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影响转炉钢铁料消耗的因素探讨 (1)

影响转炉钢铁料消耗的因素探讨

【摘要】钢铁料消耗是炼钢厂一项重要的综合性技术经济指标。由于钢铁料消耗成本占整个炼钢厂成本的70%以上,降低钢铁料消耗,意味着原料投入减少,成本和能耗降低,具有明显的经济效益。在本文中笔者就影响转炉钢铁料消耗的主要因素进行了详细探讨,并提出了降低钢铁料消耗的有效措施,对于我国的炼钢事业具有非常重要的意义。

【关键词】转炉钢铁料;消耗;铁水脱硫;脱硫剂

1.前言

近些年来,随着科学技术的迅速发展以及经济建设的不断进步,我国的炼钢事业也蒸蒸日上[1]。由于钢铁料消耗成本占整个炼钢厂成本的70%以上,降低钢铁料消耗,意味着原料投入减少,成本和能耗降低,具有明显的经济效益,对于钢铁企业的生存和发展具有非常重要的影响。从影响转炉钢铁料消耗的主要因素分析,探讨降低转炉钢铁料消耗的有效措施,积极促进我国炼钢事业的发展。2.转炉钢铁料消耗因素分析

2007年国内主要钢铁企业转炉工序钢铁料消耗如表1所示。在进行转炉冶炼过程中,由于受到氧化吹炼、生产事故造成的回损以及铁水倒运等因素的影响,钢铁料不可避免的会产生一定程度的消耗情况。影响转炉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、渣中铁损、喷溅、摆槽与甩废以及回炉损失等。在这些影响钢铁料消耗的因素中,铁水杂质元素和烟尘损失是不可控的,可控的影响因素主要有炉渣铁损、喷溅和铁块废钢用量等,具体分析如下。

表1 2007年国内主要钢铁企业转炉钢铁料消耗情况

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2.1喷溅因素

相关的生产实践表明,钢铁料由于转炉喷溅因素而产生的消耗与操作水平有

很大关系,一般大约在总消耗量的0.5%左右,大喷一次可达到消耗量的3.5%-5%。表3为我国某炼钢厂转炉冶炼的钢铁料消耗、出钢量和喷溅炉次统计表。

表3 钢铁料消耗和出钢量

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从上表可以看出,喷溅炉次的平均钢铁料消耗以及平均出钢量与非喷溅炉次有较大差别,平均钢铁料消耗高出了20.9 kg/t,平均出钢量降低了4.02t。转炉冶炼的相关记录表明,铁料消耗随喷溅率的降低而降低,但是喷溅程度大则会产生较大的钢铁料消耗,尤其是爆发性金属喷溅。由此可见,喷溅因素对转炉钢铁料消耗影响较大。

2.2渣量和炉渣铁损因素

渣量和炉渣铁损也是影响转炉钢铁料消耗的因素之一,其中渣量与铁水成分、冶炼品种、冷料及散料加入量等有关,而渣中铁损含量则与所加原料、终点钢水成分、枪位控制等因素有关。对唐钢第一钢轧厂转炉冶炼炉次中562炉的渣量和扎中铁损含量进行统计,将其与正常冶炼炉次比较的具体情况如表4所示。

表4 平均渣量和渣中铁损含量

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从上表可以看出,该厂转炉冶炼炉次的平均渣量比正常冶炼高出0.8t,而渣中铁损高出0.85%,表明只有做好渣量和终渣成分控制优化工作才能有效降低转炉冶炼中的钢铁料消耗情况。这种情况也与该厂的实际情况有关,该厂为弥补废钢的不足,在吹炼过程中加入大量的矿石、铁皮球和烧结矿等冷料也使得渣中铁损量较高。

2.3扒渣因素

扒渣操作的主要作用是用于除去铁渣和减少转炉石灰用量以及渣量,主要发

生在铁水预处理工序。根据唐钢第一钢轧厂铁转炉冶炼的未扒渣炉次的相关统计,未扒渣炉次的平均钢铁料消耗为1067.03kg/t,而平均炉次的平均钢铁料消耗为的1052.11kg/t。如果在转炉冶炼时未进行扒渣操作而进入转炉,势必会增加石灰的用量,使得冶炼渣量增加,最终使得转炉钢铁料消耗较大。

2.4入炉冷料的影响

表5为转炉冶炼中各炉次的冷料加入量和钢铁料消耗具体统计情况。

表5 冷料加入量和相应钢铁料消耗统计结果

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我们从上表可以看出,转炉钢铁料消耗随着冷料加入量的不断增多而呈现降低的趋势,冷料的加入平衡了由于废钢不足而产生的多余转炉热量,同时还能回收矿石、铁皮球、烧结矿中的铁,使得转炉钢铁料消耗降低,因此,转炉多加入冷料可以作为一种降低钢铁料消耗的有效途径。

2.5补炉因素

补炉也是影响转炉钢铁料消耗的重要因素。根据唐钢第一钢轧厂转炉冶炼的补炉炉次的相关统计,补炉炉次的平均钢铁料消耗比平均炉次的钢铁料消耗较高,前者为1069.58kg/t,而后者为的1053.11kg/t。补炉炉次必须将渣子倒干净,否则会对补炉质量造成不良的影响。但是将渣子倒干净后则需要增加散料的加入量,在加水转炉冶炼时被侵蚀掉的部分补炉料进入渣中,使得渣量增加,势必会造成补炉炉次的平均钢铁料消耗升高的现象[2]。

3.降低钢铁料消耗的优化措施

3.1改进吹炼工艺

为消降低喷溅我们可以采取如下几个方面的措施:(a)根据转炉冶炼的实际情况合理改进氧枪喷头参数,合理使用氧压、枪位,使得吹炼过程中氧枪可以较好地控制炉渣的泡沫化,减少了大型喷溅的发生;(b)对转炉装入量和渣料用量进行合理控制,根据炉龄和炉衬的实际情况采用分阶段定量装入法;(c)采取先

进技术改进化渣工艺,适当采取留渣操作,以有效降低渣量;(d)在实际的转炉冶炼过程中,在未达到脱碳的高峰期可暂时降低供氧强度,终点前采用大氧压低枪位操作,确保压枪时间,同时降低炉渣氧化性[3]。

3.2降低脱硫提钒铁损

铁水提钒时吹损和钒渣带铁是钢铁料消耗的主要因素。提钒转炉钒渣铁损含量为27.8%。提钒钢铁料消耗主要表现为:现提钒工艺难以适应不同铁水条件的变化;钒渣铁损含量较高,钢铁料消耗增加。为了有效降低脱硫提钒铁损,可以采取如下几个方面的措施:

(a)选择合理工艺,优化脱硫调渣工艺

表6 TZ型脱硫调渣剂改进前后主要成分指标

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表7脱硫渣调渣剂优化前、后效果对比

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(b)应用复吹提钒技术,提钒复吹以流量调节模式控制复吹压力:0.3~1.2MPa,单管复吹流量调节范围:30~200m3/h,旁通支管流量30m3/h[4]。

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图1 提钒复吹控制曲线 表8复吹钒提钒试验效果

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3.3降低终渣铁损含量和炉渣带铁量

在实际的转炉冶炼过程中,为较好控制终渣铁损含量,则应在吹炼后期避免添加任何含铁物料,同时还应根据实际情况适当调低枪位和保证压枪时间充足。做好实际的操作工作,提高一次拉碳命中率,拉碳时若渣子泡沫化严重,为了使得渣中带铁珠量得到最大化程度的降低,则需在进行拉碳前用气体吹扫处理[5]。提高终点钢水碳含量,终点钢水碳含量与终渣铁损含量关系如图2所示。

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图2 终点钢水碳含量与终渣铁损含量关系

终点钢水碳含量控制目标:0.05%~0.07%。提高终点钢水[C]前后终渣铁损含量对比如表9所示。

表9 提高终点钢水[C]前后终渣铁损含量对比

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3.4减少补炉次数

由于补炉也是影响转炉钢铁料消耗的重要因素,补炉炉次需要增加散料的加入量,使得渣量增加。因此为了有效控制转炉钢铁料消耗情况,需加强补炉管理,尽可能的减少补炉次数,这样还能降低补炉料消耗[6]。

4.结语

近些年来我国的炼钢事业也蒸蒸日上,转炉钢铁料消耗是转炉炼钢厂工艺装备、工艺操作和各项管理水平的综合体现,降低钢铁料消耗,意味着原料投入减少,成本和能耗降低,具有明显的经济效益。笔者分析影响钢铁料消耗的主要因素,并提出了降低钢铁料消耗的有效措施,对于我国的炼钢事业具有非常重要的意义。

【参考文献】

[1]吴言华.安钢100吨转炉钢铁料消耗居中国同类炉型第二名[J].涟钢科技与管理,2010,(06):121-124.

[2]孟凡陈、么洪勇、刘曙光、周晓红、郭洛方.影响转炉钢铁料消耗的因素分析[J].河北冶金,2011,(16):21-22.

[3]王兆红、张超、胡庆利.对影响转炉钢铁料消耗因素的分析与探讨[J].金属世界,2010,(08):39-40.

[4]左炳伟、王小璞、魏义胜、张新宪、杨普庆.转炉生产降低钢铁料消耗的探讨与实践[J].莱钢科技,2011,(21):21-23.

[5]陈和铁.鄂钢2010年科技工作回顾及2011年工作思路——在公司2011年科

技工作大会上的报告(摘要) [J].鄂钢科技,2012,(12):77-79.

[6]李宁高、谢同庆.我公司在全国地方骨干钢铁企业的指标排序情况分析[J].涟钢科技与管理,2008,(08):35-38.