郭江增 譚雷紅 田 芳 王睿智 王波波

（河南濟源鋼鐵集團有限公司）

0 前言

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

濟鋼二煉鋼的主要裝備見表 1。

1.2 工藝路線

鐵水罐—混鐵爐—鐵水包—轉爐—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，具體分析了轉爐上下道各個工序能夠開展多加廢鋼、降低綜合鐵耗的潛力和難度，一致認為能從以下幾個方面采取措施。

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 ℃，而煉鐵出鐵時的鐵水溫度最高達到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)出鐵時的高溫熱量和沖擊力將鐵水罐內(nèi)的部分廢鋼融化，直接轉化為液態(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量，完全可以滿足入轉爐鐵水溫度 1 250 ～ 1 350 ℃的要求[2]。

2.2 轉爐入爐加大廢鋼使用量

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

表2 2017 年轉爐渣料消耗 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。轉爐爐內(nèi)操作仍需要配加生石灰石和礦石作為冷卻劑來滿足出鋼溫度的需要，通過滿足入爐廢鋼使用量來代替爐內(nèi)冷卻劑的使用，同時配加部分碳素材料可以增加轉爐爐內(nèi)熱量，進一步降低鐵耗，直接增加鋼水成鋼量。

2.3 降低轉爐出鋼和后續(xù)溫度損失

采取措施進一步實施“低溫出鋼”攻關項目，同時減少從轉爐出鋼到連鑄澆鑄的熱量損失，可以輔助轉爐工序進一步釋放多吃廢鋼的潛能。

3 降低鐵水消耗的實踐

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

根據(jù)目前現(xiàn)有廢鋼類型，分別對外購中型廢鋼、破碎料、剪切廢料進行試驗。結果在試驗中發(fā)現(xiàn)，外購中型廢鋼由于塊度大、有油污且形狀不規(guī)則，在電磁吸盤加入時，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，且在機車行走過程中容易冒黑煙，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中型廢鋼的優(yōu)勢，在鐵水罐中既易融化不污染且加入量可以保證，但冷卻效果強容易粘結鐵水罐底。

經(jīng)過多次試驗，最后總結出最好的方案：（1）前期準備工作。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。方便行車操作電吸盤快速向鐵水罐內(nèi)加入廢鋼。每次加入廢鋼量、廢鋼類型配比、加入的鐵水罐號必須記錄詳細，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)機車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。且最大加入量每罐不超過3 t 。煉鐵出鐵結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風量。 同時規(guī)定鐵水罐入廠后，等待兌入混鐵爐時間不允許超過25 min, 鐵包等待兌入轉爐時間不允許超過10 min, 鐵水的物理熱確保不損失或少損失。根據(jù)現(xiàn)場測溫, 在混鐵爐鐵水實施保溫操作模式后 , 鐵水入轉爐溫度在 1 280 ～ 1 320 ℃，和過去的模式相比，入轉爐鐵水溫度提高了30 ℃以上。

3.2 提高轉爐廢鋼加入量

3.2.1 廢鋼斗進行擴容，優(yōu)化裝入制度

針對現(xiàn)有廢鋼斗進行擴容處理，分別加長和加高，促使廢鋼斗體積增加了 4.7 m3。同時對廢鋼加入廢鋼斗建立裝入搭配標準制度，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)定轉爐冶煉過程控制，正常爐次采取留渣操作，要求留渣量不超過整體渣量的2/3。針對個別爐次鐵水熱值嚴重不足的情況，甚至采取不留渣操作。在爐內(nèi)渣料用量控制方面，為保護轉爐爐襯，固定輕燒白云石使用量，將轉爐平均石灰消耗控制在 22 ～25 kg/t。為保證轉爐化渣，設定礦石上限值使用量。將粒度在1 ～3 cm 的焦粒上至轉爐高位料倉，倘若出現(xiàn)鐵水熱值不足的情況，則可加入 0.5～1 t焦粒進行熱補償。大量試驗表明，兌鐵水后、吹煉前一次性加入焦粒，焦粒利用率可達85%以上。

3.2.3 實施“低溫出鋼”攻關項目

將出鋼口套管直徑從Φ150 mm 加大到Φ165 mm，保證出鋼口圓整，出鋼時間不超過3 min；實行鋼包和合金在線烘烤；鋼包、中包永久層加耐火纖維隔熱；在鋼包上實施全程自動加揭蓋工程，實現(xiàn)在線吹氬時在包蓋覆蓋下吹氬，僅吹氬區(qū)間一項，平均溫降比過去降低了10 ℃。全程加蓋不僅可以降低鋼包吊運過程的溫度損失，而且在熱修位也在熱態(tài)下運行，進一步降低了出鋼溫降。

4 實施效果

（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，正?？稍黾訌U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，比過去降低了25 ℃左右。

2018 ～2019 年全年的鐵耗及廢鋼使用量對比見表3。

表3 2018 年～2019 年全年鐵耗及廢鋼使用量對比

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)濟效益。

5 結束語

（1）通過實施鐵水罐加廢鋼，并嚴格按照廢鋼種類配比搭配使用，同時混鐵爐操作調(diào)整為保溫操作模式，既保證了入轉爐鐵水溫度，同時直接增加了煉鋼鐵水供應量；

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

（3）轉爐出鋼實施“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,非常時期取得了明顯效果。