鋼鐵料消耗影響因素的分析與探討

白志坤 李 波 王生金 王 淼

(河北鋼鐵集團(tuán)唐鋼公司)

鋼鐵料消耗影響因素的分析與探討

白志坤 李 波 王生金 王 淼

(河北鋼鐵集團(tuán)唐鋼公司)

對(duì)影響鋼鐵料消耗的因素進(jìn)行了分析，通過采取技術(shù)改造、回收處理各種含鐵料、優(yōu)化轉(zhuǎn)爐和連鑄的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)等措施有效降低了全廠鋼鐵料消耗，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

轉(zhuǎn)爐 鋼鐵料 消耗

0 前言

鋼鐵料消耗是指冶煉1噸鋼水需要多少千克鋼鐵料，它是煉鋼廠的主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一。在煉鋼生產(chǎn)中，鋼鐵料成本占煉鋼生產(chǎn)總成本的80%以上，因此抓好鋼鐵料消耗是控制煉鋼生產(chǎn)成本的關(guān)鍵[1]。唐鋼長材部共有3座55 t轉(zhuǎn)爐和3臺(tái)六機(jī)六流小方坯連鑄機(jī)，通過技術(shù)改造、回收處理各種含鐵料、優(yōu)化轉(zhuǎn)爐和連鑄的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，鋼鐵料消耗得到了有效的控制，增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 鋼鐵料消耗的計(jì)算

鋼鐵料消耗是指每冶煉1 t合格鑄坯所消耗的鋼鐵料數(shù)量，公式如下：

鋼鐵料消耗=鐵水消耗+廢鋼消耗

鐵水消耗=調(diào)入鐵水量/合格鑄坯產(chǎn)量*1000

廢鋼消耗=(入爐的廢鋼量-鋼區(qū)回收的廢鋼量)/合格鑄坯產(chǎn)量*1000

2 工藝參數(shù)

2.1 轉(zhuǎn)爐

轉(zhuǎn)爐車間共有3座55 t轉(zhuǎn)爐，采用頂?shù)讖?fù)吹工藝，爐容比0.92 m3/t，采用干法除塵系統(tǒng)。冶煉周期約32 min～34 min，吹氧時(shí)間13 min～15 min，出鋼時(shí)間3 min；轉(zhuǎn)爐爐齡在8 000爐～10 000爐。采用Ф219氧槍，噴孔夾角11.5°，供氧強(qiáng)度達(dá)3.5 m3/t·min(壓力0.85 MPa)，氧槍全長約18.75 m (不包括吊具)。

2.2 連鑄

連鑄車間共有3臺(tái)六機(jī)六流小方坯連鑄機(jī)，均采用弧型半徑設(shè)計(jì)，其主要工藝參數(shù)見表1。

表1 連鑄機(jī)主要工藝參數(shù)

3 影響鋼鐵料消耗的因素

鋼鐵料消耗是調(diào)入的鐵水加廠外廢鋼與合格鑄坯產(chǎn)量之比。煉鋼主要由轉(zhuǎn)爐和連鑄工序構(gòu)成，因此鋼鐵料消耗大致可分為轉(zhuǎn)爐消耗和連鑄消耗。影響鋼鐵料消耗的因素很多，要想降低消耗就應(yīng)該先把影響因素找出，然后針對(duì)每一個(gè)因素采取相對(duì)應(yīng)的措施，根據(jù)這一想法制定出了唐鋼長材部鋼鐵料消耗因果分析圖，鋼鐵料消耗因果分析圖如圖1所示。

3.1 轉(zhuǎn)爐消耗影響因素

影響轉(zhuǎn)爐鋼鐵料消耗的因素包括原料中化學(xué)元素的損失、煙塵損失、爐渣中的鐵損、噴濺、爐內(nèi)剩鋼及倒渣帶鋼造成的鐵損等。為了降低鋼鐵料損耗，應(yīng)采取合理的原料結(jié)構(gòu)、合適的裝入制度和造渣工藝、提高終點(diǎn)控制水平、減少回爐事故和后吹爐次、穩(wěn)定轉(zhuǎn)爐操作水平、降低出鋼溫度等措施來實(shí)現(xiàn)。

圖1 鋼鐵料消耗因果分析圖

3.2 連鑄消耗影響因素

影響連鑄鋼鐵料消耗的因素包括各種甩坯大塊澆余及設(shè)備耐材故障導(dǎo)致的停流拉下等事故，連鑄火焰切割鑄坯時(shí)也會(huì)有一定的切損。

(1)頭尾坯：正常開澆拉下規(guī)定頭坯不超過2 m，尾坯不超過1.5 m。

(2)事故甩坯：分為設(shè)備故障、換水口、鋼水粘、溫低等。

(3)中包大塊：連鑄機(jī)正常拉下時(shí)為保證尾坯的鑄坯質(zhì)量中包中要求剩余一部分鋼水，規(guī)定高度不超過100 mm(約3.6 t)，另外鋼水粘、溫低、非正常拉下等會(huì)造成超標(biāo)大塊。

(4)澆余：溫低、成分不合等因素造成鋼水不可澆而回爐。

(5)計(jì)量系統(tǒng)準(zhǔn)確率：包括鐵區(qū)運(yùn)往鋼區(qū)的鐵水磅、吊鐵水包與鋼水包的天車稱、鑄坯的定重系統(tǒng)、連鑄坯的計(jì)產(chǎn)方式等。

4 降低鋼鐵料消耗的措施

通過上述的分析后，本部對(duì)各個(gè)工序進(jìn)行了有針對(duì)性的技術(shù)工藝優(yōu)化：

4.1 轉(zhuǎn)爐工序

(1)本部充分利用頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐底吹優(yōu)勢，提高轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)高拉碳(C≧0.08%)率，減少后吹爐次，提高搖爐工搖爐水平，在保證整個(gè)吹煉過程化好渣的前提下有效降低轉(zhuǎn)爐終渣氧化鐵含量。

(2)根據(jù)理論計(jì)算與現(xiàn)場生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，技術(shù)人員開發(fā)了轉(zhuǎn)爐計(jì)算機(jī)模型化煉鋼，有效的控制了造渣料的消耗，降低了爐渣量、終渣FeO含量和堿度。

(3)有數(shù)據(jù)表明出鋼溫度每升高1 ℃，鋼鐵料消耗增加0.24 Kg/t，所以降低出鋼溫度可降低轉(zhuǎn)爐消耗，在滿足生產(chǎn)的前提下，長材部采取了多項(xiàng)措施來降低出鋼溫度：減少投入的鋼包數(shù)量，盡可能縮短鋼包循環(huán)使用過程中的等待時(shí)間；提高合金料烘烤溫度；增加大包套管保護(hù)澆注，有效阻止鋼液表面的熱輻射；連鑄對(duì)二冷區(qū)進(jìn)行技術(shù)改造，增加拉鋼速度，保全流澆鋼，縮短鋼水鎮(zhèn)靜時(shí)間。

(4)對(duì)轉(zhuǎn)爐二次除塵系統(tǒng)實(shí)施改造，將回收的除塵灰壓制成球，充當(dāng)冷料，有效降低了鋼鐵料消耗。

(5)用電磁吊篩選回收爐坑和渣場的渣鋼，回收金屬含量較高的部分和廢鋼一起入爐，提高煉鋼廢金屬回收率。

4.2 連鑄工序

(1)對(duì)連鑄火焰切割、鑄坯表面脫落的氧化鐵皮進(jìn)行回收，制成鐵皮球運(yùn)往高位料倉加入轉(zhuǎn)爐，降低轉(zhuǎn)爐鋼鐵料消耗。

(2)對(duì)連鑄結(jié)晶器進(jìn)行技術(shù)改造，增設(shè)了結(jié)晶器液面自動(dòng)控制系統(tǒng)、自動(dòng)加保護(hù)渣、中包連續(xù)測溫等設(shè)備降低了漏鋼堵流事故的發(fā)生率，減少了廢品的產(chǎn)生。

(3)盡量使用長壽命中包，減少二開次數(shù)，從而減少頭尾坯和中包大塊所占的噸鋼比例，提高連鑄收得率。

(4)對(duì)連鑄火焰切割槍進(jìn)行改造，割口由以前的5 mm降低到3.1 mm以下，降低了連鑄坯的切割損失。

(5)當(dāng)連鑄機(jī)停澆時(shí)，合理安排檢修，盡量減少澆注時(shí)設(shè)備故障引起的非計(jì)劃拉下和甩坯等。

通過采取以上各項(xiàng)措施，鋼鐵料消耗顯著降低，2016年上半年鋼鐵料消耗表見表2。

表2 2016年上半年鋼鐵料消耗表

由表2可以看出2016年上半年鋼鐵料消耗從1月份的1 066.07 kg/t降低到6月份的1 054.06 kg/t，全廠消耗降低了12.01 kg/t，同比成本下降了15.61 元/t，按月產(chǎn)量10萬噸計(jì)算月節(jié)約成本156.1萬元。

5 結(jié)語

(1)鋼鐵料消耗幾乎涉及到了鋼區(qū)每一道工序，是一個(gè)綜合性指標(biāo)，要降低全廠鋼鐵料消耗需進(jìn)行綜合管理。

(2)盡最大可能回收含鐵料，減少廢棄物的產(chǎn)生量，有利于降低企業(yè)成本，顯著提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

(3)根據(jù)某廠經(jīng)驗(yàn)，鋼區(qū)鋼鐵料損耗約5%發(fā)生在原料工序(含鐵水預(yù)處理)，約83%發(fā)生在轉(zhuǎn)爐工序，約12%發(fā)生在連鑄工序[2]。所以減少轉(zhuǎn)爐噴濺、渣中鐵損及提高轉(zhuǎn)爐搖爐水平可有效降低鋼鐵料消耗。

[1] 何先慶.系統(tǒng)優(yōu)化降低鋼鐵料消耗[J].山西冶金，2009(5):26-27

[2] 彭峰，李曉.轉(zhuǎn)爐鋼鐵料消耗分析與對(duì)策[J].技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2008(4):16-18

ANALYSIS AND DISCUSSION ON INFLUENCING FACTORS OF THE STEEL MATERIAL CONSUMPTION

Bai Zhikun Li Bo Wang Shengjin Wang Miao

(Tangshan Iron and Steel Company,Hebei Iron and Steel Group)

The factors which affected the steel material consumption are analyzed, the consumption of steel material is effectively reduced by adapting technical reconstruction, recycling and processing of iron-containing materials, optimizing the various production processes of converter and continuous casting, the remarkable economic benefits have been obtained.

converter steel material consumption

2016-10-12

*聯(lián)系人：白志坤，助理工程師，河北.唐山(06300)，河北鋼鐵集團(tuán)唐鋼公司長材部；