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(cheng)本轉(zhuan)爐煉鋼概況(kuang)
國內煉(lian)(lian)鋼(gang)廠生產(chan)工藝一般為：鐵(tie)水預處理脫硫→頂底(di)復(fu)吹轉爐(lu)（精煉(lian)(lian)）→連鑄。煉(lian)(lian)鋼(gang)成(cheng)本(ben)(ben)控制的水平直接(jie)影響到鋼(gang)鐵(tie)企業產(chan)品的市場競爭力(li)，其(qi)中轉爐(lu)冶(ye)煉(lian)(lian)成(cheng)本(ben)(ben)是(shi)煉(lian)(lian)鋼(gang)成(cheng)本(ben)(ben)控制的重要(yao)(yao)環節(jie)。煉(lian)(lian)鋼(gang)成(cheng)本(ben)(ben)主要(yao)(yao)有可變(bian)成(cheng)本(ben)(ben)、固定成(cheng)本(ben)(ben)和綜(zong)合回收成(cheng)本(ben)(ben)，影響最大的是(shi)可變(bian)成(cheng)本(ben)(ben)，可變(bian)成(cheng)本(ben)(ben)包(bao)括鋼(gang)鐵(tie)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)消(xiao)耗(hao)(hao)、合金料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)、輔料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)、動力(li)等，鋼(gang)鐵(tie)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)消(xiao)耗(hao)(hao)大約占煉(lian)(lian)鋼(gang)總(zong)成(cheng)本(ben)(ben)的86%，降(jiang)(jiang)低(di)鋼(gang)鐵(tie)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)消(xiao)耗(hao)(hao)是(shi)降(jiang)(jiang)低(di)煉(lian)(lian)鋼(gang)成(cheng)本(ben)(ben)的主要(yao)(yao)途徑之一。轉爐(lu)冶(ye)煉(lian)(lian)過程的鋼(gang)鐵(tie)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)消(xiao)耗(hao)(hao)仍占總(zong)鋼(gang)鐵(tie)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)的65%以上(shang)，降(jiang)(jiang)低(di)鋼(gang)鐵(tie)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)消(xiao)耗(hao)(hao)主要(yao)(yao)有減(jian)少噴濺、降(jiang)(jiang)低(di)鐵(tie)損、減(jian)少倒渣(zha)帶鋼(gang)等措施(shi)。在最大限(xian)度降(jiang)(jiang)低(di)鋼(gang)鐵(tie)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)消(xiao)耗(hao)(hao)的同時，進一步降(jiang)(jiang)低(di)原輔料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)消(xiao)耗(hao)(hao)，也是(shi)實現降(jiang)(jiang)低(di)轉爐(lu)冶(ye)煉(lian)(lian)成(cheng)本(ben)(ben)的重要(yao)(yao)措施(shi)。
從(cong)煉(lian)(lian)鋼(gang)鐵料消(xiao)耗(hao)看(kan)，分(fen)為可回收部(bu)分(fen)與不(bu)可回收部(bu)分(fen)。可回收部(bu)分(fen)包(bao)括：中間包(bao)殘余(yu)廢鋼(gang)、連(lian)鑄坯(pi)切頭切尾、煙塵中鐵全部(bu)回收：不(bu)可回收部(bu)分(fen)主要(yao)為轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)渣(zha)(zha)中的鐵，一般(ban)100kg爐(lu)渣(zha)(zha)含鐵15kg~20kg，渣(zha)(zha)量(liang)80kg~100kg/t。針對轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)大渣(zha)(zha)量(liang)的吹煉(lian)(lian)方(fang)法造成金屬收得(de)率低、輔料消(xiao)耗(hao)高等問題(ti)，提出(chu)了(le)少(shao)渣(zha)(zha)冶煉(lian)(lian)技術。
“留(liu)(liu)渣(zha)”操(cao)作有利(li)(li)于初期渣(zha)盡早(zao)形成、有利(li)(li)于提高(gao)前期去除磷的效率、有利(li)(li)于保護爐(lu)(lu)襯，并且節省石灰(hui)用量(liang)，“雙渣(zha)”冶煉(lian)工藝(yi)，會造成30%－40%的煤氣損(sun)失、5min-7min的冶煉(lian)周期延長(chang)。基于“留(liu)(liu)渣(zha)”操(cao)作的優勢及“雙渣(zha)”工藝(yi)的弊端，采用低成本的“留(liu)(liu)渣(zha)單(dan)渣(zha)”法轉爐(lu)(lu)冶煉(lian)工藝(yi)就(jiu)顯得極為(wei)重要，在滿足出鋼磷含量(liang)的要求下，降低渣(zha)料(liao)消(xiao)耗和(he)爐(lu)(lu)渣(zha)中全(quan)鐵含量(liang)，提高(gao)金屬收(shou)得率，實現煉(lian)鋼廠降低生產(chan)成本的目的。
2. 降低轉爐成本措施分析
a. 鐵(tie)水“三脫”預處理
低成本轉爐(lu)煉(lian)鋼技術(shu)的預處(chu)(chu)理(li)(li)中(zhong)(zhong)，鐵(tie)水“三(san)脫(tuo)”占(zhan)據(ju)著重要(yao)的比重，預處(chu)(chu)理(li)(li)中(zhong)(zhong)，原料鋼材才經(jing)過高(gao)爐(lu)煉(lian)造(zao)后(hou)首先要(yao)進(jin)(jin)行(xing)(xing)脫(tuo)硫(liu)處(chu)(chu)理(li)(li)，其次要(yao)進(jin)(jin)行(xing)(xing)脫(tuo)磷與脫(tuo)碳處(chu)(chu)理(li)(li)，處(chu)(chu)理(li)(li)后(hou)的殘渣進(jin)(jin)行(xing)(xing)再利(li)用(yong)精(jing)煉(lian)，經(jing)過高(gao)速板抷連鑄機處(chu)(chu)理(li)(li)達到(dao)預處(chu)(chu)理(li)(li)目的。高(gao)爐(lu)煉(lian)造(zao)中(zhong)(zhong)可以明(ming)顯看(kan)出使用(yong)了“一罐到(dao)底”技術(shu)，它能夠對于鐵(tie)水包進(jin)(jin)行(xing)(xing)多功(gong)能化處(chu)(chu)理(li)(li)，脫(tuo)硫(liu)處(chu)(chu)理(li)(li)效(xiao)率達到(dao)98%以上，處(chu)(chu)理(li)(li)后(hou)的半(ban)鋼材磷質量分數低于0.0346%，基本實現脫(tuo)磷化。
b. 脫碳爐提高供氧強(qiang)度
轉(zhuan)爐(lu)生產高效化中重要組成部分就(jiu)是使(shi)得煉鋼(gang)過(guo)程速率提(ti)(ti)升(sheng)，所以需(xu)要進行供(gong)(gong)氧強(qiang)度(du)的(de)提(ti)(ti)升(sheng)，提(ti)(ti)升(sheng)供(gong)(gong)養強(qiang)度(du)的(de)重要優勢就(jiu)是可以提(ti)(ti)升(sheng)鋼(gang)材成渣的(de)難度(du)與脫碳(tan)速度(du)，能夠使(shi)得粉塵量激(ji)增，能讓終點控制相對(dui)容易穩定。在日本(ben)的(de)JFE福(fu)山廠中的(de)兩(liang)座300t轉(zhuan)爐(lu)中采(cai)取了脫磷與脫碳(tan)雙聯(lian)工藝(yi)過(guo)后，吹(chui)煉的(de)時間(jian)得到(dao)了縮(suo)減，降(jiang)(jiang)低了2min，同時終點操作所需(xu)時間(jian)也縮(suo)短(duan)了1min，成功將(jiang)冶煉周期從29min降(jiang)(jiang)低到(dao)了26min，作業率提(ti)(ti)升(sheng)了4%。
c. 全程吹氮轉爐(lu)低吹工藝探究(jiu)
對(dui)(dui)(dui)于低成(cheng)本轉爐(lu)(lu)煉鋼(gang)(gang)(gang)(gang)技(ji)術(shu)而(er)(er)言，大多采用(yong)的(de)(de)是(shi)使用(yong)頂吹(chui)或是(shi)低吹(chui)氮(dan)(dan)氣等惰性(xing)氣體(ti)來進(jin)行(xing)(xing)(xing)對(dui)(dui)(dui)于煉鋼(gang)(gang)(gang)(gang)全(quan)程(cheng)的(de)(de)推動，全(quan)程(cheng)吹(chui)氮(dan)(dan)技(ji)術(shu)能夠對(dui)(dui)(dui)于鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)性(xing)進(jin)行(xing)(xing)(xing)降低，對(dui)(dui)(dui)于氣體(ti)雜質(zhi)進(jin)行(xing)(xing)(xing)統(tong)一清除(chu)。在煉鋼(gang)(gang)(gang)(gang)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)個碳(tan)(tan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)反(fan)(fan)應區表(biao)層溫度可(ke)以達到2600℃，對(dui)(dui)(dui)于表(biao)明活(huo)性(xing)元(yuan)素而(er)(er)言會(hui)降低其對(dui)(dui)(dui)于脫氮(dan)(dan)的(de)(de)阻礙作(zuo)用(yong)，鋼(gang)(gang)(gang)(gang)液會(hui)在這(zhe)時(shi)經過(guo)一系(xi)列(lie)的(de)(de)碳(tan)(tan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)反(fan)(fan)應生成(cheng)較多的(de)(de)一氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)碳(tan)(tan)氣泡(pao)，這(zhe)些(xie)能夠自由行(xing)(xing)(xing)動的(de)(de)氣泡(pao)會(hui)進(jin)行(xing)(xing)(xing)脫氮(dan)(dan)。在低成(cheng)本轉爐(lu)(lu)脫碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)會(hui)因為吹(chui)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)而(er)(er)發(fa)生相對(dui)(dui)(dui)比例餓的(de)(de)碳(tan)(tan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)反(fan)(fan)應，反(fan)(fan)應中(zhong)(zhong)(zhong)會(hui)出現較多的(de)(de)一氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)碳(tan)(tan)氣泡(pao)，轉爐(lu)(lu)吹(chui)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)脫碳(tan)(tan)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)脫碳(tan)(tan)的(de)(de)速度與脫氮(dan)(dan)速度有著關系(xi)式。
3. 轉(zhuan)爐煉鋼控制(zhi)模(mo)型(xing)研究(jiu)
a. 轉(zhuan)爐模型(xing)靜態控制(zhi)研究
對于一般情況而言，轉爐(lu)模型煉鋼的靜態(tai)控(kong)制是通過(guo)建立起相對充足數據后，經過(guo)已知原料充當初始條件，在(zai)計(ji)算機中(zhong)進行(xing)模擬(ni)吹煉并充分(fen)(fen)計(ji)算的過(guo)程(cheng)。通常靜態(tai)控(kong)制分(fen)(fen)為三(san)種(zhong)模型，分(fen)(fen)別是統計(ji)模型，增量模型與理論模型。
b. 轉爐成(cheng)本預測模型研究(jiu)
轉(zhuan)(zhuan)爐重(zhong)點(dian)優(you)化(hua)控制(zhi)屬于(yu)(yu)轉(zhuan)(zhuan)爐成(cheng)本預測模(mo)(mo)型(xing)研究的(de)(de)一(yi)個難點(dian)，它相(xiang)對更為復雜的(de)(de)反(fan)應機(ji)理使得最終終點(dian)的(de)(de)精準度得到了相(xiang)對較大的(de)(de)降(jiang)低，所(suo)以需要進行(xing)對于(yu)(yu)轉(zhuan)(zhuan)爐煉(lian)鋼情況(kuang)下的(de)(de)精準化(hua)終點(dian)預報，也需要進行(xing)對于(yu)(yu)轉(zhuan)(zhuan)爐煉(lian)鋼終點(dian)的(de)(de)優(you)化(hua)控制(zhi)，孫宗輝(hui)教授通過(guo)已有的(de)(de)冶金學的(de)(de)原理，將優(you)化(hua)金屬爐料配比作為實驗研究的(de)(de)重(zhong)點(dian)目標，對于(yu)(yu)現行(xing)規劃(hua)模(mo)(mo)型(xing)配比爐料進行(xing)統一(yi)規劃(hua)，充分證明(ming)了該模(mo)(mo)型(xing)對于(yu)(yu)轉(zhuan)(zhuan)爐成(cheng)本的(de)(de)降(jiang)低是存在著較大的(de)(de)價值的(de)(de)。
c. 轉爐煉鋼控制模型涉及(ji)算法研究
對(dui)于(yu)轉爐煉鋼控制模型(xing)算法(fa)(fa)(fa)(fa)中，目(mu)前(qian)國(guo)內外統一研(yan)究認為成(cheng)本作(zuo)業(ye)法(fa)(fa)(fa)(fa)（Activity-Based Costing ABC）屬于(yu)相對(dui)實用的(de)算法(fa)(fa)(fa)(fa)，這種算法(fa)(fa)(fa)(fa)開始于(yu)20世紀(ji)80年(nian)代末，它對(dui)于(yu)作(zuo)業(ye)，成(cheng)本與作(zuo)業(ye)會計這些名(ming)詞做(zuo)了相對(dui)精準(zhun)系統的(de)定義，對(dui)于(yu)ABC法(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)成(cheng)本動因分(fen)析(xi)選擇(ze)、成(cheng)本庫的(de)統一建立、運行程(cheng)序的(de)分(fen)析(xi)做(zuo)了更(geng)為統一的(de)規劃，奠定了ABC研(yan)究法(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)理(li)論基礎。目(mu)前(qian)我國(guo)的(de)鋼鐵企業(ye)由(you)于(yu)企業(ye)龐大，且(qie)運用先進算法(fa)(fa)(fa)(fa)較晚(wan)，所以無法(fa)(fa)(fa)(fa)準(zhun)備保證(zheng)核算數據的(de)明細與及時性，對(dui)于(yu)真(zhen)實成(cheng)本的(de)輸(shu)入數據難以計算，這些先決條件決定了ABC法(fa)(fa)(fa)(fa)適合用于(yu)目(mu)前(qian)我國(guo)鋼鐵企業(ye)的(de)煉鋼技術(shu)模型(xing)成(cheng)本核算模式(shi)。
4. 結語
現(xian)階(jie)段(duan)國(guo)內外轉(zhuan)爐煉鋼(gang)(gang)技(ji)(ji)術(shu)(shu)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)企業都存(cun)在轉(zhuan)爐渣(zha)(zha)料消耗相(xiang)對(dui)較多(duo)，渣(zha)(zha)中雜質含(han)量(liang)較高的(de)問(wen)題，所(suo)以(yi)需要轉(zhuan)爐技(ji)(ji)術(shu)(shu)利用返回終渣(zha)(zha)來減少這種現(xian)象(xiang)的(de)發(fa)生，同時也可以(yi)降(jiang)低(di)終渣(zha)(zha)中的(de)，針(zhen)對(dui)相(xiang)對(dui)多(duo)的(de)鋼(gang)(gang)種而(er)言磷含(han)量(liang)要求也有(you)所(suo)不同，所(suo)以(yi)需要進(jin)行對(dui)應終渣(zha)(zha)的(de)反復利用與降(jiang)低(di)全鐵(tie)含(han)量(liang)，浙江至(zhi)德鋼(gang)(gang)業有(you)限(xian)公司將(jiang)針(zhen)對(dui)這一現(xian)象(xiang)進(jin)行成(cheng)本(ben)控制與模型(xing)構件(jian)，為企業一線低(di)成(cheng)本(ben)轉(zhuan)爐煉鋼(gang)(gang)技(ji)(ji)術(shu)(shu)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)提(ti)供理論(lun)依據(ju)，通過對(dui)于低(di)成(cheng)本(ben)轉(zhuan)爐煉鋼(gang)(gang)概況分析(xi)與模型(xing)工(gong)藝研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)，尋找研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)相(xiang)對(dui)低(di)成(cheng)本(ben)的(de)轉(zhuan)爐煉鋼(gang)(gang)技(ji)(ji)術(shu)(shu)。
