降低炼钢系统温降的工业实践及其举措浅谈

王启均，王昇乐，黄 海，李 斌，张旺胜

（萍乡萍钢安源炼钢有限公司安源炼钢厂，江西 萍乡 337000）

炼钢系统温降是炼钢经济技术的重要技术指标，高热系统不仅对炉衬的侵蚀度和后道工序浇铸产生较大的影响，而过度低热系统不仅对生产组织产生不利影响，而且对氩站吹气均匀成分和温度产生不利影响，而导致对产品质量产生不利因素。因此，炼钢系统温降的控制其实质是降低出钢温度且满足后道工序温度控制要求，有必要对炼钢系统温降进行必要的分析和研究，以此降低铁耗控制。

由以上工艺流程可以得出，炼钢系统温降的控制既涉及到炼钢物质流的控制，同时与能量流相关联，即系统温降的控制存在一个最优的函数关系式（1）：

式（1）中f（X1,X2,…）物质流方程中，当输入项在客观条件一定的情况下，如铁水质量、废钢质量、辅料单耗等一定的情况，物质流方程将取决于能量流方程，如热量不足将影响铁质流损以及转炉终点控制水平，从而影响钢铁料消耗、合金消耗水平以及炉型的波动，因此在炼钢系统温降控制中应遵循能量流控制为原则，则在静态能量平衡方程中（如下式（2）），与出钢温度直接相关，与生产节奏、炉型控制等直接相关，因此在无废钢加热装置的条件下，系统温降控制中以热量控制为中心，降低出钢温度、提高转炉生产节奏、稳定的炉型控制是其控制的重要环节。

1 以热平衡为中心，动态调节废钢装入制度

萍安钢安源炼钢厂采取一罐到底工艺，且采取铁水线加废钢工艺，铁水装入量及其成分、温度波动较大，就必须采取动态调节废钢装入量来适应热量的需求。实际操作中因铁水线空罐加废钢量不均衡性以及加罐率的影响，导致入炉铁水温度的极大波动，最直接有效的方式在于注重入炉铁水测温工作，测温率达到70%以上，同时建立铁水信息沟通渠道，确保炉长及值班长围绕倒炉温度1610-1650℃进行开展工作，依据铁水Si、S以及炼铁出铁温度（入炉测定温度）、当班炉型控制和铁水线废钢加入量进行入炉废钢量的调整。

而在碳饱和铁水中，对热量影响最大因素在于铁水Si及入炉铁水温度，静态模型中确定了1吨废钢的理论降温效果为26℃，0.1%Si升温效果为16℃，入炉铁水温度10℃影响终点温度10℃，而吨铁对温度的影响采取当期铁耗对应废钢单耗来计算对温度的影响，有助于热量的适当富余，并采取上下炉对比参考的方式解决炉型及其他散热对静态模型中计算废钢装入量的影响。

2 小热平衡的控制，优化造渣制度

基于静态模型中大热平衡控制受客观影响较大，在操作过程中满足基本渣系碱度及护炉的要求下，优化了造渣制度，渣系碱度确保2.6~3.0，MgO含量6~8%。石灰单耗不允许低于30kg/t来调节热量，确保炉型稳定，当热量低时，采取改质剂替代轻烧白云石工艺减少渣料总投入对温度的影响；当热量高时，采取含铁氧化物（焖罐C级料）平衡热量，控制上吨钢不超过3kg/t，否则调整大热平衡中废钢装槽量来调整热量控制，最大限度的降低出钢温度。

3 稳定炉型，保证炉型参数的合理化

稳定炉型即确定合理的炉容比，减少溢渣、喷溅现象，减少炉况危机对生产的影响以及热量的充分利用，在基本装入制度52±2吨铁水+13-14吨废钢的基础上炉型参数设定为：6.3±0.1m、跺位可见、炉底梯度300mm，在确保渣系碱度及满足热量控制上实行动态护炉措施，以防止碱度过低引发炉型波动过大或失控，微调方式主要在于轻烧白云石及改质剂的使用上及溅渣模式进行规范，溅渣调渣可采取双项寻找：改质剂200kg同时配加200kg轻烧白云石，不适宜过量调渣，防止渣系结坨、溅渣不起所导致的溅渣效果差。

4 降低出钢温度，最大限度降低铁耗

4.1 铁合金烘烤使用

铁合金烘烤效果对于出钢温降影响较大，一般均采取在线烘烤，但由于空间限制，安源炼钢采取异地烘烤再拖运配加的方式，且原砌筑耐材式合金烘烤炉合金烘烤温度在100~200℃，导致配加合金对钢水的温降较大，经过改造，采取较为流行的烘烤节能装置，合金烘烤能达到400℃及其以上，并采取单炉对单仓，规范拖合金时间节点在下枪冶炼时间6分钟~7分钟，促进合金烘烤的有效时间，提升合金烘烤温度，降低合金对出钢温度的影响。

表1 安源炼钢厂全年出钢温度结果

4.2 钢包使用管理及其烘烤工艺

红包出钢是减少系统温降的重要举措，钢包上线温度以及正常周转温度一直偏低：600~700℃（出钢前测定），加快钢包周转上采取三炉对三机九个钢包周转，烘烤器全面优化革新，因钢包采取完全浇注料浇注无保温层，钢包上线温度不理想，通过考察，采取插齿式钢包全自动加盖装置，全面提升保温性能，投入运行后，钢包上线温度达到1000℃以上，出钢温度下降较为明显，下降值达到10℃。

4.3 保温措施全面提升

钢水出站加覆盖剂和炭化稻壳、大包执行保护浇铸、中包液面投掷覆盖剂或炭化稻壳、中包保护浇铸及中包完全密封，全流程实现高位黑面操作，钢水出站至连铸中包中期温降控制在35℃以下，全流程温降控制在100℃左右。

5 优化生产节奏，减少温度损失

5.1 提升炉钢生产节奏

5.1.1 优化出钢口参数

60吨转炉原出钢口内套管为¢140，使用前期出钢时间在4′30″，严重阻碍了生产节奏，且出钢温降大，需要提高出钢温度10-20℃，经过不断的优化，在保证使用寿命的前提下，对出钢口内套管进行改进，外径由¢280提升至¢300，内径由¢140提升至¢170，使用前期出钢时间缩减至3′内，无需提高出钢温度来满足出钢温降大的损失。

5.1.2 优化转炉供氧技术，缩短供氧时间

采取大喉口低压供氧技术，增大氧枪喷头喉口直径，氧枪喉口由原31.5mm逐渐优化至33mm，并对枪身进行了优化，将¢194mm优化为¢219mm，配置大喉口喷头34.3mm，来提升供氧强度，缩短供氧时间30″以上。

5.1.3 优化炉口直径和炉口管理，减少废钢卡槽现象

炉口水箱尺寸由原2.1米扩展至2.3米，减少低铁耗下废钢装入量大易引发废钢卡堵炉口，不仅影响生产节奏，同时影响铁耗控制，管理上确保炉口宽展，利用炉口挖机和富氧烧炉口技术控制炉口结渣程度。

5.2 优化连铸工艺，提升拉速，实行三炉对二机，缩短浇铸周期，减少温降损失

钢水浇铸周期对温度影响较大，减少浇铸周期有利于最大限度的降低出钢温度，安源炼钢厂三台六流六机连铸机拉速一般在2.0~2.2m/min，浇铸周期为22~24min，周期较长，降温速率在1.5℃/min，优化连铸机拉速至3~3.5m/min，浇铸周期可降低至12分钟，可降低出钢温度18℃，可实现降低铁耗约10kg/t，实际运行中已实现拉速2.8~2.9m/min，采取炉后配加炉钢或钢包中加入废坯进行降温模式，吹气后温度可降低至1545℃，相比较而言，出钢温度降低15℃，为降低铁耗控制奠定了坚实的基础。

6 强化生产组织，控制钢包周转以及缩短运行时间

（1）强化生产协调管理，缩短钢水镇时，钢水镇时是指在正常情况下，钢水到回转台时间与上一炉钢停浇时间，确保镇静时间在0~6分钟内，若有其他事故类原因影响，仅允许3炉次镇时超标。

（2）加强钢包周转管理，正常情况下三炉三机只允许≤9个钢包进行周转，两炉两机只允许使用≤6个钢包进行周转。

7 实施结果

由表1可知：出钢温度逐渐降低，全年平均出钢温度为1640.8℃

8 结束语及展望

安源炼钢厂通过以热量控制为中心，动态控制入炉废钢量，建立炉型基准机制，炉型可控，并采取降低出钢温度及减少系统温降损失，提升后道工序保温及其加热效果，积极开展生产组织优化，提升生产节奏控制水平，各项技术小指标得到改善，下一步降低系统温降的关键点在于：全面使用¢219型氧枪供氧技术、钢包全程加盖技术、连铸机高拉速适应三炉对二机运行技术。