李海军 张小伟

（南京钢铁股份有限公司，江苏南京 210000）

1 概况

南钢炼钢厂现有3 座容量为150t 的顶底复吹转炉，2020 年全年耐磨钢生产碳氧积合格率水平仅为52.3%，远低于2020 年初制定的65%的年度控制目标。针对这一情况，结合钢厂生产中存在的问题，南钢炼钢厂2021 年2 月成立了专项QC 质量控制小组，最终达到了年度设定的70%的控制目标。

2 现状调查

2.1 冶炼工艺路线

根据钢厂设备工艺水平，南钢炼钢厂耐磨钢生产工艺流程为：铁水倒罐→铁水预处理→转炉冶炼→出钢脱氧合金化→LF 精炼炉→（RH 真空炉）→钙处理→连铸。

2.2 现状调查

通过QC 小组调查研究发现，2020年全年南钢炼钢厂耐磨钢终点碳氧积平均合格率仅为52.3%，其中11 月份碳氧积更是仅为30.18%，并且2020 年仅个别月份达到了65%的年度碳氧积合格率控制要求。

3 原因分析

为了针对影响耐磨钢冶炼终点碳氧积合格率的具体原因进行分析，南钢炼钢厂QC 小组全体成员于2021 年2 月，展开头脑风暴，讨论分析。根据数据统计分析，确认导致耐磨钢终点碳氧积合格率低的末端因素有11 项，分别是：静搅时间有差异、点检不符合标准、氩气压力不满足要求、氧气压力不满足要求、流量枪位未按标准、熔池深度的控制、大面补炉控制差、炉底维护差、底吹强度设定不合理、液面高度设定错误、未在取样静搅后等。

4 分析确定要因

4.1 非要因确认

（1）点检不规范

耐磨钢冶炼过程中，管路、仪表等机械设备出现故障，均会对耐磨钢生产造成很大影响，使转炉底吹支管的流量、压力产生较大波动。经现场调查，钢厂管路、仪表等点检均符合有关标准规范。

（2）熔池深度控制差

经调查研究发现，转炉炉役期间，各个炉龄段的熔池平均深度控制与炉衬变化基本相符，符合炉型控制的基本要求。因此，熔池平均深度控制良好，对耐磨钢终点碳氧积影响不大。

（3）氩气压力不足

在耐磨钢终点碳氧积的合格率控制中，氩气压力不足也会对转炉底吹流量的压力波动造成较大影响。经统计2021 年2 月总管压力数据发现，氩气总管实际压力远大于设定压力，符合相关标准。

（4）流量、枪位、氧气压力不足

在耐磨钢冶炼过程中，若各阶段供氧的流量、枪位、氧气压力设定不符合相关供氧制度标准，在一定程度上将会造成转炉顶吹能力不足，进而影响转炉终点炉底控制水平。经统计，转炉流量、枪位、氧气压力设定均符合相关供氧制度标准。

（5）大面补炉控制差

若补炉控制未制定有效的详细计划，也会造成转炉底吹状况及控制中炉型控制不佳，进而影响耐磨钢的碳氧积控制水平。经调查，补炉计划的实施基本符合炉况维护的要求。

4.2 要因

（1）静搅时间有差异

因为人为因素，各转炉不同班组测量前未形成对于转炉主操的统一认识，导致静搅时间上存在较大差异。造成熔池内碳氧反应的不一致，使碳氧积合格率下降。

（2）炉底维护差

由于炉底维护方法的不合理，炉底维护较差，很容易造成转炉炉役期间炉底波动较大，使炉底及透气元件造成损坏。影响转炉底吹的控制水平，使碳氧积增大。

（3）底吹强度设定不合理

底吹强度设定不合理，则容易造成底吹控制期间，大小设定不一致，使炉底水平难以得到有效稳定，进而影响碳氧积的水平。

（4）液面高度设定错误

测量过程中液面高度设定错误，则容易造成探头难以进行有效取样，使终点测量结果无法得到有效保证。导致统计数据失真，底吹控制达不到生产的要求，从而进一步影响碳氧积的控制水平。

（5）未在静搅后取样

从现场调查分析可以发现，终点碳测量过程中，各小组都存在未在静搅后取样，由于取样时间偏早，使终点碳测量结果存在偏差。导致影响碳氧积的控制水平不稳定。

5 制定对策

5.1 统一静搅时间

根据炼钢厂研究发现，静搅时间设定为30秒时，可以保证耐磨钢炉底控制终点氧含量有效降低，使碳氧积大幅度下降。为保证终点碳氧积平稳控制，各班组应有效统一静搅时间，使之不少于30秒。

5.2 涨炉底减少炉底波动

研究发现，耐磨钢冶炼过程中不可避免的会对炉底及其元件造成损伤，且冶炼时间较长损伤越大。为了使炉底得到有效保护，装料时应采取一定的措施，避免炉底造成损伤，同时采取涨炉底的方法，使炉底厚度控制在1000-1100mm之间。

5.3 分钢种制定底吹模式

耐磨钢生产中，由于不同钢种，其终点碳含量有差异，这种情况下底吹方法也难以保持统一。可以采取改善底吹模式的方式，对于不同钢种采取不同的底吹方式，以提高其底吹效果。

5.4 做好液面设定

液面设定有一级和二级两种控制模式，在自动化炼钢系统内每炉次的液面由上一炉次测量结果×修正系数确定。所以其本班次液面设定根据上一班所有炉次测得液面进行加权计算，控制方式选用一级。

5.5 静搅完成后取样

为保证终点碳测量过程中百分百取样，可以采取副枪计算机控制的方式，在二级中设定好静搅时间，时间到达后自动进行测量取样，减少终点碳测量结果的偏差。

6 效果检查及效益分析

表1 改进后的碳氧积合格率统计表

表1所示为改进后的碳氧积合格率统计表格，通过以上相关对策实施后，很好的达到了预期效果，使转炉终点碳氧积合格率得到有效控制，巩固期（9-11月份）平均合格率71.7%，超过了本年度70%的年度控制目标。

6.1 效益分析

（1）直接经济效益

随着耐磨钢碳氧积合格率的不断提高，终点渣中全铁含量得到有效降低，同时钢水纯净度也获得有效改善。钢铁材料消耗量降低，钢水终点氧含量降低约113ppm，使钢水收得率大幅度提高。

（2）产生的社会效益

通过对耐磨钢终点碳氧积合格率的攻关，紧紧围绕提高耐磨钢终点碳氧积合格率为活动目的，稳定了此类钢种的生产顺行，进一步降低了炼钢生产成本，同时为提升钢水纯净度增添了新的举措。

7 结论

造成南钢炼钢厂终点碳氧积合格率过低的因素主要分为人、机、控制方法和测量。通过钢厂采取相关对策并有效实施，最大程度上消除了不利因素对于终点碳氧积的影响。使钢厂碳氧积控制水平得到显著改善，基本达到了2021 年度70%的年度控制目标，并使企业效益得到提升。