李海軍 張小偉

（南京鋼鐵股份有限公司，江蘇南京 210000）

1 概況

南鋼煉鋼廠現(xiàn)有3 座容量為150t 的頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，2020 年全年耐磨鋼生產(chǎn)碳氧積合格率水平僅為52.3%，遠(yuǎn)低于2020 年初制定的65%的年度控制目標(biāo)。針對這一情況，結(jié)合鋼廠生產(chǎn)中存在的問題，南鋼煉鋼廠2021 年2 月成立了專項(xiàng)QC 質(zhì)量控制小組，最終達(dá)到了年度設(shè)定的70%的控制目標(biāo)。

2 現(xiàn)狀調(diào)查

2.1 冶煉工藝路線

根據(jù)鋼廠設(shè)備工藝水平，南鋼煉鋼廠耐磨鋼生產(chǎn)工藝流程為：鐵水倒罐→鐵水預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐冶煉→出鋼脫氧合金化→LF 精煉爐→（RH 真空爐）→鈣處理→連鑄。

2.2 現(xiàn)狀調(diào)查

通過QC 小組調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，2020年全年南鋼煉鋼廠耐磨鋼終點(diǎn)碳氧積平均合格率僅為52.3%，其中11 月份碳氧積更是僅為30.18%，并且2020 年僅個(gè)別月份達(dá)到了65%的年度碳氧積合格率控制要求。

3 原因分析

為了針對影響耐磨鋼冶煉終點(diǎn)碳氧積合格率的具體原因進(jìn)行分析，南鋼煉鋼廠QC 小組全體成員于2021 年2 月，展開頭腦風(fēng)暴，討論分析。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，確認(rèn)導(dǎo)致耐磨鋼終點(diǎn)碳氧積合格率低的末端因素有11 項(xiàng)，分別是：靜攪時(shí)間有差異、點(diǎn)檢不符合標(biāo)準(zhǔn)、氬氣壓力不滿足要求、氧氣壓力不滿足要求、流量槍位未按標(biāo)準(zhǔn)、熔池深度的控制、大面補(bǔ)爐控制差、爐底維護(hù)差、底吹強(qiáng)度設(shè)定不合理、液面高度設(shè)定錯(cuò)誤、未在取樣靜攪后等。

4 分析確定要因

4.1 非要因確認(rèn)

（1）點(diǎn)檢不規(guī)范

耐磨鋼冶煉過程中，管路、儀表等機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障，均會對耐磨鋼生產(chǎn)造成很大影響，使轉(zhuǎn)爐底吹支管的流量、壓力產(chǎn)生較大波動。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，鋼廠管路、儀表等點(diǎn)檢均符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

（2）熔池深度控制差

經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)爐爐役期間，各個(gè)爐齡段的熔池平均深度控制與爐襯變化基本相符，符合爐型控制的基本要求。因此，熔池平均深度控制良好，對耐磨鋼終點(diǎn)碳氧積影響不大。

（3）氬氣壓力不足

在耐磨鋼終點(diǎn)碳氧積的合格率控制中，氬氣壓力不足也會對轉(zhuǎn)爐底吹流量的壓力波動造成較大影響。經(jīng)統(tǒng)計(jì)2021 年2 月總管壓力數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，氬氣總管實(shí)際壓力遠(yuǎn)大于設(shè)定壓力，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

（4）流量、槍位、氧氣壓力不足

在耐磨鋼冶煉過程中，若各階段供氧的流量、槍位、氧氣壓力設(shè)定不符合相關(guān)供氧制度標(biāo)準(zhǔn)，在一定程度上將會造成轉(zhuǎn)爐頂吹能力不足，進(jìn)而影響轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)爐底控制水平。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，轉(zhuǎn)爐流量、槍位、氧氣壓力設(shè)定均符合相關(guān)供氧制度標(biāo)準(zhǔn)。

（5）大面補(bǔ)爐控制差

若補(bǔ)爐控制未制定有效的詳細(xì)計(jì)劃，也會造成轉(zhuǎn)爐底吹狀況及控制中爐型控制不佳，進(jìn)而影響耐磨鋼的碳氧積控制水平。經(jīng)調(diào)查，補(bǔ)爐計(jì)劃的實(shí)施基本符合爐況維護(hù)的要求。

4.2 要因

（1）靜攪時(shí)間有差異

因?yàn)槿藶橐蛩?，各轉(zhuǎn)爐不同班組測量前未形成對于轉(zhuǎn)爐主操的統(tǒng)一認(rèn)識，導(dǎo)致靜攪時(shí)間上存在較大差異。造成熔池內(nèi)碳氧反應(yīng)的不一致，使碳氧積合格率下降。

（2）爐底維護(hù)差

由于爐底維護(hù)方法的不合理，爐底維護(hù)較差，很容易造成轉(zhuǎn)爐爐役期間爐底波動較大，使?fàn)t底及透氣元件造成損壞。影響轉(zhuǎn)爐底吹的控制水平，使碳氧積增大。

（3）底吹強(qiáng)度設(shè)定不合理

底吹強(qiáng)度設(shè)定不合理，則容易造成底吹控制期間，大小設(shè)定不一致，使?fàn)t底水平難以得到有效穩(wěn)定，進(jìn)而影響碳氧積的水平。

（4）液面高度設(shè)定錯(cuò)誤

測量過程中液面高度設(shè)定錯(cuò)誤，則容易造成探頭難以進(jìn)行有效取樣，使終點(diǎn)測量結(jié)果無法得到有效保證。導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)失真，底吹控制達(dá)不到生產(chǎn)的要求，從而進(jìn)一步影響碳氧積的控制水平。

（5）未在靜攪后取樣

從現(xiàn)場調(diào)查分析可以發(fā)現(xiàn)，終點(diǎn)碳測量過程中，各小組都存在未在靜攪后取樣，由于取樣時(shí)間偏早，使終點(diǎn)碳測量結(jié)果存在偏差。導(dǎo)致影響碳氧積的控制水平不穩(wěn)定。

5 制定對策

5.1 統(tǒng)一靜攪時(shí)間

根據(jù)煉鋼廠研究發(fā)現(xiàn)，靜攪時(shí)間設(shè)定為30秒時(shí)，可以保證耐磨鋼爐底控制終點(diǎn)氧含量有效降低，使碳氧積大幅度下降。為保證終點(diǎn)碳氧積平穩(wěn)控制，各班組應(yīng)有效統(tǒng)一靜攪時(shí)間，使之不少于30秒。

5.2 漲爐底減少爐底波動

研究發(fā)現(xiàn)，耐磨鋼冶煉過程中不可避免的會對爐底及其元件造成損傷，且冶煉時(shí)間較長損傷越大。為了使?fàn)t底得到有效保護(hù)，裝料時(shí)應(yīng)采取一定的措施，避免爐底造成損傷，同時(shí)采取漲爐底的方法，使?fàn)t底厚度控制在1000-1100mm之間。

5.3 分鋼種制定底吹模式

耐磨鋼生產(chǎn)中，由于不同鋼種，其終點(diǎn)碳含量有差異，這種情況下底吹方法也難以保持統(tǒng)一?？梢圆扇「纳频状的Ｊ降姆绞?，對于不同鋼種采取不同的底吹方式，以提高其底吹效果。

5.4 做好液面設(shè)定

液面設(shè)定有一級和二級兩種控制模式，在自動化煉鋼系統(tǒng)內(nèi)每爐次的液面由上一爐次測量結(jié)果×修正系數(shù)確定。所以其本班次液面設(shè)定根據(jù)上一班所有爐次測得液面進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，控制方式選用一級。

5.5 靜攪完成后取樣

為保證終點(diǎn)碳測量過程中百分百取樣，可以采取副槍計(jì)算機(jī)控制的方式，在二級中設(shè)定好靜攪時(shí)間，時(shí)間到達(dá)后自動進(jìn)行測量取樣，減少終點(diǎn)碳測量結(jié)果的偏差。

6 效果檢查及效益分析

表1 改進(jìn)后的碳氧積合格率統(tǒng)計(jì)表

表1所示為改進(jìn)后的碳氧積合格率統(tǒng)計(jì)表格，通過以上相關(guān)對策實(shí)施后，很好的達(dá)到了預(yù)期效果，使轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳氧積合格率得到有效控制，鞏固期（9-11月份）平均合格率71.7%，超過了本年度70%的年度控制目標(biāo)。

6.1 效益分析

（1）直接經(jīng)濟(jì)效益

隨著耐磨鋼碳氧積合格率的不斷提高，終點(diǎn)渣中全鐵含量得到有效降低，同時(shí)鋼水純凈度也獲得有效改善。鋼鐵材料消耗量降低，鋼水終點(diǎn)氧含量降低約113ppm，使鋼水收得率大幅度提高。

（2）產(chǎn)生的社會效益

通過對耐磨鋼終點(diǎn)碳氧積合格率的攻關(guān)，緊緊圍繞提高耐磨鋼終點(diǎn)碳氧積合格率為活動目的，穩(wěn)定了此類鋼種的生產(chǎn)順行，進(jìn)一步降低了煉鋼生產(chǎn)成本，同時(shí)為提升鋼水純凈度增添了新的舉措。

7 結(jié)論

造成南鋼煉鋼廠終點(diǎn)碳氧積合格率過低的因素主要分為人、機(jī)、控制方法和測量。通過鋼廠采取相關(guān)對策并有效實(shí)施，最大程度上消除了不利因素對于終點(diǎn)碳氧積的影響。使鋼廠碳氧積控制水平得到顯著改善，基本達(dá)到了2021 年度70%的年度控制目標(biāo)，并使企業(yè)效益得到提升。