謝俊波，牛長勝，金奕
(寶山鋼鐵股份有限公司寶鋼湛江鋼鐵有限公司，廣東湛江524000)
摘 要：結合寶鋼湛江鋼鐵有限公司高廢鋼比冶煉的生產實績,一方面，對轉爐使用鐵刨花壓塊期間廢鋼卡爐口、兌鐵水時冒火冒煙、兌鐵水時噴濺、鋼水雜質元素超標情況以及鋼鐵料消耗等進行跟蹤,發(fā)現(xiàn)使用一定量鐵刨花壓塊對轉爐煉鋼生產無負面影響，且有利于改善卡爐、冒火冒煙及噴濺等異常情況；另一方面，對使用鐵刨花壓塊的經濟效益進行測算，月使用量為5 000 t時,1年可減少轉爐的廢鋼原料成本2 400萬元人民幣。
關鍵詞：轉爐；高廢鋼比；鐵刨花壓塊
1鐵刨花壓塊使用背景
自2017年，我國鋼鐵行業(yè)得益于供給側改革的持續(xù)推進、地條鋼和中頻爐的大量淘汰、不合規(guī)產能(鋼材生產成本很低，環(huán)保投入少,偷稅漏稅現(xiàn)象嚴重)的大量去除，產能過剩問題得到明顯改善,市場競爭環(huán)境實現(xiàn)優(yōu)化，大中型鋼廠贏利能力大幅提升。在鋼鐵行情有所改善情況下，各大鋼廠為提升產量規(guī)模，加大了廢鋼的用量，統(tǒng)計2010—2017年國內轉爐廢鋼單耗變化情況見圖1。
湛江鋼鐵發(fā)揮自身產品、地理優(yōu)勢,拓展市場,帶來的直接需求就是鋼鐵產能增加,在高爐產能不減情況下，廢鋼比從12%上升至14. 5% o轉爐公稱容量為350 t,爐口宜徑為3.6m,由于爐口偏小,且廠內生產線產生的輕薄廢鋼以及外購價格便宜的中型廢鋼需要利用,在提高廢鋼比后,廢鋼入爐時容易卡爐口。為防止廢鋼入爐時卡爐口,廢鋼料槽車后部要有足夠的沖擊力，而沖擊力主要靠重廢提供，所以必須要有足夠多的重廢。湛江鋼鐵轉爐不同鐵水比條件下對于廢鋼結構的要求見表1。
轉爐月產量2100爐時，按85.5%的鐵水比計算,需要重廢48 000 t,其中自產重廢30 000 t, 需外購重廢18 000 to前期主要采購拆船板廢鋼、邊角余料一號作為重廢,兩種價格都比較高,導致廢鋼成本上升，且拆船板廢鋼供應資源量有限。目前廢鋼市場、鐵水廢鋼價格差以及冶煉技術條件下,提高廢鋼比對于成本控制、冶煉過程控制影響較大，為降低廢鋼成本，緩解資源緊張壓力，故需探索開發(fā)性價比高、堆比重大的新品種廢鋼。在對廢鋼市場資源進行充分探索之后，在2017年10月確定以性價比較高的鐵刨花壓塊作為拆船板廢鋼替代品進行工業(yè)試驗。
2鐵刨花壓塊介紹
鐵刨花壓塊原料是模具廠加工模具過程中產生的刨花,刨花作為一種輕小型廢鋼,堆密度非常低，對長途運輸極其不利。通過純物理的機械壓密,使之成塊,變?yōu)殍F刨花壓塊，可大大提高堆密度，方便運輸和使用。鐵刨花壓塊的進廠具體要求見表2,實物圖見圖2。
3鐵刨花壓塊工業(yè)試驗
本次工業(yè)試驗確定以每爐5 t進行試驗，其原因有兩點:一是為充分了解鐵刨花壓塊的實際替代效果,每爐加入量太少,試驗結果不具說服力;二是如果每爐使用5 t,每月使用量可以達到5 000 t以上,能真正有效地緩解拆船板廢鋼資源不足的現(xiàn)象。為對比鐵刨花壓塊與拆船板廢鋼的使用效果，對廢鋼進爐卡爐口情況、兌鐵水噴濺情況、鋼鐵料消耗情況進行了跟蹤;根據(jù)鐵刨花壓塊含少量油、易散包以及原料雜的特點，為驗證其使用時的安全性，對使用鐵刨花壓塊過程中兌鐵水時冒火冒煙情況、鋼水雜質元素超標情況也同步進行了跟蹤。
3.1卡爐口情況
廢鋼進爐時,會由于重廢在廢鋼料槽車后部沖擊力不夠,導致廢鋼在爐口下料不暢,造成卡爐口情況。對2017年6月至2018年1月的卡爐口數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，結果如圖3所示。
2017年10月開始，在部分中高硫鋼冶煉中使用鐵刨花壓塊。從圖3可以看出，使用鐵刨花壓塊后,卡爐情況有所改善,并且隨著使用爐次的增多，卡爐時間減少。說明鐵刨花壓塊的堆密度較所替代的拆船板廢鋼高，產生的沖擊力大，更有利于改善卡爐情況。
3.2兌鐵水噴濺情況
兌鐵水時產生噴濺的主要原因是爐內含有大量的氧化鐵等氧化物粉末,兌入鐵水時會帶入大量的碳，在高溫條件下,碳氧反應劇烈,發(fā)生爆炸, 將兌入的鐵水或渣以巨大的動能噴出爐口。若廢鋼中含有大量的氧化鐵粉,兌鐵水時會與鐵水中的碳劇烈反應。噴濺屬于冶煉事故，噴濺產生的大量煙塵、噴出的鐵水熔渣容易造成設備損壞和安全事故，危害極其嚴重。對鐵刨花壓塊使用前后的噴濺情況進行跟蹤,具體情況如圖4。
2017年8~11月噴濺次數(shù)逐月減少，是因為湛江鋼鐵轉爐噴濺主要是渣鋼、渣鐵含粉狀料多造成的,噴濺情況明顯改善是因為加強了渣鋼、渣 鐵的質量管控。在試驗時,跟蹤了 2017年10 ~12月的數(shù)據(jù),鐵刨花壓塊使用量與噴濺次數(shù)的變化趨勢沒有很強的關聯(lián)性,考慮到造成噴濺的因素較多,試驗爐次太少,對整月的數(shù)據(jù)影響小,為進一步驗證，在2018年1月增大了鐵刨花壓塊使用爐次，結果顯示，未發(fā)生噴濺事故。因此得出結論,鐵刨花壓塊的使用不會導致兌鐵水時噴濺,鐵刨花壓塊部分替代拆船板廢鋼（舊料，含少量鐵銹），兌鐵水時，噴濺的幾率更低。
3.3鋼鐵料消耗
轉爐鋼鐵料消耗是裝入量（鐵水加廢鋼）與轉爐合格鋼水量之比[1]。轉爐冶煉過程中，鋼鐵料占煉鋼成本80%以上，因此抓好轉爐冶煉過程的鋼鐵料成本是控制煉鋼生產成本的關鍵[4]。廢鋼作為一種主原料，對此指標的影響很大[2-3]。 不同的廢鋼在使用中，其鐵回收率各不相同，為避免使用鐵刨花壓塊而使此指標惡化,對鐵刨花壓塊使用前后的鋼鐵料指標進行了對比,具體如表3。
分月對比數(shù)據(jù)波動情況,在使用鐵刨花壓塊前后鋼鐵料消耗量沒有明顯的波動，說明鐵刨花壓塊與其他廢鋼收得率相當，無明顯差異,不會影響煉鋼鋼鐵料消耗量。
3.4冒火冒煙情況
轉爐在兌鐵水、出鋼、加廢鋼和倒渣時，均產生大量煙氣，以兌鐵水時散發(fā)的煙氣量最大[4]。 轉爐實際生產中，在兌鐵水時會因為廢鋼中含有粉末、灰塵而冒火冒煙，嚴重影響轉爐作業(yè)環(huán)境。冒火冒煙的標準是在兌鐵水時火焰超過行車掛鉤橫梁的算作冒火冒煙。2017年7 ~12月冒火冒煙具體情況見圖5。
湛江鋼鐵轉爐產生冒火冒煙原因主要是渣鋼、渣鐵含粉量高或轉爐進行前裝入(在加廢鋼之前加4~8 t的石灰和輕燒白云石),8 ~11月，進行了渣鋼、渣鐵的質量整改工作，冒火冒煙情況變化不能作為鐵刨花壓塊的試驗結果，僅12月數(shù)據(jù)具有代表性。分析12月份冒火冒煙次數(shù)結果,在渣鋼、渣鐵質量整改之后,再充分考慮前裝入的影響，冒火冒煙38次屬于合理范圍,此結果表明使用鐵刨花壓塊基本不會加劇兌鐵水冒火冒煙。
3.5鋼水雜質元素超標情況
廢鋼造成鋼水雜質元素超標情況時有存在, 特別是硫成分超標。在使用鐵刨花壓塊期間，沒有發(fā)生因廢鋼成分問題導致的鋼水雜質元素超標。
4鐵刨花壓塊在使用過程中存在的問題及后續(xù)改進措施
根據(jù)鐵刨花壓塊的實際使用對各指標的影響來看,鐵刨花壓塊的使用對煉鋼轉爐操作及過程指標無明顯影響,但是對于質量驗收工作還存在問題。為避免新品種廢鋼質量直接影響鋼水質量，甚至造成煉鋼成分保留,在對質量驗收問題沒有完善之前,不能盲目提高鐵刨花壓塊在實際生產中的使用量。
4.1存在的問題
4.1.1 成分檢測
成分檢測是對廢鋼質量進行質檢的_項基本手段,但是湛江鋼鐵目前沒有對鐵刨花壓塊有效的檢測手段，由于都是小碎片,表面太小,紅外光譜法無法檢測,并且取樣不具代表性;鋼質小碎片無法磨碎,制取化學檢測樣困難，化學檢測也很難實施。
4.1.2拆塊檢測
夾雜通常是打包塊、壓塊等加工類塊狀廢鋼質檢重點關注項目，并且塊狀廢鋼原則上都需要進行拆塊檢測,由于鐵刨花壓塊是用機械壓實而成的，拆塊很困難，目前還沒有較快捷的方法進行拆塊。
4.2改進措施
(1) 鐵刨花壓塊原料主要來自于模具加工廠,來源相對固定，可以對固定來源點的模具鋼種進行大致的分類，了解大致的合金鋼比例。此外, 將考慮不定期抽取樣品熔融后進行檢測。
(2) 為防止夾雜,可以在廢鋼堆場配置1臺切割機，對每批料進行抽查，同時需對鐵刨花壓塊加工點進行飛檢。
5廢鋼成本變化
目前鐵刨花壓塊主要是替代拆船板廢鋼使用，按照前期的價格,兩者差價在400元/t左右。根據(jù)使用鐵刨花壓塊前后鋼鐵料消耗沒有明顯變化的情況，可以判定鐵刨花壓塊的鐵收得率與所替代的廢鋼相當。按照每月使用鐵刨花壓塊5 000 t計算，則1年可減少廢鋼成本2 400萬元, 具有較顯著的降本增效意義。
6結論
對性價比高、適應轉爐冶煉條件的新品種廢鋼鐵刨花壓塊的工業(yè)性試驗過程跟蹤和結果分析表明，鐵刨花壓塊具有堆密度大、粉狀物料少等特點,有利于改善轉爐冶煉過程中的卡爐、噴濺等異常情況，對鋼水成分、鋼鐵料消耗等各項指標無明顯負面影響，同時可大幅度降低廢鋼成本。后續(xù)需逐項解決質量檢測方面問題，提高鐵刨花壓塊使用量。
參考文獻
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[4]瞿仁靜，程英.煉鋼廠黃煙污染治理技術[J].云南冶金, 2010,39(5):69 - 72.