DOI:10.3969/j.issn.l006-110X.2021.03.003
王立杰
(河钢集团唐山钢铁集团有限责任公司，河北，063516)
［摘要］钢铁料消耗是炼钢工序的一项重要技术经济指标，对炼钢的成本具有重大影响。本文分析了唐山不锈钢有限公司转炉钢铁料消耗高的影响因素，制定了降低钢铁料消耗的具体措施。通过实施减少辅料使用量，降低转炉渣量；引进铁水聚渣剂，提高铁水除渣效果；优化分钢种碱度控制；建立转炉留渣操作计算机模型，实现留渣操作自动冶炼；控制终渣全铁含量，减少含铁料使用量等降低钢铁料消耗等措施。钢铁料消耗从原来的100kg//降低到1047kgt，取得了良好的经济效益。 ［关键词］钢铁料；渣量；渣中全铁；留渣操作
Production practice of reduce iron and steel
materials consumption in steel-making processes
WANG Li-jie
(HBIS Tangshan Iron and Steel Group Co.,Ltd.,HEBEI063016)
Abstract The conshmption of iron and steel material is an important technical and economic index in steelmaning process,which hns n grent inflpeccc on tde cost of steelmaning.This pneo analyzes tde inflpeccing factore ol convertee iron and sted material conshmption high in Tangshan Stainless Sted C o, Lte.,and formulatee te o C pc the ol sted materials sheOmc meassres.Thronph impmmectation a series meashres ol oduc iron and sted materiais cnshmphon：such as reeucing the conshmption ol anxiliaro materiais te reeucing the monut ol converter slaa;intronucc moltee iron slagging
aaeYg te irnpove the slaa omovet巳琏厲ol moltee O oc;optimize the basicitz control ol.0X11:types ol steel y estaniishing the computer monel ol converter retechon slaa oneration,te actualize antomatic smelting
ol aonvertcr retention slaa/controlling the total iron contedi ol end poini slaa i reduce Iron-—ontaining materials consumption etc.The steel materiai conshmption is reduced from1080kg//e1045kgA,and goon economic beceCis are ontained.
iron and steel material,slag amount,total iron in slag,retention slag operation
Key words
0引言
钢铁料消耗是衡量炼钢生产最重要、最关键的一项综合性的经济技术指标，它与原材料条件、设备状况和操作水平有直接关系＞4。钢铁料成本占炼钢总成本的80%以上＞3?，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。因此抓好钢铁料消耗是控制炼钢成本的关键，同时也是衡量一个炼钢厂竞争力和管理水平的重
收稿日期:2021-02-03
作者简介：王立杰(1672—)，女，工程师，现从事炼钢工艺技术管理和研究。要标志＞5。
2019年上半年，唐山不锈钢有限公司炼钢钢铁料消耗控制在1080kg/t左右，和国内先进企业对比存在较大差距。对此，本文对转炉钢铁料消耗高的影响因素进行了分析，提出了降低钢铁料消耗的改进措施,2020年至今炼钢钢铁料消耗降低至1045kg/t，钢铁料降耗工作取得了初步成效。
1影响转炉钢铁料消耗的因素分析
影响转炉钢铁料消耗的因素是多样的，本文结合唐山不锈钢公司炼钢生产实际，认为转炉钢铁料消耗高的原因主要包括以下几个方面：
-8-心〈钢铁冶炼〉dvd制作
降低炼钢钢铁料消耗的生产实践
(1) 转炉冶炼辅料质量的影响。辅料质量差，用 量多，造成转炉渣量大，炉渣带走的铁量高。
(2) 铁水带渣量影响。铁水包带渣量大，兑入转 炉的铁渣就多。一是造成转炉渣量大，二是由于铁
渣碱度低，又会造成转炉造渣材料的增加。
(3) 转炉冶炼操作水平的影响。控制好转炉留 渣操作，可有效降低转炉造渣材料的消耗，降低转
炉渣量，降低钢铁料消耗。
(4) 转炉冶炼终渣氧化性的影响。降低转炉冶 炼终渣氧化度，可有效提高钢铁料回收率。
(5) 转炉冶炼循环料回收使用水平的影响。提
高转炉工序自循环料的使用水平，可有效降低钢铁 料消耗。
(6) 连铸工序操作的影响。提高连铸机连浇时 间、炉次，减少火焰切割缝隙，可有效提高钢铁料回
收率。
2降低钢铁料消耗的措施
钢铁料消耗是转炉装入量与合格钢坯产量之 比。全部钢铁料消耗主要有转炉钢铁料消耗和连铸
钢铁料消耗构成，前者是装入量与转炉合格钢水之
比，后者是连铸合格钢水与合格坯产量之比。
以物质守恒原理为基础，分析炼钢全流程钢铁
导针料消耗的构成及影响因素。通过推行提高转炉辅料
质量、减少铁水带渣量、强化转炉留渣操作频次、废
弃物与循环料有效利用、降低终渣全铁含量、减少 转炉剩钢水、提高中包连浇炉数、减少大包剩水、浇
余钢回吃、减少连铸坯割缝损失等工艺技术研究，
有效减少各工序金属Fe 损失，提高金属利用率。
2.1减少辅料消耗使用量，降低转炉渣量
2019年下半年唐山不锈钢公司转炉石灰消耗
完成51.2 kg/t ，轻烧白云石消耗完成28.2 kg/t(见图
1)，较国内同行业转炉辅料消耗水平有差距，因此, 针对转炉辅料消耗高的问题制定了以下改进措施：
图1
2019年下半年炼钢工序辅料消耗情况
2.1.1提高石灰、轻烧白云石料质量
炼钢石灰、轻烧白云石质量指标主要包括有效
CaO 、MgO 含量、硫含量、灼减、活性度、杂质含量等。 石灰、轻烧白云石料质量直接关系到炼钢的成渣速
度、能源消耗、冶炼时间、钢水收得率、脱硫效率、辅
料消耗、和炉衬寿命等指标。为此，炼钢厂制定了定
期对炼钢辅料进行抽查的管理制度，确保入炉辅料
质量。
2.1.2引进铁水聚渣剂，提高铁水除渣效果
引进铁水聚渣剂后，可以缩短铁水捞渣时间、
提高铁水捞渣效率，铁水捞渣亮面由70%提高至
85%，可有效降低入炉铁水带渣量，降低转炉冶炼石 灰消耗。
2.1.3通过理论测算，优化分钢种碱度控制
计算出不同温度下CaO-SiO 2-FeO 渣系的理论 脱磷能力，并与实际脱磷情况进行对比，修正理论
计算模型。根据不同钢种的终点温度、磷含量的要
求，在综合考虑炉衬侵蚀的情况下，建立了不同钢 种的碱度控制目标，降低了炉渣碱度过剩和渣量过
大现象。优化前后的目标转炉渣碱度的对比情况见
图2所示。
%Si Target 1%Si Target20.1 4.5360J 4.036-0.50J54J960.15 3.696-0-50.2 3.9160.2 3.41605025 3.6660.253」66050.3 3.4460.3 3.046-0.40.35 3.2360.35 2.936•0.30.35 3.2360.35 2.936-0.30.4 3.1510.4 2.851•0.30.45 3.0790.452779•0.30.5 3.0120.5 2.712•0.30.55 2.950.55 2.65■0.30.6 2.89306 2.593•0.30.65 2.8390.65 2.539•0.30.72 7860.72 486•0.30.75 2.7350.75 2.435-0.30.82 6860,8 2.386030,85 2.6380.85 2.338*030.9 2.5910J 2.291030 95 2.5450.95 2.245-0.31 00玻璃钢电除雾器
2.5
1.0022
03
2#转炉留渣与IF •留渣碱度优化对比
图2目标转炉渣碱度的对比情况
m 〈钢铁冶炼〉m
-9
-
转炉执行动态碱度控制，以往碱度模型考虑低 硅铁水渣量小，对脱磷效果及终点温度影响较大， 因此低硅铁水碱度设定偏高。根据目前转炉实际情
况，例如废钢结构以渣钢为主，以及留渣操作等，可
以对碱度模型进行优化控制，整体碱度降低0.4，低 硅铁水碱度下调0.5 o
2.1.4强化转炉留渣操作
建立转炉留渣操作计算机模型，实现留渣操作 自动冶炼。不锈钢公司炼钢留渣研究与应用项目，
从2019年9月份开始进行实验测试，通过几个月
的不断优化,2020年1月份建立了 6套转炉留渣模
型，实现转炉留渣工艺逐步推广与应用，实现二级
系统自动计算与一级系统自动加料。二级系统留渣
模型开发如表1所示。
留渣操作原则：由于留渣、双渣操作对生产节
新型玉米播种机奏影响较大，需结合现场生产节奏进行规范。铁水
Si 含量低于0.50%可全部留渣操作；铁水Si 含量
0.50-0.75%，由于渣量大冶炼过程易发生喷溅，在节 奏允许的情况下可以执行留渣+双渣操作，如果节
奏不允许则不进行留渣操作；铁水Si !0.75%时，不 允许执行留渣操作，执行双渣操作。
通过以上措施，转炉平均碱度降低了 0.4，石灰
备注:①LC 常规操作,LZ 代表留渣,LZ+SZ 代表留渣+双渣;②当生产节奏紧时，高硅铁水可取消留渣+双渣操作，执行常规
表1自动化炼钢新建留渣模型
铁水Si/%
SMP
备注si < 0.30
0.30WSC0.50
0.50WSi<0.57
SiM0.57
新低硅 LowSi&Scrap LC 新低硅 L ow S/&Scrap LC(LZ )
新中硅HM&Scrap LC
新中硅 HM&Scrap LC(LZ ) 新高硅HSi&Scrap LC
新中硅 HSi&Scrap LC(LZ+SZ)
新双渣DeslagLC(SZ )
常规操作
留渣操作常规操作
留渣操作常规操作留渣+双渣操作
不允许留渣，执行正常的双渣操作
操作
消耗降低了 26 kg/t ，轻烧白云石消耗降低了 15 kg/
t，渣量降低50 kg/t 以上，钢铁料消耗可降低了 9 kg/
t 以上。
2.2改善转炉底吹效果
对转炉底吹系统进行优化、改进强化转炉底吹 效果，降低转炉终渣全铁。
（1） 大修期间对底吹效果进行保压试验，确保 底吹系统稳定运行。
（2） 对转炉底眼分布进行重新布置（见图3），优
化熔池流场。
（3） 重新计算转炉底吹系统最低压力，调节旁 通流量，确保底吹元件不堵塞。底吹元件最低压强二
pg h+大气压=7.8 g/cm 3x 9.8 N/kg $120 cm+0.1 Mpa=
0.19 Mpa ，因此吹炼时底吹压力应！0.19Mpa 以上 才能保证不堵塞。
（4） 定期测量炉底厚度（见图4），防止因炉底侵
蚀严重底吹系统关闭。
通过以上措施，转炉底吹效果明显改善，转炉
图3转炉底吹位置的优化终渣全铁由20.71%降低至17.87%，降低钢铁料消 耗 3.6 kg/t 。2.3提高含铁循环料使用量
（1）对炼铁、炼钢所有污泥、除尘灰等含铁循环
图4转炉测厚数据跟踪
料的含铁量进行化验，要求TFe >40%的循环料全部 进入转炉使用，降低钢铁料消耗。使用方式有：加工 成球入炉和直接入炉。
（下转第14页）海马ゆう
m 〈钢铁冶炼〉
m
用后，通过近一年的脱硫数据统计，脱硫平均命中率由2019年的86.7%提高到2020年的94.2%。
3.2脱硫作业周期明显缩短。
铁水自动脱硫控制技术使得铁水脱硫处理时间缩短,KR生产运行效率明显提高，保障了转炉铁水的供应，缩短了转炉等铁时间，而工人的劳动强度也随之降低。对比项目实施前后脱硫周期如表2所示。
通过表2可以看出，铁水脱硫自动化控制相对于人工控制，脱硫处理时间缩短了3分钟，整个流程衔接更加紧密。
4结语
通过KR铁水自动脱硫技术的应用，提高了铁水脱硫的精准度,KR脱硫命中率由86.7%提高到
表22019年度与2020年度脱硫周期对比
项目-
对比数据/min
实施前实施后对比脱硫周期44.2365-3.5 94.2%，满足了转炉冶炼品种钢的要求，为宣化钢铁公司产品升级和转型发展创造了条件。另外自动脱硫模型的运行，规范脱硫操作流程，使得脱硫操作流程衔接更加紧密，平均每炉铁水脱硫时间缩短了3分钟，提高了KR脱硫生产效率，保障了转炉生产铁水的供应，显著减少了转炉空炉等铁时间，同时降低了工人的劳动强度。
参考文献
⑴黄希枯，钢铁冶金原理［M］，北京冶金工业出版社，1986
(上接第10页)
(2)将炼钢产生的铁包包沿、钢包包沿、连铸机铸余、炉嘴渣等含铁料进行入炉使用。
2.4提高连铸机连浇时间和连浇炉次
因炼钢3号转炉主要以冶炼品种钢为主，要对连铸机在线调宽次数进行攻关。通过对现场管理、工艺优化以及设备功能精度进行改进提升，单浇次在线调宽次数由7~8次提高至162次，单浇次在线调宽次数实现了国内先进水平，有效提高了铸机连浇时间和连浇炉次，降低了连铸机因拉下产生的坯头、坯尾和中间包余钢。
2.5减少连铸坯切割缝，提高铸坯收得率
对连铸在线火焰切割机割进行优化改进，连铸坯切割缝隙由8mm降低至3~4mm，降低钢铁料损耗0.34kg/t。
3结语
唐山不锈钢有限公司从自身的实际情况出发，经过全面的梳理和分析，出了影响企业钢铁料消耗的主要原因，并制定了降低钢铁料消耗的相应措施。通过降低转炉冶炼渣量、降低转炉终渣全铁含量、
提高含铁循环料使用量、提高铸机连浇炉次和减少铸坯切损等措施的严格实施，钢铁料消耗从原来的1080kg/t降低到1045kg/t，取得了良好的经济效益。
参考文献
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(4)2184-1855
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学院学报.2010(4):25-29.
⑹赵云珠•氧气转炉“留渣+双渣”炼钢工艺技术分析［•中国新技
术新产品.2015(10):95-95.
⑺孙凤梅，管挺，刘飞，等•减少渣量的转炉工艺研究与实践［•炼
钢5203(4)2.-05
CN
O
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