張素芳

（天津天鐵冶金集團(tuán)熱軋板有限公司，河北涉縣056404）

天鐵熱軋降低鋼鐵料消耗的生產(chǎn)實(shí)踐

張素芳

（天津天鐵冶金集團(tuán)熱軋板有限公司，河北涉縣056404）

為降低天鐵熱軋鋼鐵料消耗，通過(guò)優(yōu)化鐵水脫硫操作、降低轉(zhuǎn)爐噴濺率、提高轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)命中率以及對(duì)連鑄鋼包注余進(jìn)行回收等措施，使天鐵熱軋的鋼鐵料消耗從1 070 kg/t降低到1 063 kg/t，創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

鋼鐵料；消耗；轉(zhuǎn)爐；脫硫

1 引言

鋼鐵料消耗是煉鋼企業(yè)的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一，鋼鐵料消耗水平的高低直接關(guān)系到煉鋼廠的成本與效益。在當(dāng)前鋼鐵業(yè)進(jìn)入微利甚至虧損的形勢(shì)下，天鐵熱軋針對(duì)自身鋼鐵料消耗一直居高不下的現(xiàn)狀，深入對(duì)標(biāo)挖潛，從影響鋼鐵料消耗的鐵水預(yù)處理工序、轉(zhuǎn)爐冶煉工序、連鑄工序不斷探索和創(chuàng)新，摸索出一條適合自身的降本增效之路，使得天鐵熱軋的鋼鐵料消耗從2013年的1 070 kg/t，穩(wěn)定降低到現(xiàn)在的1 063 kg/t左右。

2 天鐵熱軋冶煉工藝裝備

天鐵熱軋工藝流程采用了常規(guī)的工藝流程，即：高爐來(lái)鐵→倒灌站→鐵水脫硫→轉(zhuǎn)爐冶煉→LF爐精煉→RH真空精煉→板坯連鑄，其主要裝備如表1所示。

其中，鐵水預(yù)處理工序采用鈍化石灰、鎂粉的復(fù)合噴吹；轉(zhuǎn)爐公稱容積為180 t，爐容比為0.95，出鋼量在190 t左右；板坯寬度范圍900～1 650 mm，厚度230 mm。

表1 天鐵熱軋冶煉工藝裝備

3 影響鋼鐵料消耗的原因分析

3.1 鐵水預(yù)處理工序

天鐵熱軋鐵水主要由天鐵第二煉鐵廠六號(hào)高爐供應(yīng)，由于鐵水Si含量不穩(wěn)定，為控制爐渣堿度，需要增加石灰用量。隨著石灰用量的增加，必然增加鐵水中的渣量，從而增加渣中帶鐵，增加鐵損；同時(shí)，Si含量不穩(wěn)定的鐵水，會(huì)增加脫硫操作的復(fù)雜性，對(duì)控制鐵水噴濺不利，所以，鐵水預(yù)處理環(huán)節(jié)降低鋼鐵料消耗的關(guān)鍵是減少扒渣過(guò)程的渣中帶鐵及減少鐵水噴濺。

3.2 轉(zhuǎn)爐冶煉工序

轉(zhuǎn)爐冶煉工序影響鋼鐵料的因素眾多，如鐵水質(zhì)量與溫度、入爐物料比、輔料質(zhì)量、轉(zhuǎn)爐噴濺率和轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)命中率等。天鐵熱軋轉(zhuǎn)爐噴濺率一度高達(dá)50%（圖1、圖2為轉(zhuǎn)爐冶煉噴濺過(guò)程及噴濺結(jié)束圖像），噴濺中的鐵損嚴(yán)重，超過(guò)行業(yè)的平均水平，因此降低噴濺是降低鋼鐵料消耗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。轉(zhuǎn)爐鐵損最大的部分應(yīng)為冶煉氧化過(guò)程中鋼渣的氧化鐵及夾雜其中的鋼粒損失，占到工序鐵損的大部分。這些鐵損，一部分是必需的，因?yàn)橐睙掃^(guò)程需要氧化反應(yīng)去除鋼水中的雜質(zhì)及提供反應(yīng)熱，通過(guò)控制轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)成分命中率與溫度命中率，可以在保證鋼水純凈度的前提下降低鐵損。

圖1 轉(zhuǎn)爐噴濺過(guò)程圖

圖2 轉(zhuǎn)爐噴濺結(jié)束損失鐵量

3.3 連鑄工序

連鑄工序影響鋼鐵料消耗的主要因素包括各種事故損失、板坯質(zhì)量造成的廢品、切割損失、氧化燒損以及鋼包余鋼。連鑄澆完的鋼水包，不可避免地要余留一些鋼水在包內(nèi)，對(duì)鋼包內(nèi)的注余鋼水進(jìn)行回收直接再利用，能有效減少鐵損，降低鋼鐵料消耗。

4 降低鋼鐵料消耗的措施

天鐵熱軋通過(guò)各個(gè)工序的深入分析，找出了影響本企業(yè)鋼鐵料消耗的關(guān)鍵因素，制定了一系列的針對(duì)性措施，主要包括優(yōu)化脫硫操作、降低轉(zhuǎn)爐噴濺、提高轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)命中率、對(duì)連鑄鋼包余鋼進(jìn)行注余回收等。

4.1 優(yōu)化脫硫操作

天鐵熱軋為了提高鐵水的收得率，根據(jù)供應(yīng)鐵水的條件，采取了鎂粉降低噴吹壓力和噴吹速度的措施，壓力由原來(lái)的540 kPa降至420 kPa；鎂粉噴吹速度由12 kg/min調(diào)整為6 kg/min,這樣會(huì)延長(zhǎng)鎂粉在鐵水當(dāng)中的時(shí)間，溶解量會(huì)增加，從而增加了脫硫時(shí)間，降低壓力，形成濃相輸送，減少了鐵水噴濺；扒渣前鎮(zhèn)靜，翻包時(shí)保證鐵水液面與包口保持10～20 cm距離，避免扒渣鐵水涌出，扒渣時(shí)采用快出慢回的措施，并且在鐵水包口進(jìn)行3 s的停留，保證鐵水有回流的時(shí)間，從而減少了鐵損。

4.2 降低轉(zhuǎn)爐噴濺率

轉(zhuǎn)爐冶煉產(chǎn)生噴濺主要原因：一是冶煉溫度不均，忽高忽低造成的反應(yīng)不平衡，二是氧化鐵控制不當(dāng)，氧化鐵偏高，超過(guò)了30%，形成大量的低熔點(diǎn)物質(zhì)，由爐渣過(guò)分發(fā)泡造成。合理布料能促進(jìn)冶煉溫度的均衡，60～90 s進(jìn)行首次布料，主要布料采用鎂質(zhì)料和石灰，加入量達(dá)到1/2～2/3,利用前期的低溫優(yōu)勢(shì)，保證前期堿度和流動(dòng)性，再次布料采用化渣劑和石灰，要在保證前期的化渣良好前提下，隨著溫度的提升，逐步多次小量地隨化渣的情況加入，期間要根據(jù)化渣情況加入含鐵物料，保證了爐內(nèi)溫度均勻升溫，并且要在12 min前全部結(jié)料，避免以前靠料來(lái)砸噴濺的做法，發(fā)現(xiàn)噴濺的時(shí)候加料，造成局部溫度偏低，抑制了當(dāng)時(shí)的噴濺，但反應(yīng)在不斷聚集，一旦溫度上來(lái)后造成溫度急冷產(chǎn)生大的噴濺；槍位采用中（點(diǎn)火，均溫）→低（升溫、前期化渣）→高（均勻升溫、化渣）→低（攪拌、均溫度成分、穩(wěn)定拉碳）的模式，要求槍位在拉碳槍位和化渣槍位之間波動(dòng)，避免槍位過(guò)高或過(guò)低造成的氧化鐵難以控制，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，靠槍位不能改善時(shí)要輔助布料來(lái)共同控制化渣，比如：槍位在化渣位時(shí)，爐渣還有返干的趨勢(shì)，要及時(shí)補(bǔ)加化渣劑來(lái)調(diào)整，一般不允許長(zhǎng)時(shí)間地提高槍位，保證了氧化鐵的穩(wěn)定。

4.3 提高轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)命中率

轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)控制主要是對(duì)成分和溫度的要求。冶煉過(guò)程中要充分利用過(guò)程穩(wěn)定控制，發(fā)揮過(guò)程測(cè)試功能，對(duì)過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行快速分析，確定后期的溫度調(diào)整和化渣方案，準(zhǔn)確命中終點(diǎn)；采用前期溫度優(yōu)勢(shì)，利用中槍位的升溫功能和鐵水和廢鋼中氧化鐵的作用快速化渣，當(dāng)火焰變化時(shí)，隨著化渣的進(jìn)程，根據(jù)爐內(nèi)甩到爐帽上的渣片來(lái)不斷補(bǔ)充物料，保證全程化渣、前期和過(guò)程的堿度以及磷硫的去除，減少了因磷硫的不合而發(fā)生點(diǎn)吹的次數(shù)；充分發(fā)揮轉(zhuǎn)爐底吹技術(shù)，控制供氣強(qiáng)度，根據(jù)爐底情況不斷調(diào)整底吹流量，保證底吹效果，使得碳氧積控制在0.003 0以下，降低鋼水中的氧含量；拉碳時(shí)間要大于40 s，期間保證火焰穩(wěn)定，鋼水成分和溫度均勻，保證轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)命中率。

4.4 對(duì)鋼包余鋼進(jìn)行注余回收

采用注余回收技術(shù)，將連鑄澆注完的鋼水包利用吊車吊至轉(zhuǎn)爐出鋼跨，帶轉(zhuǎn)爐出完鋼后，鋼包車開至出鋼跨，吊車將連鑄澆注完的鋼水包包內(nèi)的爐渣和余鋼折回至下一包內(nèi)，利用包內(nèi)的爐渣精煉能力和包內(nèi)的余鋼對(duì)下爐的鋼水進(jìn)行洗禮，起到了凈化鋼水的目的，使得精煉工序前移，節(jié)省了精煉時(shí)間，同時(shí)對(duì)鋼包的余鋼進(jìn)行了回收再利用，提升了鋼水收得率。

5 降低鋼鐵料消耗措施的實(shí)施效果

優(yōu)化脫硫操作以后，脫硫噴吹趨于穩(wěn)定，鐵水噴濺明顯減少，最終的鐵水帶鐵量也隨之減少，鐵損由原來(lái)的9 kg/t降至為6 kg/t。

轉(zhuǎn)爐冶煉中，掌握了布料和槍位的關(guān)鍵點(diǎn)，抓住控制熔池溫度和調(diào)整好氧化鐵含量，噴濺逐步減少。通過(guò)限制結(jié)料時(shí)間，保證了過(guò)程渣的流動(dòng)性和去磷硫的效果，布料更為合理，吹煉更加平穩(wěn)。吹煉槍位在拉碳和化渣之間調(diào)整，操作更加合理，噴濺明顯減少。噴濺由最高時(shí)的50%降為10%左右，如表2、表3所示。

表2 2013年降低噴濺前的轉(zhuǎn)爐噴濺率統(tǒng)計(jì) /%

表3 2014-09—2015-03降低噴濺后轉(zhuǎn)爐噴濺率統(tǒng)計(jì)表 /%

轉(zhuǎn)爐通過(guò)過(guò)程測(cè)試來(lái)保證終點(diǎn)合格的措施，降低了渣中氧化鐵的含量，通過(guò)保證拉碳時(shí)間增加鋼水的攪拌，加強(qiáng)底吹效果，保證底吹透氣技術(shù)，使得轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)的氧含量進(jìn)一步降低，使鋼水中的碳與渣中的氧化鐵充分反應(yīng)，從而降低全鐵含量，增加出鋼量，表4為2014-01—10期間轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)情況。

表4 2014-01—10月轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)情況

由圖3可以看出，終點(diǎn)情況得到了很好的改善，終點(diǎn)碳含量在0.07%以上，氧含量小于600×10-6，終渣氧化鐵小于20%，都為降低鋼鐵料消耗起著很重要的作用。

圖3 系統(tǒng)自動(dòng)采集的轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)命中情況

采用注余回收新工藝，起到了凈化鋼水的目的，使得精煉工序前移，節(jié)省了精煉時(shí)間，同時(shí)提升了鋼水收得率，降低鋼鐵料消耗2～5 kg/t。

6 結(jié)束語(yǔ)

天鐵熱軋從自身的實(shí)際情況出發(fā)，找出了影響本企業(yè)鋼鐵料消耗的主要原因，通過(guò)制定對(duì)應(yīng)的措施，并嚴(yán)格執(zhí)行，起到了降低鋼鐵料消耗的效果，鋼鐵料消耗從原來(lái)的1 070 kg/t降低到1 063 kg/t。

Production Practice of Reducing Steel Material Consumption at Tiantie Hot Rolling

ZHANG Su-fang
(Plate Hot Rolling Company Limited,Tianjin Tiantie Metallurgy Group,She County, Hebei Province 056404,China)

In order to lower the consumption of steel material at Tiantie Hot Rolling,measures were taken of optimizing hot metal desulphurization operation,reducing converter splashing rate,improving converter end-point hit rate and recovering ladle remnant at continuous casting to reduce the consumption of steel material from 1 070 kg/t to 1 063 kg/t,creating remarkable economic benefits.

steel material;consumption;converter;desulfurization

10.3969/j.issn.1006-110X.2015.06.002

2015-08-17

2015-09-03

張素芳（1983—），女，本科，工程師，主要從事冶煉技術(shù)管理工作。