天鋼轉爐鋼鐵料消耗的定量分析與對策

王寶明

（天津鋼鐵集團有限公司煉鋼廠，天津300301）

1 引言

鋼鐵料消耗一般占轉爐生產成本80%以上。降低鋼鐵料消耗不僅可以降低生產成本，而且有利于改善其它技術經濟指標，是鋼鐵企業降低產品成本的有效手段之一；同時還可有效減少各類廢棄物的產生量，為開展清潔生產、發展循環經濟創造良好條件。天津鋼鐵集團有限公司（以下簡稱天鋼）多年來鋼鐵料消耗始終高于1080 kg/t鋼，與國內領先水平1060 kg/t鋼以下的指標相比存在較大的差距。為了盡快縮短差距，提高企業的市場競爭力，通過對影響鋼鐵料消耗的相關工序進行定量的分析，找出了降低鋼鐵料消耗的對策。

2 對鋼鐵料消耗的認識

2.1 鋼鐵料消耗的計算標準[1]

鋼鐵料消耗是指每冶煉1 t鋼需要多少千克的鋼鐵料。鋼鐵料消耗的計算公式為：

鋼鐵料消耗（kg/t鋼）=入爐鋼鐵料量（生鐵+廢鋼鐵量）（kg）÷合格鋼坯量（t）

其中，生鐵包括冷生鐵、高爐鐵水、還原鐵；廢鋼鐵包括各種廢鋼、廢鐵等。

2.2 不同廠家的統計指標的差異

國家標準規定鋼鐵料消耗，是按入爐料計算，即廢鋼鐵量含外部采購和鋼廠內部循環回收的廢鋼鐵量。實際企業計算時，煉鋼廠內部循環回收的廢鋼都被扣除了。實際生產中,由于投入的含鐵物料鐵料量如燒結礦、生礦、合金等對鋼鐵料耗是有影響的，再加上理論計算與實際投入的鐵量之間的差異，各企業生產品種、原料質量、工藝裝備、操作水平等均不同,各個企業的鋼鐵料消耗指標相差較大。

3 天鋼煉鋼廠各工序鋼鐵料消耗定量測算

3.1 扒渣工序

通過對入爐鐵水脫硫扒渣處理工序的測試，脫硫扒渣工序鐵損為10 kg/t鋼，脫硫扒渣爐數占總生產爐數比例按5%計算，則扒渣總的鐵損為10×5%=0.5 kg/t鋼。合格入爐鐵水的鋼鐵料消耗為1000.5 kg/t鋼。

表1 轉爐冶煉工序化學燒損構成表

3.2 轉爐冶煉工序

（1）化學燒損（化學成分平均值計算）見表1。

天鋼煉鋼廠2012年1月鋼鐵料消耗及化學燒損的構成見表2。

表2 鋼鐵料消耗及化學燒損的構成表

（2）轉爐吹煉過程金屬損失。

①金屬Fe氧化損失

轉爐渣量約為120 kg/t鋼，渣中TFe為16%。

金屬Fe氧化損失合計:120 kg/t鋼×16%=19.2 kg/t鋼。

②渣中帶鐵（按20%計）

120 kg/t鋼×20%=24.0 kg/t鋼。

③噴濺造成的金屬損失量按0.6%計，影響鋼鐵料6.0 kg/t鋼。

④煙塵中金屬損失量按0.1%計，影響鋼鐵料1.0 kg/t鋼。

吹煉過程金屬損失合計為：19.2+24.0+6.0+1.0=50.2 kg/t鋼。

（1）～（2）轉爐煉鋼部分損失合計:51.6+50.2=101.8 kg/t鋼。

未加入合金前的噸合格鋼水的鋼鐵料消耗為：1000+101.8=1101.8 kg/t鋼。

（3）合金加入量增加的影響。

2012年1 月用合金量6649 t，產量372311 t，噸鋼消耗為17.9 kg。平均按80%回收進入鋼水計算，影響鋼鐵料消耗平均為17.9×80%=14.3 kg/t鋼。

轉爐冶煉工序至加入合金后止，鋼水的鋼鐵料消耗平均為1101.8-14.3=1087.5 kg/t鋼。

3.3 連鑄及其它工序

（1）氧化鐵皮損失按0.3%計，則損失鋼鐵料3 kg/t鋼。

（2）切縫損失，平均按影響鋼鐵料1.2 kg/t鋼計算。

切頭、切尾、中間包及鋼包鑄余、回爐漏鋼等的損失，平均按影響鋼鐵料13.4 kg/t鋼計算。

（3）鑄坯質量合格率的影響。

按平均99.90%計算，損失鋼鐵料消耗1 kg/t鋼。

連鑄及其它工序總損失為：3+1.2+13.4+1=18.6 kg/t鋼。

即噸合格坯鋼水鋼鐵料消耗為1018.6 kg/t鋼。

3.4 全廠噸合格鋼坯鋼鐵料消耗

通過以上各工序的影響計算，噸合格鋼坯鋼鐵料消耗如下：

1000.5 ×1087.5×1018.6/1000/1000=1108.28 kg/t鋼。

實際結賬值為1082.98 kg/t鋼，相差25.3 kg/t鋼。

主要原因有：

（1）回收廢鋼的沖減。

切頭、切尾、中間包及鋼包鑄余、回爐漏鋼等回收的廢鋼5000 t，按80%回收，可沖減鋼鐵料消耗10.74 kg/t鋼；廢品可沖減鋼鐵料消耗1 kg/t鋼。回收廢鋼的沖減合計11.74 kg/t鋼。

（2）渣鋼加入的影響。

2012年1 月實際渣鋼加入量為5.1 kg/t鋼，按50%回收率計算，可減少鋼鐵料消耗2.57 kg/t鋼。

（3）高爐返礦的影響。

2012年1月高爐返礦實際加入量為29.76 kg/t鋼，含鐵品位按55%，回收率按50%計算，可減少鋼鐵料消耗8.14 kg/t鋼。

（4）加入磁選鐵的影響。

2012年1 月磁選鐵實際加入量為10.66 kg/t鋼，按20%回收率計算，可減少鋼鐵料消耗2.13 kg/t鋼。

以上因素可沖減總值為 11.74＋2.57＋8.14＋2.13＝24.58 kg/t鋼，接近上述的差值。高爐返礦中，另一部分變成了氧化鐵而進入渣中，彌補了廢鋼回收率低的部分。

4 降低鋼鐵料消耗的潛力分析

由以上計算看出，各個工序之間對鋼鐵料消耗的影響和工作重點是不一樣的。煉鋼工序在加入合金前影響為101.8 kg/t鋼，占80%以上。除了化學燒損（51.6 kg/t鋼）受鐵水原料影響以外，鋼渣中金屬損失（50.2 kg/t鋼）受操作的影響較大。主要有渣中氧化鐵、渣中帶鐵、噴濺損失等。

4.1 降低渣中氧化鐵

目前條件下，總渣量減少20 kg/t鋼，渣中氧化鐵降低2%，可降低鋼鐵料消耗5.2 kg/t鋼。

4.2 減少渣中帶鐵

渣中帶鐵實際取樣值要高于20%，潛力較大，目前條件下，渣量降到100 kg/t鋼，如果能降5%，可降低鋼鐵料消耗9.0 kg/t鋼。

4.3 減少噴濺

噴濺損失量每減少0.1%，可降低鋼鐵料消耗1 kg/t鋼。降低到0.4%以下，即可降低鋼鐵料消耗2.0 kg/t鋼以上。

4.4 增加高爐返礦及渣鋼用量

通過增加高爐返礦及渣鋼用量20 kg左右，約降低鋼鐵料消耗6.0 kg/t鋼。

以上鋼鐵料降低潛力合計約為：

5 降低鋼鐵料消耗的具體對策

5.1 降低轉爐渣量

轉爐通過提高石灰質量、留渣操作、提高吹煉前期溫度并增加前期高爐返礦用量、過程化透渣等技術措施，轉爐工序的石灰消耗由原來的60 kg/t鋼降到了目前的40 kg/t鋼，噸鋼降低20 kg。使轉爐渣量明顯降低，減少了爐渣中帶走的鐵量，降低了轉爐工序鋼鐵料消耗。

5.2 增加鐵水比

轉爐通過調整鐵水、廢鋼裝入比例，使鐵水量增大，達到增加轉爐熔池溫度的目的，為轉爐增加高爐返礦及渣鋼用量創造了條件。采用此措施后，高爐返礦及渣鋼用量提高到65 kg/t鋼左右，增加約20 kg/t鋼，降低了鋼鐵料消耗。

5.3 提高轉爐控制水平，降低爐渣（FeO）含量

轉爐工序強化過程控制，減少吹煉過程的噴濺和返干，同時提高終點倒爐命中率，達到提高鋼水終點C含量，降低出鋼溫度的目的，進而降低爐渣中的（FeO）含量。

轉爐煉鋼的過程控制和終點控制是影響鋼鐵料消耗的重要因素。因此，采取各種措施，提高煉鋼工的吹煉控制能力十分重要。要求煉鋼工在轉爐吹煉過程中，堅持以早化渣、化好渣、化透渣為原則，提高終點成分和溫度的控制能力，推行一次倒爐出鋼和高拉碳操作，減少后吹現象。通過強化管理、采取各類攻關、技術比武等措施，使煉鋼工控制水平明顯提高，噴濺率明顯降低，渣中TFe由原來的16%降低到14%，平均含量降低約2%。渣中帶鐵也降到了15%以下，降低了鋼鐵料消耗。

5.4 其它措施

（1）轉爐裝準出凈，同時，減少兌鐵過程灑鐵和終點倒爐倒鋼水。

（2）提高鑄坯質量，降低各類生產事故，減少回爐鋼水量。

（3）強化生產組織水平，加強鋼水過程溫度的控制，減少在線鋼包周轉個數并提高鋼包烘烤質量，保證紅包受鋼以減少鋼水過程溫度損失，為降低轉爐出鋼溫度創造條件。

6 效果

通過對鋼鐵料消耗影響因素的定量分析，并實施相應的對策后，鋼鐵料消耗指標由2012年年初的1083 kg/t鋼降到了目前的1060 kg/t鋼以下，降低了23 kg/t鋼，取得了明顯的效果，達到了國內的領先水平，獲得了良好的經濟和社會效益。

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