蔡 飞

（河钢集团宣钢公司技术中心，河北 宣化075100）

1 前 言

钢铁料消耗是炼钢工序的重要技术经济指标，其成本约占炼钢成本的70%，降低其消耗是炼钢厂降低成本、提高竞争力的主要手段之一，也是宣钢操作水平和综合管理水平的体现。自2017 年以来，宣钢持续开展与先进企业对标工作找差距，结合生产实际情况，对影响钢铁料消耗的原辅料质量、炉料结构、冶炼工艺、精细化管理等因素开展技术研究，达到“细化、量化”目标，采取针对性措施持续降低钢铁料消耗。

宣钢2019年钢铁料消耗指标为1 048.929 kg/t，与同行业对标结果显示，优于行业平均水平9.665 kg/t，但比行业先进水平（1 021.184 kg/t）消耗高出27.745 kg/t，数据表明，与行业先进水平仍然有较大差距。为此，2020 年宣钢从原辅料质量、炉料结构、冶炼工艺及精细化管理几方面开展工作，最终使得钢铁料指标得以优化提高。

2 钢铁料消耗指标优化措施

2.1 原辅料质量对钢铁料消耗的影响

炼钢入炉原辅料质量与钢铁料消耗息息相关，炼钢一直提倡原辅料“精料入炉”方针［1-2］。

1）铁水成分与温度对钢铁料消耗的影响。铁水中C 每增加0.1%影响钢铁料消耗约0.96 kg/t；Si每增加0.1%影响钢铁料消耗1.23 kg/t；铁水温度每降低10 ℃，钢铁料消耗提高约0.7 kg/t。

2）不同类型废钢收得率不同，对钢铁料消耗也存在影响。宣钢使用厂内自循环废钢时，金属收得率94%左右；使用中废废钢时金属收得率为83%左右；使用外购轻薄料废钢时收得率仅为65%左右，控制稍有不慎就会出现喷溅。可见，使用收得率较高的废钢对降低钢铁料消耗有显著影响。

3）生铁块成分对炼钢钢铁料同样有着巨大影响，受宣钢整体资源配比及生产组织影响，生铁块消耗要求＜5 kg/t。

4）小粒级烧结矿作为炼钢用冷料，其本身碱度达到2.0，可以减少石灰的消耗；自身含10%的FeO，是转炉冶炼必需的化渣剂，但由于烧结矿在炉内的反应速度快，大量加入易造成喷溅，适量加入烧结矿较易控制，也是降低钢铁料消耗的有效手段，宣钢小粒级烧结矿用量一般控制在30 kg/t。

5）活性钙灰对钢铁料消耗的影响。活性钙灰有效氧化钙每降低5%，转炉渣量会增加2 kg，钢铁料消耗升高0.67 kg。石灰消耗越高则钢铁料消耗越高，因此必须采取措施提高石灰质量，降低石灰消耗，进而降低钢铁料消耗。

2.2 炉料结构对钢铁料的影响

炼钢炉料结构是指转炉冶炼过程铁水、废钢、生铁块及其他含铁物料的种类及搭配方案，它对炼钢生产整体技术指标优化、能源消耗降低有着重要的意义。假设把热装铁水称之为A类炉料，废钢称之为B 类物料，铁块称之为C 类炉料，其他含铁基金属料称之为D类炉料，那么炼钢炉料结构的构成模式可分为：A类炉料+B类炉料+C类炉料+D类炉料，通过对各种炉料进行不同的搭配组合，可获得多种入炉金属炉料结构，具体见表1。

如何确定炼钢最佳炉料结构，需根据铁钢生产能力，结合公司废钢和含铁物料资源情况，通过炼钢物料平衡及热平衡计算，最终确定出合理的炉料匹配模式，从而实现钢铁料消耗指标最优化。通过对各种A、B、C、D类物料金属收得率与热效应进行现场调研和计算，A、B、C三种物料应用较为稳定，D类物料种类繁多，包括矿石、烧结矿、球团矿、氧化铁皮球等。通过现场实践及理论计算，使用小粒级烧结矿较为经济合理，且能够满足资源量需求，为D 类物料之首选。同时分析认为，在铁耗990 kg/t钢以下时，随着铁耗增加，钢铁料消耗呈下降趋势；而当铁水消耗超过990 kg/t钢后，随着铁耗增加，钢铁料消耗会逐渐增加。

表1 炉料结构构成与测算 kg/t

2.3 冶炼工艺对钢铁料消耗影响

1）改进冶炼工艺，降低喷溅损失。炼钢根据不同铁水及废钢搭配情况，及时调整相应的供氧与造渣制度，保证前期化好渣。在脱碳高峰期到达之前，及时提高枪位，加入冷料，以减弱炉内反应，杜绝喷溅导致钢铁料消耗增加，随后将枪位平缓地恢复到正常值；吹炼终期压低枪位操作，加强熔池搅拌，保证终点钢水温度和成分均匀化，降低炉渣氧化性。

2）推广留渣操作工艺。留渣操作是一种具有良好经济效益的手段，由于部分炉渣循环使用，高碱度钢渣参与下炉冶炼，可显著降低石灰用量（石灰消耗减少3～5 kg/t）；渣中的TFe在下炉次冶炼时得到回收，可降低钢铁料消耗约1～2 kg/t钢。

3）提高转炉终点命中率。150 t 炉区采取副枪动态控制，结合副枪自动炼钢模型，实施高拉碳操作［3］，转炉终点碳平均0.08%～0.12%，命中率达到95%，大大降低了熔渣中TFe 含量，改善了钢水质量，降低了钢铁料消耗。

4）降低转炉出钢温度。为了降低出钢温度，宣钢减少在线钢包周转个数，采用国内领先的三包两运转模式，降低钢包热损失，减少钢水过程温降；转炉炉后采用合金烘烤工艺，降低出钢温度10 ℃；实行一炉一机作业模式，保证钢水待浇时间控制在5 min以内；连铸机实施中包保温及采用浸入式水口、长水口保护浇注措施，减少中包过程温降。通过以上措施的实施，转炉出钢温度降低20 ℃，连铸实现了低过热度浇钢，既提高了铸坯质量，同时也降低了炼钢与连铸机钢铁料消耗。

5）实施自循环废钢调温工艺。2019年，炼钢实施了在线废钢调温工艺，生产品种钢炉后加调温冷钢2～3 t，生产低合金炉后加调温冷钢1～2 t，有效降低了钢铁料消耗。

2.4 精细化管理对钢铁料消耗影响

1）强化内部管理、减少过程金属料损失。建立炼钢物料综合管理系统，尤其对钢渣按月进行物料平衡测算，实现钢铁料消耗精细化管理；钢坯出厂严格把关，杜绝流失；每浇最后一炉中间包分流拉完，减少中间包余钢及尾坯的浪费；每一炉大包钢水要浇净，减少大包余钢；为了减少钢铁料流失，对炉下散渣进行磁选回收，深入开展除尘灰、红泥、氧化铁皮含铁物料回收活动，建立了每日回收数据统计台账，做到日跟踪与日分析，及时掌握回收情况进行分析，确保含铁物料不会造成浪费和流失。

2）制定合理的激励机制。引入经济责任制调控手段，坚持班班经济核算，开展钢铁料消耗攻关，促进职工节能降耗意识提高。

3 结 语

通过以上措施的实施，不仅优化了炼钢重要技经指标，同时实现了降本增效。通过对宣钢大型化转炉降低钢铁料消耗的工艺研究，提高了企业操作水平与管理水平，钢铁料消耗2020年实现1 041.606 kg/t，比2019年同比降低7.323 kg/t，优于行业平均指标8.784 kg/t，达到了集团第一，在国家统计的60余家行业中进入前10名，实现了行业领先水平。