冷钢调温技术在大型转炉炼钢生产中的研究与应用

贾建明

（河北钢铁集团宣化钢铁公司，河北 宣化075100）

钢铁料消耗是转炉炼钢生产成本中比重最大的一项，同时又是诸多技术经济指标的综合体现。为了降低钢铁料消耗，河北钢铁集团宣化钢铁公司（全文简称宣钢）“坚守成本优势，打造比较优势”为思路，积极推进转炉炉后调温加冷钢项目，优化冶炼工艺，加快生产节奏，降低生产成本，推进产品升级和结构调整。调温冷钢是指在轧制过程中的切头尾、碎断产生的废钢或加工成相应尺寸的螺纹钢筋废材，在加入钢包内直接熔化成钢水，实现挖潜降耗。

1 调温冷钢系统应用的背景

宣钢二钢轧厂炼钢作业区现有150 t顶底复吹转炉2座，均配备副枪系统，于2010年11月11日正式投入生产后承载着公司很重要的炼钢任务，达到年产量360万t，目前钢铁行业竞争日益激烈，钢材利润空间逐步降低。为应对这一挑战，必须采取措施降来降本增效。宣钢二钢轧厂生产成本中钢铁料消耗是所有成本中最大的一项，同时又是许多技术经济指标的一个综合体现。钢铁料消耗指标的好坏可以直接体现出一个钢厂综合技术水平、装备水平、管理水平的高低[1]。它直接关系到二钢轧厂以降本增效为主的措施成败。在此基础上针对性的提出优化改进措施，根据目前生产现状进行工艺改进，在转炉炉后加装调温冷钢系统，不仅可以有效降低钢铁料消耗，而且还可以有效节约氩气消耗，降低浇筑温度，达到降低浇铸过热度，稳定钢水质量，达到提高钢水质量以及降本增效的目的[2]。

2 调温冷钢使用原则

目前只在低合金系列钢种（HRB400系列）、焊线系列钢种（ER70S-6系列钢种）和w（C）≤0.60%的低牌号硬线上使用。其他钢种上不得使用。在满足现有生产工艺的基础上就转炉异常高温炉次和螺纹钢、普碳钢开机子进精炼炉次进行加入调温冷钢操作，目前不刻意增加出钢温度强行加入调温冷钢操作。针对目前生产工艺，就进LF和非LF流程钢种进行分别控制。非进LF钢种主要以HRB400系列、普碳钢系列等直跟机子为主。

1）此类钢种在生产过程中由于吹炼控制失误，终点出钢温度偏高，造成进氩站温度偏高的炉次进行加入。

2）炉后加入总量为目前铲车正常一铲的量、总量控制在1～1.5 t。

3）出钢结束后进氩站先进行测温，依据测温情况调整冷钢加入量，通过加入装置倾斜角度控制加入量。

4）加入冷钢前打开氩气旁通大翻，加入冷钢后，有足够时间搅拌确保冷钢完全融化。

为稳定产品质量提供保障，增加相应称重设备，精准控制冷钢加入量，避免因加入量不准造成温度降不下来或低温钢现象；每炉吹炼结束前精准测量钢水温度，依据测温情况确认冷钢加入量，保证加入冷钢后钢包内钢水的温度能满足精炼到站温度或连铸机浇铸温度的要求。建立完整的冷钢检验制度，定期对冷钢的成分进行抽检，用铝锰钛铁或铝锭脱氧的钢种，大翻过程易造成铝控失效，引起絮流，产生废品，不得加入。以及w[C]≥0.60%的钢种，易造成物料结坨，产生批量废品，不得加入。

3 冷钢的技术要求

1）冷钢应干燥、表面无严重及剥落锈蚀。

2）冷钢中不应混有铁合金、合金废钢及废铁。

3）冷钢表面不应存在泥块、水泥、粘砂、油脂、耐火材料、炉渣、矿渣等。

4）冷钢中不应有废钢铁国标中规定的有害物。

5）冷钢中不应夹杂放射性废物。

6）冷钢直径≤70 mm，长度≤400 mm。

4 使用效果

4.1 改善铸坯质量

由于浇铸温度高会在铸坯内部个别部位柱状晶区易穿心“搭桥”，致使局部封闭空间内残液的冷凝收缩得不到补充，形成中心疏松或缩孔，调温冷钢的应用后，直接有效降低了连铸机的过热度，减少钢水对中包和大包耐材侵蚀，减少铸坯中心偏析、疏松和缩孔，稳定铸坯质量。

4.2 温降情况

通过对调温冷钢使用过程进行跟踪，其温降分布概率如图2所示。

图2 调温冷钢温降概率图

通过图2可以看出炉后调入调温冷钢后，钢水温降约为14～17℃。

4.3 经济效益

从2019年11月开始投入使用，目前调温冷钢投入运行已经将近半年。由于调温冷钢加入炉内后没有损耗，考虑目前废钢的收得率为92%，钢铁料单价为2 353元/t，因此每吨调温冷钢的经济效益为：2 353×（1-92%）=188.24元。

2020年1月—6月调温冷钢使用量入表1所示。

表1 2020年1月—6月调温冷钢使用量

调温冷钢使用量按819.24 t/月计算，因此年经济效益为：188.24×819.24×12=185.06万元。

5 结论

为保证调温冷钢系统的顺利运行，最大程度的降低成产成本，追求利润最优化，炼钢作业区积极优化各生产工序，创新落实“控温度、保时间、准称量、建制度”措施，降低钢铁料消耗是一项系统工程，宣钢150 t炉区通过不断地进行技术革新，优化过程冶炼控制，加强科学的管理，合理应用调温冷钢系统，经过几个月的实施，降本效果明显，并获得良好的经济效益。