數據分析在轉爐冶煉生產中的應用研究

唐 璟

（酒鋼集團榆中鋼鐵有限責任公司，甘肅 蘭州 730000）

隨著時代的進步，冶煉行業也得到了進一步發展，并對其提出了新要求。為了與時代發展相適應，加快生產速度，增強生產質量，需要以數據分析的方式及時發現并解決生產過程中存在的問題，減少對生產質量的影響因素，早日實現預期生產目標，滿足社會發展需求。

1 轉爐冶煉的相關概述

轉爐冶煉具有系統性、復雜性特征，主要是將廢鋼鐵、鐵水等煉成鋼，此鋼中包含著一定的化學成分。現階段，轉爐煉鋼已經成為較為常見的煉鋼生產方式。在實際生產過程中，不僅存在很多不穩定性的因素，而且還涉及到眾多數據參數，其數據與最終生產效果息息相關。因此，要做好數據分析工作，確保數據記錄的真實性，以便隨時掌握轉爐冶煉生產狀態，將質量問題扼殺在萌芽中，實現理想的生產效果。

2 數據分析在轉爐冶煉生產中的應用

2.1 生產條件

轉爐冶煉生產過程中，需要對相關參數進行明確。在本研究中，所分析的對象為：某鋼廠120t轉爐生產數據。氧槍操作方式主要有三種：第一種為恒流量方式，第二種為恒壓方式，第三種為變槍位方式。3.95為供氧強度（標準）/m3·（min·t）-1[1]。

鐵水條件主要有以下幾個，其中其溫度應該在1300～13800（單位：℃）之間。W（SI）、W（C）、W（P）分別為：0.3% ～ 0.6%、4.0%～4.5%、≤0.10%。

在轉爐冶煉生產中，造渣劑是比不可少的，使用頻率較高的有三種，一是輕燒白云石，二是石灰，三是燒結礦。

2.2 高碳鋼的冶煉生產數據

通常情況下，在進行車輪圈、扁圓彈簧的編制中，需要借助高碳鋼。在具體使用中，為了提升生產水平，增強產品質量，需要對高碳鋼中夾雜物和相應成分進行科學合理的控制[1]。為了實現良好的控制效果，應該對轉爐生產中磷的一次命中率進行有效控制，并逐步提升出鋼溫度，進而可為高碳鋼的冶煉生產提供有利條件，達到減少夾雜物的目的，對生產效率與質量的提高具有重要意義。

2.2.1 轉爐對高碳鋼的控制要求

其主要控制對象為溫度的控制、W（P）的控制和W（C）的控制，具體而言，其分別應該保證在大于或者等于1620（單位：℃）、大于等于0.016%和大于等于0.08%。

2.2.2 樣本收集及問題梳理

數據分析在轉爐冶煉生產的應用過程中，樣本收集及問題梳理是關鍵環節之一。一般來說，為了實現理想的數據分析效果，需要至少花費60天進行數據收集工作，也就是要對688爐高碳鋼生產數據進行整理，確保數據的全面性，為數據分析工作開展奠定良好的基礎[3]。與此同時，還需要做好相關問題的梳理分析工作，具體如下：

其一，通過對磷一次命中率分析可知，其僅達到了61.3%，離預期目標還很遠，有較大的改進空間，為保證質量，需要對此問題加以解決，進一步提高磷一次命中率。

其二，通過對實際產生中溢渣參數、噴濺比整理可知，其分別為19.7%、40.4%。可見，溢渣、噴濺比較嚴重，還需要繼續改進[4]。

其三，終點溫度與終點碳含量也不夠理想，其分別為1621（單位：℃）、0.09%。因此，需要加大控制力度，提升控制水平。

2.2.3 加料數據分析

在數據分析工作開展中，加料數據的分析是不容忽視的。通過數據分析結果可確保轉爐加料優化的針對性，實現良好的優化效果，進而能夠促使生產質量提升。主要是因為在對加料數據開展分析過程中，能夠為高磷容爐渣的獲取提供依據，進而獲得適當堿度的高磷容爐渣。該爐渣具有獨特的優勢，不僅具有良好的流動性，而且在操作上還表現了化渣快的特征，具有較強的經濟性，可為轉爐冶煉生產提供有利條件。

第一，經濟性有效數據的確定。在確定經濟性有效數據方面，應記錄每一爐終渣堿度參數及副槍檢測結果，此過程應該注重順序性，主要是按照先后順序來開展此項工作[5]。在此基礎上，還需要開展數據對比工作，以便了解相應的變化。具體而言可借助坐標系進行相應的計算，縱坐標與橫坐標分別為副槍TSC-P實際檢測結果和終渣堿度，通過相關計算與分析可知，副槍TSC檢測磷、堿度R與脫磷效果、物料使用效率呈反比，與成本呈正比。也就是說TSC-P和R控制越低，所需要投入的成本就越少，而脫離效果會更加，可促使物料的使用效率提升。

第二，加料、輔料消耗對脫磷效果的影響。在本次研究中，主要是將276爐數據作為主要的研究對象。在實際研究中，對其進行了合理劃分，分為四個樣本，分別用a、b、c、d來代替。針對于該數據的分析，以往的方式過于落后，難以全面展現針對于裝土量及鐵水成分，輔料消耗所產生的具體影響。因此，需要對傳統的分析方式進行創新，進行輔料的轉化，如以單位質量的硅消耗作為主要形式進行轉換，并采取相應的計算方式。此過程中，需借助相應的公式進行計算，即，通過科學合理的計算，可提升分析結果的準確性[6]。在對有關參數開展對比之后，發現樣本一次脫磷率逐漸呈下降趨勢，具體而言：

a樣本：鐵水、鐵水硅、TSC-P、TSC溫度、鐵水溫度、一批料堿度、終渣堿度、一批料比例分別為：115t、0.34%、0.013%、1614℃、1390℃、1.54、2.41、0.6。廢鋼、鐵水磷、TSC吹煉時間、一批料石灰量、一批料輕燒量、一批燒結礦量、一批輕燒理論需求量、總輕燒理論需求量、總石灰量、總輕燒量、總燒結礦礦量分別為：12.93t、0.082%、653s、3.42、2.05、3.71、2.65、7.88、6.21、2.05、6.15。

b樣本：鐵水、鐵水硅、TSC-P、TSC溫度、鐵水溫度、一批料堿度、終渣堿度、一批料比例分別為：109.9t、0.4%、0.0.187%、1619℃、1362℃、2.1、2.84、0.65。廢鋼、鐵水磷、TSC吹煉時間、一批料石灰量、一批料輕燒量、一批燒結礦量、一批輕燒理論需求量、總輕燒理論需求量、總石灰量、總輕燒量、總燒結礦礦量分別為 ：13.39t、0.08%、690s、4.05、7.6、3.17、2.03、9.49、5.49、12.65、0.65。

c樣本：鐵水、鐵水硅、TSC-P、TSC溫度、鐵水溫度、一批料堿度、終渣堿度、一批料比例分別為：116.5t、0.41%、0.0202%、1608℃、1367℃、2.22、2.61、0.62。廢鋼、鐵水磷、TSC吹煉時間、一批料石灰量、一批料輕燒量、一批燒結礦量、一批輕燒理論需求量、總輕燒理論需求量、總石灰量、總輕燒量、總燒結礦礦量分別為 ：15.15t、0.081%、693s、4.51、7.23、6.35、1.39、9.02、5.1、11.29、12.71。

d樣本：鐵水、鐵水硅、TSC-P、TSC溫度、鐵水溫度、一批料堿度、終渣堿度、一批料比例分別為：115.3t、0.45%、0.0398%、1610℃、1365℃、1.51、2.82、0.43。廢鋼、鐵水磷、TSC吹煉時間、一批料石灰量、一批料輕燒量、一批燒結礦量、一批輕燒理論需求量、總輕燒理論需求量、總石灰量、總輕燒量、總燒結礦礦量分別為：16.06t、0.076%、671s、3.15、4.23、2.8、2.97、13.14、5.54、12.61、8.08。

以樣本a為標桿，進行對比可知，不同樣本之間相關參數存在一定的差異性。相對而言，在堿度控制上，較差樣本表現了偏高的形式，可能會減緩化渣的速度，難以確保獲得良好的爐渣流動效果。從燒結礦方面來看，要想提升脫磷效果，需要進行適當的添加和調整。在該環節中，應該重點考慮溫度因素。從輕燒加入量來看，針對于較差樣本而言，不僅一批輕燒加入量與相關要求標準不符合，而且總輕燒也遠遠超過了理論需求。在此情況下，容易導致氧化鎂渣中過飽和太多，在很大程度上對渣的流動性產生了不良影響，無法保證脫磷效果。

為了對轉爐冶煉生產質量進行改善和優化，需要加強對樣本A燒結礦、終渣堿度、輕燒量等數據進行標準化處理，在其達到相關標準的基礎上，可以此為依據進行加料方案的制定，促使數據分析更加準確，為實際生產工作開展奠定基礎[7]。

2.3 槍位優化

將數據分析應用在轉爐冶煉過程中，之所以要進行槍位優化，主要是為了促使生產過程更加穩定，獲取合適的爐渣氧化性，進而為脫磷工作的開展做準備[8]。另外，槍位對噴濺、終點碳氧都具有重要影響，所以槍位控制是十分必要的。在實際控制時，需要將終點碳控制在≥0.01%，以便促使終點氧含量降低。這就需要促使槍位對供氧速度提供相應的保障。在轉爐冶煉生產中，噴濺問題是比較常見的，主要是以前期噴濺為主。例如，當前期渣氧化性處于較強的狀態下，便會埋下隱患，提升噴濺問題出現的可能性。為了避免此問題發生，需要對前期槍位進行壓低，做好相應的調整工作。如，如果之前的吹煉高度為190（單位：cm），那么需要將其調整至180（單位：cm）。通過科學的調整，可對上述問題進行有效解決，增強生產質量。

2.4 工藝調整后生產效果

在該研究中，通過對槍位優化和加料調整之后，為了對相關參數變化進行了解，開展了為期90天的實驗跟蹤工作[9]。最終通過對有關數據的分析可知，輕燒量、含氧量、噴濺比都呈現了下降的趨勢，并且磷一次命中率也有所提高，最高達到了67.2，充分說明了槍位與加料的調整對生產質量提升的重要意義。

3 結語

總而言之，轉爐冶煉屬于一項較為復雜的工序。在生產過程中，會涉及到很多數據參數，其與生產質量具有較大的關聯性。因此，需要借助數據分析方式，為生產提供依據，對存在的問題進行有效解決，確保生產質量。