簡(jiǎn)析數(shù)據(jù)分析在轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)中的應(yīng)用

霍彥朋

（石家莊鋼鐵有限責(zé)任公司，河北 石家莊 050000）

轉(zhuǎn)爐冶煉是一項(xiàng)較為復(fù)雜的工序，其中涉及的數(shù)據(jù)參數(shù)較多，再加上轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)中存在的影響因素較多，使得最終生產(chǎn)成果與實(shí)際要求存在一定差異，所以需要通過(guò)數(shù)據(jù)分析方式，對(duì)其中存在的問(wèn)題和差異進(jìn)行了解，并提出合理措施，提高轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)質(zhì)量。

1 概述

轉(zhuǎn)爐吹煉需要在爐體高溫環(huán)境下進(jìn)行，要想保證轉(zhuǎn)爐吹煉工作的質(zhì)量，就需準(zhǔn)確把控轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程，確保各項(xiàng)數(shù)據(jù)記錄的真實(shí)性。不過(guò)現(xiàn)階段，在轉(zhuǎn)爐吹煉中，由于設(shè)備性能的不完善、理化過(guò)程研究的不充分，使得轉(zhuǎn)爐吹煉存在較多不穩(wěn)定因素，相應(yīng)數(shù)據(jù)參數(shù)也存在波動(dòng)性，導(dǎo)致最終生產(chǎn)成果與實(shí)際要求存在差異[1]。為此，需要對(duì)轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程中收集的相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)行詳細(xì)分析，得出較為精準(zhǔn)結(jié)果，找出問(wèn)題產(chǎn)生原因，并加以解決，確保最終生產(chǎn)質(zhì)量。

2 生產(chǎn)條件

①轉(zhuǎn)爐參數(shù)。本次數(shù)據(jù)分析選取某鋼廠(chǎng)的120t轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)數(shù)據(jù)作為分析對(duì)象，轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)中的供氧強(qiáng)度控制在3.95m3·（min·t）-1。氧 槍 的 具 體 操 作 方 式 為：恒壓、恒流量、變槍位。②鐵水條件。w（C）為4.0%～4.5%；w（SI）0.3%～0.6%；w（P）≤0.10%；鐵水的溫度控制在1300℃～1380℃。③造渣劑。轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)中使用的造渣劑是以石灰、輕燒白云石或燒結(jié)礦為主的。

3 高碳鋼的冶煉生產(chǎn)數(shù)據(jù)

高碳鋼是制作邊緣彈簧、鋼絲及車(chē)輪圈的主要材料。在轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程中，為保證生產(chǎn)質(zhì)量，對(duì)高碳鋼的成分及夾雜物均有較為嚴(yán)格的要求[2]。在實(shí)際生產(chǎn)中，需科學(xué)管控轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)磷的一次命中率、出鋼溫度及高拉碳，確保高碳鋼成分，降低夾雜物含量。

（1）轉(zhuǎn)爐控制要求。w（C）≥0.08%，w（P）≤0.016%，溫度控制要等于或高于1620℃。

（2）樣品整理及問(wèn)題分析。利用兩個(gè)月的時(shí)間收集688爐高碳鋼生產(chǎn)數(shù)據(jù)，將存在的問(wèn)題概括為以下幾點(diǎn)：轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)中存在的噴濺比及溢渣參數(shù)分別為40.4%和19.7%，相對(duì)嚴(yán)重；磷一次命中率為61.3%，具較明顯的提升空間；終點(diǎn)碳含量為0.09%，終點(diǎn)溫度為1621℃，有待進(jìn)一步提升。

（3）加料數(shù)據(jù)分析。加料數(shù)據(jù)的分析可幫助相關(guān)人員獲得合適堿度的高磷容爐渣，操作上化渣快，減少成本消耗。

（4）經(jīng)濟(jì)性數(shù)據(jù)收集和分析。按先后順序做好每一爐終渣堿度參數(shù)及副槍檢測(cè)結(jié)果的記錄，通過(guò)兩者數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，掌握兩者間的變化。結(jié)合最終數(shù)據(jù)分析了解到，TSC-P檢測(cè)磷越低，堿度的控制效果越低，相應(yīng)的材料用量會(huì)明顯增加，脫磷效果也會(huì)逐漸增強(qiáng)，達(dá)到成本節(jié)約目的。數(shù)據(jù)選擇上，不需對(duì)688爐數(shù)據(jù)全部對(duì)比，分析其中一部分?jǐn)?shù)據(jù)即可。

4 加料及輔料消耗對(duì)脫磷效果的影響

選取276爐數(shù)據(jù)作為重點(diǎn)研究對(duì)象，276爐數(shù)據(jù)共分成4類(lèi)，以數(shù)字1、2、3、4標(biāo)記。在數(shù)據(jù)分析中，由于傳統(tǒng)方式很難將輔料消耗對(duì)裝土量及鐵水成分變化影響情況予以詳細(xì)展現(xiàn)，所以在分析輔料消耗對(duì)脫磷效果影響中，可將輔料以單位質(zhì)量的硅消耗完成轉(zhuǎn)換，計(jì)算方式為：輔料消耗=輔料量/裝入總硅量。通過(guò)這樣的方式保證最終分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。根據(jù)樣本相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，樣本一次脫磷率逐漸變差，進(jìn)一步分析得出：以樣本1為標(biāo)桿，首先，越差樣本的終渣堿度越高，在對(duì)4個(gè)樣本的一批料堿度和終渣堿度實(shí)行觀察時(shí)可知，樣本1的一批料堿度和終渣堿度分別為1.54和2.41；樣本2的一批料堿度和終渣堿度分別為2.1和2.84；樣本3分別為2.22和2.61；樣本4分別為1.51和2.82。較差樣本中堿度控制相應(yīng)偏高，影響前期化渣。其次，輕燒量對(duì)比。4個(gè)樣本中，一批料輕燒量分別為2.05，7.6，7.23，4.23；總輕燒量分別為2.05，12.65，11.29，12.61?？梢钥闯?，調(diào)查樣本中一批輕燒量與總輕燒量加入值均超出規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)限值要求，輕燒量數(shù)量的增多會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐冶煉中氧化鎂渣出現(xiàn)過(guò)于飽和的狀態(tài)，進(jìn)而影響渣流動(dòng)性，降低脫磷效果。再次，從燒結(jié)礦數(shù)據(jù)分析可以看出，4個(gè)樣品的一批燒結(jié)礦量分別為3.71，3.17，6.35，2.8；總燒結(jié)礦量分別為：6.15，5.57，12.71，8.08。燒結(jié)礦量會(huì)對(duì)溫度變化帶來(lái)影響，溫度的穩(wěn)定變化勢(shì)必會(huì)影響脫磷率，所以應(yīng)對(duì)燒結(jié)礦量進(jìn)行合理管控。此外，為改進(jìn)轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)質(zhì)量，還可將樣品1中的終渣堿度、石灰、輕燒及燒結(jié)礦用量數(shù)據(jù)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化處理，依據(jù)鐵水的變化情況完成準(zhǔn)確數(shù)值計(jì)算，且制定實(shí)驗(yàn)方案，得出更加精準(zhǔn)的結(jié)果。

5 槍位優(yōu)化

槍位控制的作用有：增強(qiáng)轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)過(guò)程中的穩(wěn)定性，提高爐渣氧化效率，提升脫磷效率；在確保終點(diǎn)溫度命中的基礎(chǔ)上，降低鋼水碳的氧化效果。①槍位對(duì)終點(diǎn)碳氧的影響。分析數(shù)據(jù)可知，轉(zhuǎn)爐副槍TSO的氧和碳之間存在反比關(guān)系，終點(diǎn)碳占比越低，氧含量就越高。當(dāng)終點(diǎn)碳占比不到0.05%時(shí)，氧含量約在800ppm左右；當(dāng)終點(diǎn)碳占比大于0.1%，小于0.3%時(shí)，氧含量約在100ppm左右。因此在槍位優(yōu)化中，可提高供氧效率，縮短供氧時(shí)間。②槍位對(duì)噴濺的影響。該鋼廠(chǎng)在轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)中，存在的噴濺次數(shù)達(dá)到278次之多，占比40.4%。其中250秒噴濺次數(shù)239，占比34.7%；550秒噴濺次數(shù)39，占比5.67%。從數(shù)據(jù)看出，轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)中噴濺問(wèn)題的產(chǎn)生多是以前期噴濺為主的，這說(shuō)明前期爐渣氧化性相對(duì)較強(qiáng)，通過(guò)對(duì)前250s噴濺后渣樣進(jìn)行分析，渣樣氧化性含量平均達(dá)到28.1%，為降低噴濺問(wèn)題的影響，有必要對(duì)前期渣氧化性予以減弱，具體措施為，壓低前期槍位及高槍位時(shí)間。③槍位調(diào)整。結(jié)合轉(zhuǎn)爐冶煉中存在的高拉碳、高重點(diǎn)氧含量及頻繁噴濺等問(wèn)題，需要對(duì)原有槍位實(shí)行科學(xué)調(diào)整，調(diào)整方案為：將原本190cm的吹煉高度取消，調(diào)整至180cm；脫磷總供氧時(shí)間縮短15s。從原來(lái)的720s調(diào)整至690s。這樣調(diào)整后，觀察生產(chǎn)情況，準(zhǔn)確記錄爐渣前期氧化性、終渣氧化性、終點(diǎn)碳、氧變化的相關(guān)參數(shù)，得出的最終參數(shù)分別為21.3%、18.2%、10.7、0.105%，266；調(diào)整前的數(shù)值分別為28.7%，19.7%，40.4，0.09%，298，參數(shù)明顯下降，相關(guān)問(wèn)題得到有效解決。

6 調(diào)整后的生產(chǎn)效果

利用上述調(diào)試方式，經(jīng)過(guò)三個(gè)月的實(shí)驗(yàn)跟蹤，了解到相關(guān)參數(shù)的變化為：磷一次命中率從原來(lái)的61.3上升到67.2；生產(chǎn)過(guò)程的溫度從原來(lái)1621攝氏度上升到1628.6℃；噴濺比從原來(lái)的40.4%下降到10.7%；終渣氧化性從原來(lái)的19.7%下降到18.2%；輕燒量從原來(lái)的14.3kg·t-1下降到12.24kg·t-1；氧含量從原來(lái)的47.75ppm下降到45.94ppm。

從上可知：加料及槍位調(diào)整措施達(dá)到了提升脫磷率及終點(diǎn)碳和溫度的目的，減少轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程中輔料的消耗，避免噴濺問(wèn)題的產(chǎn)生。在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)3個(gè)月后，總成本節(jié)約了近665萬(wàn)元；槍位供氧的優(yōu)化處理可降低鋼水及渣的氧化性。