转炉钢铁料消耗分析与对策

转炉钢铁料消耗分析与对策

1 前言

钢铁料消耗一般占转炉生产成本80%以上［1］。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，是企业降低产品成本的有效手段之一［2］。降低钢铁料

消耗将有效降低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。

降低钢铁料消耗主要依靠减少生产过程中钢铁料的损耗。本文旨在通过分析转炉炼钢过程中影响钢铁料损耗的主要因素，提出一些降低钢铁料消耗的技术和管理措施，但钢铁料消耗涉及到原料、炼钢、连铸及管理等各工序或部门，影响因素较多，而各企业生产钢种、品种、原料质量、工艺装备、操作水平等均不同，因此分析时主要以定性为主。2影响钢铁料消耗的主要因素

2. 1转炉钢铁料损耗概述

转炉炼钢生产过程，由于氧化吹炼、切割、容器的倒运等，钢铁料（钢水、铸坯）均要受到不同程度的损耗，见下表：

轰:歸栽各工牺快斛轨总

生F工序

音廿

1 C.S^LS

1律淮我糾1学*仏輛申鈿H丸袱価艸•桶賊量卜U（金“牌

十貝相

1文気轉令沖毎豪轨敦址掛失眉毎切尾旳席罰尖Jt霜羽亂浚7补會棚

乱毎竝曲于辭成禺珑释等条和f乐脈啊歡出扎

2. 2转炉钢铁料损耗分析

回炉、钢水出不尽等：通常情况下约占本工序铁损量的2％。

转炉冶炼是一个氧化过程，如何尽可能减少氧化损失是减少转炉冶炼铁损的关键。但在氧化损失中，一类为必要损失，只能适当减少，而无法避免。如转炉冶炼需利用氧化钢铁料中的碳、硅、锰等元素以获得化学热来满足生产工艺需要，这部分铁损可称为必要损失。但其含量也不能过多，如铁水中的硅含量，根据热平衡计算当铁中的硅量达到0．30％时即可满足需要，而当[Si]>0 ．3％时，将会影响炉渣碱度而需增加石灰造渣量，无疑将会增加渣中铁损，同时易造成喷溅铁损。另一类氧化损失是可以努力避免或减少的，如转炉冶炼过程中的过氧化现象，这也是转炉冶炼一直在追求的目标。目前采用的措施包括：从提高碳、氧的有效反应考虑，采用了优化氧枪、合理吹氧工艺、顶底复吹、吹氧静态或动态计算机控制、提高双标率、避免补吹过氧化和出高温钢等措施；从减少渣量考虑，采用包括精料人炉（三脱铁水、加工精废钢、活性石灰等）、避免过氧化和出高温钢等措施。

其它减少铁损的措施还有选用合理的转炉炉型、采用顶底复吹技术、合理的装入制度、合理的操作工艺以减少喷溅铁损的发生；采用有效的挡渣器、减少下渣量和采用R H 轻处理均可有效减少合金料的损失；及时对炉体的修补以保证炉内钢水的出尽等。2．2．3 连铸

连铸的铁损包括氧化铁皮、切割损失、切头切尾、中包注余、大包注余、漏钢、废品、清理损失等。通过多年来对连铸机的不断改造和完善，连铸钢水损失率普遍控制在3％以下，影响连铸机铁损的主要因素，已由最初的漏钢、废品等因素变为中包注余、切头切尾、切割损失等因素，其损失量约占连铸工序铁损量的80％。

中包注余：通常约占连铸工序铁损量的40％。中间包更换时，为保证铸坯质量，包中

必需剩余一定量钢水5〜10吨钢。某炼钢厂单中间包连浇炉数由6. 05炉/包提高到

7. 04炉/包，降低钢水消耗1. 5 kg/[3];某钢厂一个中间罐连浇79 h59 min，单罐生产233炉，

生产合格铸坯6150 t，吨合格坯钢水消耗仅1007. 9 kg。因此如何提高中包寿命已成为减少钢水损耗的关键。

切头切尾：通常约占连铸工序铁损量的30％。切头切尾与铸机流数和连浇炉数关系极

大，为此提高铸机拉速以减少铸机流数、大包和中包水口快速更换以实现多炉连浇已为国内外钢铁企业普遍采用。提高铸机拉速还有利于降低铸坯的氧化损失，同时有利于提高热送温度，减少轧钢加热炉内加热时间，十分有利于减少轧钢工序氧化损失。

切割损失：通常约占连铸工序铁损的10％。切割损失与铸坯定尺和割缝宽直接相关。

相同吨位下，长尺坯切割数少，并选用窄缝切割枪以减少割损，当然铸坯定尺的确定要满足轧钢的需要。

大包注余损失约占连铸钢水量的5％，目前已普遍采用下渣检测，注余量接近于零。

漏钢损失曾是连铸铁损的重要原因，目前由于自动控制水平的提高，很多厂已安装漏钢预报系统，漏钢现象已很少发生。连铸钢水质量的提高及连续矫直、电磁搅拌、液压振动、动态软压下、二冷水自动控制等新技术的采用，废品损失也已很少。

从连铸工序铁损分析，认为如何提高中包使用寿命和提高拉速应该成为减少连铸铁损的研究方向。

3 降低转炉钢铁料消耗的措施

根据某厂经验，炼钢钢铁料损耗有〜5％发生在原料工序（含铁水预处理），〜83％发生在转炉工序，〜12%发生在连铸工序。根据以上对铁损的分析，确定降低转炉钢铁料消耗的措施。

3 ．1 原料工序

3 ．1 ．1 主原料

(1)采用铁水预处理技术，控制铁水中的[Si] 、[S] 、[P] 成分；强化铁水扒渣操作，有条件的企业尽量选用直接利用铁水运输罐进行纯镁脱硫的技术，并选用合理的粉气比，以降低铁水渣量、喷溅所造成的铁损及铁水倒罐带来的铁损。

(2)废钢清洁、干燥并有合适外形尺寸和单重，轻、重型废钢要合理搭配。控制生铁块的加入量，适当搭配一定量的铁矿石和氧化铁皮。

3．1．2 副原料

(1)采用活性石灰，提高石灰有效利用率，以减少炉渣量。

(2)萤石、白云石等辅料的加人要合理控制，有利于转炉渣量的减少，以降低铁损。

3．2 转炉工序

3．2．1 减少喷溅

(1)控制转炉超装，保持合适炉容比，严格兑铁工艺制度。

(2)加强标准化操作，合理控制枪位和氧压，化好渣，早化渣。

(3)采用少渣炼钢，减少喷溅。

3．2．2 减少渣中铁损

(1)少渣炼钢是降低渣中铁损的有效措施，有条件的地方，应尽量采用••三脱••铁水进行冶炼。

(2)推荐有条件的企业采用双联法转炉炼钢技术，即利用一台转炉专门用于脱磷，另一台转炉专用于脱碳( 渣量可很少，并将其产生的渣用于脱磷) 。采用该法可减少转炉渣量30％以上，不仅减少渣中铁损，而且可减少喷溅铁损，脱磷渣可作磷肥加以利用。

(3)转炉吹氧采用静态、动态和计算机控制技术，根据钢种需要实现一次拉碳到位，既可以降低钢铁料消耗、降低合金料消耗、提高炉龄、降低吨钢成本，又可以避免补吹、过氧化、出高温钢、减少废品生成、减少钢中夹杂和提高钢的质量。

(4)采用顶底复吹技术，提高碳氧平衡，以减少钢中氧含量，并使熔池搅拌更充分、平稳，减少喷溅，提高冶炼效率和金属收得率。