轉(zhuǎn)爐低鐵耗生產(chǎn)探索與實(shí)踐

周志勇

（陽(yáng)春新鋼鐵有限責(zé)任公司，廣東 陽(yáng)春 529600）

轉(zhuǎn)爐冶煉鐵水消耗（以下簡(jiǎn)稱鐵耗）是的一個(gè)重要的工藝指標(biāo)，鐵耗的高低不僅決定了轉(zhuǎn)爐車間消耗廢鋼的能力，也反映了轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程熱量的利用效率，尤其對(duì)于鐵水產(chǎn)能有限的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，推進(jìn)降低鐵耗的工作可以有效的提高企業(yè)產(chǎn)能。

陽(yáng)春新鋼鐵責(zé)任有限公司（以下簡(jiǎn)稱陽(yáng)春新鋼鐵）轉(zhuǎn)爐車間配備2 座公稱容量為120 噸的轉(zhuǎn)爐，加料跨由2 臺(tái)30+30t 天車和2 臺(tái)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(tái)5 機(jī)5 流小方坯連鑄機(jī)。隨著陽(yáng)春新鋼鐵煉鋼廠連鑄機(jī)方坯斷面150mm 到155mm 的改進(jìn)成功，加上煉鋼廠從內(nèi)部?jī)?yōu)化各工序的銜接時(shí)間，使煉鋼廠鐵水的消耗能力達(dá)到每天9000 噸以上，而新鋼鐵煉鐵廠每天的鐵水產(chǎn)量維持在8000～8200 噸之間，為了保證轉(zhuǎn)爐有足夠的作業(yè)率，完成企業(yè)全年產(chǎn)量目標(biāo)，煉鋼廠以轉(zhuǎn)爐冶煉熱量平衡和優(yōu)化生產(chǎn)組織作為基礎(chǔ)，積極開展了多種形式的降鐵耗探索與實(shí)踐[1]。

(1)對(duì)于低壓電網(wǎng)側(cè)斷路器的選擇，常用的有萬(wàn)能式斷路器和塑殼式斷路器。一般在配電系統(tǒng)電流較大的進(jìn)出線回路，采用萬(wàn)能式斷路器；而對(duì)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(jié)構(gòu)比較緊湊、操作安全等優(yōu)點(diǎn)，箱變出線用低壓塑殼式斷路器，型號(hào)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(xiàn)狀

2019 年，公司對(duì)外采購(gòu)優(yōu)質(zhì)廢鋼，轉(zhuǎn)爐車間裝入原料的結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的變化，2019 年下半年，煉鋼廠通過(guò)對(duì)生產(chǎn)組織進(jìn)行梳理，優(yōu)化銜接時(shí)間，推進(jìn)冶煉終點(diǎn)出鋼溫度系統(tǒng)溫降工作，降低了終點(diǎn)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(biāo)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(duì)冶煉控制提出進(jìn)一步進(jìn)行改進(jìn)，確保鐵耗指標(biāo)進(jìn)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(shí)踐

2.1 改進(jìn)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(yáng)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(chǔ)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(shù)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(duì)此，轉(zhuǎn)爐車間積極開展優(yōu)化廢鋼加入的方法，其中產(chǎn)生效果的主要包括以下兩點(diǎn)[2]。

2.1.1 調(diào)整生產(chǎn)組織，錯(cuò)開生產(chǎn)節(jié)奏，單爐冶煉加雙槽廢鋼

轉(zhuǎn)爐冶煉單爐生產(chǎn)節(jié)奏在30min 左右，在生產(chǎn)節(jié)奏錯(cuò)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(guò)現(xiàn)場(chǎng)跟蹤，在兩座轉(zhuǎn)爐開始吹煉時(shí)間錯(cuò)開不小于10 分鐘的前提下，可以實(shí)現(xiàn)兩座轉(zhuǎn)爐都加兩槽廢鋼的生產(chǎn)組織模式，由于多加1 槽廢鋼，單爐生產(chǎn)周期長(zhǎng)40s～60s。加雙槽廢鋼入爐鐵水廢鋼結(jié)構(gòu)表2。

表2 單雙槽入爐鐵水廢鋼量對(duì)比

2.2.1 控制終渣量，提高轉(zhuǎn)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?fàn)t前消耗廢鋼30t/爐鋼，轉(zhuǎn)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(shí)，利用抓鋼機(jī)將廢鋼加入鐵水罐內(nèi)，然后利用煤氣烘烤加熱鐵水罐工作層和罐內(nèi)廢鋼。此種方法可以有效彌補(bǔ)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(zhuǎn)爐，公司對(duì)鐵水罐的運(yùn)行實(shí)施了一系列的優(yōu)化，主要包括投入鐵水罐烘烤設(shè)備、減少在線倒運(yùn)鐵水罐數(shù)量、縮短鐵水罐倒運(yùn)周期等。由于倒運(yùn)鐵水的生產(chǎn)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(zhuǎn)爐冶煉一爐鋼消耗廢鋼總量可大于39t，廢鋼占比27%～30%。調(diào)整前后入爐鐵水廢鋼量對(duì)比如表3。

表3 出鐵前有無(wú)加廢鋼對(duì)比

2.2 少渣量操作提高熱量利用效率

通過(guò)對(duì)出鋼口坐磚進(jìn)行優(yōu)化，修改出鋼口內(nèi)徑，將出鋼口內(nèi)徑擴(kuò)大25mm，縮短出鋼時(shí)間，減少出過(guò)程溫降。出鋼操作優(yōu)化前后出鋼時(shí)間與出鋼溫降前后對(duì)比如表5：在滿足后道工序過(guò)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(nèi)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(guò)大時(shí)，容易導(dǎo)致濺渣時(shí)間長(zhǎng)，且不利于后一爐冶煉熱量利用，出完鋼視爐內(nèi)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(nèi)熱量提高鋼水溫度。通過(guò)實(shí)驗(yàn)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(diǎn)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(guò)桿體調(diào)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(xiàn)場(chǎng)都可開展絕緣桿作業(yè)。

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工藝設(shè)備條件進(jìn)行優(yōu)化，可以創(chuàng)造提高消耗廢鋼的生產(chǎn)條件。2019 年年初，轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)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(guò)對(duì)出鋼操作進(jìn)行優(yōu)化，減少出鋼過(guò)程溫度損失，在保證滿足澆鑄溫度的前提下，降低終點(diǎn)出鋼溫度，促進(jìn)鐵耗降低，主要優(yōu)化措施包括：

轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)條件的改變，為減少轉(zhuǎn)爐輔料加入量降低創(chuàng)造條件，主要變化表現(xiàn)為：①終渣量減少、過(guò)程溢渣得到緩解，加入爐內(nèi)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(dāng)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(nèi)。調(diào)整前后輔料加入變化如表4：生產(chǎn)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(jìn)工藝、設(shè)備，降低過(guò)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(fèi)

將滾子從動(dòng)件的滾子中心視為尖底從動(dòng)件的尖底，則滾子從動(dòng)件的凸輪機(jī)構(gòu)即成為尖底從動(dòng)件的凸輪機(jī)構(gòu)，因此文中僅研究后者。

模型在中跨跨中處設(shè)置了對(duì)稱約束，在支座處并未設(shè)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(dá)到1.24 cm。組合梁自上而下位移量有明顯的減小。負(fù)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)。混凝土頂板在縱向不斷伸長(zhǎng)，但由于溫度梯度原因，混凝土板上下兩側(cè)的伸長(zhǎng)量不同，導(dǎo)致自身發(fā)生彎曲變形，同時(shí)這種作用也發(fā)生在鋼腹板上。負(fù)彎矩區(qū)混凝土底板由上到下溫度遞增，其自由變形應(yīng)該是下邊緣伸長(zhǎng)量大于上邊緣，對(duì)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(shè)相鄰信號(hào)分路的相位調(diào)制差值均為φx，結(jié)合式(6)，對(duì)式(7)作傅里葉變換可知，多相位分段調(diào)制干擾信號(hào)在頻域可以表示為

爐后新增合金烘烤爐，在轉(zhuǎn)爐吹煉之前，將合金加入烘烤爐內(nèi)烘烤，保證出鋼把合金加入鋼包時(shí)，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(guò)程溢渣

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

表5 出鋼操作優(yōu)化前后對(duì)比

2.4 優(yōu)化操作，降低鐵耗

2.3.2 出鋼口改進(jìn)，縮短出鋼時(shí)間

少渣量操作可以減少過(guò)程溢渣，但是當(dāng)硅含量大于0.55%時(shí)，吹煉中期碳氧反應(yīng)劇烈，容易導(dǎo)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(biāo)，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(diǎn)出鋼溫度，另一方面減少過(guò)程噴濺溢渣，降低金屬消耗，間接改善鐵耗指標(biāo)。

2.4.2 提高終點(diǎn)拉碳水平，提高熱效率

終點(diǎn)C 含量控制可以直觀反應(yīng)熱量利用效率，終點(diǎn)C 含量高一方面不利于爐內(nèi)熱量的充分利用，另一方面，C 含量高增加P 高出鋼風(fēng)險(xiǎn)，爐渣粘度增加不利于濺渣護(hù)爐。通過(guò)提高爐長(zhǎng)看碳水平，保證終點(diǎn)C 含量穩(wěn)定在0.05%～0.07%之間。終點(diǎn)C 含量每降低0.01%，可以實(shí)現(xiàn)鐵耗降低約9kg/t。

浙江省大中型水庫(kù)工程負(fù)債平均3 953.33萬(wàn)元，全省每個(gè)水庫(kù)平均年收入1 367.67萬(wàn)元，負(fù)債是年收入的2.89倍。從地區(qū)來(lái)看，溫州市大中型水庫(kù)平均負(fù)債最高，平均每個(gè)水庫(kù)負(fù)債為63 994.67萬(wàn)元，其中珊溪水利樞紐累計(jì)負(fù)債170 000萬(wàn)元；金華最低，平均負(fù)債為2 603萬(wàn)元。

3 結(jié)論

（1）通過(guò)對(duì)生產(chǎn)組織以及冶煉操作進(jìn)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(biāo)[3]。

（2）由于生產(chǎn)周期、各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)銜接時(shí)間縮短，提高了生產(chǎn)效率，減少過(guò)程溫度損失，可以有效降低鐵耗指標(biāo)。

3. 治療方法：Lysholm評(píng)分60分以下、MRI顯示有半月板損傷Ⅲ級(jí)以上的進(jìn)行關(guān)節(jié)鏡手術(shù)(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(dòng)、藥物治療、關(guān)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(shù)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(nèi)或前外側(cè)入路，插入關(guān)節(jié)鏡，按序檢查整個(gè)關(guān)節(jié)腔，然后對(duì)內(nèi)外側(cè)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(xì)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(shù)方法。

（3）設(shè)備改進(jìn)可以有效減少生產(chǎn)過(guò)程中的溫度損失，提高消耗廢鋼的能力，后續(xù)可以通過(guò)設(shè)備升級(jí)，例如：鐵水罐加蓋、鋼包加蓋、輔料（石灰白云石）預(yù)熱等設(shè)備改造可以進(jìn)一步促進(jìn)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(nèi)加入小塊度、鐵含量高的豆鋼、出鋼過(guò)程加尺寸符合要求的鋼筋粒等方式可以充分利用轉(zhuǎn)爐熱量的同時(shí)增加單爐產(chǎn)量，降低鐵耗。