轉(zhuǎn)爐低鐵水消耗冶煉工藝思考研究

何海斌

（酒鋼集團榆中鋼鐵有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730104）

在目前的情況下，轉(zhuǎn)爐煉鋼的工藝技術(shù)手段正在不斷獲得創(chuàng)新。轉(zhuǎn)爐冶煉過程中的鐵水消耗總量能否得到合理有效的控制，直接決定了轉(zhuǎn)爐煉鋼的綜合效益實現(xiàn)。鋼鐵企業(yè)為了有效促進冶煉生產(chǎn)環(huán)節(jié)的經(jīng)濟利潤效益達到最大化程度，那么企業(yè)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)深入探索降低鐵水消耗的轉(zhuǎn)爐冶煉技術(shù)實施模式，旨在降低鋼鐵冶煉企業(yè)的原料采購成本壓力，對于鐵水緊缺的企業(yè)生產(chǎn)運行狀況予以最大程度緩解。

1 轉(zhuǎn)爐低鐵水消耗冶煉的技術(shù)難題

首先是無法做到準(zhǔn)確控制廢鋼材料品質(zhì)。現(xiàn)階段的鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)針對廢鋼材料質(zhì)量仍然缺少嚴格控制的意識，導(dǎo)致投入循環(huán)使用中的廢鋼材料無法達到良好的品質(zhì)性能標(biāo)準(zhǔn)要求，進而明顯影響到鋼鐵冶煉成品的質(zhì)量[1]。某些企業(yè)采購人員針對廢鋼材料沒有嚴格檢測化學(xué)元素比例，因此就會導(dǎo)致廢鋼材料中的各種化學(xué)元素比例存在失衡現(xiàn)象，整體上表現(xiàn)為混亂的廢鋼材料利用與管理實施狀況。

其次是轉(zhuǎn)爐冶煉過程缺少持續(xù)性的熱量供給。鋼鐵冶煉操作過程的順利實施與開展必須要依靠持續(xù)性的熱量能源供給，否則如果熱量供給過程出現(xiàn)了中斷，那么轉(zhuǎn)爐冶煉必需的熱量就會呈現(xiàn)出嚴重匱乏的情況。然而在目前的情況下，鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)由于受到轉(zhuǎn)爐熱量間斷供應(yīng)的影響，那么將會導(dǎo)致鋼水質(zhì)量存在缺陷，并且還會增加冶煉技術(shù)指標(biāo)惡化以及鋼水過氧化的風(fēng)險。鋼水在過度氧化的情況下，腐蝕爐襯的程度將會明顯加劇[2]。

第三是鋼鐵冶煉生產(chǎn)企業(yè)欠缺精細化的管控實施思路。精細化的冶煉生產(chǎn)管控模式應(yīng)當(dāng)重點針對于循環(huán)利用廢鋼材料以及保護生態(tài)環(huán)境，以上兩項措施構(gòu)成了鋼鐵冶煉化工生產(chǎn)企業(yè)必須要嚴格遵循的基本實施要素。但是實際上，很多鋼鐵冶煉企業(yè)在激烈的行業(yè)競爭環(huán)境中，企業(yè)管理人員經(jīng)常就會忽視推行精細化管理，那么將會造成廢鋼材料無法得到最大程度的循環(huán)利用，同時還會增加冶煉生產(chǎn)過程中的生態(tài)污染隱患風(fēng)險。

2 轉(zhuǎn)爐低鐵水消耗冶煉的工藝實施思路

對于大規(guī)模的鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)來講，冶煉生產(chǎn)流程中的鐵水資源構(gòu)成了消耗比例較高的生產(chǎn)能源類型。現(xiàn)階段的大型冶煉生產(chǎn)企業(yè)普遍需要應(yīng)對非常艱巨的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)型任務(wù)，因此決定了鋼鐵冶煉企業(yè)必須要創(chuàng)新運用轉(zhuǎn)爐冶煉的工藝技術(shù)手段，旨在合理節(jié)約冶煉生產(chǎn)資源，確保冶煉生產(chǎn)企業(yè)獲得更好的鋼鐵冶煉生產(chǎn)綜合效益。

為了達到綠色冶煉工藝改造以及節(jié)約鋼鐵冶煉資源的宗旨目標(biāo)，冶煉生產(chǎn)企業(yè)目前針對轉(zhuǎn)爐低鐵水消耗的全新冶煉生產(chǎn)工藝模式亟待進行創(chuàng)新與推廣。在轉(zhuǎn)爐低鐵水消耗的全新冶煉技術(shù)手段支撐下，鋼鐵冶煉生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)遵循綠色環(huán)保以及節(jié)約冶煉能源的總體實施思路，嚴格控制廢鋼質(zhì)量，確保達到有序回收以及循環(huán)利用鋼鐵冶煉化工生產(chǎn)資源的目標(biāo)[3]。

具體在實施與推行低鐵水消耗的轉(zhuǎn)爐冶煉工藝手段過程中，鋼鐵冶煉生產(chǎn)企業(yè)針對冶煉熱量能源應(yīng)當(dāng)予以及時的補充，實時控制加入爐內(nèi)的石灰、碳化硅以及爐渣比例，確保達到爐渣堿性程度適中的效果。企業(yè)對于具有良好攪拌控制能力的熔池基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)當(dāng)積極引進采用，對于氧槍設(shè)備應(yīng)當(dāng)選擇高馬赫數(shù)的設(shè)備類型[4]。鋼鐵冶煉企業(yè)通過推行以上的創(chuàng)新調(diào)整手段措施，應(yīng)當(dāng)能夠降低氧槍點火操作過程難度，并且做到實時調(diào)整加入爐內(nèi)的廢鋼總量。企業(yè)在循環(huán)利用廢鋼生產(chǎn)原料的前提下，確保達到超出20%的鋼鐵產(chǎn)能提升增長目標(biāo)，全面推行精細化的廢鋼循環(huán)利用管理模式。

3 轉(zhuǎn)爐低鐵水消耗冶煉的工藝改進要點

鋼鐵冶煉企業(yè)目前如果要全面實現(xiàn)鐵水消耗總量明顯降低的目標(biāo)，那么最根本的改進創(chuàng)新思路就是推行精細化的鋼鐵冶煉工藝流程管理[5]。企業(yè)管理人員對于冶煉成品的品質(zhì)性能在嚴格給予保障的基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)著眼于解決轉(zhuǎn)爐熱量短缺的工藝技術(shù)難題，運用升溫改造的技術(shù)手段來調(diào)整爐內(nèi)冶煉溫度，保證達到持續(xù)性與平穩(wěn)性的轉(zhuǎn)爐熱量能源供給效果。

具體在實踐中，鋼鐵冶煉的企業(yè)技術(shù)人員針對轉(zhuǎn)爐低鐵水消耗的全新冶煉技術(shù)手段應(yīng)當(dāng)重視以下的運用改進思路。

3.1 合理改進氧槍設(shè)備

氧槍設(shè)備設(shè)施構(gòu)成了轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)過程不可缺少的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備，氧槍設(shè)備是否具有合理與科學(xué)的設(shè)備初始設(shè)計參數(shù)，在根本上關(guān)系到轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)中的資源成本消耗總量。因此在目前的現(xiàn)狀下，冶煉生產(chǎn)企業(yè)必須要改用具有高馬赫數(shù)的全新氧槍設(shè)備，有效杜絕冶煉操作過程中的噴濺現(xiàn)象、軟吹現(xiàn)象以及點火困難現(xiàn)象。企業(yè)對于高馬赫數(shù)的全新氧槍設(shè)備噴頭應(yīng)當(dāng)予以引進采用，合理改造原有的氧槍設(shè)施噴頭部位結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)確設(shè)置氧槍噴頭的出口直徑參數(shù)、吹煉流量參數(shù)以及馬赫數(shù)[6]。

經(jīng)過以上的氧槍設(shè)備基礎(chǔ)參數(shù)優(yōu)化改造以后，應(yīng)當(dāng)能夠充分確保氧槍噴頭達到更高與更深的噴射吹送效果，并且還能達到明顯提升氧槍基礎(chǔ)設(shè)備攪拌能力的目標(biāo)。現(xiàn)階段的某些鋼鐵冶煉企業(yè)并不具備規(guī)模化的轉(zhuǎn)爐設(shè)備改造實施條件，那么企業(yè)可以選擇補熱劑來促進爐內(nèi)溫度的提升。通常情況下，轉(zhuǎn)爐冶煉操作中的常見補熱劑種類應(yīng)當(dāng)包含復(fù)合型的碳硅補熱劑，以及單一碳質(zhì)的補熱劑。企業(yè)技術(shù)人員通過實施綜合性的考慮與判斷，應(yīng)當(dāng)能夠給出適用于鋼鐵冶煉操作生產(chǎn)過程的最佳補熱劑種類。

3.2 預(yù)熱廢鋼材料

鋼鐵冶煉技術(shù)人員針對廢鋼材料在全面實施材料預(yù)熱處理時，主要應(yīng)當(dāng)借助于煙氣熱量來完成以上操作過程。廢鋼材料如果經(jīng)過了充分的前期預(yù)熱處理，那么通常可以升高至500℃左右的爐內(nèi)溫度，有效確保了廢鋼材料得以最大限度使用。技術(shù)人員對于700℃以內(nèi)的廢鋼材料溫度應(yīng)當(dāng)展開實時性的監(jiān)測，確保在爐內(nèi)融入經(jīng)過預(yù)熱操作處理后的廢鋼材料，從而將廢鋼材料轉(zhuǎn)化成為再次循環(huán)使用的資源。因此能夠判斷得出，預(yù)熱廢鋼材料的做法具有非常明顯的必要性。

例如對于蓄熱式的新型燃燒加熱技術(shù)手段在進行引進推廣的基礎(chǔ)上，鋼鐵企業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)善于運用網(wǎng)絡(luò)智能化的自動運行控制手段，合理節(jié)約以及優(yōu)化利用企業(yè)能源成本。自動控制模式主要依賴企業(yè)計算機系統(tǒng)予以實現(xiàn)，鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)如果能夠針對軋鋼加熱裝置全面實施自動化的系統(tǒng)運行控制，則意味著軋鋼冶煉過程的自動化運行水準(zhǔn)得到了明顯提升，確保預(yù)熱廢鋼環(huán)節(jié)的良好實效性。

近些年以來，已經(jīng)有很多的轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)企業(yè)正在著眼于探索自動化的廢鋼材料總量控制系統(tǒng)，通過實施自動化的廢鋼材料稱量技術(shù)手段來實現(xiàn)精準(zhǔn)控制廢鋼材料投入爐內(nèi)比例的目的。鋼鐵冶煉生產(chǎn)企業(yè)對于以上的全新生產(chǎn)工藝手段在引進推廣的前提下，應(yīng)當(dāng)能夠切實保證企業(yè)生產(chǎn)組織得到明顯的簡化，有益于節(jié)約利用廢鋼材料以及降低廢鋼利用成本。此外，企業(yè)技術(shù)人員對于轉(zhuǎn)爐冶煉溫度必須要進行密切的控制監(jiān)測，從而在根本上杜絕爐內(nèi)溫度波動頻繁的情況。

3.3 實時監(jiān)測與控制鐵水溫度

鋼鐵冶煉生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的鐵水溫度如果沒有得到實時性的準(zhǔn)確監(jiān)測控制，那么將會導(dǎo)致冶煉成品存在某種質(zhì)量缺陷，甚至還會給冶煉成品帶來非常明顯的外觀缺損后果。在此前提下，企業(yè)技術(shù)人員必須要學(xué)會運用信息化以及智能化手段來全面測控爐內(nèi)鐵水溫度，避免轉(zhuǎn)爐鐵水溫度存在無法達標(biāo)的現(xiàn)象。具體在技術(shù)優(yōu)化改進的實踐中，企業(yè)技術(shù)人員針對鐵水罐以及魚雷罐的使用周轉(zhuǎn)頻率應(yīng)當(dāng)給予合理的控制，并且還要嚴格做好鐵水保溫工作，防止由于長途運輸操作過程的影響，從而造成鐵水溫度呈現(xiàn)出明顯下降的趨勢。

混合型的爐內(nèi)燃料成分將會導(dǎo)致燃燒系數(shù)發(fā)生特定的改變，因此決定了企業(yè)技術(shù)人員必須要靈活調(diào)整燃燒空氣系數(shù)，對于燃氣的熱值改變狀況進行密切的監(jiān)測與關(guān)注。企業(yè)技術(shù)人員對于煤氣燃燒效率應(yīng)當(dāng)予以提升優(yōu)化，運用周期性的尋找最優(yōu)數(shù)值方法來調(diào)整控制燃氣燃燒效率。技術(shù)人員對于空氣通入量應(yīng)當(dāng)進行靈活的控制調(diào)整，對于空氣燃料比例予以最大限度的改造。鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)針對軋鋼加熱基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備如果選擇了熱值較高的煤氣用于提供加熱能源，那么最好選擇常規(guī)型的加熱爐內(nèi)部構(gòu)造方式。企業(yè)技術(shù)人員針對軋鋼加熱爐在全面推行與實施爐內(nèi)結(jié)構(gòu)優(yōu)化改造的實踐過程中，必須要充分考慮軋鋼生產(chǎn)真實需求，避免爐內(nèi)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改造工作存在盲目性，合理節(jié)約鋼鐵冶煉生產(chǎn)資源。

除了以上的重要工藝改進措施之外，鋼鐵冶煉生產(chǎn)企業(yè)目前還應(yīng)當(dāng)重點針對廢鋼以及其他破碎材料予以全面的回收處理。這是由于，全面回收處理以及循環(huán)利用廢鋼廢渣資源的舉措符合了環(huán)保節(jié)能的冶煉工藝改造總體實施目標(biāo)，因此值得受到鋼鐵冶煉企業(yè)的關(guān)注與重視。企業(yè)管理人員對于綠色可循環(huán)的全新轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)模式必須要積極加以引進，完善現(xiàn)有的冶煉生產(chǎn)工藝技術(shù)。

4 結(jié)語

經(jīng)過分析可見，轉(zhuǎn)爐冶煉工藝創(chuàng)新改造的總體實施思路應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)在節(jié)約鐵水資源，通過創(chuàng)新現(xiàn)有的轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)技術(shù)手段來控制鐵水消耗比例，對于廢鋼比予以準(zhǔn)確的測算與控制。現(xiàn)階段的鋼鐵冶煉生產(chǎn)企業(yè)針對低鐵水消耗的轉(zhuǎn)爐冶煉全新技術(shù)手段應(yīng)當(dāng)展開深入的研究探索，切實保障轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)操作人員的人身健康安全，優(yōu)化利用轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)材料資源。