近年來,由于國內外鋼鐵市場的不斷低迷，按常規鋼種冶煉得到的產品基本沒有利潤可言，甚至出現虧損現象。為了扭轉這種局面，大多數鋼鐵企業在達到原來冶煉效果的情況下，盡量降低成本。成本最低化和追求利潤是企業可持續發展的保障，在以前情況下，通過工藝優化來降本增效對提高鋼鐵企業利潤水平更具有現實意義。
1. 低(di)成本轉爐煉鋼概況
國內煉(lian)(lian)鋼(gang)廠生產(chan)工藝一(yi)般(ban)為：鐵(tie)水(shui)預處理脫硫→頂(ding)底復吹轉(zhuan)(zhuan)爐（精煉(lian)(lian)）→連(lian)鑄。煉(lian)(lian)鋼(gang)成(cheng)(cheng)本(ben)控(kong)制(zhi)的(de)水(shui)平直(zhi)接影響到鋼(gang)鐵(tie)企業產(chan)品的(de)市(shi)場競爭(zheng)力，其中轉(zhuan)(zhuan)爐冶(ye)煉(lian)(lian)成(cheng)(cheng)本(ben)是(shi)煉(lian)(lian)鋼(gang)成(cheng)(cheng)本(ben)控(kong)制(zhi)的(de)重(zhong)(zhong)要環節。煉(lian)(lian)鋼(gang)成(cheng)(cheng)本(ben)主(zhu)要有可(ke)(ke)變成(cheng)(cheng)本(ben)、固定成(cheng)(cheng)本(ben)和綜合回收成(cheng)(cheng)本(ben)，影響最(zui)大(da)(da)的(de)是(shi)可(ke)(ke)變成(cheng)(cheng)本(ben)，可(ke)(ke)變成(cheng)(cheng)本(ben)包(bao)括鋼(gang)鐵(tie)料(liao)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)、合金料(liao)、輔料(liao)、動(dong)力等，鋼(gang)鐵(tie)料(liao)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)大(da)(da)約(yue)占煉(lian)(lian)鋼(gang)總(zong)成(cheng)(cheng)本(ben)的(de)86%，降(jiang)(jiang)低鋼(gang)鐵(tie)料(liao)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)是(shi)降(jiang)(jiang)低煉(lian)(lian)鋼(gang)成(cheng)(cheng)本(ben)的(de)主(zhu)要途徑之一(yi)。轉(zhuan)(zhuan)爐冶(ye)煉(lian)(lian)過程的(de)鋼(gang)鐵(tie)料(liao)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)仍占總(zong)鋼(gang)鐵(tie)料(liao)的(de)65%以上(shang)，降(jiang)(jiang)低鋼(gang)鐵(tie)料(liao)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)主(zhu)要有減少(shao)噴濺、降(jiang)(jiang)低鐵(tie)損、減少(shao)倒(dao)渣帶鋼(gang)等措(cuo)施(shi)。在(zai)最(zui)大(da)(da)限度(du)降(jiang)(jiang)低鋼(gang)鐵(tie)料(liao)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)的(de)同時，進(jin)一(yi)步降(jiang)(jiang)低原輔料(liao)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)，也是(shi)實現(xian)降(jiang)(jiang)低轉(zhuan)(zhuan)爐冶(ye)煉(lian)(lian)成(cheng)(cheng)本(ben)的(de)重(zhong)(zhong)要措(cuo)施(shi)。
從煉(lian)鋼(gang)鐵(tie)料消耗看，分為可(ke)回(hui)(hui)收(shou)(shou)部分與不可(ke)回(hui)(hui)收(shou)(shou)部分。可(ke)回(hui)(hui)收(shou)(shou)部分包(bao)括：中(zhong)間(jian)包(bao)殘余廢鋼(gang)、連鑄坯切(qie)頭(tou)切(qie)尾、煙塵中(zhong)鐵(tie)全部回(hui)(hui)收(shou)(shou)：不可(ke)回(hui)(hui)收(shou)(shou)部分主要為轉爐渣中(zhong)的(de)鐵(tie)，一般100kg爐渣含鐵(tie)15kg~20kg，渣量(liang)(liang)80kg~100kg/t。針對轉爐大(da)渣量(liang)(liang)的(de)吹煉(lian)方法造成(cheng)金(jin)屬(shu)收(shou)(shou)得(de)率低、輔料消耗高等問題(ti)，提出了少渣冶煉(lian)技術。
“留渣(zha)”操作(zuo)有(you)利于初期(qi)渣(zha)盡早形成(cheng)(cheng)、有(you)利于提高前期(qi)去除磷的(de)(de)效(xiao)率、有(you)利于保護(hu)爐(lu)襯，并且節省石灰用量，“雙渣(zha)”冶(ye)煉工藝，會造成(cheng)(cheng)30%－40%的(de)(de)煤氣(qi)損失、5min-7min的(de)(de)冶(ye)煉周期(qi)延長。基于“留渣(zha)”操作(zuo)的(de)(de)優(you)勢及“雙渣(zha)”工藝的(de)(de)弊端，采用低成(cheng)(cheng)本的(de)(de)“留渣(zha)單渣(zha)”法轉爐(lu)冶(ye)煉工藝就顯得(de)(de)極為(wei)重要，在滿(man)足出鋼磷含量的(de)(de)要求下(xia)，降低渣(zha)料消耗和爐(lu)渣(zha)中全鐵含量，提高金(jin)屬收得(de)(de)率，實現煉鋼廠降低生產(chan)成(cheng)(cheng)本的(de)(de)目的(de)(de)。
2. 降低(di)轉爐成本措(cuo)施分析
a. 鐵水“三(san)脫”預處理
低成本(ben)轉爐(lu)煉鋼技術的(de)預處(chu)理(li)(li)中(zhong)，鐵水“三脫(tuo)”占(zhan)據著重要(yao)的(de)比重，預處(chu)理(li)(li)中(zhong)，原料鋼材才經過高(gao)(gao)爐(lu)煉造后首先(xian)要(yao)進(jin)行(xing)(xing)脫(tuo)硫(liu)處(chu)理(li)(li)，其次要(yao)進(jin)行(xing)(xing)脫(tuo)磷與脫(tuo)碳處(chu)理(li)(li)，處(chu)理(li)(li)后的(de)殘渣(zha)進(jin)行(xing)(xing)再利(li)用精(jing)煉，經過高(gao)(gao)速板抷連(lian)鑄機處(chu)理(li)(li)達到(dao)預處(chu)理(li)(li)目的(de)。高(gao)(gao)爐(lu)煉造中(zhong)可以明(ming)顯看出使(shi)用了“一罐到(dao)底”技術，它能夠對于鐵水包進(jin)行(xing)(xing)多功能化處(chu)理(li)(li)，脫(tuo)硫(liu)處(chu)理(li)(li)效率達到(dao)98%以上，處(chu)理(li)(li)后的(de)半鋼材磷質量分(fen)數(shu)低于0.0346%，基本(ben)實現(xian)脫(tuo)磷化。
b. 脫碳爐提高(gao)供氧(yang)強度(du)
轉(zhuan)爐生(sheng)產高效化中(zhong)(zhong)重(zhong)要(yao)組(zu)成部分(fen)就是(shi)使得煉鋼過程(cheng)速率(lv)提(ti)升(sheng)(sheng)，所以需要(yao)進行供(gong)氧強(qiang)度(du)(du)的(de)(de)提(ti)升(sheng)(sheng)，提(ti)升(sheng)(sheng)供(gong)養強(qiang)度(du)(du)的(de)(de)重(zhong)要(yao)優(you)勢就是(shi)可(ke)以提(ti)升(sheng)(sheng)鋼材成渣的(de)(de)難度(du)(du)與脫碳速度(du)(du)，能夠使得粉塵(chen)量激增，能讓終點(dian)控制(zhi)相對容易(yi)穩定(ding)。在日本的(de)(de)JFE福山廠中(zhong)(zhong)的(de)(de)兩座300t轉(zhuan)爐中(zhong)(zhong)采取(qu)了(le)(le)脫磷(lin)與脫碳雙聯(lian)工藝過后，吹煉的(de)(de)時間(jian)得到(dao)了(le)(le)縮(suo)減，降低了(le)(le)2min，同時終點(dian)操(cao)作所需時間(jian)也縮(suo)短了(le)(le)1min，成功將(jiang)冶(ye)煉周(zhou)期從29min降低到(dao)了(le)(le)26min，作業率(lv)提(ti)升(sheng)(sheng)了(le)(le)4%。
c. 全程吹氮轉(zhuan)爐(lu)低吹工藝探究
對于低(di)(di)成本轉(zhuan)(zhuan)爐煉鋼(gang)(gang)技術(shu)而言(yan)，大多(duo)采(cai)用的(de)是使(shi)用頂吹或是低(di)(di)吹氮(dan)氣等惰性氣體(ti)來進(jin)行(xing)對于煉鋼(gang)(gang)全程的(de)推動，全程吹氮(dan)技術(shu)能(neng)夠對于鋼(gang)(gang)水(shui)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化性進(jin)行(xing)降低(di)(di)，對于氣體(ti)雜質進(jin)行(xing)統一(yi)(yi)(yi)清除。在(zai)煉鋼(gang)(gang)過(guo)(guo)(guo)程中的(de)個碳氧(yang)(yang)(yang)(yang)反(fan)(fan)(fan)應(ying)區(qu)表層溫度可以達(da)到2600℃，對于表明(ming)活性元素(su)而言(yan)會降低(di)(di)其(qi)對于脫(tuo)(tuo)氮(dan)的(de)阻礙作用，鋼(gang)(gang)液(ye)會在(zai)這(zhe)時經過(guo)(guo)(guo)一(yi)(yi)(yi)系列的(de)碳氧(yang)(yang)(yang)(yang)反(fan)(fan)(fan)應(ying)生(sheng)成較多(duo)的(de)一(yi)(yi)(yi)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化碳氣泡(pao)(pao)，這(zhe)些能(neng)夠自由行(xing)動的(de)氣泡(pao)(pao)會進(jin)行(xing)脫(tuo)(tuo)氮(dan)。在(zai)低(di)(di)成本轉(zhuan)(zhuan)爐脫(tuo)(tuo)碳過(guo)(guo)(guo)程中會因(yin)為吹氧(yang)(yang)(yang)(yang)而發生(sheng)相對比例(li)餓的(de)碳氧(yang)(yang)(yang)(yang)反(fan)(fan)(fan)應(ying)，反(fan)(fan)(fan)應(ying)中會出(chu)現較多(duo)的(de)一(yi)(yi)(yi)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化碳氣泡(pao)(pao)，轉(zhuan)(zhuan)爐吹氧(yang)(yang)(yang)(yang)脫(tuo)(tuo)碳過(guo)(guo)(guo)程中脫(tuo)(tuo)碳的(de)速(su)度與脫(tuo)(tuo)氮(dan)速(su)度有著關系式。
3. 轉(zhuan)爐煉鋼控(kong)制模型研究(jiu)
a. 轉爐模型靜態控制研究
對于一般情況(kuang)而言，轉(zhuan)爐模(mo)型(xing)煉(lian)鋼的靜態控制是通(tong)過建立起相對充足數據后，經(jing)過已知原料(liao)充當初(chu)始條件，在計算(suan)機中進行(xing)模(mo)擬(ni)吹煉(lian)并(bing)充分(fen)(fen)計算(suan)的過程(cheng)。通(tong)常靜態控制分(fen)(fen)為三種模(mo)型(xing)，分(fen)(fen)別是統(tong)計模(mo)型(xing)，增量模(mo)型(xing)與理論模(mo)型(xing)。
b. 轉爐成本預測模型研究
轉爐(lu)(lu)(lu)重點(dian)(dian)優化(hua)控制屬(shu)于(yu)轉爐(lu)(lu)(lu)成本(ben)預測模(mo)型(xing)研究(jiu)的(de)(de)(de)一(yi)個難(nan)點(dian)(dian)，它(ta)相對(dui)更(geng)為復雜(za)的(de)(de)(de)反(fan)應機(ji)理使(shi)得最終(zhong)終(zhong)點(dian)(dian)的(de)(de)(de)精準度得到(dao)了相對(dui)較大(da)的(de)(de)(de)降(jiang)低，所以需要進(jin)行(xing)對(dui)于(yu)轉爐(lu)(lu)(lu)煉(lian)鋼情(qing)況(kuang)下的(de)(de)(de)精準化(hua)終(zhong)點(dian)(dian)預報，也(ye)需要進(jin)行(xing)對(dui)于(yu)轉爐(lu)(lu)(lu)煉(lian)鋼終(zhong)點(dian)(dian)的(de)(de)(de)優化(hua)控制，孫宗輝教授通(tong)過已有(you)的(de)(de)(de)冶金學的(de)(de)(de)原理，將優化(hua)金屬(shu)爐(lu)(lu)(lu)料配(pei)比作為實驗(yan)研究(jiu)的(de)(de)(de)重點(dian)(dian)目標，對(dui)于(yu)現行(xing)規劃(hua)模(mo)型(xing)配(pei)比爐(lu)(lu)(lu)料進(jin)行(xing)統一(yi)規劃(hua)，充分證明(ming)了該模(mo)型(xing)對(dui)于(yu)轉爐(lu)(lu)(lu)成本(ben)的(de)(de)(de)降(jiang)低是(shi)存在著(zhu)較大(da)的(de)(de)(de)價(jia)值的(de)(de)(de)。
c. 轉爐煉鋼(gang)控制模型涉及算法研究
對于(yu)(yu)轉爐煉(lian)鋼(gang)控制模型算法(fa)中，目前國(guo)內外統一(yi)研究(jiu)認為成(cheng)本(ben)(ben)作(zuo)業(ye)(ye)法(fa)（Activity-Based Costing ABC）屬于(yu)(yu)相對實(shi)用(yong)的(de)算法(fa)，這種算法(fa)開始(shi)于(yu)(yu)20世紀80年代末，它對于(yu)(yu)作(zuo)業(ye)(ye)，成(cheng)本(ben)(ben)與作(zuo)業(ye)(ye)會(hui)計這些(xie)名詞做(zuo)了相對精準系統的(de)定義(yi)，對于(yu)(yu)ABC法(fa)的(de)成(cheng)本(ben)(ben)動因分析(xi)選擇(ze)、成(cheng)本(ben)(ben)庫的(de)統一(yi)建立、運行程序(xu)的(de)分析(xi)做(zuo)了更為統一(yi)的(de)規(gui)劃，奠定了ABC研究(jiu)法(fa)的(de)理論(lun)基礎。目前我國(guo)的(de)鋼(gang)鐵(tie)企(qi)業(ye)(ye)由于(yu)(yu)企(qi)業(ye)(ye)龐大，且運用(yong)先(xian)進算法(fa)較晚，所以無(wu)法(fa)準備保證核算數(shu)(shu)據(ju)的(de)明細(xi)與及時(shi)性，對于(yu)(yu)真實(shi)成(cheng)本(ben)(ben)的(de)輸入數(shu)(shu)據(ju)難以計算，這些(xie)先(xian)決條件決定了ABC法(fa)適合用(yong)于(yu)(yu)目前我國(guo)鋼(gang)鐵(tie)企(qi)業(ye)(ye)的(de)煉(lian)鋼(gang)技(ji)術模型成(cheng)本(ben)(ben)核算模式(shi)。
4. 結(jie)語
現階段國內外(wai)轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)煉鋼(gang)技術(shu)研(yan)究(jiu)企(qi)(qi)業都存在(zai)轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)渣(zha)(zha)料消(xiao)耗相(xiang)對較(jiao)(jiao)多，渣(zha)(zha)中雜(za)質含量較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)問題，所(suo)以需要轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)技術(shu)利(li)用返回終(zhong)渣(zha)(zha)來減少這種(zhong)(zhong)現象的(de)發(fa)生，同時也可以降(jiang)(jiang)低(di)終(zhong)渣(zha)(zha)中的(de)，針(zhen)對相(xiang)對多的(de)鋼(gang)種(zhong)(zhong)而言磷含量要求(qiu)也有所(suo)不同，所(suo)以需要進行對應終(zhong)渣(zha)(zha)的(de)反復利(li)用與降(jiang)(jiang)低(di)全(quan)鐵含量，浙江(jiang)至德鋼(gang)業有限公司將針(zhen)對這一現象進行成(cheng)本(ben)控制與模型構件(jian)，為企(qi)(qi)業一線(xian)低(di)成(cheng)本(ben)轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)煉鋼(gang)技術(shu)研(yan)究(jiu)提供理(li)論依(yi)據，通過對于(yu)低(di)成(cheng)本(ben)轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)煉鋼(gang)概況分(fen)析與模型工藝(yi)研(yan)究(jiu)，尋找研(yan)究(jiu)相(xiang)對低(di)成(cheng)本(ben)的(de)轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)煉鋼(gang)技術(shu)。
