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(gang)概況
國內煉(lian)(lian)(lian)鋼(gang)(gang)廠(chang)生產工藝一般為(wei)：鐵(tie)(tie)水(shui)預處理脫硫→頂底復吹轉爐（精煉(lian)(lian)(lian)）→連鑄。煉(lian)(lian)(lian)鋼(gang)(gang)成本控(kong)制的水(shui)平(ping)直接影響到鋼(gang)(gang)鐵(tie)(tie)企業(ye)產品的市場競爭力，其中轉爐冶(ye)(ye)煉(lian)(lian)(lian)成本是煉(lian)(lian)(lian)鋼(gang)(gang)成本控(kong)制的重要(yao)環節(jie)。煉(lian)(lian)(lian)鋼(gang)(gang)成本主(zhu)(zhu)要(yao)有(you)可變(bian)成本、固(gu)定成本和綜合回收成本，影響最大(da)的是可變(bian)成本，可變(bian)成本包(bao)括鋼(gang)(gang)鐵(tie)(tie)料(liao)消耗(hao)(hao)(hao)、合金料(liao)、輔(fu)料(liao)、動力等(deng)，鋼(gang)(gang)鐵(tie)(tie)料(liao)消耗(hao)(hao)(hao)大(da)約占(zhan)煉(lian)(lian)(lian)鋼(gang)(gang)總成本的86%，降(jiang)(jiang)低(di)(di)鋼(gang)(gang)鐵(tie)(tie)料(liao)消耗(hao)(hao)(hao)是降(jiang)(jiang)低(di)(di)煉(lian)(lian)(lian)鋼(gang)(gang)成本的主(zhu)(zhu)要(yao)途(tu)徑之一。轉爐冶(ye)(ye)煉(lian)(lian)(lian)過程(cheng)的鋼(gang)(gang)鐵(tie)(tie)料(liao)消耗(hao)(hao)(hao)仍占(zhan)總鋼(gang)(gang)鐵(tie)(tie)料(liao)的65%以上，降(jiang)(jiang)低(di)(di)鋼(gang)(gang)鐵(tie)(tie)料(liao)消耗(hao)(hao)(hao)主(zhu)(zhu)要(yao)有(you)減少(shao)噴(pen)濺(jian)、降(jiang)(jiang)低(di)(di)鐵(tie)(tie)損、減少(shao)倒渣帶鋼(gang)(gang)等(deng)措施(shi)。在最大(da)限度降(jiang)(jiang)低(di)(di)鋼(gang)(gang)鐵(tie)(tie)料(liao)消耗(hao)(hao)(hao)的同時，進一步降(jiang)(jiang)低(di)(di)原輔(fu)料(liao)消耗(hao)(hao)(hao)，也(ye)是實現降(jiang)(jiang)低(di)(di)轉爐冶(ye)(ye)煉(lian)(lian)(lian)成本的重要(yao)措施(shi)。
從(cong)煉(lian)鋼鐵(tie)料消(xiao)(xiao)耗看，分(fen)為可回(hui)收(shou)部分(fen)與不(bu)可回(hui)收(shou)部分(fen)。可回(hui)收(shou)部分(fen)包(bao)括：中(zhong)間包(bao)殘余廢鋼、連鑄坯切頭切尾(wei)、煙塵中(zhong)鐵(tie)全部回(hui)收(shou)：不(bu)可回(hui)收(shou)部分(fen)主(zhu)要為轉(zhuan)爐(lu)渣(zha)(zha)中(zhong)的(de)鐵(tie)，一(yi)般(ban)100kg爐(lu)渣(zha)(zha)含鐵(tie)15kg~20kg，渣(zha)(zha)量80kg~100kg/t。針(zhen)對轉(zhuan)爐(lu)大(da)渣(zha)(zha)量的(de)吹煉(lian)方法造成金屬收(shou)得率低、輔料消(xiao)(xiao)耗高等(deng)問題(ti)，提出了少渣(zha)(zha)冶(ye)煉(lian)技術(shu)。
“留渣”操(cao)作(zuo)有(you)利于初期渣盡早形成、有(you)利于提高(gao)前(qian)期去除(chu)磷的(de)效率、有(you)利于保護爐襯(chen)，并且節(jie)省石灰(hui)用量(liang)，“雙(shuang)渣”冶煉(lian)(lian)工藝，會造成30%－40%的(de)煤氣損失、5min-7min的(de)冶煉(lian)(lian)周(zhou)期延長。基(ji)于“留渣”操(cao)作(zuo)的(de)優勢及“雙(shuang)渣”工藝的(de)弊端，采(cai)用低(di)成本的(de)“留渣單渣”法轉爐冶煉(lian)(lian)工藝就顯得(de)極為重要(yao)，在滿足出(chu)鋼磷含量(liang)的(de)要(yao)求(qiu)下，降(jiang)低(di)渣料消耗和爐渣中全(quan)鐵含量(liang)，提高(gao)金(jin)屬(shu)收(shou)得(de)率，實(shi)現(xian)煉(lian)(lian)鋼廠降(jiang)低(di)生產成本的(de)目的(de)。
2. 降低轉爐成本措施(shi)分析
a. 鐵(tie)水(shui)“三脫”預處理
低(di)成本轉爐(lu)(lu)煉(lian)鋼技術(shu)(shu)的(de)預(yu)(yu)處(chu)(chu)理(li)中，鐵水“三脫(tuo)”占據著重要(yao)的(de)比(bi)重，預(yu)(yu)處(chu)(chu)理(li)中，原料鋼材才經(jing)過(guo)高爐(lu)(lu)煉(lian)造(zao)后首先要(yao)進(jin)(jin)行(xing)脫(tuo)硫處(chu)(chu)理(li)，其次(ci)要(yao)進(jin)(jin)行(xing)脫(tuo)磷與脫(tuo)碳處(chu)(chu)理(li)，處(chu)(chu)理(li)后的(de)殘渣進(jin)(jin)行(xing)再利用精煉(lian)，經(jing)過(guo)高速板抷(pi)連鑄(zhu)機處(chu)(chu)理(li)達到預(yu)(yu)處(chu)(chu)理(li)目的(de)。高爐(lu)(lu)煉(lian)造(zao)中可以明顯看(kan)出使(shi)用了(le)“一罐到底”技術(shu)(shu)，它能夠(gou)對于(yu)鐵水包進(jin)(jin)行(xing)多功能化處(chu)(chu)理(li)，脫(tuo)硫處(chu)(chu)理(li)效率(lv)達到98%以上，處(chu)(chu)理(li)后的(de)半鋼材磷質量(liang)分數(shu)低(di)于(yu)0.0346%，基本實現脫(tuo)磷化。
b. 脫碳(tan)爐提(ti)高供(gong)氧強(qiang)度
轉(zhuan)爐生產高(gao)效化中重要(yao)組成(cheng)部(bu)分就是(shi)使得(de)煉(lian)鋼過(guo)程速率提(ti)升(sheng)，所以(yi)需(xu)要(yao)進行(xing)供氧強度(du)(du)的提(ti)升(sheng)，提(ti)升(sheng)供養強度(du)(du)的重要(yao)優勢(shi)就是(shi)可以(yi)提(ti)升(sheng)鋼材成(cheng)渣的難度(du)(du)與(yu)脫碳速度(du)(du)，能夠使得(de)粉塵量激增，能讓(rang)終點控制(zhi)相對容易穩定。在日本的JFE福山廠(chang)中的兩座300t轉(zhuan)爐中采(cai)取了(le)脫磷與(yu)脫碳雙聯工(gong)藝過(guo)后，吹煉(lian)的時(shi)間得(de)到(dao)了(le)縮減(jian)，降低(di)了(le)2min，同時(shi)終點操作(zuo)所需(xu)時(shi)間也縮短了(le)1min，成(cheng)功將(jiang)冶煉(lian)周(zhou)期從(cong)29min降低(di)到(dao)了(le)26min，作(zuo)業率提(ti)升(sheng)了(le)4%。
c. 全程(cheng)吹氮轉爐低吹工藝探(tan)究
對(dui)于(yu)低成本(ben)轉(zhuan)(zhuan)爐煉鋼(gang)技(ji)術(shu)而(er)言，大多(duo)采用的(de)(de)(de)是使(shi)用頂吹(chui)(chui)(chui)或(huo)是低吹(chui)(chui)(chui)氮氣等惰性(xing)氣體來進(jin)行對(dui)于(yu)煉鋼(gang)全程(cheng)的(de)(de)(de)推動，全程(cheng)吹(chui)(chui)(chui)氮技(ji)術(shu)能夠對(dui)于(yu)鋼(gang)水(shui)氧(yang)化性(xing)進(jin)行降(jiang)低，對(dui)于(yu)氣體雜質進(jin)行統一(yi)(yi)(yi)清除(chu)。在煉鋼(gang)過(guo)程(cheng)中的(de)(de)(de)個(ge)碳(tan)(tan)(tan)(tan)氧(yang)反應區(qu)表(biao)層溫度可以達到(dao)2600℃，對(dui)于(yu)表(biao)明活(huo)性(xing)元素而(er)言會(hui)降(jiang)低其對(dui)于(yu)脫(tuo)氮的(de)(de)(de)阻礙(ai)作用，鋼(gang)液會(hui)在這時經(jing)過(guo)一(yi)(yi)(yi)系(xi)列(lie)的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)(tan)氧(yang)反應生(sheng)成較(jiao)多(duo)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)氧(yang)化碳(tan)(tan)(tan)(tan)氣泡(pao)(pao)，這些能夠自由行動的(de)(de)(de)氣泡(pao)(pao)會(hui)進(jin)行脫(tuo)氮。在低成本(ben)轉(zhuan)(zhuan)爐脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)(tan)過(guo)程(cheng)中會(hui)因為(wei)吹(chui)(chui)(chui)氧(yang)而(er)發生(sheng)相對(dui)比例(li)餓的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)(tan)氧(yang)反應，反應中會(hui)出現較(jiao)多(duo)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)氧(yang)化碳(tan)(tan)(tan)(tan)氣泡(pao)(pao)，轉(zhuan)(zhuan)爐吹(chui)(chui)(chui)氧(yang)脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)(tan)過(guo)程(cheng)中脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)速度與脫(tuo)氮速度有(you)著關系(xi)式。
3. 轉爐煉鋼控制(zhi)模型研究(jiu)
a. 轉爐模型靜(jing)態控制研(yan)究(jiu)
對于(yu)一(yi)般情況而言(yan)，轉(zhuan)爐模(mo)(mo)型(xing)(xing)煉鋼的靜態(tai)控制是通過(guo)建立(li)起相對充(chong)足數據后，經過(guo)已知原料充(chong)當初始條件，在計算機中進行模(mo)(mo)擬吹煉并充(chong)分(fen)計算的過(guo)程。通常靜態(tai)控制分(fen)為(wei)三種模(mo)(mo)型(xing)(xing)，分(fen)別是統計模(mo)(mo)型(xing)(xing)，增量模(mo)(mo)型(xing)(xing)與理論模(mo)(mo)型(xing)(xing)。
b. 轉爐成(cheng)本預(yu)測模(mo)型(xing)研究
轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)(lu)重點優(you)化(hua)控(kong)制屬于(yu)轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)(lu)成(cheng)本(ben)預(yu)測模(mo)型研(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)(de)一(yi)個難點，它相對(dui)(dui)更(geng)為復雜的(de)(de)(de)(de)反應機理使得(de)最終(zhong)終(zhong)點的(de)(de)(de)(de)精準度得(de)到了(le)相對(dui)(dui)較大的(de)(de)(de)(de)降(jiang)低，所以需要進(jin)行對(dui)(dui)于(yu)轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)(lu)煉鋼情況下的(de)(de)(de)(de)精準化(hua)終(zhong)點預(yu)報，也(ye)需要進(jin)行對(dui)(dui)于(yu)轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)(lu)煉鋼終(zhong)點的(de)(de)(de)(de)優(you)化(hua)控(kong)制，孫宗輝教授通過(guo)已有的(de)(de)(de)(de)冶(ye)金學的(de)(de)(de)(de)原(yuan)理，將優(you)化(hua)金屬爐(lu)(lu)料(liao)配比作為實驗研(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)(de)重點目(mu)標，對(dui)(dui)于(yu)現行規劃模(mo)型配比爐(lu)(lu)料(liao)進(jin)行統一(yi)規劃，充分證明了(le)該模(mo)型對(dui)(dui)于(yu)轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)(lu)成(cheng)本(ben)的(de)(de)(de)(de)降(jiang)低是(shi)存(cun)在(zai)著較大的(de)(de)(de)(de)價值(zhi)的(de)(de)(de)(de)。
c. 轉爐煉鋼控制模型(xing)涉及(ji)算法(fa)研究
對(dui)于(yu)轉爐煉(lian)鋼(gang)(gang)控制模型算法(fa)中，目(mu)前(qian)國內外統一(yi)(yi)研究認為(wei)成(cheng)(cheng)本(ben)作業(ye)(ye)(ye)(ye)法(fa)（Activity-Based Costing ABC）屬(shu)于(yu)相(xiang)對(dui)實(shi)用(yong)的(de)(de)(de)算法(fa)，這(zhe)(zhe)種算法(fa)開始于(yu)20世紀(ji)80年代末，它對(dui)于(yu)作業(ye)(ye)(ye)(ye)，成(cheng)(cheng)本(ben)與作業(ye)(ye)(ye)(ye)會計這(zhe)(zhe)些名(ming)詞做了(le)相(xiang)對(dui)精準系統的(de)(de)(de)定(ding)義，對(dui)于(yu)ABC法(fa)的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)本(ben)動因分析(xi)選擇(ze)、成(cheng)(cheng)本(ben)庫的(de)(de)(de)統一(yi)(yi)建立、運(yun)行程(cheng)序的(de)(de)(de)分析(xi)做了(le)更為(wei)統一(yi)(yi)的(de)(de)(de)規(gui)劃(hua)，奠定(ding)了(le)ABC研究法(fa)的(de)(de)(de)理論(lun)基礎(chu)。目(mu)前(qian)我國的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)鐵(tie)(tie)企業(ye)(ye)(ye)(ye)由(you)于(yu)企業(ye)(ye)(ye)(ye)龐大(da)，且運(yun)用(yong)先進算法(fa)較晚(wan)，所以無法(fa)準備保證核(he)算數據的(de)(de)(de)明細與及(ji)時(shi)性(xing)，對(dui)于(yu)真實(shi)成(cheng)(cheng)本(ben)的(de)(de)(de)輸入數據難以計算，這(zhe)(zhe)些先決條件決定(ding)了(le)ABC法(fa)適合用(yong)于(yu)目(mu)前(qian)我國鋼(gang)(gang)鐵(tie)(tie)企業(ye)(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)煉(lian)鋼(gang)(gang)技術(shu)模型成(cheng)(cheng)本(ben)核(he)算模式(shi)。
4. 結語
現階(jie)段國內外轉爐(lu)煉鋼(gang)技(ji)術研(yan)(yan)究(jiu)企業都存在轉爐(lu)渣料消耗相對(dui)(dui)較多(duo)，渣中(zhong)雜質含量(liang)較高的(de)(de)問題，所(suo)以(yi)需要(yao)轉爐(lu)技(ji)術利用返(fan)回終(zhong)渣來減少這種(zhong)現象的(de)(de)發生，同時也可(ke)以(yi)降(jiang)低終(zhong)渣中(zhong)的(de)(de)，針對(dui)(dui)相對(dui)(dui)多(duo)的(de)(de)鋼(gang)種(zhong)而言磷含量(liang)要(yao)求也有所(suo)不同，所(suo)以(yi)需要(yao)進(jin)(jin)行對(dui)(dui)應終(zhong)渣的(de)(de)反復利用與降(jiang)低全(quan)鐵含量(liang)，浙江(jiang)至德鋼(gang)業有限公(gong)司將針對(dui)(dui)這一現象進(jin)(jin)行成(cheng)(cheng)本控制與模(mo)型構件，為企業一線低成(cheng)(cheng)本轉爐(lu)煉鋼(gang)技(ji)術研(yan)(yan)究(jiu)提供理論依據，通(tong)過對(dui)(dui)于低成(cheng)(cheng)本轉爐(lu)煉鋼(gang)概況(kuang)分析與模(mo)型工(gong)藝研(yan)(yan)究(jiu)，尋找研(yan)(yan)究(jiu)相對(dui)(dui)低成(cheng)(cheng)本的(de)(de)轉爐(lu)煉鋼(gang)技(ji)術。
