冷鋼調(diào)溫技術(shù)在大型轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)中的研究與應(yīng)用

賈建明

（河北鋼鐵集團宣化鋼鐵公司，河北 宣化075100）

鋼鐵料消耗是轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)成本中比重最大的一項，同時又是諸多技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的綜合體現(xiàn)。為了降低鋼鐵料消耗，河北鋼鐵集團宣化鋼鐵公司（全文簡稱宣鋼）“堅守成本優(yōu)勢，打造比較優(yōu)勢”為思路，積極推進轉(zhuǎn)爐爐后調(diào)溫加冷鋼項目，優(yōu)化冶煉工藝，加快生產(chǎn)節(jié)奏，降低生產(chǎn)成本，推進產(chǎn)品升級和結(jié)構(gòu)調(diào)整。調(diào)溫冷鋼是指在軋制過程中的切頭尾、碎斷產(chǎn)生的廢鋼或加工成相應(yīng)尺寸的螺紋鋼筋廢材，在加入鋼包內(nèi)直接熔化成鋼水，實現(xiàn)挖潛降耗。

1 調(diào)溫冷鋼系統(tǒng)應(yīng)用的背景

宣鋼二鋼軋廠煉鋼作業(yè)區(qū)現(xiàn)有150 t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐2座，均配備副槍系統(tǒng)，于2010年11月11日正式投入生產(chǎn)后承載著公司很重要的煉鋼任務(wù)，達(dá)到年產(chǎn)量360萬t，目前鋼鐵行業(yè)競爭日益激烈，鋼材利潤空間逐步降低。為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，必須采取措施降來降本增效。宣鋼二鋼軋廠生產(chǎn)成本中鋼鐵料消耗是所有成本中最大的一項，同時又是許多技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的一個綜合體現(xiàn)。鋼鐵料消耗指標(biāo)的好壞可以直接體現(xiàn)出一個鋼廠綜合技術(shù)水平、裝備水平、管理水平的高低[1]。它直接關(guān)系到二鋼軋廠以降本增效為主的措施成敗。在此基礎(chǔ)上針對性的提出優(yōu)化改進措施，根據(jù)目前生產(chǎn)現(xiàn)狀進行工藝改進，在轉(zhuǎn)爐爐后加裝調(diào)溫冷鋼系統(tǒng)，不僅可以有效降低鋼鐵料消耗，而且還可以有效節(jié)約氬氣消耗，降低澆筑溫度，達(dá)到降低澆鑄過熱度，穩(wěn)定鋼水質(zhì)量，達(dá)到提高鋼水質(zhì)量以及降本增效的目的[2]。

2 調(diào)溫冷鋼使用原則

目前只在低合金系列鋼種（HRB400系列）、焊線系列鋼種（ER70S-6系列鋼種）和w（C）≤0.60%的低牌號硬線上使用。其他鋼種上不得使用。在滿足現(xiàn)有生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上就轉(zhuǎn)爐異常高溫爐次和螺紋鋼、普碳鋼開機子進精煉爐次進行加入調(diào)溫冷鋼操作，目前不刻意增加出鋼溫度強行加入調(diào)溫冷鋼操作。針對目前生產(chǎn)工藝，就進LF和非LF流程鋼種進行分別控制。非進LF鋼種主要以HRB400系列、普碳鋼系列等直跟機子為主。

1）此類鋼種在生產(chǎn)過程中由于吹煉控制失誤，終點出鋼溫度偏高，造成進氬站溫度偏高的爐次進行加入。

2）爐后加入總量為目前鏟車正常一鏟的量、總量控制在1～1.5 t。

3）出鋼結(jié)束后進氬站先進行測溫，依據(jù)測溫情況調(diào)整冷鋼加入量，通過加入裝置傾斜角度控制加入量。

4）加入冷鋼前打開氬氣旁通大翻，加入冷鋼后，有足夠時間攪拌確保冷鋼完全融化。

為穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量提供保障，增加相應(yīng)稱重設(shè)備，精準(zhǔn)控制冷鋼加入量，避免因加入量不準(zhǔn)造成溫度降不下來或低溫鋼現(xiàn)象；每爐吹煉結(jié)束前精準(zhǔn)測量鋼水溫度，依據(jù)測溫情況確認(rèn)冷鋼加入量，保證加入冷鋼后鋼包內(nèi)鋼水的溫度能滿足精煉到站溫度或連鑄機澆鑄溫度的要求。建立完整的冷鋼檢驗制度，定期對冷鋼的成分進行抽檢，用鋁錳鈦鐵或鋁錠脫氧的鋼種，大翻過程易造成鋁控失效，引起絮流，產(chǎn)生廢品，不得加入。以及w[C]≥0.60%的鋼種，易造成物料結(jié)坨，產(chǎn)生批量廢品，不得加入。

3 冷鋼的技術(shù)要求

1）冷鋼應(yīng)干燥、表面無嚴(yán)重及剝落銹蝕。

2）冷鋼中不應(yīng)混有鐵合金、合金廢鋼及廢鐵。

3）冷鋼表面不應(yīng)存在泥塊、水泥、粘砂、油脂、耐火材料、爐渣、礦渣等。

4）冷鋼中不應(yīng)有廢鋼鐵國標(biāo)中規(guī)定的有害物。

5）冷鋼中不應(yīng)夾雜放射性廢物。

6）冷鋼直徑≤70 mm，長度≤400 mm。

4 使用效果

4.1 改善鑄坯質(zhì)量

由于澆鑄溫度高會在鑄坯內(nèi)部個別部位柱狀晶區(qū)易穿心“搭橋”，致使局部封閉空間內(nèi)殘液的冷凝收縮得不到補充，形成中心疏松或縮孔，調(diào)溫冷鋼的應(yīng)用后，直接有效降低了連鑄機的過熱度，減少鋼水對中包和大包耐材侵蝕，減少鑄坯中心偏析、疏松和縮孔，穩(wěn)定鑄坯質(zhì)量。

4.2 溫降情況

通過對調(diào)溫冷鋼使用過程進行跟蹤，其溫降分布概率如圖2所示。

圖2 調(diào)溫冷鋼溫降概率圖

通過圖2可以看出爐后調(diào)入調(diào)溫冷鋼后，鋼水溫降約為14～17℃。

4.3 經(jīng)濟效益

從2019年11月開始投入使用，目前調(diào)溫冷鋼投入運行已經(jīng)將近半年。由于調(diào)溫冷鋼加入爐內(nèi)后沒有損耗，考慮目前廢鋼的收得率為92%，鋼鐵料單價為2 353元/t，因此每噸調(diào)溫冷鋼的經(jīng)濟效益為：2 353×（1-92%）=188.24元。

2020年1月—6月調(diào)溫冷鋼使用量入表1所示。

表1 2020年1月—6月調(diào)溫冷鋼使用量

調(diào)溫冷鋼使用量按819.24 t/月計算，因此年經(jīng)濟效益為：188.24×819.24×12=185.06萬元。

5 結(jié)論

為保證調(diào)溫冷鋼系統(tǒng)的順利運行，最大程度的降低成產(chǎn)成本，追求利潤最優(yōu)化，煉鋼作業(yè)區(qū)積極優(yōu)化各生產(chǎn)工序，創(chuàng)新落實“控溫度、保時間、準(zhǔn)稱量、建制度”措施，降低鋼鐵料消耗是一項系統(tǒng)工程，宣鋼150 t爐區(qū)通過不斷地進行技術(shù)革新，優(yōu)化過程冶煉控制，加強科學(xué)的管理，合理應(yīng)用調(diào)溫冷鋼系統(tǒng)，經(jīng)過幾個月的實施，降本效果明顯，并獲得良好的經(jīng)濟效益。