煉鋼降低系統(tǒng)溫度的生產(chǎn)工藝優(yōu)化實(shí)踐

李 斌，王啟均

（萍鄉(xiāng)萍鋼安源鋼鐵有限公司安源煉鋼廠，江西 萍鄉(xiāng) 337000）

隨著鋼鐵行業(yè)增產(chǎn)降耗的需求，各鋼鐵企業(yè)大力推進(jìn)提高產(chǎn)能的工作，煉鋼工序則通過(guò)強(qiáng)化生產(chǎn)、優(yōu)化工藝、設(shè)備改進(jìn)等手段來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)鋼最大化。利用提高廢鋼比，降低鐵耗成為主要方式，而工序系統(tǒng)熱量的挖掘成為該項(xiàng)工作的重要切入點(diǎn)。安源煉鋼廠為進(jìn)一步挖掘煉鋼系統(tǒng)溫度熱量空間，以降低轉(zhuǎn)爐出鋼溫度、降低溫降值為主線開(kāi)展工作，實(shí)現(xiàn)了低鐵耗條件下生產(chǎn)的需要，取到明顯效果。

1 工藝及裝備條件

安源煉鋼廠有三座60t氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，三臺(tái)170mm2*170mm2的六機(jī)六流R8m弧形連鑄機(jī)，如下圖所示，鐵水物理熱在1260℃～1320℃（含鐵水罐加廢鋼），鐵水硅在0.43%左右，三座離線合金烘烤爐，兩臺(tái)在線鋼包烘烤器，整體澆注料鋼包，干式料快換水口中間包，鋼種主要為HRB400（E）系列。

圖1 安源煉鋼廠連鑄機(jī)示意圖

2 煉鋼系統(tǒng)溫度現(xiàn)狀

公司于2018年11月后實(shí)施鋼筋新國(guó)標(biāo)成分，在消化合金用量增加帶來(lái)溫度損失的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低鐵耗，生產(chǎn)工藝上必須要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)溫度新平衡。生產(chǎn)工藝優(yōu)化前的溫度現(xiàn)狀見(jiàn)表1。

表1 煉鋼系統(tǒng)溫度情況（以2018年9月～10月為例）

不利的影響因素主要在三個(gè)方面：生產(chǎn)周期長(zhǎng)，提高了溫度；工作質(zhì)量差，人為浪費(fèi)了溫度；工藝保溫缺失，損失了溫度。比如：生產(chǎn)周期長(zhǎng)達(dá)24min，爐機(jī)節(jié)奏不匹配，出鋼時(shí)間長(zhǎng)達(dá)3min～4min，合金烘烤溫度低，吹氣強(qiáng)度大，鋼包不能100%加蓋，鋼水全程保溫措施不到位等等。

3 生產(chǎn)工藝優(yōu)化控制方向

根據(jù)生產(chǎn)工藝的現(xiàn)狀，明確了從兩個(gè)方面進(jìn)行控制：一是必須挖掘煉鋼工序總溫降值的降低，二是必須挖掘連鑄鋼水過(guò)熱度的降低。二者的降低值決定了轉(zhuǎn)爐出鋼溫度降低值，出鋼溫度的降低決定了能夠支撐轉(zhuǎn)爐熱平衡的鐵耗水平。系統(tǒng)溫降挖潛環(huán)節(jié)為出鋼溫降（Δt1），吹氣溫降（Δt2），鋼水在連鑄溫降（Δt3）。HRB400鋼理論液相線溫度約為1503℃左右，生產(chǎn)工藝優(yōu)化前鋼水過(guò)熱度約為32℃，存在挖潛空間。

4 生產(chǎn)工藝優(yōu)化控制措施

通過(guò)一系列的控制措施，今年以來(lái)鋼水過(guò)熱度降低約4℃～5℃，系統(tǒng)溫降值降低約15℃，出鋼溫度由原先約1660℃降到目前約1640℃。

4.1 加快生產(chǎn)節(jié)奏，縮短冶煉周期

氧槍、轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)電機(jī)、天車(chē)等設(shè)備按秒提速，生產(chǎn)組織減少間隙時(shí)間，提高轉(zhuǎn)爐一次倒?fàn)t率，同時(shí)控制連鑄鋼水鎮(zhèn)時(shí)，打擊生產(chǎn)事故等措施，冶煉周期縮短約1.5min～2min，為連鑄“低溫快拉”，降低鋼水過(guò)熱度提供了的前提條件。

4.2 調(diào)控好轉(zhuǎn)爐熱平衡，優(yōu)化轉(zhuǎn)爐輔料結(jié)構(gòu)，減少熱量富余

（1）根據(jù)鐵水條件、生產(chǎn)需要調(diào)整好鐵水廢鋼的大熱平衡，從源頭控制給爐長(zhǎng)的熱量不能富余太多，終點(diǎn)溫度按1620℃～1640℃控制，小熱平衡調(diào)節(jié)由爐長(zhǎng)控制留渣量、渣料、供氧等。

（2）優(yōu)化轉(zhuǎn)爐輔料結(jié)構(gòu)。一是1月～4月試用了鎂球（約4kg/t）替代部分輕燒白云石，減少了輕燒白云石在爐內(nèi)吸熱損失；二是推行少渣煉鋼降輔料，今年1月～8月比去年減少石灰+輕燒白云石+石灰石+降溫含鐵材料共4.04kg/t。

4.3 降低并穩(wěn)固各工序主要系統(tǒng)溫降值

（1）增大出鋼口套內(nèi)徑。由原來(lái)Φ165mm逐步調(diào)為Φ170mm、Φ175mm，出 鋼 時(shí) 間 由3min～4min縮 短 到2min～3min，降低出鋼溫降約9℃～10℃，由于合金用量的增加，抵消了部分出鋼溫降，體現(xiàn)為出鋼溫降降低約5℃～6℃。

（2）抓好鋼包全程吹氣，控制吹氣強(qiáng)度，改進(jìn)鋼包保溫。出鋼采取全程吹氣約2min，到吹氣站后硬吹2min后取樣改軟吹，軟吹大小以鋼水裸露面積＜500mm為準(zhǔn)，不得靠延長(zhǎng)吹氣時(shí)間或吹氣大小來(lái)降溫。同時(shí)，在原來(lái)覆蓋劑保溫的基礎(chǔ)上，增加了保溫效果更好的碳化稻殼。優(yōu)化后吹氣溫降降低約2℃～3℃。保溫劑對(duì)鋼液液面熱損失的影響，見(jiàn)表2。

表2 保溫劑對(duì)鋼液液面熱損失的影響

（3）加強(qiáng)合金烘烤管理，投入新型合金烘烤爐。在沒(méi)有投入新合金烘烤爐前，合金烘烤溫度按200℃目標(biāo)控制，8月底投入新合金烘烤爐后，合金烘烤溫度將按400℃～500℃目標(biāo)控制。

（4）完善鋼包加蓋系統(tǒng)和中間包保溫措施。通過(guò)設(shè)備采購(gòu)質(zhì)量更好的鋼包加蓋油缸，提高了使用壽命，保證了大包加蓋＞90%；中間包也采用了碳化稻殼“黑面”保溫，中間包蓋板的孔洞、間隙進(jìn)行密封保溫；鋼包大包保護(hù)澆注率由原來(lái)70%左右提高到85%以上。

（5）強(qiáng)化連鑄機(jī)工況管理，提高責(zé)任心，提升連鑄拉速。拉坯周期縮短，拉速由1.9m/min～2.0m/min提高到約2.2m/min～2.3m/min，支撐了鋼水過(guò)熱度的降低，同時(shí)疊加保溫措施，連鑄溫降值降低約8℃～10℃。

5 實(shí)施效果

工藝優(yōu)化后，總的系統(tǒng)溫降值由約125℃下降到目前約110℃，鋼水過(guò)熱度由約32℃下降到約28℃，轉(zhuǎn)爐出鋼溫度由1660℃下降到1640℃，鐵耗由約860kg/t降到近三個(gè)月829.2kg/t。

6 結(jié)束語(yǔ)

煉鋼系統(tǒng)溫度的優(yōu)化是個(gè)系統(tǒng)工程，現(xiàn)階段主要通過(guò)加快生產(chǎn)節(jié)奏、加大出鋼口內(nèi)徑、加強(qiáng)保溫等措施取到的效果，若下一步合金烘烤爐正常使用以及廢鋼預(yù)熱、鋼包全程加蓋等改進(jìn)措施推進(jìn)到位，系統(tǒng)溫度將進(jìn)一步得到下降。