天铁热轧降低钢铁料消耗的生产实践

张素芳

（天津天铁冶金集团热轧板有限公司，河北涉县056404）

天铁热轧降低钢铁料消耗的生产实践

张素芳

（天津天铁冶金集团热轧板有限公司，河北涉县056404）

为降低天铁热轧钢铁料消耗，通过优化铁水脱硫操作、降低转炉喷溅率、提高转炉终点命中率以及对连铸钢包注余进行回收等措施，使天铁热轧的钢铁料消耗从1 070 kg/t降低到1 063 kg/t，创造了显著的经济效益。

钢铁料；消耗；转炉；脱硫

1 引言

钢铁料消耗是炼钢企业的重要技术经济指标之一，钢铁料消耗水平的高低直接关系到炼钢厂的成本与效益。在当前钢铁业进入微利甚至亏损的形势下，天铁热轧针对自身钢铁料消耗一直居高不下的现状，深入对标挖潜，从影响钢铁料消耗的铁水预处理工序、转炉冶炼工序、连铸工序不断探索和创新，摸索出一条适合自身的降本增效之路，使得天铁热轧的钢铁料消耗从2013年的1 070 kg/t，稳定降低到现在的1 063 kg/t左右。

2 天铁热轧冶炼工艺装备

天铁热轧工艺流程采用了常规的工艺流程，即：高炉来铁→倒灌站→铁水脱硫→转炉冶炼→LF炉精炼→RH真空精炼→板坯连铸，其主要装备如表1所示。

其中，铁水预处理工序采用钝化石灰、镁粉的复合喷吹；转炉公称容积为180 t，炉容比为0.95，出钢量在190 t左右；板坯宽度范围900～1 650 mm，厚度230 mm。

表1 天铁热轧冶炼工艺装备

3 影响钢铁料消耗的原因分析

3.1 铁水预处理工序

天铁热轧铁水主要由天铁第二炼铁厂六号高炉供应，由于铁水Si含量不稳定，为控制炉渣碱度，需要增加石灰用量。随着石灰用量的增加，必然增加铁水中的渣量，从而增加渣中带铁，增加铁损；同时，Si含量不稳定的铁水，会增加脱硫操作的复杂性，对控制铁水喷溅不利，所以，铁水预处理环节降低钢铁料消耗的关键是减少扒渣过程的渣中带铁及减少铁水喷溅。

3.2 转炉冶炼工序

转炉冶炼工序影响钢铁料的因素众多，如铁水质量与温度、入炉物料比、辅料质量、转炉喷溅率和转炉终点命中率等。天铁热轧转炉喷溅率一度高达50%（图1、图2为转炉冶炼喷溅过程及喷溅结束图像），喷溅中的铁损严重，超过行业的平均水平，因此降低喷溅是降低钢铁料消耗的关键环节之一。转炉铁损最大的部分应为冶炼氧化过程中钢渣的氧化铁及夹杂其中的钢粒损失，占到工序铁损的大部分。这些铁损，一部分是必需的，因为冶炼过程需要氧化反应去除钢水中的杂质及提供反应热，通过控制转炉终点成分命中率与温度命中率，可以在保证钢水纯净度的前提下降低铁损。

图1 转炉喷溅过程图

图2 转炉喷溅结束损失铁量

3.3 连铸工序

连铸工序影响钢铁料消耗的主要因素包括各种事故损失、板坯质量造成的废品、切割损失、氧化烧损以及钢包余钢。连铸浇完的钢水包，不可避免地要余留一些钢水在包内，对钢包内的注余钢水进行回收直接再利用，能有效减少铁损，降低钢铁料消耗。

4 降低钢铁料消耗的措施

天铁热轧通过各个工序的深入分析，找出了影响本企业钢铁料消耗的关键因素，制定了一系列的针对性措施，主要包括优化脱硫操作、降低转炉喷溅、提高转炉终点命中率、对连铸钢包余钢进行注余回收等。

4.1 优化脱硫操作

天铁热轧为了提高铁水的收得率，根据供应铁水的条件，采取了镁粉降低喷吹压力和喷吹速度的措施，压力由原来的540 kPa降至420 kPa；镁粉喷吹速度由12 kg/min调整为6 kg/min,这样会延长镁粉在铁水当中的时间，溶解量会增加，从而增加了脱硫时间，降低压力，形成浓相输送，减少了铁水喷溅；扒渣前镇静，翻包时保证铁水液面与包口保持10～20 cm距离，避免扒渣铁水涌出，扒渣时采用快出慢回的措施，并且在铁水包口进行3 s的停留，保证铁水有回流的时间，从而减少了铁损。

4.2 降低转炉喷溅率

转炉冶炼产生喷溅主要原因：一是冶炼温度不均，忽高忽低造成的反应不平衡，二是氧化铁控制不当，氧化铁偏高，超过了30%，形成大量的低熔点物质，由炉渣过分发泡造成。合理布料能促进冶炼温度的均衡，60～90 s进行首次布料，主要布料采用镁质料和石灰，加入量达到1/2～2/3,利用前期的低温优势，保证前期碱度和流动性，再次布料采用化渣剂和石灰，要在保证前期的化渣良好前提下，随着温度的提升，逐步多次小量地随化渣的情况加入，期间要根据化渣情况加入含铁物料，保证了炉内温度均匀升温，并且要在12 min前全部结料，避免以前靠料来砸喷溅的做法，发现喷溅的时候加料，造成局部温度偏低，抑制了当时的喷溅，但反应在不断聚集，一旦温度上来后造成温度急冷产生大的喷溅；枪位采用中（点火，均温）→低（升温、前期化渣）→高（均匀升温、化渣）→低（搅拌、均温度成分、稳定拉碳）的模式，要求枪位在拉碳枪位和化渣枪位之间波动，避免枪位过高或过低造成的氧化铁难以控制，当发现异常时，靠枪位不能改善时要辅助布料来共同控制化渣，比如：枪位在化渣位时，炉渣还有返干的趋势，要及时补加化渣剂来调整，一般不允许长时间地提高枪位，保证了氧化铁的稳定。

4.3 提高转炉终点命中率

转炉终点控制主要是对成分和温度的要求。冶炼过程中要充分利用过程稳定控制，发挥过程测试功能，对过程数据进行快速分析，确定后期的温度调整和化渣方案，准确命中终点；采用前期温度优势，利用中枪位的升温功能和铁水和废钢中氧化铁的作用快速化渣，当火焰变化时，随着化渣的进程，根据炉内甩到炉帽上的渣片来不断补充物料，保证全程化渣、前期和过程的碱度以及磷硫的去除，减少了因磷硫的不合而发生点吹的次数；充分发挥转炉底吹技术，控制供气强度，根据炉底情况不断调整底吹流量，保证底吹效果，使得碳氧积控制在0.003 0以下，降低钢水中的氧含量；拉碳时间要大于40 s，期间保证火焰稳定，钢水成分和温度均匀，保证转炉终点命中率。

4.4 对钢包余钢进行注余回收

采用注余回收技术，将连铸浇注完的钢水包利用吊车吊至转炉出钢跨，带转炉出完钢后，钢包车开至出钢跨，吊车将连铸浇注完的钢水包包内的炉渣和余钢折回至下一包内，利用包内的炉渣精炼能力和包内的余钢对下炉的钢水进行洗礼，起到了净化钢水的目的，使得精炼工序前移，节省了精炼时间，同时对钢包的余钢进行了回收再利用，提升了钢水收得率。

5 降低钢铁料消耗措施的实施效果

优化脱硫操作以后，脱硫喷吹趋于稳定，铁水喷溅明显减少，最终的铁水带铁量也随之减少，铁损由原来的9 kg/t降至为6 kg/t。

转炉冶炼中，掌握了布料和枪位的关键点，抓住控制熔池温度和调整好氧化铁含量，喷溅逐步减少。通过限制结料时间，保证了过程渣的流动性和去磷硫的效果，布料更为合理，吹炼更加平稳。吹炼枪位在拉碳和化渣之间调整，操作更加合理，喷溅明显减少。喷溅由最高时的50%降为10%左右，如表2、表3所示。

表2 2013年降低喷溅前的转炉喷溅率统计 /%

表3 2014-09—2015-03降低喷溅后转炉喷溅率统计表 /%

转炉通过过程测试来保证终点合格的措施，降低了渣中氧化铁的含量，通过保证拉碳时间增加钢水的搅拌，加强底吹效果，保证底吹透气技术，使得转炉终点的氧含量进一步降低，使钢水中的碳与渣中的氧化铁充分反应，从而降低全铁含量，增加出钢量，表4为2014-01—10期间转炉终点情况。

表4 2014-01—10月转炉终点情况

由图3可以看出，终点情况得到了很好的改善，终点碳含量在0.07%以上，氧含量小于600×10-6，终渣氧化铁小于20%，都为降低钢铁料消耗起着很重要的作用。

图3 系统自动采集的转炉终点命中情况

采用注余回收新工艺，起到了净化钢水的目的，使得精炼工序前移，节省了精炼时间，同时提升了钢水收得率，降低钢铁料消耗2～5 kg/t。

6 结束语

天铁热轧从自身的实际情况出发，找出了影响本企业钢铁料消耗的主要原因，通过制定对应的措施，并严格执行，起到了降低钢铁料消耗的效果，钢铁料消耗从原来的1 070 kg/t降低到1 063 kg/t。

Production Practice of Reducing Steel Material Consumption at Tiantie Hot Rolling

ZHANG Su-fang
(Plate Hot Rolling Company Limited,Tianjin Tiantie Metallurgy Group,She County, Hebei Province 056404,China)

In order to lower the consumption of steel material at Tiantie Hot Rolling,measures were taken of optimizing hot metal desulphurization operation,reducing converter splashing rate,improving converter end-point hit rate and recovering ladle remnant at continuous casting to reduce the consumption of steel material from 1 070 kg/t to 1 063 kg/t,creating remarkable economic benefits.

steel material;consumption;converter;desulfurization

10.3969/j.issn.1006-110X.2015.06.002

2015-08-17

2015-09-03

张素芳（1983—），女，本科，工程师，主要从事冶炼技术管理工作。