宋宗亮，李金鋼，慕進(jìn)文，姜 軍，任文卓

（甘肅酒鋼集團(tuán)宏興鋼鐵股份有限公司，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

摘 要：酒鋼煉軋廠現(xiàn)有3座50t氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐，轉(zhuǎn)爐平均冶煉周期為29.5 min。 針對轉(zhuǎn)爐冶煉周期長的實際情況，根據(jù)煉軋廠現(xiàn)有條件，采取優(yōu)化入爐結(jié)構(gòu)、優(yōu)化造渣工藝及槍位控制等措施。 生產(chǎn)實踐表明，轉(zhuǎn)爐冶煉周期縮短5min，平均降低到24.5min左右，轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率明顯提高，有效促進(jìn)產(chǎn)能提升。

關(guān)鍵詞：50t轉(zhuǎn)爐；冶煉周期；工藝優(yōu)化；產(chǎn)能提升

1 引言

酒鋼煉軋廠煉鋼50t 轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)采用轉(zhuǎn)爐－LF精煉－連鑄的工藝流程，主要生產(chǎn)建筑鋼筋、鋼絲繩用鋼、焊接用鋼等品種。 從2020年以來，隨著國內(nèi)鋼材市場行情回暖，酒鋼50t轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)正在向緊湊式、快節(jié)奏、準(zhǔn)連續(xù)式生產(chǎn)的方向發(fā)展。 轉(zhuǎn)爐冶煉周期長、生產(chǎn)效率低的問題，嚴(yán)重制約產(chǎn)能的發(fā)揮。 縮短轉(zhuǎn)爐冶煉周期，有利于產(chǎn)能釋放，在相同有效作業(yè)時間內(nèi)產(chǎn)量得到提高，經(jīng)濟(jì)效益得到提升^［1］。

2  轉(zhuǎn)爐冶煉周期影響因素分析

⑴裝入結(jié)構(gòu)對周期的影響

如表1所示，當(dāng)鐵耗＜880kg／t 時，相應(yīng)生鐵用量增加到100kg／t 以上^［2］ ，生鐵在爐內(nèi)經(jīng)融化→反應(yīng)，吹煉供氧時間較高鐵耗下增加1 ～2 min，且廢鋼體積大，并造成卡爐口、卡廢鋼斗的現(xiàn)象，影響冶煉 周期。 但鐵耗過高^［3］（鐵耗＞940kg ／t）時，轉(zhuǎn)爐渣量 上升，對于小型轉(zhuǎn)爐來說噴濺控制難度較大，必須采取雙渣操作周期控制。

當(dāng)鐵水 Si≤0.50％，冶煉周期相對較低，主要通過單渣法冶煉降低冶煉周期，但鐵耗＜880kg／t，使用生鐵量增加，轉(zhuǎn)爐吹煉時間會延長1～2 min。

當(dāng)鐵水 Si＞0.50％，鐵耗≥880kg／t，轉(zhuǎn)爐雙渣操作，轉(zhuǎn)爐最低冶煉周期28min；鐵耗＜880kg／t，使用生鐵量增加，轉(zhuǎn)爐吹煉時間會延長1～2min。

另外當(dāng)鐵水 Si＞0.80％屬于高硅鐵水冶煉范疇，此時不論鐵耗處于何控制要求，轉(zhuǎn)爐需多次倒渣，冶煉周期將超過 32min。

目前鐵水成分波動較大，階段出現(xiàn)鐵水 Si ＞0.80％、P＞0.120％的情況，鐵水成分超出冶煉技術(shù)要點，執(zhí)行高 Si、高 P鐵水冶煉^［4］ ，必須采取雙渣操作、倒?fàn)t等樣出鋼，另外高 Si、P鐵水條件下，轉(zhuǎn)爐終點穩(wěn)定性下降，終點P 高爐數(shù)的增加，倒?fàn)t等樣、補(bǔ)吹爐次增加，一定程度上影響了冶煉周期。

⑵除上述影響因素外，上下工序配合不好，加廢鋼兌鐵期間出現(xiàn)轉(zhuǎn)爐等廢鋼、等鐵水的現(xiàn)象；50t轉(zhuǎn)爐本身噴濺控制難度較大，加之原料條件波動，鐵水硅高、生鐵加入量大等因素產(chǎn)生噴濺導(dǎo)致爐口變小；轉(zhuǎn)爐倒?fàn)t測溫取樣期間爐前工測溫槍、樣勺等準(zhǔn)備不充分或爐渣沒化好，重復(fù)測溫取樣；轉(zhuǎn)爐終點判斷準(zhǔn)確度差，多次倒?fàn)t提溫或降碳；冶煉過程脫除 S、P效果不佳，重復(fù)造渣脫除 S、P；工序轉(zhuǎn)換連續(xù)性不夠，倒?fàn)t后等樣，出鋼前等鋼包，出鋼后抬爐濺渣不及時；濺渣效果差影響倒渣時間延長等因素均會導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐冶煉周期延長。

3  改進(jìn)措施

3.1  工藝優(yōu)化措施

⑴轉(zhuǎn)爐入爐結(jié)構(gòu)優(yōu)化

通過對入爐鐵水（盡量使用混鐵爐出鐵） 和廢鋼（調(diào)整入爐結(jié)構(gòu)，開展以廢鋼為主的大廢鋼冶煉冶煉）的精細(xì)管控^［5］ ，使吹煉過程更為平穩(wěn)。 上爐吹煉模式為下爐吹煉作參考，減少噴濺返干互為反復(fù)，使化渣過程更為順利，保證脫磷效果。 當(dāng)鐵水硅和磷含量發(fā)生變化時，混鐵爐和轉(zhuǎn)爐提前溝通，明確鐵水成分，吹煉時適當(dāng)修正操槍模式和渣料加入批次，保證冶煉穩(wěn)定。

當(dāng)鐵水中硅含量變低時，適當(dāng)減少第一批造渣料的加入量，并減少吹煉過程中造渣料用量和補(bǔ)加渣料的次數(shù)，以確保溫度。 因為碳、氧劇烈反應(yīng)期提前，應(yīng)提前提高槍位，以增加渣中（FeO）含量，防止返干出現(xiàn)。 在改變槍位沒有把握時，適當(dāng)在廢鋼中配加少量渣鐵，渣鐵富含 FeO，有利于吹煉前期化好渣。

鐵水中硅含量變高時，首先應(yīng)改變裝入結(jié)構(gòu)，減少鐵水及生鐵用量，提高廢鋼等冷料的用量。 同時考慮到碳、氧劇烈反應(yīng)期推后，應(yīng)適當(dāng)延長前期壓槍時間，防止噴濺，從而導(dǎo)致后期返干。 若后期出現(xiàn)返干預(yù)兆，應(yīng)適當(dāng)調(diào)高槍位，同時可加入適量化渣料，但不可調(diào)節(jié)過度，以免再次發(fā)生噴濺。

鐵水中硅含量在鐵水入爐之前未知時，第一批造渣料要按鐵水中硅含量低的模式操作，根據(jù)經(jīng)驗補(bǔ)加剩余渣料。

吹煉末期，可采取降槍提氧壓操作快速拉碳（我廠目前采用的是恒壓變槍吹煉模式，但是氧壓可根據(jù)實際操作情況作出適當(dāng)微調(diào)，以利于快速脫碳）。 在爐底正常（爐底不上漲或下降） 的情況下，吹煉末期槍位逐步下降的同時可將工作氧壓由 0.85 MPa提高到 0.90MPa 左右^［6］ ，加強(qiáng)對熔池的攪拌，保證終點鋼水成分和溫度的均勻，加快拉碳進(jìn)程，縮短吹煉時間。 該措施還可減少終點爐渣中FeO含量，降低爐渣氧化性，有利于濺渣護(hù)爐。 若爐底較厚（爐底上漲），可進(jìn)一步降低拉碳槍位，使熔池攪拌強(qiáng)度加強(qiáng)，拉碳時間縮短，上漲的爐底逐爐侵蝕直至恢復(fù)到正常。 此外，若溫度富裕可在吹煉后期采取加入氧化鐵皮快速降碳。

通過以上措施，可降低轉(zhuǎn)爐吹煉時間、且轉(zhuǎn)爐一倒率也有改善，從而為轉(zhuǎn)爐不倒?fàn)t出鋼奠定基礎(chǔ)，節(jié)約轉(zhuǎn)爐倒?fàn)t測溫、取樣時間。

⑵轉(zhuǎn)爐造渣工藝及槍位控制優(yōu)化

轉(zhuǎn)爐冶煉對吹煉槍位操作的基本規(guī)范要求是以基本槍位為主要吹煉槍位，為迅速成渣，在開吹或爐渣返干時，允許適當(dāng)提高槍位，在噴濺時，允許適當(dāng)降低槍位，吹煉末期拉碳階段，要采用低槍位操作，時間不少于45s。

基本槍位為每爐鋼吹煉時的常用槍位。 基本槍 位是由氧槍噴頭喉口直徑確定的，酒鋼煉軋廠50t轉(zhuǎn)爐基本槍位應(yīng)在800～1000mm。 轉(zhuǎn)爐對造渣的要求是初期渣早化，過程渣化好， 終渣化透作粘。 在開吹點火后，一并加入石灰和白 云石，白云石一次性加完，可補(bǔ)加或加少量氧化鐵皮 球或礦石用于早化渣。 如圖 1、圖 2、圖3所示，頭批 渣料加入量應(yīng)為總量的1／3～2／3，吹煉過程中，可根 據(jù)爐口火焰判斷化渣情況和爐內(nèi)碳氧反應(yīng)激烈程 度，渣料多批次少批量加入，保證爐內(nèi)化渣良好^［7］ 、 溫度提升平穩(wěn)、噴濺返干程度輕微。吹煉過程的調(diào)節(jié)，一方面是靠槍位，另一方面是靠渣料加入批次。 只有當(dāng)槍位和渣料加入批次配合精確適當(dāng)?shù)臅r候，才能保證冶煉過程平穩(wěn)連貫、終點命中率高，生產(chǎn)穩(wěn)定順暢，所以根據(jù)不同的造渣模式對轉(zhuǎn)爐造渣工藝及槍位控制進(jìn)行優(yōu)化。通過對造渣工藝以及槍位控制的優(yōu)化，實際冶煉中，發(fā)現(xiàn)終點溫度及成分波動幅度較小，轉(zhuǎn)爐一倒命中率提高明顯。

3.2 管理環(huán)節(jié)措施

⑴認(rèn)真落實生產(chǎn)準(zhǔn)備工作

及時清理爐口積渣，方便吹煉時火焰判斷。 產(chǎn)前對除塵系統(tǒng)進(jìn)行確認(rèn)，確保除塵效果良好，吹煉時煙氣外泄輕微，不影響吹煉看火。 爐前爐后設(shè)備、器材、物料要充分確認(rèn)，準(zhǔn)備充分，以免耽誤時間。

⑵ 混鐵爐使用

做好雙混鐵爐交替使用。 品種鋼生產(chǎn)期間鐵水分裝，穩(wěn)定鐵水成分、溫度，減少熱裝爐次，必須熱裝時，選擇硅含量在 0.3％ ～0.6％的罐次進(jìn)行熱裝，為吹煉穩(wěn)定性創(chuàng)造條件。

⑶ 精細(xì)管控廢鋼資源

控制廢鋼尺寸、減少廢鋼中雜物過多問題。 一方面，對廢鋼資源精細(xì)管控，自產(chǎn)廢鋼、生鐵塊、渣鋼渣鐵分類堆放，按一定配比入爐。 另一方面對廢鋼尺寸進(jìn)行控制，保證加廢鋼過程順利不延誤時間，大塊廢鋼必須切割成小塊才能允許入爐。

⑷合理統(tǒng)籌安排生產(chǎn)流程

在各個爐次生產(chǎn)的過程中，要確保協(xié)調(diào)性和連續(xù)性^［8］ ，減少天車作業(yè)時間。 生產(chǎn)組織時三座轉(zhuǎn)爐兌鐵、加廢鋼過程交錯進(jìn)行，避免出現(xiàn)等鐵水、等廢鋼的現(xiàn)象。 高產(chǎn)時因其中某臺轉(zhuǎn)爐冶煉速度跟不上與其對應(yīng)的鑄機(jī)拉速需轉(zhuǎn)爐交換對應(yīng)鑄機(jī)關(guān)系時，提前統(tǒng)籌安排好天車座包和吊包上鋼運行次序，避免臨時出現(xiàn)等車環(huán)節(jié)影響整體冶煉進(jìn)程。

根據(jù)每個連鑄機(jī)的鋼包周轉(zhuǎn)時間確定精煉時采用5個鋼包、轉(zhuǎn)爐直上鑄機(jī)時4個鋼包作為最低鋼包投入個數(shù)^［9］ ，盡量使用周轉(zhuǎn)紅包，減少新包使用個數(shù)。 將每一個鋼包的包號、包齡、烘烤情況、周轉(zhuǎn)時間、離線鋼包情況清晰反應(yīng)在各工序面前，使轉(zhuǎn)爐人員了解鋼包包況、鋼包出鋼溫降，吹煉時通過溫度控制，使終點溫度適應(yīng)出鋼溫降，減少因溫度不當(dāng)引起的補(bǔ)吹和倒?fàn)t操作次數(shù)。

⑸每班組織測液面

當(dāng)氧槍噴頭結(jié)構(gòu)確定以后，在一定氧壓、氧流下條件下，只有通過合理地調(diào)節(jié)噴槍高度才能獲得良好的吹煉指標(biāo)。 當(dāng)槍位確定得不合理，渣子化不好直接影響去除硫磷效果，甚至?xí)斐膳菽绯龊徒饘賴姙R，這樣會導(dǎo)致金屬消耗增加，并影響終點溫度的控制和終點碳的判斷，甚至?xí)龢尰驘龎脑O(shè)備，嚴(yán)重影響生產(chǎn)和安全。 在轉(zhuǎn)爐煉鋼整個爐役期，隨著煉鋼爐次的增加，爐襯由于受到侵蝕不斷變薄，爐容不斷增大。 因此，每班接班前三爐，安排崗位人員采用標(biāo)尺定位法對鋼液面進(jìn)行測定，使轉(zhuǎn)爐人員依據(jù)測定液面情況確定吹煉基本槍位和拉碳槍位，確保吹煉穩(wěn)定和提高終點命中率。

⑹加強(qiáng)崗位培訓(xùn)，提高工序轉(zhuǎn)換連續(xù)性

冶煉過程每一操作環(huán)節(jié)的耽誤都將引起冶煉周期的延長。 為能有效的將平均冶煉周期降低，必須控制每一步操作環(huán)節(jié)的時間，盡量減少操作失誤，盡可能不耽誤時間^［10］ 。 因此，有必要加強(qiáng)轉(zhuǎn)爐各崗位培訓(xùn)力度，加強(qiáng)各工序間溝通，提高工序轉(zhuǎn)換連續(xù)性，使生產(chǎn)過程緊湊、順行、流暢。

4 效果

⑴通過對影響轉(zhuǎn)爐周期的因素進(jìn)行梳理分析，優(yōu)化轉(zhuǎn)爐入爐結(jié)構(gòu)、優(yōu)化造渣工藝及槍位控制，實施過程 管 理， 實 現(xiàn) 轉(zhuǎn) 爐 冶 煉 周 期 由 原 來 的 平 均29.5min降低至平均24.5min。

⑵通過對冶煉周期進(jìn)行研究，優(yōu)化過程控制，實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐一倒命中率提升至 ９０％以上，轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率明顯提高，實現(xiàn)產(chǎn)能提升35 萬t，為完成年生產(chǎn)目標(biāo)打下堅實的基礎(chǔ)。

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