王勇

（中新钢铁集团炼铁厂，江苏 徐州221000）

钢铁冶金工艺正在朝着自动化、智能化方向发展，结合高炉- 铁水预脱硅- 转炉系统特点得知，若仍然采用传统的研究方法，无法完全满足工业生产需求，所以，相关人员要从多个角度进行分析，对原有的钢铁冶金工艺进行优化，不断提升我国工业生产水平。

1 分析高炉- 铁水预脱硅- 转炉系统操作工艺的现实意义

铁水预脱硅，是铁水进入到炼钢炉之前，对其进行降硅处理。因为铁水内部的含硅量比较高，通过运用高炉- 铁水预脱硅- 转炉系统操作工艺，能够显著减少炼钢渣量，通常需要在高炉出铁时铁水沟内部进行。由于高炉低硅生铁冶炼工艺的不断发展，铁水当中的硅含量逐渐下降，铁水预脱硅工艺的合理运用，能够对铁水当中的磷与硫进行预先处理，进而生产出更加优质的纯净钢。

通过分析高炉- 铁水预脱硅- 转炉系统操作工艺，能够显著降低铁水当中的硅含量，根据研究数据得知，运用此种方法，铁水中的硅含量能够降低到0.2%左右。技术人员通过在铁水沟内部设置反应坑，使用喷枪，在高速状态下，将脱硅剂快速喷入，不仅能够为铁水脱硅提供良好的动力学条件，而且可以显著提升脱硅效率。但是，在此过程中，容易出现侵蚀现象，技术人员要采取有效的防护措施[1]。

2 优化模型

2.1 合理选择硅控制工艺

硅元素对钢铁冶金影响较大，通过合理控制高炉硅含量，能够保持高炉内部热平衡符合规定要求，提升钢铁冶金产量。转炉炼钢过程中，如果铁水的硅含量比较高，则会增加钢水成本。技术人员要结合不同类型的钢材，在保证转炉脱磷正常进行的基础上，合理控制高炉与转炉中的硅含量。

高炉- 铁水预脱硅- 转炉系统具有连续性特点，可将其视为一个连续的决策过程。因为系统内部的各个阶段均比较复杂，各个阶段反应状态不同，故技术人员可以采取单元模块方法，构建不同的子系统模型，然后运用分解与协调动态分析理念，对各个工序进行全面优化，有效降低工业生产成本。

在冶金环节，通过加强生产成本控制，能够反映出工业生产与管理控制指标，技术人员要结合高炉- 铁水预脱硅- 转炉系统运行特点，为其提供稳定的生产条件，准确计算各个阶段的生产成本，并构建单元子系统模型，以此为基础，确定系统的优化目标函数[2]。

2.2 子系统模型

2.2.1 高炉单元模型

在高炉模型中，技术人员要重点考虑以下因素：铁水的含硅量、风温、湿度等。结合高炉模型运行特点得知，模型的最佳条件是：铁水的含硅量为0.41%、风温为1250℃、湿度为16g/m3。

由于各个高炉机车作业周期与运输间隔不同，在实际操作中，技术人员要明确不同高炉机车作业周期与运输间隔，具体参数见表1。

表1 不同高炉机车作业周期和运输间隔分析

2.2.2 铁水脱硅控制模型

铁水脱硅处理系统，在高炉和转炉之间起到承上启下的作用，在此处理系统中，不仅要满足转炉脱硫所需碱含量与渣量，而且要尽可能的降低系统生产成本。技术人员结合脱硅特点、效率、成本等方面，进行多角度分析，采取以下四种不同的脱硅方式，具体见表2。

2.2.3 转炉控制模型

为了能够为下道工序提供高质量的钢水，提升工业生产效率，保障终点控制的合理性，科学选择转炉控制方法特别重要，常见的转炉控制方法分为两种，分别是静态控制方法与动态控制方法。在构建转炉控制模型时，技术人员可以运用静态控制理念，准确计算出石灰和锰矿加入量，以及转炉内部的供氧量，进而保证转炉控制模型稳定运行[3]。

2.3 优化途径

第一，对高炉- 铁水预脱硅- 转炉系统进行全面分析，并采用系统工程模式，针对不同钢钟，采取合理的生产工艺。

第二，对实验室数据进行全面分析，准确计算冶金过程热平衡，并对现有工艺模型进行改进，结合不同阶段成本模型，运用动态化控制原理，合理选择最优模型。

表2 铁水脱硅方式对比

为了能够为炼钢提供稳定低硅铁水，技术人员要结合出铁时，硅的实际含量，以及出铁速度，科学控制脱硅剂输送速度，包括其添加量[4]。例如，技术人员结合控制系统运行特点，以及高炉模型，计算出铁水的含硅量，在出铁过程中，对硅含量进行在线分析，并结合炼钢需求的含硅量，加入适量脱硅剂。

硅元素作为转炉炼钢环节的发热元素，由于转炉容量的不断提升，冶炼技术越来越先进，需要硅提供热量越来越少，同时，通过适当减少渣量，能够保证炼钢技术指标得到更好改善，因此，对铁水的含硅量要求不断下降，特别是需要进行预处理的脱硫脱磷铁水，对硅含量要求更低。

综上所述，通过全方位分析了高炉- 铁水预脱硅- 转炉系统操作工艺要点，以及相应的优化对策，可以保证高炉- 铁水预脱硅- 转炉系统操作工艺得到更好运用，提升工业生产水平。