１２ ・ＡＮＨＵＩ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ ２００９年第４期 技术交流・ 优化转炉钢铁料消耗指标的探讨 宋超杨兆林 （马鞍山钢铁股份有限公司） 摘要 就马钢为优化转炉钢铁料消耗指标，需要在钢铁料料消耗的技术管理与降低钢铁料消耗需要开展的 技术攻关方面进行了分析，并提出建议。 关键词钢铁料消耗转炉 优化 Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｉｎ ａ ＢＯＦ Ｓｙｓｔｅｍ Ｓｏｎｇ Ｃｈａｏ Ｙａｎｇ Ｚｈａｏｌｉｎ （Ｍａａｎｓｈａｎ ｌｒｏｎ＆ＳｔｅｅＩ Ｃｏ．Ｌｔｄ．） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈｓ ｒｅｑｕｉｒｅｄ ｆｏｒ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｉｒｏｎ ａｎｄ ｓｔｅｅｌ ｃｏｎ— ｓｕｍｐｔｉｎ ｉｏｎ Ｍａｓｔｅｅｌ’Ｓ ＢＯＦ ｓｙｓｔｅｍｓ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ａｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｉｒｏｎ ａｎｄ ｓｔｅｅｌ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ＢＯＦ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ０ 前言 在炼钢诸多的技术经济指标中，钢铁料消耗是 炼钢工序中最重要的综合性技术经济指标。首先， 钢铁料消耗与生产工艺、品种结构、管理水平及职工 素质密切相关，反映了企业的经营水平和发展潜力， 钢铁料消耗指标高低反映了代表企业的整体竞争能 力的优劣；其次，钢铁料消耗占炼钢成本构成的 ７Ｏ ～８０ ［１］，钢铁料消耗技术指标的波动预示着 通常每吨钢约产生８Ｏ～１５Ｏｋｇ渣，每ｌＯＯｋｇ渣含氧 化铁２５ｋｇ左右，需消耗铁元素１７ｋｇ左右，若渣最 在、氧化铁含量高钢铁料消耗就高，反之则可以降低 钢铁料消耗。 钢铁料消耗指标的高低一定程序上取决于工艺 装备和品种结构，大型先进的装备在降低钢铁消耗 上具有优势；在生产工艺上若进行铁水予处理，则每 吨钢会增加６～１５ｋｇ铁水消耗，这是纯净钢生产所 必须的；在品种方面，生产合金钢由于配加合金量大 企业转变经济增长方式的最重要工作之一。在目前 国内钢铁企业产能过剩、生产成本高企的情况下，优 化转炉钢铁料消耗指标，提高钢铁料消耗指标进步 对企业效益的贡献率，是十分重要的［１］。 钢铁料消耗就少，低碳低硅钢，由于需要低碳高温出 钢钢料消耗就大得多，这是板带比高的企业必须面对。 １．２马钢钢铁料消耗的基本情况 １．２．１装备与生产能力 １ 马钢钢铁料消耗的基本情况 １．１钢铁料消耗的基本构成 马钢目前已形成了铁、钢、材１ ５００万ｔ配套生 产能力，已形成独具马钢特色的“板型线轮”产品结 构，板带比大于６Ｏ ，见表１。 表１马钢炼钢装备能力比较 钢铁料消耗的构成主要分三大部分［２］，一是进 入合格铸坯的部分，占９Ｏ 以上，这是合理的、必须 的消耗；二是可以回收的损耗，如钢包和中间包余 钢、连铸坯的切头、切尾、氧化铁皮及钢渣中的金属 料，回收后虽然可以在企业内循环使用，但增加了回 收成本和使用消耗，需要尽量减少和加强回收利用； 三是不可回收的部分，主要是转炉炉渣中的氧化铁， 作者简介：宋超，高级工程师，安徽省马鞍山市（２４３０００）马钢技术中心 ２００９年第４期 安 徽 冶 金 １３ １．２．２近几年产量 马钢铁、钢及钢材产量逐年递增，２００７年跨入 千万吨级企业，见表２。 表２ ２００５—２００８年马钢生铁、钢及钢材产量 指标！！！！竺 ！ ！！生 ！！！！！ ！！！竺 项目 禁 铁８３７．１ ８９１．１＋６．４５ １ １５２．７２＋２９．３６ １ ３７７．７９＋８．５Ｏ 钢９６４．１ １ ０２４．１＋６．１８ １ ２７０．２８ ＋２４．０４ １ ４１６．５７＋６．２０ 材８２．２ ９５４．３＋６．２５＋１ １７６．１５＋２３．２５ １ ３１＆７７＋７．ＯＯ １．２．３近几年钢铁料消耗情况 马钢的钢料消耗指标虽然在改善，但与先进企 业仍有差距，是马钢需要更加重视并加强的工作，见 表３。 表３马钢转炉炼钢钢铁料消耗指标（折合量）统计ｋｇ／ｔ 钢铁料消耗 ｚｏｏｓ ２００６年 ，三ｚ 年 ，要ｚ。。ｓ年 ，三 １．２．４影响钢铁料消耗的原因分析口 １）品种结构的影响，马钢钢铁料消耗指标较高 的主要原因之一是受品种结构的影响较大，马钢近 几年来，先后投产了ＣＳＰ和四钢轧生产线，板带比 提高幅度大，主要产品以ＳＰＨＣ热轧卷、汽车板、硅 钢等低碳及超低碳钢为代表的高钢铁料消耗产品占 有比例大幅度提高，但高合金钢的比例较低，是马钢 钢铁料消耗较高的主要原因。例如，第一钢轧总厂 是ＣＳＰ＋圆坯＋板坯的产品结构特点，ＣＳＰ产量占 到２／３钢产量左右，其产品主要是低碳和超低碳钢 种，高合金比例低，钢铁料消耗的差距主要在合金料 消耗，与同样建有ＣＳＰ生产线的包钢相比，合金消 耗低１１．０２ｋｇ／ｔ，就此一项钢铁料消耗就多近 １０ｋｇ／ｔ。 ２）统计方法的差异。国内各钢铁公司对钢铁料 消耗的不尽相同，影响到钢铁料消耗指标的差异较 大，例如，２００８年上半年以前马钢ＣＳＰ产量一直以 钢水量计算，ＣＳＰ连铸指标也未纳入报表统计，也 是导致马钢钢铁料消耗指标偏高的原因之一。 ３）转炉吹损率偏高。马钢钢铁料消耗指标较高 应和转炉吹损率偏高有关，与武钢、莱钢相比马钢转 炉吹损率高１～２个百分点，此一英钢铁消耗就多近 １０￣２０ｋｇ／ｔ。 ４）转炉钢坯合格率有进一步提升的空间。同样 与莱钢、武钢相比低约０．５个百分点，此项也会影响 钢铁消耗５ｋｇ／ｔ左右。当然，钢坯合格率与装备和 品种有关，但也应保持高度重视。 ２ 优化钢铁料消耗指标的建议 ２．１加强钢铁料消耗的管理工作 优化钢铁料消耗是一项系统工作，涉及到原料、 炼钢、连铸各个部门和各个工序，将钢铁料消耗指标 作为主控指标进行管理和技术攻关，可以不断带动 炼钢工序系统对标挖潜、指标优化，并进而达到全面 提高产品质量，降低生产成本的目的。同时，对钢铁 料消耗指标的设定与管理应强调指标的先进性和合 理性并重。因此，必须共同努力，才能推进钢铁料消 耗指标上台阶Ｌ４］。 １）建立钢铁料消耗的管理体系和规范统计计算 方法，将降低钢铁料消耗指标细化到每条生产线，责 任分工到岗，细化到人，考核到班组。 ２）强化钢铁料消耗的过程控制，力求做到按浇 次分析，周周分析，并制定针对性整改措施，月底由 主管部门做全面详细分析，并兑现考核。 ３）稳定原料、炼钢和连铸工序标准操作，提高职 工岗位操作水平，开展“无漏钢，无回炉钢、无断机” 的“三无”劳动竞赛活动。 ４）针对马钢新建流程的特点调整考核方法。 ａ．钢轧一体化生产线，如一钢供ＣＳＰ的钢水， 二钢轧连轧线，重点考核吹损率、回炉钢水量，即考 核每吨合格钢水钢铁消耗，同时根据其钢轧一体化 生产线的特点将成材率和钢铁消耗捆绑考核。 ｂ．对于重点产品、高端产品如电工钢、管线钢、 汽车板、车轮钢等可单列考核。 ｃ．四钢轧根据生产品种安排、铸坯热连轧的比 例动态考核，由于其投产时间短，需积累的技术指 标。 ｄ．各钢厂需分钢种测算钢铁料消耗实值，按月 根据品种结构的不同加权计算，目前不宜用一个刚 性的指标粗放考核。 ｅ．加强含铁原料回收管理和监督工作，从目前 的统计数据看，这些金属料的回收量与理论计算量 仍存在较大差距，这部分的金属料损失量约占钢铁 料消耗中的５～１０ｋｇ／ｔ。 ｆ．利用公司在线信息化系统对钢铁料消耗进 ＡＮＨＵＩ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ ２００９年第４期 行记录、统计分析和监督。 ２．２开展降低钢铁料消耗的技术攻关 ２．２．１总体要求 根据钢铁料消耗的构成，结合马钢现有状况及 国内有关厂的技术数据，总体上对马钢目前钢铁构 成及工序消耗应采取如下对应性技术措施，以进一 步降低钢铁消耗［引。 １）对钢铁料消耗的构成按工序进行实测解剖分 析，掌握系统完整的资料，以利确定降耗的措施。 ２）提高生产操作技术。体现在铁水予处理、转 炉冶炼和连铸质量控制三个方面需要进一步提高生 产管理和操作水平。 ３）开展少渣炼钢工艺研究；降低转炉终点氧化 性，减少转炉渣量。 ４）优化连铸工艺，提高铸坯合格率。 ２．２．２各主要工序技术攻关要点［６］ ２．２．２．１原料 １）与铁厂的铁水结算要可靠计量，定期核定带 渣量，与炉料公司的生铁和废钢的结算要及时，以结 算凭证纳入钢铁料消耗指标计算。 ２）增大优质废钢的采购，建立稳定的废钢采购 渠道。综合平衡使用废钢和生铁的价值比，减少外 购生铁比例。 ３）铁水预处理带来金属消耗应当在测定后，纳 入考核，即公司应考虑此部分增加的消耗指标，按铁 水预处理比率核定。 具体建议见表４。 表４原料工序一钢铁料消耗的基本构成 与降低消耗的参考措施 钢铁料消耗基本构成 降低钢铁料消耗的可采用的技术措施 铁水带渣扣减量（与铁厂的尽量少带渣，一般为０．５ ～１．５ ，需 结算） 测定 粪票 的…其工冀 亲篱奎 童 铁水翻罐和兑入时泼洒 减少泼洒，及时回收落地料 废钢的折算 警 罂嵩 量’加大废钢采 ２．２．２．２炼钢工序 １）优化铁水予处理工艺，减少喷溅、扒渣带来的 铁损，将铁水予处理工序铁损控制在６．５～８．５ｋｇ／ｔ 范围内。 ２）从基本测算看，马钢吹损率仍有较大降幅空 间。建议将吹损率定为转炉操作水平考核技术指 标，建立考核办法，避免数字游戏和平衡物料消耗的 手段。 ３）降低冶废。 ａ）圆坯冶废几乎全为轧后冶废，主要是夹杂和 探伤不合两种。 ｂ）板坯冶废几乎全为轧后冶废，主要是夹杂、 气泡、结疤和裂纹。 ｃ）降低吨钢废的重点是Ｈ型钢，特别是大Ｈ 型钢。 具体建议见表５。 表５炼钢工序一钢铁料消耗的基本构成与 降低消耗的参考措施 钢铁料消耗基本构成 降低钢铁消耗的可采用的技术措施 ６ ，可降耗２．８２ｋｇ／ｔ， 化学烧损 有利转炉热平衡；或添加高品位铁矿石 生铁（铁水＋铁块）烧损 块８～１２ｋｇ／ｔ 废钢烧损 减少外购生铁，外购生铁多为铸块或出 格铁，烧损大，冶炼困难 外购废钢注意质量和分类 钢渣中金属损失 降低渣中氧化铁，降低渣量，减少后吹 金属铁氧化 优化氧枪设计 渣中钢珠损失 提高转炉控制水平 降低出钢温度 喷溅损失 采用问频化渣技术、减少喷溅率 烟尘金属料损失 加强烟尘回收利用 杜绝整炉回炉．减少大包结瘤、低温回炉 回炉钢水及新循环废钢 损失，（回炉钢水＋自循 自循环废钢进入厂内管理内核 环废钢）×吹损率 按低碳低硅钢、碳素钢、 低合金钢、电工钢等分类 按低碳硅钢、碳素钢、低合金钢、电工钢 统计 等分类统计，加权计算钢铁料消耗 ２．２．２．３连铸工序 １）降低非计划停浇率，重点在由于ＣＳＰ流程和 四钢轧板材流程。 ２）提高连浇炉数，降低连铸的溢漏率和铸坯废 品量和切割金属损失。 具体见表６。 表６连铸工序一钢铁料消耗的基本构成与 降低消耗的参考措施 工序钢铁料消耗基本构成降低钢铁料消耗的可采用的技术措施 低温浇注，选择合适保护渣 氧化铁皮损失 寻求小切缝的切割技术 切缝损失 定尺精度士ｍｍ 切头、切尾损失 加强中包控制技术 连铸中间包余钢 采用长寿命中间包 工序钢包余钢 合理控制停浇中包钢水余量 漏钢损失 采用下渣监测技术，减少不开浇、结瘤， 连铸坯合格率 低温回炉 轧后退废 采用漏钢预报控镧技术 开展提高合格率的技术攻关。合格率达 ９９．５％以上，提高铸坯质量；减少冶废 ２００９年第４期 安徽冶金 １５ （上接第５页） 有中断能力，也可以通过ＧＰ１０端口编程实现。 到数字量转换电路要求的标准参考；通过ｎＲＦ２４Ｅ１ 设计的地面温度数据接受装置原理类似图１， 模块的ＤＩＯ０和１两个数字量输出控制制冷驱动电 不包含冷却系统，模块设计有数字量到模拟量转换 路运行，制冷驱动电路包括直流到直流变换器，以提 电路，将接受的窑体测温数据变换成４～２０ｍＡ电 供制冷芯片要求的１２Ｖ直流电源；通过ｎＲＦ２４Ｅ１模 流信号，并传送到链篦机一回转窑自动化系统；还设 块的Ｄ１０６—７两个管脚输出控制直流到直流变换器 计有提供充电使用交一交降压电路。所有装置采用 （ＤＣ＿ＤＣ变换器），将５Ｖｄｃ电源变换为２４Ｖｄｃ直流 Ｃ５ＩＲＦ－２系列编程支撑工具和Ｃ语言程序设计（经 驱动轴流风扇运行；ＡＤ５９０—１和ＡＤ５９０—２为采用 编译后转换为十六进制的汇编代码），很方便地实现 Ｉ Ｃ总线技术的数字量温度测量传感器，通过 了ｎＲＦ２４Ｅ１模块的各种控制功能；并利用ｎＲＦ２４Ｅ１ ｎＲＦ２４Ｅ１模块的Ｄ１０２－３和Ｄ１０４－５分别和测量电子 模块支持工具及提供的通讯协议，便捷地实现多个 器件安装箱内温度、冷却空气温度的测温传感器通 ｎＲＦ２４Ｅ１模块的通讯连接和数据交换。 讯，读取温度测量数据，并通过控制程序控制制冷芯 片和冷却风扇运行。 ３ 结语 ｎＲＦ２４Ｅ１模块是一种工作频率可达２．４ＧＨｚ的 回转窑中部测温装置的研究表明，解决当前温 无线射频收发芯片。典型的无线系统由一个包括数 度测量装置异常的问题非常必要，实现回转窑中部 据源、调制器、ＲＦ源、ＲＦ功率放大器、天线和电源 温度的准确测量，可为提高链窑球团产品的质量提 组成无线发射器，并由包括数据接收电路，ＲＦ解调 供控制依据，为实现大型生产设备的运行状态监控 器，译码器，ＲＦ代噪声放大器，天线，电源组成一个 提供必要的手段，其研究、试验结果基本满足现场的 无线接收器。ｎＲＦ２４ＥＩ模块内部嵌有与８０５１兼容 实际运行要求，可望解决现场的实际问题。还需要 的微控制器和１Ｏ位输入的Ａ／Ｄ转换器，并带有１Ｏ 进一步开展研究工作，解决冷却系统的防雨和智能 个可编程控制的数字量输人／输出控制管脚，无线数 化传感器插入深度控制等问题。 据通讯的速率为１Ｍｂｐｓ，无需外接ＳＡＷ滤波器。 ｎＲＦ２４Ｅｌ模块采用全球２．４ＧＨｚ通用的、完整 （收礴日期２００９－－０３－－２５｝ 的低成本射频系统级芯片，内嵌的ｎＲＦ２４０１无线收 发芯片由外部并行口和外部ＳＰＩ启动，待发信号具