影响转炉钢铁料消耗的因素探讨

2014-02-13许英飞

冶金经济与管理 2014年1期

□王刚许英飞

影响转炉钢铁料消耗的因素探讨

□王刚许英飞

钢铁料消耗是炼钢厂一项重要的综合性技术经济指标。由于钢铁料消耗成本占整个炼钢厂成本的70%以上，降低钢铁料消耗，意味着原料投入减少，成本和能耗降低，具有明显的经济效益。详细探讨了影响转炉钢铁料消耗的主要因素，并提出了降低钢铁料消耗的有效措施。

转炉钢铁料；消耗；降本增效

近年来，随着科学技术的迅速发展以及经济建设的不断进步，我国的炼钢事业蒸蒸日上。由于钢铁料消耗成本占整个炼钢厂成本的70%以上，降低钢铁料消耗，意味着原料投入减少、成本和能耗降低，经济效益明显，对于钢铁企业的生存和发展具有非常重要的影响。本文从影响转炉钢铁料消耗的主要因素分析，探讨了降低转炉钢铁料消耗的有效措施，积极促进了我国炼钢事业的发展。

一、转炉钢铁料消耗因素分析

在进行转炉冶炼过程中，由于受到氧化吹炼、生产事故造成的回损以及铁水倒运等因素的影响，钢铁料不可避免地会产生一定程度的消耗。影响转炉钢铁料消耗的主要因素包括原料中杂质元素化学损失、烟尘损失、渣中铁损、喷溅、摆槽与甩废以及回炉损失等。在这些影响钢铁料消耗的因素中，铁水杂质元素和烟尘损失是不可控因素，可控的影响因素主要有炉渣铁损、喷溅和铁块废钢用量等，具体分析如下。

1.喷溅因素

相关的生产实践表明，钢铁料由于转炉喷溅因素而产生的消耗与操作水平有很大关系，一般大约在总消耗量的0.5%左右，大喷一次可达到消耗量的3.5%～5%。表1为我国某炼钢厂转炉冶炼的钢铁料消耗、出钢量统计情况。

表1 钢铁料消耗和出钢量情况

从表1可以看出，喷溅炉次的平均钢铁料消耗以及平均出钢量与非喷溅炉次有较大差别，平均钢铁料消耗高出了20.9 kg/t，平均出钢量降低了4.02t。转炉冶炼的相关记录表明，钢铁料消耗随喷溅率的降低而降低，但是喷溅程度大则会产生较大的钢铁料消耗，尤其是爆发性金属喷溅。因此，喷溅因素对转炉钢铁料消耗影响较大。

2.渣量和炉渣铁损因素

渣量和炉渣铁损也是影响转炉钢铁料消耗的因素之一，其中渣量与铁水成分、冶炼品种、冷料及散料加入量等有关，而渣中铁损含量则与所加原料、终点钢水成分、枪位控制等因素有关。对某钢厂转炉冶炼炉次中562炉的渣量和渣中铁损含量进行统计，将其与正常冶炼炉次比较的具体情况如表2所示。

表2 平均渣量和渣中铁损含量情况

从表2可以看出，该厂转炉冶炼炉次的平均渣量比正常冶炼高出0.8t，而渣中铁损高出0.8%，表明：只有做好渣量和终渣成分控制优化工作才能有效降低转炉冶炼中的钢铁料消耗。这种情况也与该厂的实际情况有关，由于该厂为弥补废钢的不足，在吹炼过程中加入了大量的矿石、铁皮球和烧结矿等冷料，也使得渣中铁损量较高。

3.扒渣因素

扒渣操作的主要作用是用于除去铁渣和减少转炉石灰用量以及渣量，主要发生在铁水预处理工序。根据某厂转炉冶炼的未扒渣炉次的相关统计，未扒渣炉次的平均钢铁料消耗为1 067.03kg/t，而平均炉次的平均钢铁料消耗为1 052.11kg/t。如果在转炉冶炼时未进行扒渣操作而进入转炉，势必会增加石灰的用量，使得冶炼渣量增加，最终使得转炉钢铁料消耗较大。

4.入炉冷料的影响

表3为转炉冶炼中各炉次的冷料加入量和钢铁料消耗具体统计情况。

表3 冷料加入量和相应钢铁料消耗统计结果

从表3可以看出，转炉钢铁料消耗随着冷料加入量的不断增多而呈降低的趋势，这是由于冷料的加入平衡了由于废钢不足而产生的多余转炉热量，同时还能回收矿石、铁皮球、烧结矿中的铁，使得转炉钢铁料消耗降低。因此，转炉多加入冷料可以作为一种降低钢铁料消耗的有效途径。

5.补炉因素

补炉也是影响转炉钢铁料消耗的重要因素。根据唐钢第一轧钢厂转炉冶炼的补炉炉次的相关统计，补炉炉次的平均钢铁料消耗比平均炉次的钢铁料消耗高，前者为1 069.58kg/t，而后者为1 053.11kg/t。补炉炉次必须将渣子倒干净，否则会对补炉质量造成不良的影响。但是将渣子倒干净后则需要增加散料的加入量，在加水转炉冶炼时被侵蚀掉的部分补炉料进入渣中，使得渣量增加，势必会造成补炉炉次的平均钢铁料消耗升高的现象。

二、降低钢铁料消耗的措施

1.改进吹炼工艺

为降低喷溅可以采取以下措施：一是根据转炉冶炼的实际情况合理改进氧枪喷头参数，合理使用氧压、枪位，使得吹炼过程中氧枪可以较好地控制炉渣的泡沫化，减少大型喷溅的发生；二是对转炉装入量和渣料用量进行合理控制，根据炉龄和炉衬的实际情况采用分阶段定量装入法；三是采取先进技术改进化渣工艺，适当采取留渣操作，以有效降低渣量；四是在实际的转炉冶炼过程中，在未达到脱碳的高峰期可暂时降低供氧强度，终点前采用大氧压低枪位操作，确保压枪时间，同时降低炉渣氧化性。

2.调整转炉炼钢终渣渣态

加入终渣调整剂后，其中的固体SiC与渣中的FeO发生氧化还原反应，将FeO还原为Fe进入到钢液中，如公式（1）和（2）所示，达到降低渣中TFe含量的目的。

终渣调整剂调渣的具体方式为转炉出钢前根据炉渣状况加入500～1 000kg终渣调整剂进行调渣，并在转炉零位停留2～3min直接出钢。终渣调整剂调渣前、后渣样成分如表4所示。

表4 终渣调整剂调渣前、后渣样成分情况

3.降低终渣铁损含量和炉渣带铁量

在实际的转炉冶炼过程中，为较好地控制终渣铁损含量，应在吹炼后期避免添加任何含铁物料，同时还应根据实际情况适当调低枪位和保证压枪时间充足。做好实际的操作工作，提高一次拉碳命中率。拉碳时，渣子泡沫化严重，为了使得渣中带铁珠量得到最大程度的降低，则需在进行拉碳前用气体吹扫处理，提高终点钢水碳含量。若要进一步降低转炉钢铁料消耗，则需采取其他强化冶炼的技术降低终渣铁损含量。

终点钢水碳含量控制目标为0.05%～0.07%。提高终点钢水含碳量前后终渣铁损含量对比如表5所示。