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(lu)煉(lian)鋼(gang)概況
國內煉(lian)鋼(gang)(gang)廠生產工(gong)藝(yi)一(yi)般(ban)為：鐵(tie)水(shui)預處理脫硫→頂底復吹轉(zhuan)爐(lu)（精(jing)煉(lian)）→連鑄。煉(lian)鋼(gang)(gang)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)控(kong)制的(de)(de)水(shui)平直(zhi)接影(ying)響到鋼(gang)(gang)鐵(tie)企業產品的(de)(de)市場競爭力，其中(zhong)轉(zhuan)爐(lu)冶煉(lian)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)是煉(lian)鋼(gang)(gang)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)控(kong)制的(de)(de)重(zhong)要(yao)環(huan)節。煉(lian)鋼(gang)(gang)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)主(zhu)要(yao)有(you)(you)可(ke)變成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)、固定成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)和(he)綜(zong)合回收成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)，影(ying)響最(zui)大(da)(da)的(de)(de)是可(ke)變成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)，可(ke)變成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)包括鋼(gang)(gang)鐵(tie)料(liao)(liao)(liao)(liao)消(xiao)(xiao)耗(hao)、合金料(liao)(liao)(liao)(liao)、輔(fu)料(liao)(liao)(liao)(liao)、動力等，鋼(gang)(gang)鐵(tie)料(liao)(liao)(liao)(liao)消(xiao)(xiao)耗(hao)大(da)(da)約占煉(lian)鋼(gang)(gang)總成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)的(de)(de)86%，降(jiang)低(di)(di)鋼(gang)(gang)鐵(tie)料(liao)(liao)(liao)(liao)消(xiao)(xiao)耗(hao)是降(jiang)低(di)(di)煉(lian)鋼(gang)(gang)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)的(de)(de)主(zhu)要(yao)途徑之一(yi)。轉(zhuan)爐(lu)冶煉(lian)過(guo)程的(de)(de)鋼(gang)(gang)鐵(tie)料(liao)(liao)(liao)(liao)消(xiao)(xiao)耗(hao)仍(reng)占總鋼(gang)(gang)鐵(tie)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)65%以上，降(jiang)低(di)(di)鋼(gang)(gang)鐵(tie)料(liao)(liao)(liao)(liao)消(xiao)(xiao)耗(hao)主(zhu)要(yao)有(you)(you)減少噴濺、降(jiang)低(di)(di)鐵(tie)損、減少倒渣帶鋼(gang)(gang)等措(cuo)施(shi)。在最(zui)大(da)(da)限度(du)降(jiang)低(di)(di)鋼(gang)(gang)鐵(tie)料(liao)(liao)(liao)(liao)消(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)(de)同時，進一(yi)步降(jiang)低(di)(di)原(yuan)輔(fu)料(liao)(liao)(liao)(liao)消(xiao)(xiao)耗(hao)，也是實現降(jiang)低(di)(di)轉(zhuan)爐(lu)冶煉(lian)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)的(de)(de)重(zhong)要(yao)措(cuo)施(shi)。
從煉鋼鐵料(liao)消耗(hao)看，分為可回(hui)收部(bu)(bu)(bu)分與不(bu)可回(hui)收部(bu)(bu)(bu)分。可回(hui)收部(bu)(bu)(bu)分包括：中(zhong)間包殘余廢鋼、連鑄坯切頭切尾(wei)、煙塵中(zhong)鐵全部(bu)(bu)(bu)回(hui)收：不(bu)可回(hui)收部(bu)(bu)(bu)分主要為轉(zhuan)爐(lu)渣中(zhong)的(de)鐵，一般100kg爐(lu)渣含(han)鐵15kg~20kg，渣量80kg~100kg/t。針對轉(zhuan)爐(lu)大渣量的(de)吹煉方法造成金屬收得率低、輔料(liao)消耗(hao)高等問題(ti)，提出了少(shao)渣冶煉技術(shu)。
“留(liu)渣(zha)(zha)”操作(zuo)有利(li)(li)于初期渣(zha)(zha)盡早(zao)形成(cheng)、有利(li)(li)于提高前期去除磷的(de)(de)效率、有利(li)(li)于保護爐襯，并且節(jie)省石(shi)灰用(yong)量(liang)，“雙(shuang)渣(zha)(zha)”冶煉(lian)工(gong)(gong)藝，會(hui)造(zao)成(cheng)30%－40%的(de)(de)煤氣損失、5min-7min的(de)(de)冶煉(lian)周(zhou)期延長(chang)。基于“留(liu)渣(zha)(zha)”操作(zuo)的(de)(de)優勢(shi)及“雙(shuang)渣(zha)(zha)”工(gong)(gong)藝的(de)(de)弊端，采用(yong)低成(cheng)本(ben)的(de)(de)“留(liu)渣(zha)(zha)單渣(zha)(zha)”法轉爐冶煉(lian)工(gong)(gong)藝就顯得極為(wei)重要，在(zai)滿足出鋼磷含量(liang)的(de)(de)要求(qiu)下，降(jiang)(jiang)低渣(zha)(zha)料消耗和爐渣(zha)(zha)中全(quan)鐵含量(liang)，提高金屬(shu)收得率，實現煉(lian)鋼廠降(jiang)(jiang)低生產(chan)成(cheng)本(ben)的(de)(de)目的(de)(de)。
2. 降低轉(zhuan)爐成本措施分析
a. 鐵水“三脫”預處(chu)理
低成本轉爐煉(lian)(lian)鋼(gang)(gang)技術的(de)預處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理中(zhong)，鐵(tie)水(shui)“三脫(tuo)”占(zhan)據著重要(yao)的(de)比重，預處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理中(zhong)，原料(liao)鋼(gang)(gang)材(cai)才經過高(gao)爐煉(lian)(lian)造后首先要(yao)進行(xing)脫(tuo)硫(liu)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理，其次要(yao)進行(xing)脫(tuo)磷與脫(tuo)碳處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理，處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理后的(de)殘渣進行(xing)再(zai)利用(yong)(yong)精煉(lian)(lian)，經過高(gao)速板抷(pi)連鑄機處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理達到(dao)(dao)預處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理目的(de)。高(gao)爐煉(lian)(lian)造中(zhong)可以明顯看出使用(yong)(yong)了“一罐到(dao)(dao)底”技術，它能夠對(dui)于鐵(tie)水(shui)包進行(xing)多功能化處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理，脫(tuo)硫(liu)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理效率達到(dao)(dao)98%以上(shang)，處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理后的(de)半鋼(gang)(gang)材(cai)磷質(zhi)量分(fen)數低于0.0346%，基本實現(xian)脫(tuo)磷化。
b. 脫碳爐(lu)提(ti)高(gao)供氧強(qiang)度
轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)生產高效化(hua)中重要組成部分就(jiu)是使得煉鋼(gang)過程速(su)率提(ti)(ti)升(sheng)，所以(yi)需要進(jin)行(xing)供氧強度的(de)(de)提(ti)(ti)升(sheng)，提(ti)(ti)升(sheng)供養強度的(de)(de)重要優勢就(jiu)是可以(yi)提(ti)(ti)升(sheng)鋼(gang)材成渣的(de)(de)難度與(yu)脫碳速(su)度，能夠使得粉塵量激增，能讓終(zhong)點控制相對容易穩定。在日本(ben)的(de)(de)JFE福山廠中的(de)(de)兩座300t轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)中采取了(le)脫磷與(yu)脫碳雙(shuang)聯(lian)工藝過后，吹(chui)煉的(de)(de)時間得到了(le)縮減，降(jiang)低(di)了(le)2min，同時終(zhong)點操作所需時間也縮短了(le)1min，成功(gong)將冶煉周期從29min降(jiang)低(di)到了(le)26min，作業(ye)率提(ti)(ti)升(sheng)了(le)4%。
c. 全程吹(chui)氮轉(zhuan)爐低吹(chui)工藝探究
對(dui)于低成(cheng)本(ben)轉爐(lu)(lu)煉鋼(gang)(gang)技術而言，大多(duo)采(cai)用(yong)的(de)(de)是使用(yong)頂吹(chui)(chui)(chui)或是低吹(chui)(chui)(chui)氮(dan)(dan)(dan)氣(qi)等惰(duo)性(xing)氣(qi)體來進行對(dui)于煉鋼(gang)(gang)全程(cheng)(cheng)的(de)(de)推動，全程(cheng)(cheng)吹(chui)(chui)(chui)氮(dan)(dan)(dan)技術能(neng)夠(gou)(gou)對(dui)于鋼(gang)(gang)水氧(yang)(yang)(yang)化(hua)性(xing)進行降低，對(dui)于氣(qi)體雜質進行統一清(qing)除(chu)。在(zai)煉鋼(gang)(gang)過程(cheng)(cheng)中(zhong)的(de)(de)個(ge)碳(tan)(tan)氧(yang)(yang)(yang)反(fan)應區表層(ceng)溫度可以達到2600℃，對(dui)于表明活性(xing)元素而言會(hui)降低其對(dui)于脫(tuo)氮(dan)(dan)(dan)的(de)(de)阻礙(ai)作(zuo)用(yong)，鋼(gang)(gang)液會(hui)在(zai)這時(shi)經過一系列的(de)(de)碳(tan)(tan)氧(yang)(yang)(yang)反(fan)應生成(cheng)較多(duo)的(de)(de)一氧(yang)(yang)(yang)化(hua)碳(tan)(tan)氣(qi)泡(pao)，這些能(neng)夠(gou)(gou)自由行動的(de)(de)氣(qi)泡(pao)會(hui)進行脫(tuo)氮(dan)(dan)(dan)。在(zai)低成(cheng)本(ben)轉爐(lu)(lu)脫(tuo)碳(tan)(tan)過程(cheng)(cheng)中(zhong)會(hui)因(yin)為吹(chui)(chui)(chui)氧(yang)(yang)(yang)而發生相對(dui)比例餓的(de)(de)碳(tan)(tan)氧(yang)(yang)(yang)反(fan)應，反(fan)應中(zhong)會(hui)出現較多(duo)的(de)(de)一氧(yang)(yang)(yang)化(hua)碳(tan)(tan)氣(qi)泡(pao)，轉爐(lu)(lu)吹(chui)(chui)(chui)氧(yang)(yang)(yang)脫(tuo)碳(tan)(tan)過程(cheng)(cheng)中(zhong)脫(tuo)碳(tan)(tan)的(de)(de)速度與(yu)脫(tuo)氮(dan)(dan)(dan)速度有著關系式。
3. 轉爐煉鋼控制(zhi)模型研究
a. 轉爐模型靜(jing)態控制研究
對于一般情況而(er)言(yan)，轉爐模型(xing)煉鋼的(de)靜態控(kong)制是通過建立起相(xiang)對充足數據后，經(jing)過已知原料(liao)充當(dang)初(chu)始條件，在計算(suan)機中進行(xing)模擬吹煉并充分(fen)計算(suan)的(de)過程。通常靜態控(kong)制分(fen)為三(san)種(zhong)模型(xing)，分(fen)別是統計模型(xing)，增量模型(xing)與理論(lun)模型(xing)。
b. 轉(zhuan)爐成本預測模(mo)型(xing)研究
轉(zhuan)爐(lu)(lu)(lu)重點優(you)(you)化(hua)控制(zhi)屬于轉(zhuan)爐(lu)(lu)(lu)成本預測模型研究的(de)(de)(de)一(yi)個難點，它相對更為復雜的(de)(de)(de)反(fan)應機(ji)理使得(de)最終終點的(de)(de)(de)精(jing)準度(du)得(de)到了相對較大的(de)(de)(de)降低(di)(di)，所以(yi)需要進行對于轉(zhuan)爐(lu)(lu)(lu)煉(lian)鋼(gang)情況(kuang)下的(de)(de)(de)精(jing)準化(hua)終點預報，也(ye)需要進行對于轉(zhuan)爐(lu)(lu)(lu)煉(lian)鋼(gang)終點的(de)(de)(de)優(you)(you)化(hua)控制(zhi)，孫宗輝教授通過已(yi)有的(de)(de)(de)冶金(jin)學的(de)(de)(de)原理，將優(you)(you)化(hua)金(jin)屬爐(lu)(lu)(lu)料配比作為實(shi)驗研究的(de)(de)(de)重點目標，對于現行規(gui)劃模型配比爐(lu)(lu)(lu)料進行統一(yi)規(gui)劃，充分證明了該模型對于轉(zhuan)爐(lu)(lu)(lu)成本的(de)(de)(de)降低(di)(di)是存在著較大的(de)(de)(de)價值(zhi)的(de)(de)(de)。
c. 轉爐煉鋼控(kong)制模型涉及算法(fa)研究
對于(yu)轉爐煉鋼(gang)控制模型算法(fa)中，目(mu)前國內外統一(yi)研究認為成(cheng)本(ben)作(zuo)(zuo)業法(fa)（Activity-Based Costing ABC）屬于(yu)相對實用的(de)(de)(de)算法(fa)，這種算法(fa)開始于(yu)20世紀(ji)80年(nian)代末(mo)，它對于(yu)作(zuo)(zuo)業，成(cheng)本(ben)與(yu)作(zuo)(zuo)業會計這些(xie)名詞做了相對精(jing)準系統的(de)(de)(de)定(ding)義，對于(yu)ABC法(fa)的(de)(de)(de)成(cheng)本(ben)動因分析(xi)選擇(ze)、成(cheng)本(ben)庫的(de)(de)(de)統一(yi)建(jian)立、運(yun)行程序(xu)的(de)(de)(de)分析(xi)做了更為統一(yi)的(de)(de)(de)規(gui)劃，奠定(ding)了ABC研究法(fa)的(de)(de)(de)理論基礎。目(mu)前我國的(de)(de)(de)鋼(gang)鐵企業由于(yu)企業龐大，且運(yun)用先進算法(fa)較晚，所以(yi)無法(fa)準備保證核算數據的(de)(de)(de)明細與(yu)及時性(xing)，對于(yu)真實成(cheng)本(ben)的(de)(de)(de)輸入數據難以(yi)計算，這些(xie)先決條(tiao)件(jian)決定(ding)了ABC法(fa)適(shi)合用于(yu)目(mu)前我國鋼(gang)鐵企業的(de)(de)(de)煉鋼(gang)技術模型成(cheng)本(ben)核算模式。
4. 結語(yu)
現(xian)階段國(guo)內外轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)煉(lian)鋼技術研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)企(qi)業都存在(zai)轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)渣(zha)(zha)料消耗相(xiang)對較多(duo)，渣(zha)(zha)中(zhong)(zhong)雜(za)質含量(liang)較高的問(wen)題(ti)，所以(yi)需要轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)技術利用返(fan)回終渣(zha)(zha)來減少(shao)這種現(xian)象(xiang)的發生，同時也可(ke)以(yi)降低(di)終渣(zha)(zha)中(zhong)(zhong)的，針(zhen)對相(xiang)對多(duo)的鋼種而言磷含量(liang)要求也有(you)所不同，所以(yi)需要進行對應終渣(zha)(zha)的反復利用與(yu)降低(di)全鐵含量(liang)，浙江(jiang)至德鋼業有(you)限公司將針(zhen)對這一現(xian)象(xiang)進行成(cheng)本(ben)控制與(yu)模(mo)型構件(jian)，為企(qi)業一線低(di)成(cheng)本(ben)轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)煉(lian)鋼技術研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)提供理論依據，通過對于低(di)成(cheng)本(ben)轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)煉(lian)鋼概況分析與(yu)模(mo)型工(gong)藝研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)，尋找研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)相(xiang)對低(di)成(cheng)本(ben)的轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)煉(lian)鋼技術。
