具體在技術(shù)優(yōu)化改進(jìn)的實(shí)踐中，企業(yè)技術(shù)人員針對(duì)鐵水罐以及魚(yú)雷罐的使用周轉(zhuǎn)頻率應(yīng)當(dāng)給予合理的控制，并且還要嚴(yán)格做好鐵水保溫工作，防止由于長(zhǎng)途運(yùn)輸操作過(guò)程的影響，從而造成鐵水溫度呈現(xiàn)出明顯下降的趨勢(shì)。

混合型的爐內(nèi)燃料成分將會(huì)導(dǎo)致燃燒系數(shù)發(fā)生特定的改變，因此決定了企業(yè)技術(shù)人員必須要靈活調(diào)整燃燒空氣系數(shù)，對(duì)于燃?xì)獾臒嶂蹈淖儬顩r進(jìn)行密切的監(jiān)測(cè)與關(guān)注。企業(yè)技術(shù)人員對(duì)于煤氣燃燒效率應(yīng)當(dāng)予以提升優(yōu)化，運(yùn)用周期性的尋找最優(yōu)數(shù)值方法來(lái)調(diào)整控制燃?xì)馊紵?。技術(shù)人員對(duì)于空氣通入量應(yīng)當(dāng)進(jìn)行靈活的控制調(diào)整，對(duì)于空氣燃料比例予以最大限度的改造。鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)針對(duì)軋鋼加熱基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備如果選擇了熱值較高的煤氣用于提供加熱能源，那么最好選擇常規(guī)型的加熱爐內(nèi)部構(gòu)造方式。企業(yè)技術(shù)人員針對(duì)軋鋼加熱爐在全面推行與實(shí)施爐內(nèi)結(jié)構(gòu)優(yōu)化改造的實(shí)踐過(guò)程中，必須要充分考慮軋鋼生產(chǎn)真實(shí)需求，避免爐內(nèi)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改造工作存在盲目性，合理節(jié)約鋼鐵冶煉生產(chǎn)資源。

除了以上的重要工藝改進(jìn)措施之外，鋼鐵冶煉生產(chǎn)企業(yè)目前還應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)針對(duì)廢鋼以及其他破碎材料予以全面的回收處理。這是由于，全面回收處理以及循環(huán)利用廢鋼廢渣資源的舉措符合了環(huán)保節(jié)能的冶煉工藝改造總體實(shí)施目標(biāo)，因此值得受到鋼鐵冶煉企業(yè)的關(guān)注與重視。企業(yè)管理人員對(duì)于綠色可循環(huán)的全新轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)模式必須要積極加以引進(jìn)，完善現(xiàn)有的冶煉生產(chǎn)工藝技術(shù)。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)分析可見(jiàn)，轉(zhuǎn)爐冶煉工藝創(chuàng)新改造的總體實(shí)施思路應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)在節(jié)約鐵水資源，通過(guò)創(chuàng)新現(xiàn)有的轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)技術(shù)手段來(lái)控制鐵水消耗比例，對(duì)于廢鋼比予以準(zhǔn)確的測(cè)算與控制。現(xiàn)階段的鋼鐵冶煉生產(chǎn)企業(yè)針對(duì)低鐵水消耗的轉(zhuǎn)爐冶煉全新技術(shù)手段應(yīng)當(dāng)展開(kāi)深入的研究探索，切實(shí)保障轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)操作人員的人身健康安全，優(yōu)化利用轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)材料資源。