影響轉爐鋼鐵料消耗的因素探討

2014-02-13 01:50:42許英飛

冶金經濟與管理 2014年1期

□王剛許英飛

影響轉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重要的綜合性技術經濟指標。由于鋼鐵料消耗成本占整個煉鋼廠成本的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，具有明顯的經濟效益。詳細探討了影響轉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。

轉爐鋼鐵料；消耗；降本增效

近年來，隨著科學技術的迅速發展以及經濟建設的不斷進步，我國的煉鋼事業蒸蒸日上。由于鋼鐵料消耗成本占整個煉鋼廠成本的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，經濟效益明顯，對于鋼鐵企業的生存和發展具有非常重要的影響。本文從影響轉爐鋼鐵料消耗的主要因素分析，探討了降低轉爐鋼鐵料消耗的有效措施，積極促進了我國煉鋼事業的發展。

一、轉爐鋼鐵料消耗因素分析

在進行轉爐冶煉過程中，由于受到氧化吹煉、生產事故造成的回損以及鐵水倒運等因素的影響，鋼鐵料不可避免地會產生一定程度的消耗。影響轉爐鋼鐵料消耗的主要因素包括原料中雜質元素化學損失、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

相關的生產實踐表明，鋼鐵料由于轉爐噴濺因素而產生的消耗與操作水平有很大關系，一般大約在總消耗量的0.5%左右，大噴一次可達到消耗量的3.5%～5%。表1為我國某煉鋼廠轉爐冶煉的鋼鐵料消耗、出鋼量統計情況。

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。轉爐冶煉的相關記錄表明，鋼鐵料消耗隨噴濺率的降低而降低，但是噴濺程度大則會產生較大的鋼鐵料消耗，尤其是爆發性金屬噴濺。因此，噴濺因素對轉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，而渣中鐵損含量則與所加原料、終點鋼水成分、槍位控制等因素有關。對某鋼廠轉爐冶煉爐次中562爐的渣量和渣中鐵損含量進行統計，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化工作才能有效降低轉爐冶煉中的鋼鐵料消耗。這種情況也與該廠的實際情況有關，由于該廠為彌補廢鋼的不足，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爐石灰用量以及渣量，主要發生在鐵水預處理工序。根據某廠轉爐冶煉的未扒渣爐次的相關統計，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。如果在轉爐冶煉時未進行扒渣操作而進入轉爐，勢必會增加石灰的用量，使得冶煉渣量增加，最終使得轉爐鋼鐵料消耗較大。

4.入爐冷料的影響

表3為轉爐冶煉中各爐次的冷料加入量和鋼鐵料消耗具體統計情況。

表3 冷料加入量和相應鋼鐵料消耗統計結果

從表3可以看出，轉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，這是由于冷料的加入平衡了由于廢鋼不足而產生的多余轉爐熱量，同時還能回收礦石、鐵皮球、燒結礦中的鐵，使得轉爐鋼鐵料消耗降低。因此，轉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.補爐因素

補爐也是影響轉爐鋼鐵料消耗的重要因素。根據唐鋼第一軋鋼廠轉爐冶煉的補爐爐次的相關統計，補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。補爐爐次必須將渣子倒干凈，否則會對補爐質量造成不良的影響。但是將渣子倒干凈后則需要增加散料的加入量，在加水轉爐冶煉時被侵蝕掉的部分補爐料進入渣中，使得渣量增加，勢必會造成補爐爐次的平均鋼鐵料消耗升高的現象。

二、降低鋼鐵料消耗的措施

1.改進吹煉工藝

為降低噴濺可以采取以下措施：一是根據轉爐冶煉的實際情況合理改進氧槍噴頭參數，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，減少大型噴濺的發生；二是對轉爐裝入量和渣料用量進行合理控制，根據爐齡和爐襯的實際情況采用分階段定量裝入法；三是采取先進技術改進化渣工藝，適當采取留渣操作，以有效降低渣量；四是在實際的轉爐冶煉過程中，在未達到脫碳的高峰期可暫時降低供氧強度，終點前采用大氧壓低槍位操作，確保壓槍時間，同時降低爐渣氧化性。

2.調整轉爐煉鋼終渣渣態

加入終渣調整劑后，其中的固體SiC與渣中的FeO發生氧化還原反應，將FeO還原為Fe進入到鋼液中，如公式（1）和（2）所示，達到降低渣中TFe含量的目的。

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

表4 終渣調整劑調渣前、后渣樣成分情況

3.降低終渣鐵損含量和爐渣帶鐵量

在實際的轉爐冶煉過程中，為較好地控制終渣鐵損含量，應在吹煉后期避免添加任何含鐵物料，同時還應根據實際情況適當調低槍位和保證壓槍時間充足。做好實際的操作工作，提高一次拉碳命中率。拉碳時，渣子泡沫化嚴重，為了使得渣中帶鐵珠量得到最大程度的降低，則需在進行拉碳前用氣體吹掃處理，提高終點鋼水碳含量。若要進一步降低轉爐鋼鐵料消耗，則需采取其他強化冶煉的技術降低終渣鐵損含量。

終點鋼水碳含量控制目標為0.05%～0.07%。提高終點鋼水含碳量前后終渣鐵損含量對比如表5所示。