煉鋼降低系統溫度的生產工藝優化實踐

李 斌，王啟均

（萍鄉萍鋼安源鋼鐵有限公司安源煉鋼廠，江西 萍鄉 337000）

隨著鋼鐵行業增產降耗的需求，各鋼鐵企業大力推進提高產能的工作，煉鋼工序則通過強化生產、優化工藝、設備改進等手段來實現產鋼最大化。利用提高廢鋼比，降低鐵耗成為主要方式，而工序系統熱量的挖掘成為該項工作的重要切入點。安源煉鋼廠為進一步挖掘煉鋼系統溫度熱量空間，以降低轉爐出鋼溫度、降低溫降值為主線開展工作，實現了低鐵耗條件下生產的需要，取到明顯效果。

1 工藝及裝備條件

安源煉鋼廠有三座60t氧氣頂底復吹轉爐，三臺170mm2*170mm2的六機六流R8m弧形連鑄機，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 安源煉鋼廠連鑄機示意圖

2 煉鋼系統溫度現狀

公司于2018年11月后實施鋼筋新國標成分，在消化合金用量增加帶來溫度損失的基礎上進一步降低鐵耗，生產工藝上必須要實現系統溫度新平衡。生產工藝優化前的溫度現狀見表1。

表1 煉鋼系統溫度情況（以2018年9月～10月為例）

不利的影響因素主要在三個方面：生產周期長，提高了溫度；工作質量差，人為浪費了溫度；工藝保溫缺失，損失了溫度。比如：生產周期長達24min，爐機節奏不匹配，出鋼時間長達3min～4min，合金烘烤溫度低，吹氣強度大，鋼包不能100%加蓋，鋼水全程保溫措施不到位等等。

3 生產工藝優化控制方向

根據生產工藝的現狀，明確了從兩個方面進行控制：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熱度的降低。二者的降低值決定了轉爐出鋼溫度降低值，出鋼溫度的降低決定了能夠支撐轉爐熱平衡的鐵耗水平。系統溫降挖潛環節為出鋼溫降（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，生產工藝優化前鋼水過熱度約為32℃，存在挖潛空間。

4 生產工藝優化控制措施

通過一系列的控制措施，今年以來鋼水過熱度降低約4℃～5℃，系統溫降值降低約15℃，出鋼溫度由原先約1660℃降到目前約1640℃。

4.1 加快生產節奏，縮短冶煉周期

氧槍、轉爐傾動電機、天車等設備按秒提速，生產組織減少間隙時間，提高轉爐一次倒爐率，同時控制連鑄鋼水鎮時，打擊生產事故等措施，冶煉周期縮短約1.5min～2min，為連鑄“低溫快拉”，降低鋼水過熱度提供了的前提條件。

4.2 調控好轉爐熱平衡，優化轉爐輔料結構，減少熱量富余

（1）根據鐵水條件、生產需要調整好鐵水廢鋼的大熱平衡，從源頭控制給爐長的熱量不能富余太多，終點溫度按1620℃～1640℃控制，小熱平衡調節由爐長控制留渣量、渣料、供氧等。

（2）優化轉爐輔料結構。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 降低并穩固各工序主要系統溫降值

（1）增大出鋼口套內徑。由原來Φ165mm逐步調為Φ170mm、Φ175mm，出 鋼 時 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，體現為出鋼溫降降低約5℃～6℃。

（2）抓好鋼包全程吹氣，控制吹氣強度，改進鋼包保溫。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，不得靠延長吹氣時間或吹氣大小來降溫。同時，在原來覆蓋劑保溫的基礎上，增加了保溫效果更好的碳化稻殼。優化后吹氣溫降降低約2℃～3℃。保溫劑對鋼液液面熱損失的影響，見表2。

表2 保溫劑對鋼液液面熱損失的影響

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

（4）完善鋼包加蓋系統和中間包保溫措施。通過設備采購質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、間隙進行密封保溫；鋼包大包保護澆注率由原來70%左右提高到85%以上。

（5）強化連鑄機工況管理，提高責任心，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，支撐了鋼水過熱度的降低，同時疊加保溫措施，連鑄溫降值降低約8℃～10℃。

5 實施效果

工藝優化后，總的系統溫降值由約125℃下降到目前約110℃，鋼水過熱度由約32℃下降到約28℃，轉爐出鋼溫度由1660℃下降到1640℃，鐵耗由約860kg/t降到近三個月829.2kg/t。

6 結束語

煉鋼系統溫度的優化是個系統工程，現階段主要通過加快生產節奏、加大出鋼口內徑、加強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熱、鋼包全程加蓋等改進措施推進到位，系統溫度將進一步得到下降。