□王 剛 賀瑞飛 趙天陽

廢鋼是我國物資回收與再生資源利用體系中的重要資源，2017年起隨著地條鋼被取締，我國廢鋼資源充足，以及近年來高效化生產(chǎn)使轉(zhuǎn)爐鐵水消耗不斷降低，廢鋼鐵應(yīng)用規(guī)模快速發(fā)展[1,2]。廢鋼質(zhì)量對鋼鐵料消耗有著顯著影響[3,5]。隨著廢鋼使用量的大幅增加，廢鋼采購與質(zhì)量管理成為鋼鐵企業(yè)面臨的普遍問題。安鋼150 t轉(zhuǎn)爐通過廢鋼優(yōu)化實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)了降低鋼鐵料消耗的目的。

一、安鋼150 t 轉(zhuǎn)爐廢鋼質(zhì)量對殘余元素與鋼鐵料消耗的影響分析

1.殘余元素分析

生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)鋼水中的殘余元素之間有一定的相關(guān)性，因此對鋼水中殘余元素進(jìn)行相關(guān)性統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見圖1、圖2。結(jié)果表明，硫、銅、砷、錫、銻之間有較強(qiáng)的相關(guān)性，以不同元素含量作為橫坐標(biāo)，均表現(xiàn)出與圖1、圖2所示類似的相關(guān)性規(guī)律。對鐵水成分分析沒有發(fā)現(xiàn)這些元素的變化，且殘余元素與廢鋼使用量之間有明顯相關(guān)性，說明這些殘余元素是由廢鋼帶入的。通過對廢鋼質(zhì)量抽查發(fā)現(xiàn)，其集中于廢鋼中的雜質(zhì)（夾雜物）和少數(shù)不合格料型中，且與廢鋼中的雜質(zhì)及不合格料型的使用比例正相關(guān)，因此需要加強(qiáng)對廢鋼的分類與質(zhì)檢驗(yàn)收，做好分類管理、分類使用。

圖1 出鋼硫含量與殘余元素相關(guān)性

圖2 出鋼銅含量與殘余元素相關(guān)性

2.殘余元素含量對鋼鐵料消耗的影響

由圖1、圖2可知，硫、銅、砷、錫、銻之間有明顯的相關(guān)性，因此統(tǒng)計(jì)了硫、銅、砷、錫、銻之和與鋼鐵料消耗的關(guān)系，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖3所示?？梢钥闯?，隨殘余元素總含量的增加，鋼鐵料消耗也隨之增加，即鋼鐵料消耗與廢鋼質(zhì)量之間有明顯的對應(yīng)關(guān)系，但是當(dāng)殘余元素總和小于0.1%時(shí)，鋼鐵料消耗與殘余元素之間沒有明顯的相關(guān)性。如果將殘余元素含量由0.2%～0.3%降低至0.1%以下，則可以降低鋼鐵料消耗7～15 kg/t。

圖3 鋼中殘余元素對鋼鐵料消耗的影響

3.雜質(zhì)成分分析

對廢鋼進(jìn)行質(zhì)量抽查發(fā)現(xiàn)部分廢鋼中明顯有摻雜現(xiàn)象，廢鋼中雜質(zhì)（夾雜物）含量明顯超標(biāo)，部分雜質(zhì)具有一定磁性，外觀與鐵氧化物顏色相近，具有較強(qiáng)的迷惑性。各類廢鋼中雜質(zhì)成分分析結(jié)果如表1所示，廢鋼中雜質(zhì)主要有鐵氧化物、二氧化硅、氧化鈣，異常摻雜中含有的主要?dú)堄嘣赜辛?、鋅等，且雜質(zhì)中硫、鋅元素含量明顯異常，不是正常的泥土類夾雜物或氧化鐵皮，而是人為添加的其他含鐵工業(yè)廢料。根據(jù)抽查結(jié)果，通常雜質(zhì)較多的廢鋼中，料型厚度、直徑等不符合要求的比例也較高?？梢源_認(rèn)，鋼中殘余元素主要是由廢鋼中摻雜較多且不合格料型比例較高造成的，同時(shí)隨著廢鋼雜質(zhì)含量增加，成渣量增大，增加了冶煉難度，冶煉過程時(shí)有噴濺發(fā)生，造成鋼鐵料消耗隨著殘余元素增加而顯著增加。

表1 廢鋼中雜質(zhì)的成分 單位/%

綜上，廢鋼中殘余元素含量之間有明顯的相關(guān)性，且鋼鐵料消耗隨著殘余元素的增加而顯著增加，因此可將鋼中殘余元素含量作為反饋與監(jiān)控廢鋼質(zhì)量的依據(jù)。

二、廢鋼質(zhì)量提升措施

1.優(yōu)化廢鋼庫存能力

由于廢鋼場地較小，廢鋼進(jìn)場后無法分開使用，無法確定哪個(gè)批次的廢鋼存在質(zhì)量問題。為解決該問題，安鋼150 t轉(zhuǎn)爐技術(shù)人員采用了“基地+直供廢鋼”的采購模式，在基地內(nèi)完成廢鋼驗(yàn)收，并對不同廢鋼基地的廢鋼輪流使用，即在需要使用某基地的廢鋼時(shí)，用車輛運(yùn)輸至現(xiàn)場，然后直接裝入廢鋼斗中，上轉(zhuǎn)爐使用，較好地解決了廢鋼庫存能力不足的問題。同時(shí)，要求廢鋼基地做好料型分類存放，為廢鋼分類管理奠定了基礎(chǔ)。

2.控制廢鋼堆比重及廢鋼料形（幾何尺寸）

目前，廢鋼的料型種類超過20種，廢鋼來源廣泛，雜質(zhì)含量及形狀尺寸大小不一。安鋼150 t轉(zhuǎn)爐使用的廢鋼種類繁多，主要有輕型廢鋼、重型廢鋼、破碎鋼鐵料、渣鋼、氧化鐵皮、鐵渣、生鐵塊等。同時(shí)，由于各類廢鋼尺寸不一，在裝爐時(shí)，容易發(fā)生卡在爐口處或掉落進(jìn)入渣罐、渣道等現(xiàn)象，影響生產(chǎn)節(jié)奏，甚至由于部分廢鋼無法回收導(dǎo)致鋼鐵料消耗增加。鑒于此種現(xiàn)狀，安鋼對供應(yīng)商提出了料型標(biāo)準(zhǔn)，通過加工和分類送貨解決廢鋼料型復(fù)雜、裝入轉(zhuǎn)爐難以控制的現(xiàn)象。

3.優(yōu)化廢鋼驗(yàn)收模式

由于廢鋼需求量較大，為保證廢鋼能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，安鋼150 t轉(zhuǎn)爐使用的廢鋼均采用基地現(xiàn)場驗(yàn)收的方式，將不合格廢鋼直接拒之門外；同時(shí)，為了保證驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，對驗(yàn)收時(shí)間提出要求，一般在白天驗(yàn)收監(jiān)裝，杜絕了供應(yīng)商在夜晚送貨驗(yàn)收視線不良、為驗(yàn)收帶來難度的問題；在廢鋼入爐前，車輛運(yùn)輸進(jìn)入廠房內(nèi)時(shí)還要進(jìn)行二次現(xiàn)場驗(yàn)收。通過以上雙驗(yàn)收模式，保證了廢鋼質(zhì)量、料型的穩(wěn)定。

4.采取技防設(shè)備措施

安鋼150 t轉(zhuǎn)爐使用的廢鋼，在廢鋼基地驗(yàn)收場所，安裝高清、無死角的遠(yuǎn)程監(jiān)控，并將監(jiān)控連接至采購部門及質(zhì)量監(jiān)督人員的電腦設(shè)備，相關(guān)人員可隨時(shí)查看廢鋼基地驗(yàn)收與監(jiān)裝過程，在廢鋼使用過程中如發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，可隨時(shí)查看廢鋼驗(yàn)收、運(yùn)輸過程情況，便于問題追溯。

5.加強(qiáng)廢鋼裝車、運(yùn)輸過程監(jiān)控

為保證運(yùn)輸過程中廢鋼不被置換，安鋼150 t轉(zhuǎn)爐所用廢鋼主要通過如下方式裝車運(yùn)輸：大塊度復(fù)雜料型必須使用抓鋼機(jī)進(jìn)行裝車，以避免過多土雜裝入，同時(shí)由安鋼汽運(yùn)公司直接從廢鋼基地運(yùn)輸，所有廢鋼運(yùn)輸車輛安裝GPS，并全部連接至安鋼運(yùn)網(wǎng)平臺監(jiān)控管理，運(yùn)輸車輛必須按規(guī)定路線、規(guī)定時(shí)間運(yùn)輸?shù)綇S。

6.建立供應(yīng)商評價(jià)制度

為了促進(jìn)供應(yīng)商的競爭，安鋼150 t轉(zhuǎn)爐所用廢鋼，由使用單位、采購及運(yùn)輸單位等相關(guān)人員，每月按照規(guī)定指標(biāo)對供應(yīng)商進(jìn)行評定打分，按照分?jǐn)?shù)排序給予分檔，將全年度評分進(jìn)行總計(jì)，評出戰(zhàn)略供應(yīng)商，并淘汰排名末位的供應(yīng)商。通過評分淘汰機(jī)制引導(dǎo)供應(yīng)商按要求供貨，有利于穩(wěn)定廢鋼質(zhì)量，增強(qiáng)與供應(yīng)商之間的合作誠信。

7.加強(qiáng)殘余元素監(jiān)管

殘余元素大部分為煉鋼過程中的有害元素，安鋼150 t轉(zhuǎn)爐為了保證鋼材質(zhì)量，減少殘余元素含量，將殘余元素作為評價(jià)廢鋼質(zhì)量的一項(xiàng)指標(biāo)，監(jiān)控殘余元素變化，并根據(jù)殘余元素變化對廢鋼質(zhì)量進(jìn)行抽查，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)廢鋼質(zhì)量問題。

三、優(yōu)化廢鋼管理取得的效果

安鋼根據(jù)2022年2月統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)150 t轉(zhuǎn)爐鋼水殘余元素異常，相關(guān)技術(shù)人員通過實(shí)施以上措施，自2022年3月開始，使鋼質(zhì)量得到了很大改善。圖4為2022年安鋼150 t轉(zhuǎn)爐鋼鐵料消耗與廢鋼殘余元素含量的變化情況。

圖4 2022年安鋼150 t轉(zhuǎn)爐鋼鐵料消耗與廢鋼殘余元素含量變化趨勢

從圖4可以看出，自2022年5月以后，鋼中殘余元素含量由0.233%降低到了0.11%左右，鋼水殘余元素含量大幅度降低，對鋼材質(zhì)量的穩(wěn)定性起到了較好的支撐性作用，同時(shí)在轉(zhuǎn)爐操作及冶煉模式?jīng)]有改變的情況下，安鋼150 t轉(zhuǎn)爐鋼鐵料消耗均由1 064 kg/t 降低到1 052～1 057 kg/t，鋼鐵料消耗降低了7～12 kg/t，以廢鋼價(jià)格3 000元/t 計(jì)算，則鋼鐵料成本降低了21～36元/t。

四、結(jié)論

通過安鋼150 t轉(zhuǎn)爐提高廢鋼質(zhì)量的探索實(shí)踐，證明采用優(yōu)化廢鋼庫存能力、控制廢鋼堆比重及廢鋼料形（幾何尺寸）、優(yōu)化廢鋼驗(yàn)收模式、采取技防設(shè)備措施、加強(qiáng)廢鋼裝車及運(yùn)輸過程監(jiān)控、建立供應(yīng)商評價(jià)制度、加強(qiáng)殘余元素監(jiān)管等措施，可以進(jìn)一步促進(jìn)廢鋼標(biāo)準(zhǔn)化使用，保障廢鋼質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)廢鋼殘余穩(wěn)定受控及鋼鐵料消耗降低，獲得較好的整體運(yùn)行效果?！?/p>