学文网【摘要】目前钢材的市场不稳定，而钢铁料消耗指标完成的好坏直接反映生产成本的高低，因而，降低转炉钢铁料消耗具有重要的意义。本文对炼钢生产过程中影响钢铁料消耗的各种因素进行了分析研究，并提出了一些降低钢铁料消耗的措施。
【关键词】 转炉钢铁料 消耗分析 对策
前言
钢铁料消耗一般占转炉生产成本80％以上。降低钢铁料消耗不仅可以降低生产成本，而且有利于改善其它技术经济指标，是企业降低产品成本的有效手段之一。它涉及到钢铁企业基础管理，转炉的吹损率、连铸的收得率及轧后退废率等方面，属于一个系统的指标。影响钢铁料消耗的因素较多，包括铁水、废钢、石灰等原材料，吹炼过程的损失。人员素质、操作水平、工艺监督制度、精料工作，设备管理和计量工作等。钢铁料消耗高直接影响炼钢的成本和经济效益，因此降低转炉钢铁料消耗具有重要的意义。
一、影响钢铁料消耗的主要因素
1. 转炉钢铁料损耗概述
影响钢铁料消耗的主要因素包括原料中杂质元素化学损失、烟尘损失、炉渣中铁的损失、喷溅及倒渣带钢造成的铁耗等。为了减少转炉吹损，降低钢铁料损耗，应采取合理的原料结构，合适的装入制度以及合适的造渣工艺并稳定转炉操作实现。
由转炉吹损率、铸坯收得率和轧后退废率三项指标可以推导出钢铁料消耗构成公式：
钢铁料消耗(kg／t)=l／(1一吹损率)・铸坯收得率・(1一退废率)
从公式中可以看出．钢铁料消耗基本上是由吹损率、铸坯收得率和退废率三个部分组成。只要知道这三个部分便可算出钢铁料消耗，已知钢铁料消耗的构成以后，也就给我们降钢铁料消耗指明了方向。
转炉炼钢生产过程，由于氧化吹炼、切割、容器的倒运等，钢铁料(钢水、铸坯)均要受到不同程度的损耗，如下***表1所示：
表1转炉炼钢各工序钢铁料损耗汇总
序数 生产工序 影 响 损耗率（%）
合作 7.8―16.8（金属料―合格坯）
1
铁水预处理
前扒、后机渣损、渣中金属损失等 0.5―1.5
2
转炉（包括精炼）
（碳、硅等）化学烧损、喷溅、回炉钢等 5.8―12（金属料―钢水）
3 连铸 大、中包剩余、氧化损失、切头切尾、清理损失等 1.5―4（钢水―合格坯）
2. 转炉钢铁料损耗分析
1）铁水预处理
铁水预处理工艺方法主要有：（1）机械搅拌法，有代表性的是日本开发的KR法；（2）吹气搅拌法，包括顶吹喷粉法和底吹法，目前顶吹喷粉法得到最广泛的应用，如ATH、TDS、 IRSID、ISIDD等法；
铁水预处理的主要工艺目标是：（1）脱硫；（2）脱磷；（3）脱硅、磷、硫（俗称三脱）等。
从处理熔剂的选择来看有：主要是石灰系、碳化钙系、镁系三类脱硫剂，可以单独使用，可以复合应用，往往可以取得更好的冶金效果。顶吹喷粉法近年发展了更多的工艺形成：产生了混合喷吹法和复合喷吹法以及分步喷吹法等。从控制模型方面看：近年来更加重视建立较高精度的预处理粉剂喷吹量的控制模型。还有一些不同的分类方法，但是无论怎样分类，每个企业选择的原则都是一样的，那就是从自己企业近期和长远规划来考虑，结合企业能力、产品目标、市场、经济效益等具体情况选择最适合自己的，最有利的方案。
2）连铸和浇注
连铸的损失量包括连铸坯的切头、切尾、中间包更换的接头和中间包余水、大包余水、铸坯火焰切割产生的割缝等。浇注的损失量是生产过程中不可避免的损耗。但我们要把它降到最低限度。连铸生产过程中所发生的事故，其中受损害最大的是漏钢。漏钢不仅会造成钢铁料消耗上升，而且会造成设备损坏，带来生产秩序的混乱，增加工人的劳动强度。提高连浇炉数，因每次开浇均带来一部分钢铁料损失。降低浇注损失量的最有效措施是提高单中包寿命，实现多炉浇注。提高单中包寿命可通过两个方面工作来实现。第一是改进中间包衬质，以寿命长的干式料中包代替绝热板中包，采用不问断快速更换定径水口技术．可以大大延长中间包的使用寿命。
3）转炉冶炼
转炉工序的铁损主要由转炉冶炼工位的烟尘、钢渣及喷溅等因素引起，占本工序铁损量的98％，其它还有回炉、钢水出不尽等，精炼炉处理中损失很少。
烟尘损失：通常情况下约占本工序铁损量的55％，其中碳氧化损耗约占44％、金属烧损约占11％，这部分损失量主要取决于钢铁料中碳含量。
钢渣中金属损失量：通常情况下约占本工序铁损量的37％，其中硅、锰氧化损失约占7．5％，铁氧化损失约占22．5％，渣中钢粒约占7％。
喷溅损失：通常情况下约占本工序铁损量的6％。回炉、钢水出不尽等：通常情况下约占本工序铁损量的2％。
二、降低转炉钢铁料消耗的措施
1. 原料工序
在合适的用量范围内， 通过增加矿石和自制铁皮求用量，可有效增加钢水量，从而降低钢铁料消耗，因此在实际炉料结构中可采用增大入炉原料中铁水比例， 降低废钢铁块消耗，增加矿石消耗的工艺措施。实际生产中，由于铁皮球中 SiO2 含量较高，因此即便造渣料加入总量相同情况下，使用铁皮球产生渣量也较多，造成渣中铁耗也较高，但是价格相对便宜，可以少量使用。对于澳矿，其品位较高，块度也合适，其主要成分为赤铁矿，有利于矿石还原，增加矿石还原和提高吹炼节奏，同时使用效益也最高。 通过统计计算，进行成本分析比较，品位高的矿石不仅 Fe 的回收率高，有利于冶炼操作，而且经济效益可观。在生产中可以大量使用澳矿，从使用情况和使用经济效益情况看均取得良好的效果 。
为了尽量增加矿石用量， 提高矿石还原效果和减少吹炼过程中矿石加入量过多对冶炼稳定的影响， 在实际生产中， 对矿石加入工艺进行了调整。 根据矿石的化学反应特性，在吹炼前、中期全部加完矿石，在保证化渣效果和避免喷溅原则下尽量保证剩余矿石早加和均匀加入， 以保证矿石化渣还原时间和效果。吹炼中期采用分批少量加入控制，避免吹炼中期加入量集中造成的喷溅； 吹炼后期严禁加矿石， 避免矿石加入过晚造成熔化还原效果差和炉渣氧化性强对脱氧合金化的影响。
2. 转炉工序
2.1降低转炉吹损率
吹损主要包括金属料中的碳、硅、锰、铁及残余元素的氧化。此外，由于熔池火点区达2000℃的高温。使大量的铁气化变成极其微小的铁粉与炉气一起排出。喷溅和吹损与炉容比、供氧强度、铁水成分及钢铁料结构、炉渣的控制、钢种等有关。稳定装入量有两方面的含义。首先是稳定装入钢铁料的重量，其次是稳定铁水的成分、温度和废钢的类型。
2.2 减少渣量，实施少渣炼钢
为了减少单炉产渣量，在生产中采取精料方针，在进一步完善转炉留渣操作工艺推广应用基础上努力提高入炉原料质量，使用高品位石灰和矿石，采用轻烧白云石代替生白云石造渣。根据原料情况和品种情况合理调整造渣料消耗，在铁水S含量较高生产低S钢时,采取铁水脱硫措施，铁水脱硫后必须扒净铁水渣。 另外在保证铁水温度和废钢质量的前提下，进一步增加废钢用量，减少铁块用量。 从而当减少石灰量消耗。
2.3 改进吹炼工艺，降低喷溅损失
为消除或减轻喷溅采取了以下措施：
（ 1）合理改进氧***喷头参数，确保氧***的化渣效果。在对转炉氧***改造的基础上合理使用氧压。 另外采用音频化渣技术，对转炉冶炼过程进行监控和预报。减少了大型喷溅的发生。
（ 2）合理控制转炉装入量和控制造渣料用量。根据炉龄和炉衬情况采用分阶段定量装入法。
（ 3）改进化渣工艺，保证前期化好渣，在二批造渣料加入前后，通过提前成渣的方法，将泡沫渣的高峰期前移，以便与脱碳的峰值时刻错开。
（ 4）在脱碳的高峰期到达之前，暂时降低供氧强度，然后再将其平缓地恢复到正常值。
（ 5）吹炼终期采用大氧压低***位操作和利用底吹，加强熔池搅拌， 确保压***时间， 保证终点钢水成分和温度的均匀，同时降低炉渣氧化性。
3. 连铸工序
3．1提高连浇炉数
(1)采用优质中包耐火材料，提高中包寿命。
(2)采用大包、中包水口快速更换技术。
(3)加强转炉和连铸工序的协调管理，努力增加连浇炉数。
(4)采用中间包内钢水液面实测停浇。合理控制中间包余钢量，确保中间包内残余钢水量小于5％。
(5)加强转炉和连铸的协调管理，并按技术要求对铸机加强维护和检修，保持铸机完好，以确保连浇。
3．2减少切头切尾
(1)在质量得到保证的前提下，通过适当改造，提高拉速，减少流数。
(2)尽可能多地提高连浇炉数。
(3)中包开浇正常后，立即投入结晶器液面自动控制，减少液面波动，降低切头损失。中包停浇和中包快换过程中采用逐流收尾坯操作技术，提高铸坯定尺合格率，减少切尾损失。
(4)在满足轧钢的需求下，尽量选用长尺坯，并优化定尺切割技术，根据钢种的收缩率，合理调节定尺长度，确保平均定尺精度控制在0～40mm。
结论
总之，影响钢铁料消耗的因素很多，所以，技术与管理是降低钢铁料消耗技术攻关的关键。在技术方面，优化溅渣护炉，提高一次倒炉命中率，以减少金属消耗。在管理方面，加强生产组织，减少生产事故，提高连浇炉数。
参考文献
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[2]张宇思，高云旺，张大勇.转炉金属炉料结构调整方案测算及其实践.河北冶金，2002 年第6期.
[3] 殷汝***，孟凡玉，刘洪波，刘正华，刘建新.济钢第一炼钢厂降低钢铁料消耗实践. 山东冶金，2003年炼钢增刊.
注：文章内所有公式及***表请以PDF形式查看。
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