轉爐低鐵耗生產探索與實踐

周志勇

（陽春新鋼鐵有限責任公司，廣東 陽春 529600）

轉爐冶煉鐵水消耗（以下簡稱鐵耗）是的一個重要的工藝指標，鐵耗的高低不僅決定了轉爐車間消耗廢鋼的能力，也反映了轉爐冶煉過程熱量的利用效率，尤其對于鐵水產能有限的鋼鐵聯合企業(yè)，推進降低鐵耗的工作可以有效的提高企業(yè)產能。

陽春新鋼鐵責任有限公司（以下簡稱陽春新鋼鐵）轉爐車間配備2 座公稱容量為120 噸的轉爐，加料跨由2 臺30+30t 天車和2 臺180t 天車提供廢鋼和鐵水。上道工序由2 座1250 立方的高爐提供鐵水，爐后有2 坐在線CAS 吹氬攪拌站以及1 坐離線LF 電極鋼包爐，連鑄包含3 臺5 機5 流小方坯連鑄機。隨著陽春新鋼鐵煉鋼廠連鑄機方坯斷面150mm 到155mm 的改進成功，加上煉鋼廠從內部優(yōu)化各工序的銜接時間，使煉鋼廠鐵水的消耗能力達到每天9000 噸以上，而新鋼鐵煉鐵廠每天的鐵水產量維持在8000～8200 噸之間，為了保證轉爐有足夠的作業(yè)率，完成企業(yè)全年產量目標，煉鋼廠以轉爐冶煉熱量平衡和優(yōu)化生產組織作為基礎，積極開展了多種形式的降鐵耗探索與實踐[1]。

(1)對于低壓電網側斷路器的選擇，常用的有萬能式斷路器和塑殼式斷路器。一般在配電系統電流較大的進出線回路，采用萬能式斷路器；而對于照明等低壓配電線路，大多采用塑殼斷路器[6]。在小區(qū)箱變中，選用DW16-1600型斷路器，額定工作電壓為0.4 kV；由于塑料外殼式低壓斷路器具有結構比較緊湊、操作安全等優(yōu)點，箱變出線用低壓塑殼式斷路器，型號選用TLM1S-125，額定絕緣電壓為800 V，額定工作電流10～800 A，用作分配電能。

1 鐵水消耗控制現狀

2019 年，公司對外采購優(yōu)質廢鋼，轉爐車間裝入原料的結構發(fā)生了較大的變化，2019 年下半年，煉鋼廠通過對生產組織進行梳理，優(yōu)化銜接時間，推進冶煉終點出鋼溫度系統溫降工作，降低了終點出鋼溫度，提高了入爐廢鋼占比，使得鐵耗得到有效降低。2019 年下半年鐵耗水平以及工藝條件如表1 所示：雖然2019 年下半年鐵耗指標得到明顯改善，在2020 年年初鐵耗控制降低至850kg/t，但是與同行業(yè)相比，鐵耗控制仍然有較大的降低空間，因此需要對冶煉控制提出進一步進行改進，確保鐵耗指標進一步降低。

表1 2019 年下半年控制平均水平

2 降低鐵耗開展的探索實踐

2.1 改進廢鋼加入方式

提高鐵水入爐熱量，增加廢鋼消耗是降低鐵耗最直接的方法。2019 年開始，陽春新鋼鐵使用鐵水條件基本穩(wěn)定在：入爐溫度1280℃～1320℃，入爐鐵水硅含量在0.45%～0.65%的水平，以上鐵水條件在消耗廢鋼20～26t 的基礎上，熱量仍然有所富余，但是由于廢鋼槽大小、加料跨寬度有限，單次加入廢鋼數量很有限，在不加入生鐵以及重廢做配重的情況下，單次加入廢鋼重量在15 噸左右。對此，轉爐車間積極開展優(yōu)化廢鋼加入的方法，其中產生效果的主要包括以下兩點[2]。

2.1.1 調整生產組織，錯開生產節(jié)奏，單爐冶煉加雙槽廢鋼

轉爐冶煉單爐生產節(jié)奏在30min 左右，在生產節(jié)奏錯開的前提下，可以采取兌一灌鐵水，加兩槽廢鋼的加料方式，提高入爐廢鋼占比，降低冶煉鐵耗。通過現場跟蹤，在兩座轉爐開始吹煉時間錯開不小于10 分鐘的前提下，可以實現兩座轉爐都加兩槽廢鋼的生產組織模式，由于多加1 槽廢鋼，單爐生產周期長40s～60s。加雙槽廢鋼入爐鐵水廢鋼結構表2。

表2 單雙槽入爐鐵水廢鋼量對比

2.2.1 控制終渣量，提高轉爐熱量利用效率

由于爐前加入廢鋼有限，在鐵水熱量條件好的情況下即使爐前消耗廢鋼30t/爐鋼，轉爐熱量仍然有富余，因此考慮將加廢鋼操作提前至鐵水罐回罐后等待出鐵時，利用抓鋼機將廢鋼加入鐵水罐內，然后利用煤氣烘烤加熱鐵水罐工作層和罐內廢鋼。此種方法可以有效彌補爐前加入廢鋼量有限的不足。鐵水罐加入的廢鋼主要為生鐵，鋼筋壓塊。為了保證廢鋼加入后，鐵水有足夠的溫度在爐前兌到轉爐，公司對鐵水罐的運行實施了一系列的優(yōu)化，主要包括投入鐵水罐烘烤設備、減少在線倒運鐵水罐數量、縮短鐵水罐倒運周期等。由于倒運鐵水的生產組織組織得到優(yōu)化，出鐵前加入的廢鋼量逐步提高，可以穩(wěn)定在單罐鐵水加入10～13 噸，即轉爐冶煉一爐鋼消耗廢鋼總量可大于39t，廢鋼占比27%～30%。調整前后入爐鐵水廢鋼量對比如表3。

表3 出鐵前有無加廢鋼對比

2.2 少渣量操作提高熱量利用效率

通過對出鋼口坐磚進行優(yōu)化，修改出鋼口內徑，將出鋼口內徑擴大25mm，縮短出鋼時間，減少出過程溫降。出鋼操作優(yōu)化前后出鋼時間與出鋼溫降前后對比如表5：在滿足后道工序過熱量充足的前提下，出鋼溫降減少10℃，即出鋼溫度可降低10℃，鐵耗可降低約11kg/t。

2.1.2 出鐵前向鐵水罐內加入廢鋼后烘烤

終渣量大，可以在一定程度上改善濺渣效果，但終渣量過大時，容易導致濺渣時間長，且不利于后一爐冶煉熱量利用，出完鋼視爐內渣量情況倒出1/3～2/3 的渣量，即能保證下一爐冶煉前期迅速起渣，又能控制整體渣量，充分利用爐內熱量提高鋼水溫度。通過實驗跟蹤，如果每爐倒渣1/2，在出鋼溫度穩(wěn)定前提下，可以降低鐵水消耗7kg/t。

試點使用成功后，將綜合絕緣抱桿推廣用于各類絕緣桿作業(yè)。由于此綜合絕緣抱桿可大幅度提高絕緣桿帶電作業(yè)的安全性，可通過桿體調整適用于多種線路排列方式，此前許多不滿足條件的作業(yè)現場都可開展絕緣桿作業(yè)。

對現場工藝設備條件進行優(yōu)化，可以創(chuàng)造提高消耗廢鋼的生產條件。2019 年年初，轉爐出鋼時間控制在4 到4 分半鐘之間，普碳鋼出鋼溫降在65～℃70℃之間，通過對出鋼操作進行優(yōu)化，減少出鋼過程溫度損失，在保證滿足澆鑄溫度的前提下，降低終點出鋼溫度，促進鐵耗降低，主要優(yōu)化措施包括：

轉爐生產條件的改變，為減少轉爐輔料加入量降低創(chuàng)造條件，主要變化表現為：①終渣量減少、過程溢渣得到緩解，加入爐內的石灰、白云石利用率增加，提高冶煉去P 效率；②鐵水入爐硅含量穩(wěn)定，高硅鐵水減少，在石灰加入量適當減少的情況下可以保證終渣堿度維持在2.8～3.0 的范圍內。調整前后輔料加入變化如表4：生產入爐輔料減少2～2.5t/爐，在出鋼溫度穩(wěn)定前提下，可以降低鐵水消耗19kg/t。

表4 輔料加入量變化

2.3 改進工藝、設備，降低過程溫降低

2.2.2 控制輔料（石灰白云石）加入量，減少熱量浪費

將滾子從動件的滾子中心視為尖底從動件的尖底，則滾子從動件的凸輪機構即成為尖底從動件的凸輪機構，因此文中僅研究后者。

模型在中跨跨中處設置了對稱約束，在支座處并未設置z方向(縱向)的約束，所以中跨跨中處縱向位移為零。在16:00外支座處最大縱向位移達到1.24 cm。組合梁自上而下位移量有明顯的減小。負彎矩區(qū)的混凝土底板與鋼腹板的變形量要明顯小于正彎矩區(qū)?；炷另敯逶诳v向不斷伸長，但由于溫度梯度原因，混凝土板上下兩側的伸長量不同，導致自身發(fā)生彎曲變形，同時這種作用也發(fā)生在鋼腹板上。負彎矩區(qū)混凝土底板由上到下溫度遞增，其自由變形應該是下邊緣伸長量大于上邊緣，對組合梁整體的彎曲變形起到抑制作用。

2.3.1 合金烘烤爐加熱合金

設相鄰信號分路的相位調制差值均為φx，結合式(6)，對式(7)作傅里葉變換可知，多相位分段調制干擾信號在頻域可以表示為

爐后新增合金烘烤爐，在轉爐吹煉之前，將合金加入烘烤爐內烘烤，保證出鋼把合金加入鋼包時，合金溫度在300℃左右，減少出鋼溫度降低。

2.4.1 雙渣操作，減少過程溢渣

轉爐渣量的多少對溫度控制有非常重要的影響，在滿足脫P以及護爐的前提下，少渣量操作可以顯著提高轉爐的熱利用效率，提高轉爐消耗廢鋼的能力達到降低鐵耗的目的。采取少渣量操作主要采取以下兩個方法：

表5 出鋼操作優(yōu)化前后對比

2.4 優(yōu)化操作，降低鐵耗

2.3.2 出鋼口改進，縮短出鋼時間

少渣量操作可以減少過程溢渣，但是當硅含量大于0.55%時，吹煉中期碳氧反應劇烈，容易導致噴濺和溢渣，直接造成出鋼量減少，鋼鐵料消耗高，也間接影響了鐵水消耗指標，為控制噴濺與溢渣，采取雙渣操作法，吹煉4 分鐘左右倒一次前期渣，一方面控制渣量保證終點出鋼溫度，另一方面減少過程噴濺溢渣，降低金屬消耗，間接改善鐵耗指標。

2.4.2 提高終點拉碳水平，提高熱效率

終點C 含量控制可以直觀反應熱量利用效率，終點C 含量高一方面不利于爐內熱量的充分利用，另一方面，C 含量高增加P 高出鋼風險，爐渣粘度增加不利于濺渣護爐。通過提高爐長看碳水平，保證終點C 含量穩(wěn)定在0.05%～0.07%之間。終點C 含量每降低0.01%，可以實現鐵耗降低約9kg/t。

浙江省大中型水庫工程負債平均3 953.33萬元，全省每個水庫平均年收入1 367.67萬元，負債是年收入的2.89倍。從地區(qū)來看，溫州市大中型水庫平均負債最高，平均每個水庫負債為63 994.67萬元，其中珊溪水利樞紐累計負債170 000萬元；金華最低，平均負債為2 603萬元。

3 結論

（1）通過對生產組織以及冶煉操作進行優(yōu)化，在鐵水入爐溫度與硅含量不提高的情況下，也可以有效降低鐵耗指標[3]。

（2）由于生產周期、各個生產環(huán)節(jié)銜接時間縮短，提高了生產效率，減少過程溫度損失，可以有效降低鐵耗指標。

3. 治療方法：Lysholm評分60分以下、MRI顯示有半月板損傷Ⅲ級以上的進行關節(jié)鏡手術(52例)；60分以上者保守治療(928例)。(1)保守治療。主要為固定制動、藥物治療、關節(jié)穿刺抽液、物理療法、中醫(yī)針灸療法以及功能鍛煉。(2)手術治療。腰部麻醉或硬膜外麻醉下，仰臥位，患肢用氣囊止血帶，取膝前內或前外側入路，插入關節(jié)鏡，按序檢查整個關節(jié)腔，然后對內外側半月板行全面探視，包括半月板上下面、前后角、體部及游離緣和附著緣，詳細記錄半月板形態(tài)、損傷部位大小及損傷形態(tài)，選擇合適的手術方法。

（3）設備改進可以有效減少生產過程中的溫度損失，提高消耗廢鋼的能力，后續(xù)可以通過設備升級，例如：鐵水罐加蓋、鋼包加蓋、輔料（石灰白云石）預熱等設備改造可以進一步促進鐵耗降低。

（4）熱量充足情況下，冷料的加入方式可以多樣化，高位向爐內加入小塊度、鐵含量高的豆鋼、出鋼過程加尺寸符合要求的鋼筋粒等方式可以充分利用轉爐熱量的同時增加單爐產量，降低鐵耗。