簡介
2001年，水城鋼鐵公司煉鋼廠在三座15t轉爐進行逐個擴容和3台三機三流小方坯連鑄機進行高效化改造，影響煉鋼生產125天的情況下，產鋼127萬t。並在三座轉爐爐襯未達預期壽命和在2001年9月底才開始實施濺渣護爐的前提下，使平均爐齡從2000年的7946爐提高到11705爐。在因礦石運距長、鐵水單價達960元/t的前提下，煉鋼成本2000年為1305．29元/t，2001年1300．89元/t，較1999年的生產成本分別降低33．04元/t和37．44元/t，因成本降低為公司創效分別為4866．8萬元和4766萬元。這些成績取得的關鍵是近兩年來煉鋼廠對冶煉工藝、鋼水溫度控制、科學管理實施全面最佳化的結果 。
煉鋼工藝最佳化是指標的基礎
為進一步提高經濟效益，2000年煉鋼廠在吸取以往經驗和教訓的基礎上，在確保冶煉初期爐渣化早、化好、鹼度合理、渣中氧化鐵和MgO含量較高、有利於去除P、S，有利於保護爐襯的條件下，對轉爐冶煉的全過程進行了最佳化。
1 原料系統最佳化
原料系統最佳化主要有三個方面：一是嚴格控制和掌握鐵水成份、溫度的波動，強化對廢鋼、生鐵塊、鐵合金的管理。對各類原材料的成份、清潔度等均應做到心中有數；二是以輕燒白雲石代替菱鎂球和生白雲石造渣；三是在沒有活性石灰的情況下，儘量穩定石灰中CaO的有效成份，嚴格控制生過燒率。
2 裝入制度的最佳化
裝入量的大小對轉爐冶煉的技術經濟指標影響較大。裝入量過大，會導致造渣困難、噴濺嚴重、冶煉時間延長、爐齡降低等危害；裝入量過小，爐底易受氧氣流股衝擊導致損壞。為此，通過大量實踐，對裝入量的最佳化主要從以下三個方面著手。
（1）合理確定廢鋼比
在穩定鐵水溫度及鐵水成份Si、P含量的基礎上，通過計算，將2000年前憑經驗確定的廢鋼比15～20%最佳化為～15% 。
（2） 合理確定爐容比
為有利成渣和減少噴濺，將過去片面強調爐產量而確定的爐容比0．65m3/t鋼最佳化為0．8 m]/t鋼。
（3）穩定裝入量
為穩定生產組織，穩定轉爐和連鑄操作，在整個爐役期均採用定量裝入制度，並將其精確度由過去的±1.0t/爐最佳化為±0．3t/爐。從2000年5月起，將裝入量的合格率納入獎懲條例。其合格率由2000年5～1 2月的69．32%提高到2001年的99．38%。
3 造渣制度的最佳化
常言說：煉鋼即煉渣，所以，冶煉的整個過程就是為了煉好爐渣，以利於有效去除S、P，合理調節鋼的成份。
（1）爐渣鹼度
在確保初渣早化、過程渣化好、終渣作粘的前提下，將爐渣鹼度由過去的3-3．5最佳化為2．6-3．0，終渣Mgo控制由過去的6-8%最佳化為8 12%。終渣中FeO從小於23%降至小於18%。
（2） 螢石
螢石雖有促進石灰快速熔解、提高爐渣流動性等特點，但其用量過大，卻增加噴濺，加速爐渣對爐襯的侵蝕。為此，對螢石用量從過去的噸鋼小於8kg最佳化為噸鋼小於3kg。
（3）用輕燒白雲石取代菱鎂球造渣
白雲石造渣雖有利於早化渣和減輕初渣對爐襯侵蝕的作用，但其能耗大，且易引起爐底上漲；用輕燒菱鎂球效果好，但其成本較高。改用輕燒白雲石造渣後效果更佳。終渣Mgo含量在9-12% ，可直接濺渣護爐，對降低成本意義更大。
4 供氧制度的最佳化
（1） 合理確定供氧強度
在不造成過大噴濺的條件下，為有利於化渣和縮短純供氧時間，將供氧強度由過去的3．5-3．8m3/t．rain最佳化為4．0 4．5 m3/t．min。
（2） 改進槍頭及其參數
為達到操作過程穩定順行的目的，對氧槍的槍頭及其工藝參數進行了最佳化。氧槍喉口直徑由24．5mm最佳化為26．5mm，出口直徑由30．5mm最佳化為34ram，馬赫數由1．97調節為1．98。
（3） 氧槍操作制度的最佳化
為確保氧氣流股對金屬熔池既要有一定的衝擊面積，又要有一定的衝擊深度，為此，必須尋求最佳的氧槍操作制度。槍位與氧壓的最佳化配合，使其冶煉達到適時化渣，減少噴濺，縮短供氧時間，準確拉碳的目的。氧槍操作制度最佳化後，轉爐的冶煉周期由過去28min/爐縮短為21—22min/爐。
5 終點鋼水成分控制上的最佳化
由於小轉爐的生產節奏快，爐內化學反應迅速且很複雜，鋼水成分大多依賴快速分析和人工憑操作經驗予以控制。因此，終點C和FeO的控制成為冶煉中最重要的一個環節。
（1）改增碳法控制
為拉碳法控制為提高終點碳含量，降低鋼水氧化性和鋼中夾雜物含量，以提高合金和金屬收得率，提高爐襯壽命，減少鐵合金和增碳劑的消耗。經過反覆的對比試驗，從2000年5月起，將增碳法冶煉最佳化為拉碳法控制，將其終點碳由過去的0．02—0．08% 提高到0．08 0．14% ，終渣FeO由過去的18 23%降到16%左右。
（2）脫氧工藝的最佳化
脫氧工藝最佳化主要有二個方面：一是為保證合金收得率的穩定，出鋼初期使用一定量的多功能脫氧劑；二是對部分鋼種增加si、ca、Ba複合脫氧劑及其用量。
過程溫度的系統最佳化是指標的核心
為有效控制轉爐冶煉過程中熱量的合理收入和支出，通過熱平衡計算，對轉爐冶煉及各工序過程中的鋼水溫度進行全方位的最佳化控制。
1 冶煉過程中溫度的最佳化控制
科學控制冶煉過程中爐內溫度的變化是提質降耗的關鍵。2000年5月以前，出鋼溫度雖已控制在1670℃以下，但其第一次倒爐溫度還經常高達1680-1720℃，鐵耗仍然較高，爐齡仍然較低。1999年鋼鐵料消耗達1089kg/t，爐齡才5202爐/役。第一次倒爐溫度最佳化為1600-1650℃後，並納入生產考核後，2001年其合格率達到98% 以上，鋼鐵料消耗降至1078kg/t，爐齡達11705爐/役。
2 出鋼溫度及其相關工序的最佳化
（1）出鋼溫度的最佳化
1999年4月以前，轉爐出鋼溫度一直居高不下，1998年出鋼溫度平均高達1723℃ ，大於1739℃ 的比例曾高達26% ，給煉鋼、連鑄帶來不少的麻煩。對相關工序科學最佳化後，將出鋼溫度降低到：普碳鋼1640℃-1660℃ ，20MnSi鋼1650-1670℃ ，較過去降低50-100℃。經過近3年的實踐，2000年低溫出鋼合格率達98．75%，2001年達到99．12% 。
（2）出鋼工藝的最佳化
出鋼口採用整體更換碳芯的工藝技術，並保持出鋼口大小和形狀的穩定。出鋼時確保鋼水不散流。出鋼時間由過去的2．5-4．5min降至1．5-2．5rain，使出鋼溫降較過去減少約lO℃ 。
（3）鐵合金烘烤工序的最佳化
原有鐵合金烘烤爐因其布置不合理和數量不足，加之運距較長，導致鐵合金的入爐溫度較低，甚至達常溫。最佳化後烘烤爐由原3個增加為6個，合金從烘烤爐放出到加入鋼包由過去10-15rain降為5-8min，加入溫度可達400-60O℃ ，減少鋼水溫降約15-25℃ 。
（4） 鋼包管理及其烘烤工藝的最佳化
為確保紅包出鋼工藝的高溫、穩定，對其進行了工藝技術上的最佳化。
① 完善鋼包烘烤設備在原有8台小火烘烤器、3台臥式快速烘烤設備的基礎上，新增設3台鋼包線上快速烘烤器，使鋼包內襯可以在15rain內由800℃左右快速加熱到1200℃。
② 建立科學的鋼包烘烤制度對新築的鋼包，必須按其規定程式和烘烤制度進行烘烤，使其達到800℃後再予以快速烘烤。
③加快鋼包周轉，縮短空包等待時間通過強化管理，控制裝包時間，使鋼包周轉個數由過去的3O多個降到l2個，鋼包空隙時間由過去的40 50rain縮短到1520rain。
（5） 鋼包吹氬工藝技術的最佳化
吹氬工藝的最佳化主要有兩個方面：一是
改頂吹為底吹，以減少因吹氬棒吸熱導致鋼水溫降；二是實現出鋼過程吹氬，這不僅使合金成份得以均勻，又縮短了過程溫降時間，可減少鋼水溫降約8-10℃。
（6） 鋼水鎮靜時間的最佳化
強化調度管理後，鋼水鎮靜時間由以往的8-30rain降為8-12rain，鎮靜期溫降由10-40℃下降為10-l5℃。
（7） 鋼包保溫工序的最佳化
保溫工序最佳化有二個方面：一是出鋼完畢後分階段加足保溫劑，以減少鋼水輻射熱損；二是對鋼包和中間包堅持加保溫蓋，這樣可確保澆注期溫降在0.5-0.7℃/rain以內。
3 連鑄工藝技術的最佳化
（1）澆注過熱度的最佳化
連鑄中間包鋼水熱度的確定原則由過去重產量轉變為重質量、重市場，為有利鋼質的提高，儘可能減少鑄坯中心疏鬆、中心偏析和縮孔，儘可能抑制柱狀晶生長，擴大鑄坯中心等軸晶。為此，我們將中間包鋼水過熱度由過去的20-50℃降為l0-2O℃ ，以實現真正的低過熱度澆注。
（2）中間包鋼液淨化技術的最佳化
為確保鋼水在中間包內有足夠的淨化時間，以利於夾雜物的上浮和溫度的均勻，對中間包容量和液面高度進行了最佳化：容量由早期的4．5t擴大到14t，最大達到16t；液面高度由400mm加高到700ram，最大達到900ram。
（3）中間包內襯保溫措施的最佳化
為減少中間包包襯的散熱損失，將其內襯由打結層加鎂質塗抹層最佳化為保溫層加打結層，再加可烘烤的鎂質絕熱板層 。
系統最佳化實施後的效果
系統最佳化實施三年以來，煉鋼技術經濟指標迅速提高，經濟效果十分顯著。
1 鋼產量成倍增加
鋼產量從1997年的56．17萬t，迅速提高到2000年的147．2萬t，提高近3倍。
2 綜合合格率提高
綜合合格率從1997年的99．12%提高到2000年的99．81% ，2001年的99．86%。與國內同類型廠家相比，排名從原21名上升到第4名。
3 鋼鐵料消耗及鐵合金消耗大幅降低
鋼鐵料消耗從1997年的1162kg/t降至2000年的1076kg/t，2001年的4 1078kg/t。鐵合金消耗從1999年的23．99kg/t鋼降至2000年的22．55kg/t鋼、2001年的18．66kg/t鋼。相應的鐵合金成本從75．57元/t鋼降至2000年的70．97元/t鋼和2001年的61．62元/t鋼。
4 爐齡高、爐襯消耗低
轉爐爐齡從1997年的1363爐/役提高到2000年的8742爐/役、2001年的11705爐/役。相應的爐襯消耗從30．62kg/t鋼降到2000年的7．79kg/t鋼和2001年的6．64kg/t鋼，爐襯費用從10．9元/t鋼降到2000年的5．9元/t鋼和2001年的5．6元/t鋼。
5 石灰消耗降低
石灰消耗由1997年的136kg/t鋼降到2000年的65kg/t鋼、2001年的61kg/t鋼。相應的石灰費用從l2．8元/t鋼降到2000年的5．33元/t鋼和2001年的5．00元/t鋼。
6 成本大幅降低，效益顯著提高
噸鋼成本從1997年的1664．59元/t降至2000年的1305．29元/t、2001年的l300．89元/t。降幅分別達359．3元/t和363．7元/t。成本降低總費用2000年達52853萬元，2001年達46226萬元。
7 產品質量大幅提高
隨著低溫出鋼、低過熱度澆注和系統工藝技術最佳化的實施，鑄坯表面和內在質量大幅提高。2000年7月，對其冶煉的500爐HRB335 20MnSi螺紋鋼力學性能進行統計，共性能指標平均達HRB400，其中抗拉強度平均達580MPa，屈服強度平均410MPa，延伸率平均為28% ，力學性能合格率達100% 。
