降低不銹鋼冶煉過程中錳合金化成本的途徑

王會山,梁國臣

（山東泰山鋼鐵集團有限公司,山東 萊蕪 271100）

0 背景

2007年不銹鋼煉鋼廠引進(jìn)了烏克蘭的GOR轉(zhuǎn)爐不銹鋼精煉技術(shù)，由于其沒有頂槍，冶煉周期長，越來越不適應(yīng)不銹鋼廠原料復(fù)雜的要求。因此集團公司于2013年進(jìn)行了改造，引進(jìn)了西門子奧鋼聯(lián)的技術(shù)，精煉轉(zhuǎn)爐加頂槍，實現(xiàn)頂?shù)讖?fù)吹，縮短了冶煉周期，增加了裝入量，為在這一環(huán)節(jié)加入大量高碳鉻鐵創(chuàng)造了條件，大大減輕了上游工序的壓力。

1 替代錳合金化的提出

由于目前不銹鋼市場低迷，競爭激烈，降低成本壓力巨大。我廠在想方設(shè)法降低成本的過程中，兩種新的高含量錳材料被引進(jìn)了我廠，進(jìn)行代替高價的電解錳操作。

目前，市場上能夠進(jìn)行錳合金化的合金主要有高、中、低碳錳鐵，高硅硅錳合金，金屬錳和電解錳等。通過價格和冶煉工藝分析，我們認(rèn)為采用高碳錳鐵、高硅硅錳代替電解錳具有一定的可行性，表1為典型的三種材料成分及價格。

表1 錳合金化材料的典型成分

2 可行性分析

2.1 工藝分析

剔除硅和錳的因素從它們的含碳量分析可知，電解錳可以在還原后加入，冶煉含碳量較高（0.07%）的鋼種時可以在還原后無限制加入；冶煉含碳量較低的鋼種時，依據(jù)鋼種成分可少部分在還原后加入。高碳錳鐵則必須在氧化階段加入。

從磷硫方面分析，這三種材料的增硫可以通過調(diào)渣去除。而增磷方面，無論從理論研究還是國標(biāo)來看，材料的磷含量不超過0.020%都是不需要考慮的，高碳錳鐵的增磷是必須考慮的，加入1t高碳錳鐵增磷0.0018%左右（出鋼量70t左右），計算如下：

可見，1t高碳錳鐵增磷還是值得考慮的。

2.2 實驗方案

為此，我們制定了以下三種方案（見表2）。

2.3 方案成本分析

根據(jù)實施方案，進(jìn)行了成本測算（見表3）。

表2 三種實驗方案

表3 測算三種方案的成本

2237——普通廢鋼的單價（元/噸）

7000——硅鐵的單價（元/噸）

0.74 ——上述硅鐵的硅含量

400——石灰的單價（元/噸）

注：價格均來自公司內(nèi)部市場價格（不含稅）。

以目前的市場價，高碳錳鐵和高硅硅錳分別比使用電解錳節(jié)約的成本分別為3378元、1621.8元，可以看出高碳錳鐵比高硅硅錳更節(jié)省成本，而使用電解錳的成本是最高的。

3 冶煉實踐

3.1 試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計

2013年10月27日，白班丙班使用高碳錳鐵的情況：

表4 冶煉TS21鋼種時加高碳錳鐵的情況

根據(jù)表4簡單以兩種情況分析如下：

表5 試驗結(jié)果分析

根據(jù)表5，如果以TS21的硅鐵單耗20kg、周期75分鐘來算的話，上述高碳錳鐵節(jié)省成本將進(jìn)一步減少。

每爐加入1t高碳錳鐵的節(jié)省的成本：

每爐加入0.5t高碳錳鐵的節(jié)省的成本：

70——每爐的平均出鋼量；

80——每分鐘的爐襯平均成本。

3.2 過程分析

（1）通過冶煉實踐后的數(shù)據(jù)分析可知，冶煉TS21時加入1t高碳錳鐵，不但沒有降低成本，而且每爐增加了約2000元的成本，如式（2）所示；加入0.5t高碳錳鐵時每爐可節(jié)約1100元，如式（3）所示。

（2）TSR爐第1步加高碳錳鐵1t，半鋼錳含量大約為0.5%,加入后推算大約1.5%，從以上數(shù)據(jù)可知冶煉仍然不穩(wěn)定，可能的原因為脫碳慢，需要取樣4個，吹氧中斷等原因造成周期長硅耗大。

（3）通過表3比較，高碳錳鐵比高硅硅錳的成本優(yōu)勢較小，其中還沒有考慮高碳錳鐵的其他因素，如回收率比高硅硅錳小、氣體消耗成本等。

4 結(jié)論

總之，我們建議是高硅硅錳的碳含量在維持目前水平的條件下多加高硅硅錳，不加高碳錳鐵或少加（500kg），此時增磷可控制在0.001%以下，滿足工藝要求。