突破50000次轉(zhuǎn)爐爐齡的經(jīng)濟(jì)性與相關(guān)探討

張炳元

（新金山鋼鐵有限公司）

關(guān)于轉(zhuǎn)爐爐齡的課題，冶金工作者一直致力于高爐齡和經(jīng)濟(jì)性的研究，轉(zhuǎn)爐爐齡是一項系統(tǒng)工程，涉及到轉(zhuǎn)爐冶煉工藝、冶煉鋼種、工藝路線、相關(guān)設(shè)備的壽命及安全性及企業(yè)的綜合管理水平。多年來冶金工作者一直把轉(zhuǎn)爐的經(jīng)濟(jì)爐齡定義為10000次左右，使得即便是有的企業(yè)爐齡突破10000次，但由于補(bǔ)爐成本的增加，對生產(chǎn)連續(xù)性的影響，轉(zhuǎn)爐設(shè)備壽命的不適應(yīng)性等，造成轉(zhuǎn)爐爐齡的突破受到了一定的影響，以至于使我國的轉(zhuǎn)爐爐齡徘徊在10000—20000次之間，本文旨在研究高爐齡的工藝條件、生產(chǎn)條件、設(shè)備條件、系統(tǒng)管理、高爐齡的經(jīng)濟(jì)性問題進(jìn)行研究。

1 高轉(zhuǎn)爐爐齡的工藝研究

1.1 裝入制度

裝入制度是確定轉(zhuǎn)爐的最佳合理裝入量，保證轉(zhuǎn)爐完成冶煉任務(wù)的基礎(chǔ)制度。隨著冶金技術(shù)的進(jìn)步，裝入制度也隨之發(fā)生變化，但本質(zhì)的要求是必須有科學(xué)合理的熔池深度與爐容比，經(jīng)長時間探索，轉(zhuǎn)爐的合理的熔池深度應(yīng)控制在1100mm，爐容比應(yīng)控制在0.9以上。在吹煉過程中能最大限度的保證早化渣、化透渣、延長去除S、P時間，提高轉(zhuǎn)爐渣活度，縮短吹煉時間，保護(hù)爐襯。

1.2 造渣制度

造渣制度是轉(zhuǎn)爐冶煉工藝的核心制度之一，他不但要保證轉(zhuǎn)爐冶煉任務(wù)的完成，而且還要保證冶煉的經(jīng)濟(jì)性，對設(shè)備的保護(hù)，保證爐襯的需要，轉(zhuǎn)爐溫度制度的需要，濺渣護(hù)爐的需要，生產(chǎn)連續(xù)性的需要。圖1、圖2、圖3分別為轉(zhuǎn)爐高爐齡下渣R、轉(zhuǎn)爐渣（MgO）與（TFe）含量正態(tài)分布圖。

1.3 溫度制度

溫度制度的核心是要保證所煉鋼種在裝入制度、造渣制度的科學(xué)合理的前提下如何配加冷料，保證所煉鋼種溫度、成分的終點在控制的精確性。

（1）冶煉鋼種所需的終點溫度的命中率

下面我介紹十分實用的計算法控制終點的理論和實際操作

　　這里要引入一個概念——冷料比，Converter cold material ratio簡化為Cs。

n

  ∑冷料_ｉ

  i=1

Cs=---------------- %

轉(zhuǎn)爐裝入量                    

標(biāo)準(zhǔn)條件下

舉例說明：當(dāng)裝入量為80t時，冷料加入量=80ⅹ28%=22.4t。

1）加入輕燒白云石1.8t

2）R=2.5加入石灰=2.14ⅹ0.8%ⅹ2.5ⅹ80000/85%-輕燒白云石加入量ⅹ50%=3128kg。

3）加入燒結(jié)600 kg

4）計算加入輕燒白云石1.8-石灰加入量3.2-3ⅹ燒結(jié)加入量0.6-（1680-1650）/10=16.2t

5）結(jié)論：當(dāng)在上述條件下理論廢鋼的最大裝入量為16.2t。

6） Cs=廢鋼加入量/裝入量+1.2ⅹ（實際鐵水Si-0.8）/0.1+0.6ⅹ（實際鐵水溫度-1250）/10+1ⅹ（實際出鋼溫度-1650）/10+10（實際出鋼【C】-0.12）/0.01

在實際應(yīng)用中，由于煉鋼生產(chǎn)的連續(xù)性，可以把每一爐鋼直接看做一個相對穩(wěn)定的Cs，當(dāng)某種因素有變化時，即△變量，只要適當(dāng)將變量修整即可得到命中終點的含有合理MgO和R的廢鋼加入量，這就實現(xiàn)了我們最初提出的物質(zhì)不滅定律和能量守恒定律。

這里還要考慮非正常情況下的應(yīng)用，如：補(bǔ)爐空爐等待，一般補(bǔ)爐用料每噸考慮溫降15°，空爐時間每小時溫降15°，終點【C】從0.12—0.06%考慮30℃，0.06—0.04%考慮30℃，0.04—0.025%考慮30℃。

（2）冶煉鋼種所需的終點【S、P】

我們以HRB400為例終點【S、P】一般控制在0.030%以下，在實際操作中，我摒棄了轉(zhuǎn)爐控制終渣R=2.8—4.2的傳統(tǒng)做法，試驗將渣R控制在2.2—2.6，達(dá)到了試驗的目的。

（3）吹煉過程的平穩(wěn)性；

轉(zhuǎn)爐少渣冶煉從根本上講減少了渣量，保證了吹煉過程的平穩(wěn)性，但是要注意供氧制度的槍位控制，一般要求所有渣料一次性加入，采用高—低—低槍位和恒槍操作，但要比正常槍位提高200mm，必須保證終點降槍到1000—1100mm，時間90—120s；目的是保證過程渣早化、化透，保證【S、P】的去除和最大限度的減少渣量，降低終渣中的（FeO）和渣中∑TFe，從而達(dá)到降低鋼鐵料消耗的目的。

（4）去除夾雜和護(hù)爐所需的渣R和MgO含量；

2016年實際運(yùn)行情況，全年轉(zhuǎn)爐渣R平均值為2.74，轉(zhuǎn)爐渣{MgO}平均值為6.97%,；承擔(dān)起了脫硫、脫磷、吸附夾雜的任務(wù)，保證了鋼水的質(zhì)量；同時做到了保護(hù)爐襯的效果，使轉(zhuǎn)爐高爐齡（50000余爐）提供了支撐條件。

1.4 供氧制度

1) 低氧壓大流量,不同轉(zhuǎn)爐要求供氧壓力與供氧流量的關(guān)系

不同容量轉(zhuǎn)爐的供氧時間統(tǒng)計如下表：

2) 槍位制度，高 —低—低和恒槍位操作。

3）終點降槍比正常槍位低400mm-600mm。

4）終點降槍時間一般應(yīng)達(dá)到90s—120s。

1.5 脫氧合金化

脫氧合金化制度，脫氧劑與合金料定量加入，原則不予調(diào)整。

1.6 補(bǔ)爐制度

在這里要引入一個新的操作制度，即補(bǔ)爐制度。轉(zhuǎn)爐爐襯的正常爐形和高效的濺渣護(hù)爐制度是保證轉(zhuǎn)爐長壽、低成本的核心要求。補(bǔ)爐也要摒棄和合理吸收原有的補(bǔ)爐技術(shù)和方法，探討和創(chuàng)新新的補(bǔ)爐方法。我們對新的補(bǔ)爐方法要求是，最小的投入、最短的補(bǔ)爐時間、保證生產(chǎn)的連續(xù)性和對前后爐次的最小影響。溫度、時間、成分、連續(xù)性的最小影響；堿度、MgO、TFe、FeO、渣量、濺渣護(hù)爐時間、爐形控制、補(bǔ)爐制度。

1）轉(zhuǎn)爐渣控制要求見下表

盡可能小的使用礦石或不使用礦石，可部分使用燒結(jié)礦和污泥球。

2）濺渣護(hù)爐，如圖4所示，要求爐口形狀人為改變?yōu)榉菆A形狀，以增加爐內(nèi)圓表面積，并使濺渣護(hù)爐介質(zhì)與爐子表面以最大的接觸面積，通過濺渣護(hù)爐使?fàn)t容比始終處最佳值；護(hù)爐要采用濺渣護(hù)爐與渣補(bǔ)大面的辦法來減少補(bǔ)爐料投入和最大限度的縮短補(bǔ)爐時間，一般補(bǔ)爐時間控制在3-5min。

3）渣補(bǔ)護(hù)爐，渣補(bǔ)材料要選用具有強(qiáng)吸熱、強(qiáng)脫氧、大比重等性質(zhì)的材料，確保渣補(bǔ)的時間最短、最經(jīng)濟(jì)；充分發(fā)揮爐渣的作用。

2.1 原料條件

1）鐵水條件

2）石灰

圖5

5 高爐齡的經(jīng)濟(jì)性

我公司轉(zhuǎn)爐2012年8月25日開爐—2017年4月共連續(xù)生產(chǎn)50000余爐鋼，爐齡超過了50000余次，并且轉(zhuǎn)爐仍處于可正常生產(chǎn)狀態(tài)，每天可連續(xù)生產(chǎn)60多爐鋼，最多單日生產(chǎn)78爐鋼。轉(zhuǎn)爐耐消耗費(fèi)用噸鋼＜1元/t，并且轉(zhuǎn)爐的環(huán)保設(shè)備、機(jī)械設(shè)備、轉(zhuǎn)爐煙罩水冷系統(tǒng)一直處于良好的狀態(tài)。

6 結(jié)語

（1）轉(zhuǎn)爐經(jīng)濟(jì)爐齡的確定10000次可能不是最佳的選擇，在系統(tǒng)強(qiáng)化管理的情況下轉(zhuǎn)爐經(jīng)濟(jì)爐齡有望突破50000次以上或更高。

（2）轉(zhuǎn)爐護(hù)爐材料的投入由于新技術(shù)的開發(fā)，已經(jīng)不是制約轉(zhuǎn)爐高爐齡的關(guān)鍵因素。該技術(shù)大大降低了轉(zhuǎn)爐耐材消耗，提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)約了大量社會資源。

（3）轉(zhuǎn)爐護(hù)爐時間在轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)中的占比已經(jīng)到了忽略不計的程度，對生產(chǎn)的連續(xù)性幾乎不產(chǎn)生影響。

（4）轉(zhuǎn)爐爐齡的提高，從根本上顛覆了原有的技術(shù)和管理上的理念，使轉(zhuǎn)爐爐齡突破50000次大關(guān)成為可能。

（5）轉(zhuǎn)爐爐齡的提高是一項系統(tǒng)工程，需要整個企業(yè)全方位管理水平的提升和科學(xué)技術(shù)的支持。

（6）轉(zhuǎn)爐爐齡的提高任重而道遠(yuǎn)，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和管理水平的提高，轉(zhuǎn)爐爐齡還會有新的更大的突破。

（7）我們期望冶金工作者全面研究高爐齡所需的條件和影響因素，擺脫原有觀念的束縛，突破技術(shù)瓶頸，使轉(zhuǎn)爐爐齡有更大的提升空間。