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. 低成本轉爐煉鋼概況
國(guo)內煉鋼(gang)(gang)廠生產(chan)工藝一(yi)般為：鐵(tie)水預(yu)處理脫硫→頂底復(fu)吹轉(zhuan)(zhuan)爐（精煉）→連鑄。煉鋼(gang)(gang)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本控(kong)(kong)制的(de)(de)水平直接影(ying)響到鋼(gang)(gang)鐵(tie)企業產(chan)品的(de)(de)市場競(jing)爭力(li)，其中轉(zhuan)(zhuan)爐冶煉成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本是煉鋼(gang)(gang)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本控(kong)(kong)制的(de)(de)重要環節。煉鋼(gang)(gang)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本主(zhu)要有(you)可變成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本、固定成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本和綜合(he)回收(shou)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本，影(ying)響最大(da)的(de)(de)是可變成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本，可變成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本包括鋼(gang)(gang)鐵(tie)料消耗(hao)(hao)、合(he)金料、輔(fu)料、動力(li)等(deng)(deng)，鋼(gang)(gang)鐵(tie)料消耗(hao)(hao)大(da)約占煉鋼(gang)(gang)總成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本的(de)(de)86%，降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)低鋼(gang)(gang)鐵(tie)料消耗(hao)(hao)是降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)低煉鋼(gang)(gang)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本的(de)(de)主(zhu)要途徑(jing)之一(yi)。轉(zhuan)(zhuan)爐冶煉過(guo)程的(de)(de)鋼(gang)(gang)鐵(tie)料消耗(hao)(hao)仍(reng)占總鋼(gang)(gang)鐵(tie)料的(de)(de)65%以上(shang)，降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)低鋼(gang)(gang)鐵(tie)料消耗(hao)(hao)主(zhu)要有(you)減少(shao)噴濺、降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)低鐵(tie)損、減少(shao)倒渣帶(dai)鋼(gang)(gang)等(deng)(deng)措施(shi)。在最大(da)限度(du)降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)低鋼(gang)(gang)鐵(tie)料消耗(hao)(hao)的(de)(de)同時，進一(yi)步(bu)降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)低原輔(fu)料消耗(hao)(hao)，也是實現降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)低轉(zhuan)(zhuan)爐冶煉成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本的(de)(de)重要措施(shi)。
從煉鋼鐵料消耗看(kan)，分(fen)為可回(hui)收部(bu)分(fen)與不(bu)可回(hui)收部(bu)分(fen)。可回(hui)收部(bu)分(fen)包(bao)括：中(zhong)間包(bao)殘余廢鋼、連(lian)鑄(zhu)坯切頭切尾、煙塵中(zhong)鐵全(quan)部(bu)回(hui)收：不(bu)可回(hui)收部(bu)分(fen)主要(yao)為轉爐(lu)渣(zha)中(zhong)的(de)鐵，一(yi)般100kg爐(lu)渣(zha)含鐵15kg~20kg，渣(zha)量80kg~100kg/t。針對轉爐(lu)大渣(zha)量的(de)吹煉方法造成(cheng)金(jin)屬(shu)收得率低、輔料消耗高等問題，提出了少渣(zha)冶煉技術。
“留(liu)渣(zha)”操(cao)作有利(li)于(yu)初期(qi)渣(zha)盡早形成(cheng)、有利(li)于(yu)提高前期(qi)去除磷的(de)效率(lv)、有利(li)于(yu)保護爐(lu)(lu)襯，并且節省石灰用量(liang)，“雙(shuang)渣(zha)”冶(ye)煉(lian)工藝(yi)，會造成(cheng)30%－40%的(de)煤(mei)氣損失、5min-7min的(de)冶(ye)煉(lian)周(zhou)期(qi)延(yan)長(chang)。基(ji)于(yu)“留(liu)渣(zha)”操(cao)作的(de)優勢及“雙(shuang)渣(zha)”工藝(yi)的(de)弊端，采用低(di)成(cheng)本的(de)“留(liu)渣(zha)單(dan)渣(zha)”法(fa)轉爐(lu)(lu)冶(ye)煉(lian)工藝(yi)就顯得極(ji)為重要，在滿足(zu)出鋼磷含量(liang)的(de)要求下，降低(di)渣(zha)料消耗和爐(lu)(lu)渣(zha)中全鐵含量(liang)，提高金屬收得率(lv)，實現煉(lian)鋼廠(chang)降低(di)生產(chan)成(cheng)本的(de)目的(de)。
2. 降低轉爐成本措施(shi)分(fen)析
a. 鐵水“三脫(tuo)”預(yu)處理
低(di)成本轉爐煉(lian)鋼技術的(de)預處(chu)理(li)(li)中(zhong)(zhong)，鐵水“三脫(tuo)”占據著重要(yao)的(de)比(bi)重，預處(chu)理(li)(li)中(zhong)(zhong)，原料鋼材才經過高(gao)(gao)爐煉(lian)造后(hou)首(shou)先要(yao)進行脫(tuo)硫處(chu)理(li)(li)，其次要(yao)進行脫(tuo)磷(lin)與脫(tuo)碳處(chu)理(li)(li)，處(chu)理(li)(li)后(hou)的(de)殘渣進行再利用(yong)精煉(lian)，經過高(gao)(gao)速板(ban)抷連鑄機(ji)處(chu)理(li)(li)達到預處(chu)理(li)(li)目的(de)。高(gao)(gao)爐煉(lian)造中(zhong)(zhong)可以明(ming)顯看出使用(yong)了(le)“一罐(guan)到底”技術，它能(neng)夠對于(yu)鐵水包進行多功能(neng)化處(chu)理(li)(li)，脫(tuo)硫處(chu)理(li)(li)效率達到98%以上，處(chu)理(li)(li)后(hou)的(de)半鋼材磷(lin)質量分數低(di)于(yu)0.0346%，基(ji)本實現脫(tuo)磷(lin)化。
b. 脫碳爐提(ti)高供(gong)氧強(qiang)度
轉(zhuan)爐生產高效化中重(zhong)要(yao)組成(cheng)部分就是(shi)使得(de)煉(lian)鋼(gang)過程速率提(ti)(ti)升(sheng)(sheng)(sheng)，所以需要(yao)進行供氧強度(du)(du)的(de)提(ti)(ti)升(sheng)(sheng)(sheng)，提(ti)(ti)升(sheng)(sheng)(sheng)供養強度(du)(du)的(de)重(zhong)要(yao)優勢(shi)就是(shi)可以提(ti)(ti)升(sheng)(sheng)(sheng)鋼(gang)材成(cheng)渣的(de)難度(du)(du)與脫碳速度(du)(du)，能(neng)夠使得(de)粉塵量激增，能(neng)讓終點控制相(xiang)對容易穩(wen)定。在日本(ben)的(de)JFE福山廠中的(de)兩座300t轉(zhuan)爐中采取了(le)脫磷與脫碳雙(shuang)聯工藝過后，吹(chui)煉(lian)的(de)時間得(de)到(dao)(dao)了(le)縮(suo)減，降低了(le)2min，同時終點操作所需時間也縮(suo)短了(le)1min，成(cheng)功將冶煉(lian)周(zhou)期從29min降低到(dao)(dao)了(le)26min，作業率提(ti)(ti)升(sheng)(sheng)(sheng)了(le)4%。
c. 全(quan)程吹氮轉爐低吹工藝探(tan)究
對于(yu)(yu)低(di)(di)成本轉(zhuan)(zhuan)爐煉鋼技術(shu)而言，大多采用的(de)(de)是使用頂(ding)吹(chui)(chui)(chui)或是低(di)(di)吹(chui)(chui)(chui)氮(dan)氣(qi)(qi)等惰性(xing)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)來進(jin)行(xing)(xing)(xing)對于(yu)(yu)煉鋼全程的(de)(de)推動(dong)，全程吹(chui)(chui)(chui)氮(dan)技術(shu)能(neng)夠對于(yu)(yu)鋼水氧(yang)(yang)化(hua)性(xing)進(jin)行(xing)(xing)(xing)降低(di)(di)，對于(yu)(yu)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)雜(za)質進(jin)行(xing)(xing)(xing)統一清除。在(zai)煉鋼過程中(zhong)(zhong)的(de)(de)個碳(tan)氧(yang)(yang)反應區(qu)表層溫度可以達到(dao)2600℃，對于(yu)(yu)表明活(huo)性(xing)元(yuan)素而言會(hui)降低(di)(di)其(qi)對于(yu)(yu)脫(tuo)氮(dan)的(de)(de)阻礙作用，鋼液(ye)會(hui)在(zai)這(zhe)時經(jing)過一系列的(de)(de)碳(tan)氧(yang)(yang)反應生(sheng)(sheng)成較多的(de)(de)一氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)氣(qi)(qi)泡，這(zhe)些能(neng)夠自由行(xing)(xing)(xing)動(dong)的(de)(de)氣(qi)(qi)泡會(hui)進(jin)行(xing)(xing)(xing)脫(tuo)氮(dan)。在(zai)低(di)(di)成本轉(zhuan)(zhuan)爐脫(tuo)碳(tan)過程中(zhong)(zhong)會(hui)因為吹(chui)(chui)(chui)氧(yang)(yang)而發生(sheng)(sheng)相(xiang)對比例餓的(de)(de)碳(tan)氧(yang)(yang)反應，反應中(zhong)(zhong)會(hui)出現較多的(de)(de)一氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)氣(qi)(qi)泡，轉(zhuan)(zhuan)爐吹(chui)(chui)(chui)氧(yang)(yang)脫(tuo)碳(tan)過程中(zhong)(zhong)脫(tuo)碳(tan)的(de)(de)速(su)度與脫(tuo)氮(dan)速(su)度有著關(guan)系式。
3. 轉(zhuan)爐煉(lian)鋼控(kong)制模(mo)型研究
a. 轉爐模型(xing)靜態控制研究
對(dui)于(yu)一般情況而言，轉(zhuan)爐模型煉鋼(gang)的(de)靜態控制(zhi)是(shi)通過(guo)建立起相對(dui)充足數據后，經(jing)過(guo)已知(zhi)原料充當初始條件(jian)，在計(ji)算機中(zhong)進行(xing)模擬吹煉并(bing)充分(fen)計(ji)算的(de)過(guo)程。通常靜態控制(zhi)分(fen)為三(san)種模型，分(fen)別是(shi)統計(ji)模型，增量(liang)模型與理論(lun)模型。
b. 轉爐成(cheng)本(ben)預測(ce)模型研究
轉(zhuan)爐重(zhong)點(dian)優(you)化(hua)控制(zhi)屬于(yu)轉(zhuan)爐成本(ben)預(yu)測模(mo)型(xing)研究的(de)(de)(de)(de)(de)一個難點(dian)，它相對(dui)(dui)更為復雜的(de)(de)(de)(de)(de)反應機理使得最終(zhong)終(zhong)點(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)精(jing)準度得到了相對(dui)(dui)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)降低，所以需要進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)對(dui)(dui)于(yu)轉(zhuan)爐煉(lian)鋼情(qing)況下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)精(jing)準化(hua)終(zhong)點(dian)預(yu)報，也(ye)需要進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)對(dui)(dui)于(yu)轉(zhuan)爐煉(lian)鋼終(zhong)點(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)優(you)化(hua)控制(zhi)，孫宗輝教授通過已有的(de)(de)(de)(de)(de)冶金學的(de)(de)(de)(de)(de)原理，將優(you)化(hua)金屬爐料(liao)配比(bi)(bi)作為實驗研究的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)點(dian)目標(biao)，對(dui)(dui)于(yu)現行(xing)(xing)規劃(hua)(hua)模(mo)型(xing)配比(bi)(bi)爐料(liao)進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)統一規劃(hua)(hua)，充分證明了該模(mo)型(xing)對(dui)(dui)于(yu)轉(zhuan)爐成本(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)降低是存在(zai)著較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)價值的(de)(de)(de)(de)(de)。
c. 轉爐煉鋼控制模型涉(she)及算法研究
對(dui)于(yu)轉(zhuan)爐煉鋼控制(zhi)模型算(suan)(suan)法(fa)(fa)中，目前(qian)國(guo)(guo)內外統一(yi)研究(jiu)認為成本(ben)作業法(fa)(fa)（Activity-Based Costing ABC）屬于(yu)相(xiang)對(dui)實(shi)用的(de)算(suan)(suan)法(fa)(fa)，這(zhe)種算(suan)(suan)法(fa)(fa)開(kai)始于(yu)20世紀(ji)80年代末(mo)，它對(dui)于(yu)作業，成本(ben)與作業會計(ji)這(zhe)些名詞做了(le)相(xiang)對(dui)精準(zhun)系(xi)統的(de)定義，對(dui)于(yu)ABC法(fa)(fa)的(de)成本(ben)動因分(fen)析(xi)選擇、成本(ben)庫(ku)的(de)統一(yi)建立、運行程序的(de)分(fen)析(xi)做了(le)更為統一(yi)的(de)規劃(hua)，奠(dian)定了(le)ABC研究(jiu)法(fa)(fa)的(de)理論基礎。目前(qian)我國(guo)(guo)的(de)鋼鐵企業由于(yu)企業龐大，且運用先進算(suan)(suan)法(fa)(fa)較晚，所以無法(fa)(fa)準(zhun)備保證核(he)算(suan)(suan)數據的(de)明(ming)細與及時(shi)性(xing)，對(dui)于(yu)真(zhen)實(shi)成本(ben)的(de)輸入數據難以計(ji)算(suan)(suan)，這(zhe)些先決(jue)條件(jian)決(jue)定了(le)ABC法(fa)(fa)適合用于(yu)目前(qian)我國(guo)(guo)鋼鐵企業的(de)煉鋼技術模型成本(ben)核(he)算(suan)(suan)模式。
4. 結(jie)語
現階段(duan)國內(nei)外轉爐(lu)(lu)煉鋼(gang)技(ji)(ji)術研(yan)究企業(ye)都存在轉爐(lu)(lu)渣(zha)料消耗相(xiang)(xiang)對較多(duo)，渣(zha)中雜(za)質含量(liang)較高的問題，所(suo)以需(xu)要(yao)轉爐(lu)(lu)技(ji)(ji)術利用(yong)返(fan)回終渣(zha)來減少(shao)這種(zhong)現象(xiang)的發(fa)生，同時(shi)也可以降低(di)終渣(zha)中的，針對相(xiang)(xiang)對多(duo)的鋼(gang)種(zhong)而言(yan)磷含量(liang)要(yao)求也有所(suo)不同，所(suo)以需(xu)要(yao)進(jin)行對應終渣(zha)的反復(fu)利用(yong)與降低(di)全鐵含量(liang)，浙江至德鋼(gang)業(ye)有限公司將針對這一現象(xiang)進(jin)行成(cheng)(cheng)本控制與模型(xing)構(gou)件，為企業(ye)一線(xian)低(di)成(cheng)(cheng)本轉爐(lu)(lu)煉鋼(gang)技(ji)(ji)術研(yan)究提供(gong)理(li)論(lun)依(yi)據，通過對于低(di)成(cheng)(cheng)本轉爐(lu)(lu)煉鋼(gang)概(gai)況分析與模型(xing)工藝(yi)研(yan)究，尋找研(yan)究相(xiang)(xiang)對低(di)成(cheng)(cheng)本的轉爐(lu)(lu)煉鋼(gang)技(ji)(ji)術。
