天钢转炉钢铁料消耗的定量分析与对策

王宝明

（天津钢铁集团有限公司炼钢厂，天津300301）

1 引言

钢铁料消耗一般占转炉生产成本80%以上。降低钢铁料消耗不仅可以降低生产成本，而且有利于改善其它技术经济指标，是钢铁企业降低产品成本的有效手段之一；同时还可有效减少各类废弃物的产生量，为开展清洁生产、发展循环经济创造良好条件。天津钢铁集团有限公司（以下简称天钢）多年来钢铁料消耗始终高于1080 kg/t钢，与国内领先水平1060 kg/t钢以下的指标相比存在较大的差距。为了尽快缩短差距，提高企业的市场竞争力，通过对影响钢铁料消耗的相关工序进行定量的分析，找出了降低钢铁料消耗的对策。

2 对钢铁料消耗的认识

2.1 钢铁料消耗的计算标准[1]

钢铁料消耗是指每冶炼1 t钢需要多少千克的钢铁料。钢铁料消耗的计算公式为：

钢铁料消耗（kg/t钢）=入炉钢铁料量（生铁+废钢铁量）（kg）÷合格钢坯量（t）

其中，生铁包括冷生铁、高炉铁水、还原铁；废钢铁包括各种废钢、废铁等。

2.2 不同厂家的统计指标的差异

国家标准规定钢铁料消耗，是按入炉料计算，即废钢铁量含外部采购和钢厂内部循环回收的废钢铁量。实际企业计算时，炼钢厂内部循环回收的废钢都被扣除了。实际生产中,由于投入的含铁物料铁料量如烧结矿、生矿、合金等对钢铁料耗是有影响的，再加上理论计算与实际投入的铁量之间的差异，各企业生产品种、原料质量、工艺装备、操作水平等均不同,各个企业的钢铁料消耗指标相差较大。

3 天钢炼钢厂各工序钢铁料消耗定量测算

3.1 扒渣工序

通过对入炉铁水脱硫扒渣处理工序的测试，脱硫扒渣工序铁损为10 kg/t钢，脱硫扒渣炉数占总生产炉数比例按5%计算，则扒渣总的铁损为10×5%=0.5 kg/t钢。合格入炉铁水的钢铁料消耗为1000.5 kg/t钢。

表1 转炉冶炼工序化学烧损构成表

3.2 转炉冶炼工序

（1）化学烧损（化学成分平均值计算）见表1。

天钢炼钢厂2012年1月钢铁料消耗及化学烧损的构成见表2。

表2 钢铁料消耗及化学烧损的构成表

（2）转炉吹炼过程金属损失。

①金属Fe氧化损失

转炉渣量约为120 kg/t钢，渣中TFe为16%。

金属Fe氧化损失合计:120 kg/t钢×16%=19.2 kg/t钢。

②渣中带铁（按20%计）

120 kg/t钢×20%=24.0 kg/t钢。

③喷溅造成的金属损失量按0.6%计，影响钢铁料6.0 kg/t钢。

④烟尘中金属损失量按0.1%计，影响钢铁料1.0 kg/t钢。

吹炼过程金属损失合计为：19.2+24.0+6.0+1.0=50.2 kg/t钢。

（1）～（2）转炉炼钢部分损失合计:51.6+50.2=101.8 kg/t钢。

未加入合金前的吨合格钢水的钢铁料消耗为：1000+101.8=1101.8 kg/t钢。

（3）合金加入量增加的影响。

2012年1 月用合金量6649 t，产量372311 t，吨钢消耗为17.9 kg。平均按80%回收进入钢水计算，影响钢铁料消耗平均为17.9×80%=14.3 kg/t钢。

转炉冶炼工序至加入合金后止，钢水的钢铁料消耗平均为1101.8-14.3=1087.5 kg/t钢。

3.3 连铸及其它工序

（1）氧化铁皮损失按0.3%计，则损失钢铁料3 kg/t钢。

（2）切缝损失，平均按影响钢铁料1.2 kg/t钢计算。

切头、切尾、中间包及钢包铸余、回炉漏钢等的损失，平均按影响钢铁料13.4 kg/t钢计算。

（3）铸坯质量合格率的影响。

按平均99.90%计算，损失钢铁料消耗1 kg/t钢。

连铸及其它工序总损失为：3+1.2+13.4+1=18.6 kg/t钢。

即吨合格坯钢水钢铁料消耗为1018.6 kg/t钢。

3.4 全厂吨合格钢坯钢铁料消耗

通过以上各工序的影响计算，吨合格钢坯钢铁料消耗如下：

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

实际结账值为1082.98 kg/t钢，相差25.3 kg/t钢。

主要原因有：

（1）回收废钢的冲减。

切头、切尾、中间包及钢包铸余、回炉漏钢等回收的废钢5000 t，按80%回收，可冲减钢铁料消耗10.74 kg/t钢；废品可冲减钢铁料消耗1 kg/t钢。回收废钢的冲减合计11.74 kg/t钢。

（2）渣钢加入的影响。

2012年1 月实际渣钢加入量为5.1 kg/t钢，按50%回收率计算，可减少钢铁料消耗2.57 kg/t钢。

（3）高炉返矿的影响。

2012年1月高炉返矿实际加入量为29.76 kg/t钢，含铁品位按55%，回收率按50%计算，可减少钢铁料消耗8.14 kg/t钢。

（4）加入磁选铁的影响。

2012年1 月磁选铁实际加入量为10.66 kg/t钢，按20%回收率计算，可减少钢铁料消耗2.13 kg/t钢。

以上因素可冲减总值为 11.74＋2.57＋8.14＋2.13＝24.58 kg/t钢，接近上述的差值。高炉返矿中，另一部分变成了氧化铁而进入渣中，弥补了废钢回收率低的部分。

4 降低钢铁料消耗的潜力分析

由以上计算看出，各个工序之间对钢铁料消耗的影响和工作重点是不一样的。炼钢工序在加入合金前影响为101.8 kg/t钢，占80%以上。除了化学烧损（51.6 kg/t钢）受铁水原料影响以外，钢渣中金属损失（50.2 kg/t钢）受操作的影响较大。主要有渣中氧化铁、渣中带铁、喷溅损失等。

4.1 降低渣中氧化铁

目前条件下，总渣量减少20 kg/t钢，渣中氧化铁降低2%，可降低钢铁料消耗5.2 kg/t钢。

4.2 减少渣中带铁

渣中带铁实际取样值要高于20%，潜力较大，目前条件下，渣量降到100 kg/t钢，如果能降5%，可降低钢铁料消耗9.0 kg/t钢。

4.3 减少喷溅

喷溅损失量每减少0.1%，可降低钢铁料消耗1 kg/t钢。降低到0.4%以下，即可降低钢铁料消耗2.0 kg/t钢以上。

4.4 增加高炉返矿及渣钢用量

通过增加高炉返矿及渣钢用量20 kg左右，约降低钢铁料消耗6.0 kg/t钢。

以上钢铁料降低潜力合计约为：

5 降低钢铁料消耗的具体对策

5.1 降低转炉渣量

转炉通过提高石灰质量、留渣操作、提高吹炼前期温度并增加前期高炉返矿用量、过程化透渣等技术措施，转炉工序的石灰消耗由原来的60 kg/t钢降到了目前的40 kg/t钢，吨钢降低20 kg。使转炉渣量明显降低，减少了炉渣中带走的铁量，降低了转炉工序钢铁料消耗。

5.2 增加铁水比

转炉通过调整铁水、废钢装入比例，使铁水量增大，达到增加转炉熔池温度的目的，为转炉增加高炉返矿及渣钢用量创造了条件。采用此措施后，高炉返矿及渣钢用量提高到65 kg/t钢左右，增加约20 kg/t钢，降低了钢铁料消耗。

5.3 提高转炉控制水平，降低炉渣（FeO）含量

转炉工序强化过程控制，减少吹炼过程的喷溅和返干，同时提高终点倒炉命中率，达到提高钢水终点C含量，降低出钢温度的目的，进而降低炉渣中的（FeO）含量。

转炉炼钢的过程控制和终点控制是影响钢铁料消耗的重要因素。因此，采取各种措施，提高炼钢工的吹炼控制能力十分重要。要求炼钢工在转炉吹炼过程中，坚持以早化渣、化好渣、化透渣为原则，提高终点成分和温度的控制能力，推行一次倒炉出钢和高拉碳操作，减少后吹现象。通过强化管理、采取各类攻关、技术比武等措施，使炼钢工控制水平明显提高，喷溅率明显降低，渣中TFe由原来的16%降低到14%，平均含量降低约2%。渣中带铁也降到了15%以下，降低了钢铁料消耗。

5.4 其它措施

（1）转炉装准出净，同时，减少兑铁过程洒铁和终点倒炉倒钢水。

（2）提高铸坯质量，降低各类生产事故，减少回炉钢水量。

（3）强化生产组织水平，加强钢水过程温度的控制，减少在线钢包周转个数并提高钢包烘烤质量，保证红包受钢以减少钢水过程温度损失，为降低转炉出钢温度创造条件。

6 效果

通过对钢铁料消耗影响因素的定量分析，并实施相应的对策后，钢铁料消耗指标由2012年年初的1083 kg/t钢降到了目前的1060 kg/t钢以下，降低了23 kg/t钢，取得了明显的效果，达到了国内的领先水平，获得了良好的经济和社会效益。

[1]何先庆.系统优化降低钢铁料消耗[J].山西冶金，2009（5）：26-27.