转炉降低铁水消耗的生产实践

陈跃军，吴军

（新疆八一钢铁股份有限公司）

1 前言

随着钢铁去产能、取缔地条钢工作的不断深入，市场上废钢资源不断增加，而铁精粉、球团矿等资源的紧缺且市场上生铁价格居高不下。为适应市场变化，国内钢厂探索在转炉冶炼中添加废钢、降低铁水消耗的方法。由于转炉冶炼原料的改变关联到铁水、废钢、渣料、各种原材料及冶炼区域各生产工序的控制，影响因素较多。八钢炼钢立足实际情况，通过采取针对性措施，降低了铁水消耗，提高转炉废钢比，最终降低了炼钢成本，为企业创造了经济效益。

2 八钢炼钢生产工艺

八钢公司炼钢厂现有2座40t转炉、3座120t转炉和1座150t顶底复吹炼钢转炉。主要介绍3座120t转炉产线降低铁水消耗的实践。120t转炉产线工艺流程见图1。

图1 八钢炼钢厂120t转炉炼钢简要工艺流程

3 120t产线铁水消耗影响因素分析

3.1 废钢料型对铁耗的影响

120t转炉产线所用的废钢料型基本上是轻薄料，库区整体料型中轻薄料所占的比重持续上升，造成转炉废钢料型以轻薄料居多，废钢堆比重小于1t/m3，单斗废钢加入量只有约18t，单炉废钢比无法提高，制约了降铁耗的操作。2017年实际生产数据显示，120t转炉产线所用废钢中轻薄料的比重由20%增至35%～40%，意味着转炉废钢中轻薄料的配比量将增加5%～10%。废钢量配比提不上去，铁水比升高，导致转炉的吹损增加0.08%，直接增加铁耗消耗约 0.7kg/t。

3.2 转炉渣量对铁耗的影响

转炉渣量大小直接影响到铁水消耗。炼钢厂使用的石灰中有效CaO含量未超过88%；中厚板方向Q345系列钢种成品中磷含量由0.018%下调至0.015%，此系列钢种的比重约占120t转炉产线生产钢种比例的40%～50%。因此转炉生产中为了保证出钢成分和温度达标，必须采用大渣量进行脱磷。2017年1～6月，转炉渣量约为85kg/t，受石灰质量波动和Q345成品磷含量下调的影响，转炉渣量增加至91kg/t，这使得转炉铁耗消耗增加了0.9kg/t。

3.3 生产低碳钢对铁耗的影响

自2016年3月起，120t产线SP系列钢种每月的计划产量均维持在3万t以上，约占当月计划产量的20%～30%。如此高的低碳钢比例使得转炉终渣氧化铁含量均超过17%。以2016年5月为例，Q345系列钢种的终渣氧化铁均值为14.2%，Q235系列终渣氧化铁为13.1%，SP系列则高达17.2%。终渣氧化铁每增高1%，铁耗损耗将增加0.9kg/t。

根据近两年120t转炉降低铁水消耗的实践，总结了转炉工序对铁水消耗的影响，见表1。

表1 铁耗的影响现状

综上所述,120t产线铁耗受以上客观因素影响,实际水平约在965kg/t。

4 120t转炉产线降低铁耗的措施

4.1 细化废钢管理制度

（1）废钢斗扩容，拓展废钢种类。40t产线废钢斗由7m3扩容为8m3，120t产线废钢斗由18m3扩容为27m3；将轻薄料、统料通过打压块、破碎等方式提高较轻废钢的堆比重。

（2）优化废钢配比，保证回收装入量。在不改变原有判质规则的基础上，对中型合格料和统料合格料按堆比重进行分级，并按级结算，促进废钢供应商提高废钢堆比重。就120t产线废钢料型而言，轻薄料加入转炉后，冶炼过程中的吹损较统料、中型料约高出5%。因此，在废钢进料时严格控制轻薄料的进料量，轻薄料比例不得高出10%。针对未要求全废钢的钢种，废钢配比量不超过总配比量的50%，其余加入回收。

（3）根据日产量控制废钢进料量，定期校称，稳定废钢装入。为了控制废钢进料量过多而导致的单耗成本增加，转炉会同原料区域每日估算后一日产量，根据产量，按照废钢单耗95kg/t的标准执行进料。为了防止废钢称重给转炉装入制度和冶炼过程操作带来的不利影响，每周对废钢称重称进行一次校对，废钢称量偏差值不高于3%；转炉每班次对废钢的实际称重进行复称，偏差值大于5%时，转炉工序要查找原因并进行分析。在铁水较少、生产节奏允许的情况下，一炉配加双斗废钢，提高废钢的装入量。

4.2 稳定铁水装入量

稳定铁水装入，分钢种制定扒渣标准。铁水预处理工序每天对倒罐站称量称进行复称，倒罐出铁偏差控制在1t以内。同时利用检修时间对行车的吊砝码复称，吨位大于1t协调校称；预处理铁渣含铁量约为40%～50%，原有扒渣模式下，铁耗损失约为1.5kg/t。为了降低扒渣的铁耗损耗，预处理改变了扒渣工艺，实行分钢种制定扒渣标准，见表2。

转炉工序根据铁耗成本及热量平衡进行了理论估算，结合120t转炉实际情况，确定当铁水按照105t装入，铁水比小于80%，总装入量在130～135t时，铁耗成本最优。见表3。

表2 分钢种扒渣标准

表3 转炉现阶段装入量标准 t

4.3 转炉冶炼操作的优化

（1）推行少渣冶炼，通过实行“双渣”、“留渣工艺”，控制转炉渣料消耗，全钢种平均一次倒炉率提高至60%以上，降低转炉终渣TFe。见表4。

表4 双渣与单渣炉次对比

要求转炉各炉座每班次必须测炉，依照转衬液位线高度确定开吹枪位及终点拉碳枪位，保证全月一次倒炉率大于70%，转炉终渣TFe小于15%，按照转炉渣量90kg/t计算，此项铁耗约降低1.12kg/t。

（2）通过工艺优化，控制直上结瘤事故损失。2017年初，转炉工序针对直上钢种，标准量化出钢口的出钢时间，SP钢种出钢口时间不低于4分30秒，Q235钢种出钢口时间不低于4分，以此降低转炉出钢过程中的下渣量；降低直上钢种钢包内的铝含量。

（3）降低直上比例。改变120t转炉工艺路径，3炉对四机，保证一个炉座的钢水直上，充分利用和发挥精炼炉的缓冲作用，满足降铁耗的生产条件；在铁水总量偏低，转炉处于低负荷生产状态的情况下，双炉生产全部安排走LF精炼路径。可直上钢种全部过精炼轻处理，最大限度提高废钢比。原直上路径单炉废钢加入量18t左右，现在过精炼后可提高至25t。废钢单炉加入量提高7t，铁耗降低60kg/t。

4.4 连铸工序的优化

在连铸区域对头坯、尾坯进一步优化。在保证质量前提下，通过改造，提高拉速及尽可能多地提高连浇炉数；中包开浇正常后，立即投入结晶器液面自动控制，减少液面波动，降低切头损失；中包停浇和中包快换过程中采用优化尾坯操作技术。提高铸坯定尺合格率，减少切尾损失；在满足轧钢的需求下，尽量选用长尺坯和大断面铸坯，并优化定尺切割技术，根据钢种的收缩率，合理调节定尺长度，确保平均定尺精度控制在0～40mm；采用改型割嘴，减少割缝，降低割损，割缝控制在3.5mm以下。

120t转炉产线通过全工序的努力，120t产线铁耗自2017年开始逐渐降低，目前控制在铁耗900kg/t，如图 2所示。

图2 120t转炉2017～2018年各月铁耗情况

5 结束语

（1）通过对废钢料型分级管理，提高了单斗废钢的加入量，达到降低铁耗目的。

（2）生产过程中通过以部份生铁块替代废钢、炉内添加碳素材料弥补温度工艺，优化造渣和供氧制度，降低铁水消耗，而且效果明显。

（3）通过对连铸坯头坯尾尺寸优化及提高连浇炉数等措施，降低了坯头尾产生率，降低铁耗。

（4）通过对事故管控及工艺路径调整，降低了整体工序对转炉温度的需求，提高废钢单斗的加入量，促进降低铁耗目标实现。

八钢120t产线2017年7月至2018年7月生产数据表明，120t转炉开展“节铁增钢”工作以来合计多产钢15.26万t，为企业创造了效益。