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. 低成本(ben)轉爐煉鋼概(gai)況
國(guo)內煉(lian)(lian)(lian)(lian)鋼(gang)廠生(sheng)產工藝一(yi)般(ban)為：鐵(tie)(tie)(tie)(tie)水預處理脫硫→頂底復吹(chui)轉爐(lu)(lu)（精(jing)煉(lian)(lian)(lian)(lian)）→連鑄(zhu)。煉(lian)(lian)(lian)(lian)鋼(gang)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)控制的(de)(de)(de)(de)(de)水平(ping)直(zhi)接影(ying)響到鋼(gang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)企業產品的(de)(de)(de)(de)(de)市場競(jing)爭力(li)，其中轉爐(lu)(lu)冶(ye)煉(lian)(lian)(lian)(lian)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)是(shi)煉(lian)(lian)(lian)(lian)鋼(gang)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)控制的(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)環(huan)節。煉(lian)(lian)(lian)(lian)鋼(gang)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)主要(yao)有可變(bian)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)、固定成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)和綜合(he)回(hui)收成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)，影(ying)響最大的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)可變(bian)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)，可變(bian)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)包括(kuo)鋼(gang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)料(liao)(liao)(liao)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)、合(he)金料(liao)(liao)(liao)、輔(fu)料(liao)(liao)(liao)、動力(li)等，鋼(gang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)料(liao)(liao)(liao)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)大約占煉(lian)(lian)(lian)(lian)鋼(gang)總成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)86%，降(jiang)(jiang)低鋼(gang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)料(liao)(liao)(liao)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)是(shi)降(jiang)(jiang)低煉(lian)(lian)(lian)(lian)鋼(gang)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)途(tu)徑之一(yi)。轉爐(lu)(lu)冶(ye)煉(lian)(lian)(lian)(lian)過程(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)料(liao)(liao)(liao)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)仍(reng)占總鋼(gang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)65%以上，降(jiang)(jiang)低鋼(gang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)料(liao)(liao)(liao)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)主要(yao)有減(jian)少噴濺、降(jiang)(jiang)低鐵(tie)(tie)(tie)(tie)損、減(jian)少倒(dao)渣帶鋼(gang)等措(cuo)施(shi)。在(zai)最大限度降(jiang)(jiang)低鋼(gang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)料(liao)(liao)(liao)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)時，進一(yi)步(bu)降(jiang)(jiang)低原輔(fu)料(liao)(liao)(liao)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)，也是(shi)實現降(jiang)(jiang)低轉爐(lu)(lu)冶(ye)煉(lian)(lian)(lian)(lian)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)措(cuo)施(shi)。
從(cong)煉(lian)鋼(gang)鐵(tie)(tie)料(liao)消耗看，分為可回(hui)收(shou)部(bu)分與不可回(hui)收(shou)部(bu)分。可回(hui)收(shou)部(bu)分包括(kuo)：中(zhong)(zhong)間包殘余(yu)廢鋼(gang)、連鑄(zhu)坯切(qie)頭切(qie)尾、煙塵中(zhong)(zhong)鐵(tie)(tie)全部(bu)回(hui)收(shou)：不可回(hui)收(shou)部(bu)分主要為轉(zhuan)爐(lu)(lu)渣(zha)中(zhong)(zhong)的鐵(tie)(tie)，一(yi)般(ban)100kg爐(lu)(lu)渣(zha)含鐵(tie)(tie)15kg~20kg，渣(zha)量(liang)80kg~100kg/t。針對轉(zhuan)爐(lu)(lu)大渣(zha)量(liang)的吹(chui)煉(lian)方(fang)法造(zao)成金屬收(shou)得率(lv)低、輔料(liao)消耗高等問題，提(ti)出了少渣(zha)冶煉(lian)技術(shu)。
“留渣(zha)”操作(zuo)有(you)利于初期渣(zha)盡(jin)早形(xing)成(cheng)(cheng)、有(you)利于提(ti)高前期去(qu)除磷(lin)的效率、有(you)利于保護(hu)爐(lu)襯，并(bing)且節(jie)省石灰(hui)用(yong)量(liang)，“雙渣(zha)”冶煉工藝，會造成(cheng)(cheng)30%－40%的煤氣損失、5min-7min的冶煉周(zhou)期延長。基(ji)于“留渣(zha)”操作(zuo)的優勢及“雙渣(zha)”工藝的弊(bi)端(duan)，采(cai)用(yong)低成(cheng)(cheng)本的“留渣(zha)單渣(zha)”法轉(zhuan)爐(lu)冶煉工藝就(jiu)顯得(de)極為重要，在滿足出(chu)鋼(gang)磷(lin)含量(liang)的要求(qiu)下，降(jiang)低渣(zha)料消(xiao)耗和爐(lu)渣(zha)中全(quan)鐵含量(liang)，提(ti)高金屬(shu)收得(de)率，實現煉鋼(gang)廠降(jiang)低生產成(cheng)(cheng)本的目的。
2. 降低轉爐成本措施分析
a. 鐵水“三脫”預處理
低(di)成本轉(zhuan)爐(lu)(lu)煉(lian)鋼技(ji)術(shu)的(de)預(yu)處理(li)(li)(li)(li)中(zhong)(zhong)，鐵水(shui)“三脫(tuo)”占據著(zhu)重(zhong)要的(de)比重(zhong)，預(yu)處理(li)(li)(li)(li)中(zhong)(zhong)，原料鋼材才經(jing)過高爐(lu)(lu)煉(lian)造(zao)(zao)后首先要進行(xing)脫(tuo)硫(liu)處理(li)(li)(li)(li)，其次要進行(xing)脫(tuo)磷與脫(tuo)碳處理(li)(li)(li)(li)，處理(li)(li)(li)(li)后的(de)殘渣(zha)進行(xing)再(zai)利用(yong)精煉(lian)，經(jing)過高速板抷連鑄機處理(li)(li)(li)(li)達(da)到(dao)預(yu)處理(li)(li)(li)(li)目的(de)。高爐(lu)(lu)煉(lian)造(zao)(zao)中(zhong)(zhong)可以明顯看出(chu)使用(yong)了(le)“一罐到(dao)底(di)”技(ji)術(shu)，它能夠對于鐵水(shui)包進行(xing)多功能化處理(li)(li)(li)(li)，脫(tuo)硫(liu)處理(li)(li)(li)(li)效率達(da)到(dao)98%以上，處理(li)(li)(li)(li)后的(de)半鋼材磷質(zhi)量分數低(di)于0.0346%，基本實現脫(tuo)磷化。
b. 脫碳爐提(ti)高供(gong)氧(yang)強度
轉爐生(sheng)產高效化中重(zhong)要(yao)組成部分就是使得煉鋼過(guo)程速率提(ti)升(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)，所(suo)以(yi)需要(yao)進(jin)行供氧(yang)強度(du)的(de)提(ti)升(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)，提(ti)升(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)供養(yang)強度(du)的(de)重(zhong)要(yao)優勢就是可以(yi)提(ti)升(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)鋼材成渣(zha)的(de)難(nan)度(du)與脫碳速度(du)，能(neng)夠使得粉(fen)塵量(liang)激增，能(neng)讓終(zhong)點控制相對容(rong)易穩(wen)定(ding)。在日本(ben)的(de)JFE福(fu)山廠(chang)中的(de)兩座300t轉爐中采取了(le)(le)脫磷與脫碳雙聯(lian)工藝過(guo)后，吹煉的(de)時間得到了(le)(le)縮減，降(jiang)(jiang)低了(le)(le)2min，同時終(zhong)點操作所(suo)需時間也縮短(duan)了(le)(le)1min，成功將(jiang)冶煉周期從(cong)29min降(jiang)(jiang)低到了(le)(le)26min，作業率提(ti)升(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)了(le)(le)4%。
c. 全程吹氮轉爐低吹工藝探究
對(dui)于(yu)低(di)成(cheng)本轉爐煉(lian)鋼(gang)(gang)技(ji)(ji)術而言，大(da)多(duo)采用的(de)(de)是使用頂吹(chui)或是低(di)吹(chui)氮(dan)(dan)氣(qi)等(deng)惰性氣(qi)體來(lai)進行(xing)對(dui)于(yu)煉(lian)鋼(gang)(gang)全程(cheng)的(de)(de)推(tui)動，全程(cheng)吹(chui)氮(dan)(dan)技(ji)(ji)術能(neng)夠對(dui)于(yu)鋼(gang)(gang)水氧(yang)(yang)化(hua)性進行(xing)降(jiang)低(di)，對(dui)于(yu)氣(qi)體雜(za)質進行(xing)統一清除。在(zai)煉(lian)鋼(gang)(gang)過(guo)程(cheng)中的(de)(de)個(ge)碳(tan)氧(yang)(yang)反應區表層(ceng)溫(wen)度(du)可(ke)以達到2600℃，對(dui)于(yu)表明活性元(yuan)素而言會(hui)降(jiang)低(di)其對(dui)于(yu)脫氮(dan)(dan)的(de)(de)阻礙作用，鋼(gang)(gang)液(ye)會(hui)在(zai)這時經過(guo)一系(xi)列的(de)(de)碳(tan)氧(yang)(yang)反應生(sheng)成(cheng)較(jiao)多(duo)的(de)(de)一氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)氣(qi)泡，這些(xie)能(neng)夠自由行(xing)動的(de)(de)氣(qi)泡會(hui)進行(xing)脫氮(dan)(dan)。在(zai)低(di)成(cheng)本轉爐脫碳(tan)過(guo)程(cheng)中會(hui)因為吹(chui)氧(yang)(yang)而發生(sheng)相對(dui)比例餓的(de)(de)碳(tan)氧(yang)(yang)反應，反應中會(hui)出現較(jiao)多(duo)的(de)(de)一氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)氣(qi)泡，轉爐吹(chui)氧(yang)(yang)脫碳(tan)過(guo)程(cheng)中脫碳(tan)的(de)(de)速(su)(su)度(du)與(yu)脫氮(dan)(dan)速(su)(su)度(du)有著(zhu)關系(xi)式(shi)。
3. 轉爐煉鋼控制(zhi)模型(xing)研究
a. 轉爐模型(xing)靜態控制研(yan)究
對于一(yi)般情況(kuang)而言，轉(zhuan)爐模型(xing)煉(lian)(lian)鋼(gang)的靜(jing)態(tai)控制(zhi)是通(tong)過建立起(qi)相對充足數據后，經過已知原(yuan)料充當(dang)初始條(tiao)件，在計(ji)算(suan)(suan)機(ji)中進行模擬吹煉(lian)(lian)并充分計(ji)算(suan)(suan)的過程。通(tong)常靜(jing)態(tai)控制(zhi)分為三種模型(xing)，分別是統計(ji)模型(xing)，增量模型(xing)與理論模型(xing)。
b. 轉爐成本預(yu)測模型研究
轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)重點(dian)(dian)優化(hua)控制屬于轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)成本預測模型研(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)(de)一個難(nan)點(dian)(dian)，它相對(dui)更為(wei)復雜的(de)(de)(de)(de)反應(ying)機理使得(de)最終終點(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)精準度(du)得(de)到了相對(dui)較大的(de)(de)(de)(de)降(jiang)低(di)，所以(yi)需要進行對(dui)于轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)煉(lian)鋼情況下(xia)的(de)(de)(de)(de)精準化(hua)終點(dian)(dian)預報，也需要進行對(dui)于轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)煉(lian)鋼終點(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)優化(hua)控制，孫宗輝教(jiao)授通過已有的(de)(de)(de)(de)冶金(jin)(jin)學的(de)(de)(de)(de)原理，將優化(hua)金(jin)(jin)屬爐(lu)料配比作為(wei)實驗研(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)(de)重點(dian)(dian)目標，對(dui)于現行規劃(hua)模型配比爐(lu)料進行統一規劃(hua)，充分證明了該(gai)模型對(dui)于轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)成本的(de)(de)(de)(de)降(jiang)低(di)是存在(zai)著較大的(de)(de)(de)(de)價值(zhi)的(de)(de)(de)(de)。
c. 轉爐(lu)煉鋼控制模型涉及算法研究(jiu)
對于(yu)轉(zhuan)爐煉鋼(gang)(gang)控制模型算(suan)(suan)法(fa)(fa)中，目前國內外統一研究認為(wei)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)作(zuo)業法(fa)(fa)（Activity-Based Costing ABC）屬于(yu)相對實(shi)用(yong)的(de)算(suan)(suan)法(fa)(fa)，這(zhe)種算(suan)(suan)法(fa)(fa)開始于(yu)20世(shi)紀80年代末，它(ta)對于(yu)作(zuo)業，成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)與作(zuo)業會(hui)計這(zhe)些名詞做了(le)(le)相對精(jing)準(zhun)系統的(de)定義，對于(yu)ABC法(fa)(fa)的(de)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)動(dong)因分析選擇、成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)庫(ku)的(de)統一建立(li)、運行程序的(de)分析做了(le)(le)更為(wei)統一的(de)規(gui)劃，奠(dian)定了(le)(le)ABC研究法(fa)(fa)的(de)理論(lun)基礎。目前我(wo)國的(de)鋼(gang)(gang)鐵企業由(you)于(yu)企業龐大，且運用(yong)先進算(suan)(suan)法(fa)(fa)較晚，所以無法(fa)(fa)準(zhun)備保證核算(suan)(suan)數據(ju)的(de)明細與及時性，對于(yu)真實(shi)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)的(de)輸入數據(ju)難(nan)以計算(suan)(suan)，這(zhe)些先決條件決定了(le)(le)ABC法(fa)(fa)適合用(yong)于(yu)目前我(wo)國鋼(gang)(gang)鐵企業的(de)煉鋼(gang)(gang)技術(shu)模型成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)核算(suan)(suan)模式。
4. 結語
現階段國內外(wai)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)爐煉(lian)鋼(gang)技(ji)(ji)術(shu)(shu)研究(jiu)(jiu)企業都存在(zai)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)爐渣(zha)(zha)料(liao)消耗(hao)相對(dui)(dui)(dui)較多，渣(zha)(zha)中(zhong)雜質含(han)量(liang)較高的問題，所以(yi)(yi)需要轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)爐技(ji)(ji)術(shu)(shu)利用返(fan)回終(zhong)渣(zha)(zha)來減(jian)少這種現象(xiang)的發生，同時(shi)也(ye)可以(yi)(yi)降低終(zhong)渣(zha)(zha)中(zhong)的，針對(dui)(dui)(dui)相對(dui)(dui)(dui)多的鋼(gang)種而(er)言(yan)磷(lin)含(han)量(liang)要求也(ye)有所不同，所以(yi)(yi)需要進(jin)(jin)行(xing)對(dui)(dui)(dui)應終(zhong)渣(zha)(zha)的反復利用與(yu)降低全鐵含(han)量(liang)，浙江至德鋼(gang)業有限公司將針對(dui)(dui)(dui)這一(yi)現象(xiang)進(jin)(jin)行(xing)成(cheng)本(ben)控制(zhi)與(yu)模型構件，為企業一(yi)線低成(cheng)本(ben)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)爐煉(lian)鋼(gang)技(ji)(ji)術(shu)(shu)研究(jiu)(jiu)提供理論(lun)依據，通過對(dui)(dui)(dui)于低成(cheng)本(ben)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)爐煉(lian)鋼(gang)概況(kuang)分(fen)析(xi)與(yu)模型工藝研究(jiu)(jiu)，尋找(zhao)研究(jiu)(jiu)相對(dui)(dui)(dui)低成(cheng)本(ben)的轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)爐煉(lian)鋼(gang)技(ji)(ji)術(shu)(shu)。
