天鐵熱軋降低鋼鐵料消耗的生產實踐

張素芳

（天津天鐵冶金集團熱軋板有限公司，河北涉縣056404）

天鐵熱軋降低鋼鐵料消耗的生產實踐

張素芳

（天津天鐵冶金集團熱軋板有限公司，河北涉縣056404）

為降低天鐵熱軋鋼鐵料消耗，通過優化鐵水脫硫操作、降低轉爐噴濺率、提高轉爐終點命中率以及對連鑄鋼包注余進行回收等措施，使天鐵熱軋的鋼鐵料消耗從1 070 kg/t降低到1 063 kg/t，創造了顯著的經濟效益。

鋼鐵料；消耗；轉爐；脫硫

1 引言

鋼鐵料消耗是煉鋼企業的重要技術經濟指標之一，鋼鐵料消耗水平的高低直接關系到煉鋼廠的成本與效益。在當前鋼鐵業進入微利甚至虧損的形勢下，天鐵熱軋針對自身鋼鐵料消耗一直居高不下的現狀，深入對標挖潛，從影響鋼鐵料消耗的鐵水預處理工序、轉爐冶煉工序、連鑄工序不斷探索和創新，摸索出一條適合自身的降本增效之路，使得天鐵熱軋的鋼鐵料消耗從2013年的1 070 kg/t，穩定降低到現在的1 063 kg/t左右。

2 天鐵熱軋冶煉工藝裝備

天鐵熱軋工藝流程采用了常規的工藝流程，即：高爐來鐵→倒灌站→鐵水脫硫→轉爐冶煉→LF爐精煉→RH真空精煉→板坯連鑄，其主要裝備如表1所示。

其中，鐵水預處理工序采用鈍化石灰、鎂粉的復合噴吹；轉爐公稱容積為180 t，爐容比為0.95，出鋼量在190 t左右；板坯寬度范圍900～1 650 mm，厚度230 mm。

表1 天鐵熱軋冶煉工藝裝備

3 影響鋼鐵料消耗的原因分析

3.1 鐵水預處理工序

天鐵熱軋鐵水主要由天鐵第二煉鐵廠六號高爐供應，由于鐵水Si含量不穩定，為控制爐渣堿度，需要增加石灰用量。隨著石灰用量的增加，必然增加鐵水中的渣量，從而增加渣中帶鐵，增加鐵損；同時，Si含量不穩定的鐵水，會增加脫硫操作的復雜性，對控制鐵水噴濺不利，所以，鐵水預處理環節降低鋼鐵料消耗的關鍵是減少扒渣過程的渣中帶鐵及減少鐵水噴濺。

3.2 轉爐冶煉工序

轉爐冶煉工序影響鋼鐵料的因素眾多，如鐵水質量與溫度、入爐物料比、輔料質量、轉爐噴濺率和轉爐終點命中率等。天鐵熱軋轉爐噴濺率一度高達50%（圖1、圖2為轉爐冶煉噴濺過程及噴濺結束圖像），噴濺中的鐵損嚴重，超過行業的平均水平，因此降低噴濺是降低鋼鐵料消耗的關鍵環節之一。轉爐鐵損最大的部分應為冶煉氧化過程中鋼渣的氧化鐵及夾雜其中的鋼粒損失，占到工序鐵損的大部分。這些鐵損，一部分是必需的，因為冶煉過程需要氧化反應去除鋼水中的雜質及提供反應熱，通過控制轉爐終點成分命中率與溫度命中率，可以在保證鋼水純凈度的前提下降低鐵損。

圖1 轉爐噴濺過程圖

圖2 轉爐噴濺結束損失鐵量

3.3 連鑄工序

連鑄工序影響鋼鐵料消耗的主要因素包括各種事故損失、板坯質量造成的廢品、切割損失、氧化燒損以及鋼包余鋼。連鑄澆完的鋼水包，不可避免地要余留一些鋼水在包內，對鋼包內的注余鋼水進行回收直接再利用，能有效減少鐵損，降低鋼鐵料消耗。

4 降低鋼鐵料消耗的措施

天鐵熱軋通過各個工序的深入分析，找出了影響本企業鋼鐵料消耗的關鍵因素，制定了一系列的針對性措施，主要包括優化脫硫操作、降低轉爐噴濺、提高轉爐終點命中率、對連鑄鋼包余鋼進行注余回收等。

4.1 優化脫硫操作

天鐵熱軋為了提高鐵水的收得率，根據供應鐵水的條件，采取了鎂粉降低噴吹壓力和噴吹速度的措施，壓力由原來的540 kPa降至420 kPa；鎂粉噴吹速度由12 kg/min調整為6 kg/min,這樣會延長鎂粉在鐵水當中的時間，溶解量會增加，從而增加了脫硫時間，降低壓力，形成濃相輸送，減少了鐵水噴濺；扒渣前鎮靜，翻包時保證鐵水液面與包口保持10～20 cm距離，避免扒渣鐵水涌出，扒渣時采用快出慢回的措施，并且在鐵水包口進行3 s的停留，保證鐵水有回流的時間，從而減少了鐵損。

4.2 降低轉爐噴濺率

轉爐冶煉產生噴濺主要原因：一是冶煉溫度不均，忽高忽低造成的反應不平衡，二是氧化鐵控制不當，氧化鐵偏高，超過了30%，形成大量的低熔點物質，由爐渣過分發泡造成。合理布料能促進冶煉溫度的均衡，60～90 s進行首次布料，主要布料采用鎂質料和石灰，加入量達到1/2～2/3,利用前期的低溫優勢，保證前期堿度和流動性，再次布料采用化渣劑和石灰，要在保證前期的化渣良好前提下，隨著溫度的提升，逐步多次小量地隨化渣的情況加入，期間要根據化渣情況加入含鐵物料，保證了爐內溫度均勻升溫，并且要在12 min前全部結料，避免以前靠料來砸噴濺的做法，發現噴濺的時候加料，造成局部溫度偏低，抑制了當時的噴濺，但反應在不斷聚集，一旦溫度上來后造成溫度急冷產生大的噴濺；槍位采用中（點火，均溫）→低（升溫、前期化渣）→高（均勻升溫、化渣）→低（攪拌、均溫度成分、穩定拉碳）的模式，要求槍位在拉碳槍位和化渣槍位之間波動，避免槍位過高或過低造成的氧化鐵難以控制，當發現異常時，靠槍位不能改善時要輔助布料來共同控制化渣，比如：槍位在化渣位時，爐渣還有返干的趨勢，要及時補加化渣劑來調整，一般不允許長時間地提高槍位，保證了氧化鐵的穩定。

4.3 提高轉爐終點命中率

轉爐終點控制主要是對成分和溫度的要求。冶煉過程中要充分利用過程穩定控制，發揮過程測試功能，對過程數據進行快速分析，確定后期的溫度調整和化渣方案，準確命中終點；采用前期溫度優勢，利用中槍位的升溫功能和鐵水和廢鋼中氧化鐵的作用快速化渣，當火焰變化時，隨著化渣的進程，根據爐內甩到爐帽上的渣片來不斷補充物料，保證全程化渣、前期和過程的堿度以及磷硫的去除，減少了因磷硫的不合而發生點吹的次數；充分發揮轉爐底吹技術，控制供氣強度，根據爐底情況不斷調整底吹流量，保證底吹效果，使得碳氧積控制在0.003 0以下，降低鋼水中的氧含量；拉碳時間要大于40 s，期間保證火焰穩定，鋼水成分和溫度均勻，保證轉爐終點命中率。

4.4 對鋼包余鋼進行注余回收

采用注余回收技術，將連鑄澆注完的鋼水包利用吊車吊至轉爐出鋼跨，帶轉爐出完鋼后，鋼包車開至出鋼跨，吊車將連鑄澆注完的鋼水包包內的爐渣和余鋼折回至下一包內，利用包內的爐渣精煉能力和包內的余鋼對下爐的鋼水進行洗禮，起到了凈化鋼水的目的，使得精煉工序前移，節省了精煉時間，同時對鋼包的余鋼進行了回收再利用，提升了鋼水收得率。

5 降低鋼鐵料消耗措施的實施效果

優化脫硫操作以后，脫硫噴吹趨于穩定，鐵水噴濺明顯減少，最終的鐵水帶鐵量也隨之減少，鐵損由原來的9 kg/t降至為6 kg/t。

轉爐冶煉中，掌握了布料和槍位的關鍵點，抓住控制熔池溫度和調整好氧化鐵含量，噴濺逐步減少。通過限制結料時間，保證了過程渣的流動性和去磷硫的效果，布料更為合理，吹煉更加平穩。吹煉槍位在拉碳和化渣之間調整，操作更加合理，噴濺明顯減少。噴濺由最高時的50%降為10%左右，如表2、表3所示。

表2 2013年降低噴濺前的轉爐噴濺率統計 /%

表3 2014-09—2015-03降低噴濺后轉爐噴濺率統計表 /%

轉爐通過過程測試來保證終點合格的措施，降低了渣中氧化鐵的含量，通過保證拉碳時間增加鋼水的攪拌，加強底吹效果，保證底吹透氣技術，使得轉爐終點的氧含量進一步降低，使鋼水中的碳與渣中的氧化鐵充分反應，從而降低全鐵含量，增加出鋼量，表4為2014-01—10期間轉爐終點情況。

表4 2014-01—10月轉爐終點情況

由圖3可以看出，終點情況得到了很好的改善，終點碳含量在0.07%以上，氧含量小于600×10-6，終渣氧化鐵小于20%，都為降低鋼鐵料消耗起著很重要的作用。

圖3 系統自動采集的轉爐終點命中情況

采用注余回收新工藝，起到了凈化鋼水的目的，使得精煉工序前移，節省了精煉時間，同時提升了鋼水收得率，降低鋼鐵料消耗2～5 kg/t。

6 結束語

天鐵熱軋從自身的實際情況出發，找出了影響本企業鋼鐵料消耗的主要原因，通過制定對應的措施，并嚴格執行，起到了降低鋼鐵料消耗的效果，鋼鐵料消耗從原來的1 070 kg/t降低到1 063 kg/t。

Production Practice of Reducing Steel Material Consumption at Tiantie Hot Rolling

ZHANG Su-fang
(Plate Hot Rolling Company Limited,Tianjin Tiantie Metallurgy Group,She County, Hebei Province 056404,China)

In order to lower the consumption of steel material at Tiantie Hot Rolling,measures were taken of optimizing hot metal desulphurization operation,reducing converter splashing rate,improving converter end-point hit rate and recovering ladle remnant at continuous casting to reduce the consumption of steel material from 1 070 kg/t to 1 063 kg/t,creating remarkable economic benefits.

steel material;consumption;converter;desulfurization

10.3969/j.issn.1006-110X.2015.06.002

2015-08-17

2015-09-03

張素芳（1983—），女，本科，工程師，主要從事冶煉技術管理工作。