淺析降低煉鋼成本的技術應用

景琳琳，周 詳

（陜西漢中鋼鐵有限責任公司煉鋼廠，陜西 漢中 724200）

在目前全國鋼鐵產能過剩及產品同質化日趨嚴重的情況下，鋼鐵行業進入了“微利”時代，在高成本、低利潤的重壓下，鋼鐵企業紛紛通過工藝優化、技術改革創新來控制、降低生產成本。從部分鋼鐵企業煉鋼工序運行成本看，雖然取得了一定成效，但可控成本過程消耗部分、回收利用部分尚有很大的挖潛空間。

國內外鋼鐵行業很多做法可以降低煉鋼成本，比如上海寶鋼的轉爐少渣煉鋼工藝、首鋼遷鋼的轉爐“雙渣＋留渣”工藝、邯鄲鋼鐵的“轉爐低成本終渣循環煉鋼法”以及轉爐雙聯法、余熱發電等，最主要的仍是要根據設備、裝備水平、原燃料條件以及生產的產品特點來選擇適合的方法。所以在確保產品各項指標滿足用戶需求的前提下，深掘工藝潛能，通過優化生產工藝模式來降低成本則是當下鋼鐵企業的生存之道。文章從技術、工藝改進、引進使用等方面分析有效降低煉鋼工序成本的方法。

1 煉鋼工序成本的組成

煉鋼工序成本主要有可控制成本、固定成本和回收利用。其中可控成本指隨產品、產量、市場價格的變化煉鋼成銷號也隨之浮動的項目，主要有鋼鐵料消耗、合金消耗、熔劑消耗等；綜合回收利用指熱能回收、鐵元素回收兩部分，煉鋼系統要對可控成本、回收利用部分進行重點分析，才是降本的攻關方向。

2 技術進步支撐降低生產成本

2.1 降低鋼鐵料消耗成本

（1）少渣冶煉降低成本。少渣冶煉主要是針對降低造渣材料的使用量，其核心是終渣循環利用，也是當前各大鋼鐵企業攻關消耗的主要途徑，如可以采用降低煉鋼的鐵損、減少渣量的低堿度煉鋼技術、留渣操作及雙渣+留渣等。國際先進的少渣量冶煉工藝控制水平為最少40～50 kg/噸鋼，國內各鋼鐵企業渣量控制水平為80～200 kg/噸鋼，存在差異很大。每100kg轉爐渣含鐵11～20kg，各企業的鐵損也存在很大的差別，噸鋼成本影響也很大相差20～40元。轉爐出鋼渣二氧化硅和五氧化二磷含量高，氧化鐵含量25%～30%、氧化鈣氧化鎂含量50%左右，但一般不回收利用，做建材，鋪路用，鐵元素損失也隨之增加。總的渣量越大，帶走的不可回收的鐵越多，從循環經濟角度，渣量應越少越好。

（2）提高連鑄連澆率降低生產成本。連鑄的連澆率提高，有效降低了中間包開澆次數，從而減少了轉爐終點溫度要求高溫頻次。實際生產過程中，由于中間包、鋼包烘烤效果等因素限制，要求連鑄前3爐開澆鋼水目標溫度較正常的連澆爐次要高20～30℃，則噸鋼鐵水消耗就相應會增加15kg左右。通過提高單個中間包的連澆率，不僅減少了中間包鋼水澆余量，也降低了鋼坯的金屬損耗以及耐火材料的消耗。

（3）鋼包全程加蓋降低成本。在煉鋼生產過程中，鋼包作為各工序之間的銜接設備，其保溫性能直接影響出鋼溫度和澆鑄溫度。雖然煉鋼過程中采取烘烤鋼包、鋼水包加保溫劑、提高熱周轉率等一些措施來減少鋼水的過程溫降，但實際的溫度控制精準能力和效果卻非常有限。有研究表明，150t的鋼包加蓋后，可有效降低輻射熱損失。鋼包加蓋技術已成為鋼鐵行業節能降耗的一項重要措施。有統計顯示，鋼包全程加蓋技術應用后，轉爐出鋼溫度較未加蓋降低約10～15℃，噸鋼成本可降低10～15元（按理論降低出鋼溫度1℃，噸鋼成本降低1元計算，其中合金消耗降低0.1元/t鋼，鋼鐵料消耗降低0.4元/t鋼；耐材消耗降低0.1元/t鋼；溶劑消耗降低0.2元/t鋼；動力能源成本降低0.2元/t鋼）。該工藝目前正在各廠家中逐漸普及，降低了鋼鐵料消耗，節約了部分煤氣的消耗。

2.2 降低合金成本

近幾年，鋼鐵行業合金價格攀升，鋼材價格卻萎靡不振，鋼鐵行業進入“寒冬期”，對于絕大多數鋼鐵企業來說其加工成本已遠高于市場價格，惟有生產高附加值產品，還有一些贏利的空間。隨著高附加值產品生產力度加大，利潤空間也不斷縮水。高附加值產品成本相應也高，主要是采用的合金成本較高一些，因此通過降低合金成本，繼而降低煉鋼工序的生產成本依然是鋼鐵企業努力的主要攻關方向。

降低合金成本一是在滿足產品性能的前提下，對鋼種成分精細化管理；二是不斷推進新工藝，優化合金結構。

鋼種成分精細化管理，就要持續加強在后續加工工序上的研究，充分利用軋線功能，提高鋼材性能。在此基礎上根據生產鋼種規格不同，對成分進行中下限、窄范圍控制，尤其是細化貴重合金的使用量，以降低合金成本。

在鋼種成份不變的條件下優化合金結構，降低成本，通常采用兩種方式。一是在保證工藝條件不變的基礎上采用低價合金置換高價合金的方法。二是推進新工藝降低合金成本，如冶煉普碳鋼HPB300，由于單純脫氧用的強脫氧劑硅鈣鋇、硅鋁鈣鋇等價格較高，生產中也使用部分高效復合脫氧劑，替代原有用硅鐵+少量硅鈣鋇對鋼水進行脫氧工藝，通過測算使用新工藝脫氧后，可降低噸鋼成本約1元/t鋼。

2.3 降低熔劑成本

煉鋼用熔劑主要為造渣材料，如石灰、輕燒白云石等。受市場及生產成本的影響，各企業都在降低消耗上下工夫，抓好日常操作管理，但降低熔劑成本持續有效可行的辦法就是改進冶煉工藝。以陜西某鋼鐵企業為例，通過數據經驗研究出一套適應現有條件的新工藝，大幅降低了石灰、石灰石、輕燒白云石等熔劑的消耗。轉爐冶煉的石灰消耗由2012年的46 kg/t鋼降低到目前的32 kg/t鋼，噸鋼成本降低約5.6元，輕燒白云石消耗由19 kg/t鋼降低到15.1 kg/t鋼，噸鋼成本降低約1.5元。熔劑消耗量降低，也有效降低了轉爐工序鋼鐵料的消耗。

2.4 提高熱能、鐵元素回收利用

回收利用是鋼鐵企業循環經濟的重要組成之一，也是當下國家環境保護等非常重視的問題。轉爐工序可回收的有煤氣、煙氣余熱（蒸汽）、煙塵、鐵元素。循環經濟理念已在鋼鐵企業的普及推廣，所以鋼鐵企業的熱能回收和鐵元素的回收在降低成本方面值得關注的問題。

（1）熱能回收。熱能回收主要是三方面：煤氣回收、蒸汽回收、煙塵回收。生產實踐統計，轉爐煤氣回收占轉爐工序能源回收約90%（以折算為標準煤計），是實現“負能”煉鋼的關鍵環節，因此煤氣回收對回收成本影響至關重要。100～110m3/t鋼，CO含量50%～60%，大約折合20～22 kg標煤（根據有關資料1 kg標煤發電 3.0 kW·h，5m3轉爐煤氣=1kg標煤）。部分鋼鐵企業未對工藝進行優化、研究，或者不具備回收條件，放散煤氣導致浪費巨大。初步理論計算一個鋼鐵廠年產產鋼量300萬t，若不回收轉爐煤氣，預計年損失在7萬t標煤，價值約7000萬元（注：1kg標煤折合價值1元）。

（2）鐵元素回收。鐵元素分為可回收和不可回收兩部分。可回收指內部循環產生，不需要加工便可使用，如自檢廢鋼坯、連鑄坯頭坯尾、連鑄坯氧化鐵皮、連鑄長水口殘鋼、維修邊角料等。可回收部分大約產生3～10 kg/t鋼，各廠存在條件差異。

不可回收指煙塵和生產損耗需要加工后篩選的含鐵料，如除塵灰、轉爐噴濺渣、轉爐爐渣、大包澆余、鋼包殘鋼等。

不可回收部分中，除塵灰進行分級管理，品位在50%以上大約15～18 kg/t鋼，相當于含鐵9 kg/t鋼，有些企業存在除塵能力小，煙塵外逸嚴重，直接造成不可回收，煙塵排放充分體現成本、環境污染和循環經濟，是三位一體的。轉爐噴濺、澆余等加工后約10 kg/噸鋼，各廠損失不等。轉爐爐渣中氧化鐵含量20～30%（Fe2O3、FeO），100 kg爐渣含鐵大約是 11～18 kg，篩選后因富含磷和硅，故大多不回收利用。

3 結語

煉鋼過程是高溫條件下多相之間進行的復雜的物理化學反應過程，其生產過程就是成本費用的形成過程，是物料消耗、能源消耗的過程，也是煉鋼生產成本的重要組成部分。生產成本是自身的消耗形成，除固定成本以外，95%以上產生于煉鋼的生產過程。因此充分利用技術進步、科技創新的優勢，推進新工藝、新技術的引進、使用、消化再開發，控制好煉鋼的生產過程，最大程度降低煉鋼工序的生產成本，提升利潤空間。