郭江增 譚雷紅 田 芳 王睿智 王波波

（河南濟(jì)源鋼鐵集團(tuán)有限公司）

0 前言

2018 ～2019 年，隨著各級(jí)政府藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的升級(jí)管控，大量原燃料企業(yè)、煉鐵廠停產(chǎn)關(guān)閉，造成煉鋼原材料價(jià)格提高，鐵水供應(yīng)不足，煉鋼及后續(xù)工序大量停產(chǎn)、待產(chǎn)。同時(shí)，鋼材價(jià)格市場(chǎng)逐步回暖，廢鋼市場(chǎng)價(jià)格呈窄幅震蕩，為取得經(jīng)濟(jì)效益最大化，各大轉(zhuǎn)爐鋼企紛紛降低煉鋼原材料消耗，在鐵水不足的情況下，千方百計(jì)增加成鋼量成為顯著增效點(diǎn)。此時(shí)降低鐵水消耗、增加廢鋼比例是轉(zhuǎn)爐煉鋼降本增效、提升煉鋼產(chǎn)量的有效手段[1]。濟(jì)源鋼鐵第二煉鋼廠（以下簡(jiǎn)稱濟(jì)鋼二煉鋼）通過(guò)采取一系列措施，最大限度增加了廢鋼使用量，降低了轉(zhuǎn)爐鐵水消耗，取得了明顯效果。

1 主要生產(chǎn)裝備及工藝路線

1.1 主要裝備

濟(jì)鋼二煉鋼的主要裝備見(jiàn)表 1。

1.2 工藝路線

鐵水罐—混鐵爐—鐵水包—轉(zhuǎn)爐—鋼包—連鑄—鋼坯熱送。

表 1 主要裝備

2 降低鐵耗增加廢鋼使用量可行性分析

濟(jì)鋼二煉鋼根據(jù)生產(chǎn)工藝裝備條件和組織現(xiàn)狀，具體分析了轉(zhuǎn)爐上下道各個(gè)工序能夠開(kāi)展多加廢鋼、降低綜合鐵耗的潛力和難度，一致認(rèn)為能從以下幾個(gè)方面采取措施。

2.1 混鐵爐鐵水罐加廢鋼

目前，混鐵爐接受的鐵水罐內(nèi)鐵水溫度保持在 1 350 ～ 1 370 ℃，而煉鐵出鐵時(shí)的鐵水溫度最高達(dá)到1 505 ℃左右，如果能在鐵水罐內(nèi)加入部分廢鋼，利用煉鐵向鐵水罐內(nèi)出鐵時(shí)的高溫?zé)崃亢蜎_擊力將鐵水罐內(nèi)的部分廢鋼融化，直接轉(zhuǎn)化為液態(tài)鐵，可以間接增加鐵水產(chǎn)量。鐵水罐內(nèi)鐵水入混鐵爐后，混鐵爐加大煤氣烘烤風(fēng)量，完全可以滿足入轉(zhuǎn)爐鐵水溫度 1 250 ～ 1 350 ℃的要求[2]。

2.2 轉(zhuǎn)爐入爐加大廢鋼使用量

根據(jù)轉(zhuǎn)爐造渣材料消耗，降低造渣材料消耗1 kg/ t， 可減少爐中 7.5 ℃的溫度損失[3]。轉(zhuǎn)爐入爐廢鋼量仍有加大使用量的潛能。2017 年轉(zhuǎn)爐渣料消耗見(jiàn)表2。

表2 2017 年轉(zhuǎn)爐渣料消耗 kg/t

入爐廢鋼由于受料型控制和廢鋼斗容積限制，入爐單次廢鋼加入量最大只有13 t。轉(zhuǎn)爐爐內(nèi)操作仍需要配加生石灰石和礦石作為冷卻劑來(lái)滿足出鋼溫度的需要，通過(guò)滿足入爐廢鋼使用量來(lái)代替爐內(nèi)冷卻劑的使用，同時(shí)配加部分碳素材料可以增加轉(zhuǎn)爐爐內(nèi)熱量，進(jìn)一步降低鐵耗，直接增加鋼水成鋼量。

2.3 降低轉(zhuǎn)爐出鋼和后續(xù)溫度損失

采取措施進(jìn)一步實(shí)施“低溫出鋼”攻關(guān)項(xiàng)目，同時(shí)減少?gòu)霓D(zhuǎn)爐出鋼到連鑄澆鑄的熱量損失，可以輔助轉(zhuǎn)爐工序進(jìn)一步釋放多吃廢鋼的潛能。

3 降低鐵水消耗的實(shí)踐

3.1 混鐵爐鐵水罐加廢鋼及保溫措施

3.1.1 混鐵爐鐵水罐加廢鋼試驗(yàn)

根據(jù)目前現(xiàn)有廢鋼類型，分別對(duì)外購(gòu)中型廢鋼、破碎料、剪切廢料進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，外購(gòu)中型廢鋼由于塊度大、有油污且形狀不規(guī)則，在電磁吸盤(pán)加入時(shí)，經(jīng)常容易在鐵水罐中形成骨架，不但加入量小、煉鐵出鐵容易使鐵水外濺，且在機(jī)車(chē)行走過(guò)程中容易冒黑煙，造成環(huán)境污染。破碎料雖然在鐵水罐中容易加入，但由于破碎料塊度小且有的比重小，容易在鐵水罐內(nèi)和鐵渣包裹漂浮在鐵水表面，融化效果不好。剪切廢料兼顧了破碎料和外購(gòu)中型廢鋼的優(yōu)勢(shì)，在鐵水罐中既易融化不污染且加入量可以保證，但冷卻效果強(qiáng)容易粘結(jié)鐵水罐底。

經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，最后總結(jié)出最好的方案：（1）前期準(zhǔn)備工作。在鐵水罐加廢鋼前，必須將罐口殘鐵渣處理干凈，并將罐底殘鐵渣傾翻干凈。方便行車(chē)操作電吸盤(pán)快速向鐵水罐內(nèi)加入廢鋼。每次加入廢鋼量、廢鋼類型配比、加入的鐵水罐號(hào)必須記錄詳細(xì)，并向煉鐵工序傳遞信息。（2）加廢鋼要求。采取剪切廢料：破碎料＝2：1 的配比方式加入，既保證了融化速度，又保證了廢鋼使用量最大化。每節(jié)機(jī)車(chē)只允許加入高溫紅鐵水罐內(nèi)，禁止在低溫黑鐵水罐內(nèi)加入，防止鐵水罐凍結(jié)。且最大加入量每罐不超過(guò)3 t 。煉鐵出鐵結(jié)束后必須定量在鐵水罐內(nèi)加入保溫劑。

3.1.2 混鐵爐鐵水保溫措施

為減少混鐵爐區(qū)域煤氣消耗, 節(jié)約能源成本，混鐵爐鐵水入轉(zhuǎn)爐溫度始終控制在 1 250 ～ 1 280 ℃。將混鐵爐操作模式調(diào)整為保溫操作, 提高混鐵爐煤氣供應(yīng)風(fēng)量。 同時(shí)規(guī)定鐵水罐入廠后，等待兌入混鐵爐時(shí)間不允許超過(guò)25 min, 鐵包等待兌入轉(zhuǎn)爐時(shí)間不允許超過(guò)10 min, 鐵水的物理熱確保不損失或少損失。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫, 在混鐵爐鐵水實(shí)施保溫操作模式后 , 鐵水入轉(zhuǎn)爐溫度在 1 280 ～ 1 320 ℃，和過(guò)去的模式相比，入轉(zhuǎn)爐鐵水溫度提高了30 ℃以上。

3.2 提高轉(zhuǎn)爐廢鋼加入量

3.2.1 廢鋼斗進(jìn)行擴(kuò)容，優(yōu)化裝入制度

針對(duì)現(xiàn)有廢鋼斗進(jìn)行擴(kuò)容處理，分別加長(zhǎng)和加高，促使廢鋼斗體積增加了 4.7 m3。同時(shí)對(duì)廢鋼加入廢鋼斗建立裝入搭配標(biāo)準(zhǔn)制度，每斗廢鋼必須先用重型廢鋼鋪底，中間加入中型廢鋼，最后用破碎料或細(xì)渣鋼填縫，使每次廢鋼斗的容積可以最大限度得到利用。最終每斗廢鋼的重量增至25 ～26 t，入爐平均廢鋼比由21%上升至25%。

3.2.2 熱量平衡和留渣控制

為穩(wěn)定轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程控制，正常爐次采取留渣操作，要求留渣量不超過(guò)整體渣量的2/3。針對(duì)個(gè)別爐次鐵水熱值嚴(yán)重不足的情況，甚至采取不留渣操作。在爐內(nèi)渣料用量控制方面，為保護(hù)轉(zhuǎn)爐爐襯，固定輕燒白云石使用量，將轉(zhuǎn)爐平均石灰消耗控制在 22 ～25 kg/t。為保證轉(zhuǎn)爐化渣，設(shè)定礦石上限值使用量。將粒度在1 ～3 cm 的焦粒上至轉(zhuǎn)爐高位料倉(cāng)，倘若出現(xiàn)鐵水熱值不足的情況，則可加入 0.5～1 t焦粒進(jìn)行熱補(bǔ)償。大量試驗(yàn)表明，兌鐵水后、吹煉前一次性加入焦粒，焦粒利用率可達(dá)85%以上。

3.2.3 實(shí)施“低溫出鋼”攻關(guān)項(xiàng)目

將出鋼口套管直徑從Φ150 mm 加大到Φ165 mm，保證出鋼口圓整，出鋼時(shí)間不超過(guò)3 min；實(shí)行鋼包和合金在線烘烤；鋼包、中包永久層加耐火纖維隔熱；在鋼包上實(shí)施全程自動(dòng)加揭蓋工程，實(shí)現(xiàn)在線吹氬時(shí)在包蓋覆蓋下吹氬，僅吹氬區(qū)間一項(xiàng)，平均溫降比過(guò)去降低了10 ℃。全程加蓋不僅可以降低鋼包吊運(yùn)過(guò)程的溫度損失，而且在熱修位也在熱態(tài)下運(yùn)行，進(jìn)一步降低了出鋼溫降。

4 實(shí)施效果

（1）混鐵爐鐵水罐廢鋼每天的加入量保持在100 t 左右，每月僅鐵水罐加廢鋼一項(xiàng)，正常可增加廢鋼使用量3 000 t,直接增加了煉鋼用鐵水量。

（2）一般鋼種做到了出鋼溫度1 640 ℃以下即可放鋼，比過(guò)去降低了25 ℃左右。

2018 ～2019 年全年的鐵耗及廢鋼使用量對(duì)比見(jiàn)表3。

表3 2018 年～2019 年全年鐵耗及廢鋼使用量對(duì)比

從表3 可以看出，2019 年比2018 年增加廢鋼使用量 45 400 t，同期增加合格鋼產(chǎn)量 31 780 t，在鐵水不足的情況下，取得了非常直觀的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)束語(yǔ)

（1）通過(guò)實(shí)施鐵水罐加廢鋼，并嚴(yán)格按照廢鋼種類配比搭配使用，同時(shí)混鐵爐操作調(diào)整為保溫操作模式，既保證了入轉(zhuǎn)爐鐵水溫度，同時(shí)直接增加了煉鋼鐵水供應(yīng)量；

（2）對(duì)轉(zhuǎn)爐廢鋼斗容積加大，入爐平均廢鋼比提高了4%。在轉(zhuǎn)爐高位料倉(cāng)增加焦粒提溫劑，固定轉(zhuǎn)爐生原料、冷卻調(diào)渣劑使用量，使轉(zhuǎn)爐爐內(nèi)熱源利用最大化。

（3）轉(zhuǎn)爐出鋼實(shí)施“低溫出鋼”措施，增加鋼包全程加蓋，平均出鋼溫度降低25 ℃左右。

（4）2019 年比 2018 年同期降低鐵耗 107 kg/t,非常時(shí)期取得了明顯效果。