钢铁料消耗是钢铁工业一个极其重要的技术经济指标。近年来随着原材料价格不断上升，钢铁料消耗所占成本己占粗钢生产成本的80%~90%。因此，降低钢铁料消耗对于钢铁企收来说就显得尤为迫切。

1钢铁料消耗计算现状

1.1企业间计算差异

　 钢铁料消耗的计算各企收不一致，主要表现在如下几个方面:

　 （1）铁水扣渣没有统一标准，具体执行起来差别较大，一般按3‰～10‰扣渣。　　　

　 （2）企业在采购废钢或送生产现场时，由于受场地等因素制约，往往混在一起装车，难以分类计算。因此，废钢打折未完全按国家标准执行。

　 （3）自产废钢是否参与钢铁料消耗计算各企业不尽相同。

1.2涟钢转炉炼钢厂钢铁料消耗计算

　 高炉铁水按3‰扣渣;外购废钢由于未能严格分类而是混装配送，按实物量计算（折算系数为1. 0）;自产废钢不计入消耗。

1.3涟钢转炉炼钢厂钢铁料消耗现状

　 2004年转炉炼钢厂的钢铁料消耗变化较大，主要是由于工艺参数发生较大变化:一是平均装入量由年初的103 t炉升高到年底的113 t炉;二是转炉实行了高效吹氧技术改造，供氧强度增加，冶炼周期缩短;三是产品大纲发生较大变化，由年初以普碳钢和螺纹钢筋为主打产品转变为普碳钢、螺纹钢大幅下降，低碳钢比例不断上升的产品结构状况。

　 通过增加装入量和实行高效供氧技术，提高三座转炉的产能以满足与两条CSP生产线的匹配。到2004年10月完成这些工艺变更后，钢铁料消耗达1101kg/t

2钢铁料消耗影响因素分析

　 2004年，经过一系列的炉前冶炼工艺变化后，降低钢铁料消耗的主要矛盾己由2004年以前的提高连铸收得率转化为减少转炉炉内冶炼过程中的喷溅和吹损。吹损主要包括金属料中的碳、硅、锰、铁及残余元素的氧化。此外，由于熔池火点区达2000℃的高温，使大量的铁气化变成极其微小的铁粉与炉气一起排出炉外。　　

喷溅和吹损与炉容比、供氧强度、铁水成分及钢铁料结构、炉渣的控制、钢种等有关。2.1炉容比

炉容比(V/T)是指新转炉砌砖完后的工作容积V(m³)与公称吨位T(t)之比。转炉炉容比一般在0.85一1. 00 m³/t之间，

　 2004年10月以来平均装入量增加到113 t平均炉产量在100 t以上。表1为设计的炉容比与增加装入量后的炉容比情况。

表1 设计炉容比与增加装入量后和炉容比

项目	设计炉容比	超装后熔容比
1#、2#炉	0.98	0.78
3#炉	0.98	0.88

　

　 装入量增加到113后，炉容比偏小，炉内没有足够的反应空间，易引起喷溅，导致钢铁料消耗升高。

　 溅渣护炉操作中，由于操作不当，有时炉底上涨，炉底溅渣层最厚时超过1 00 mm，使炉内有效容积大幅减少，容易引发喷溅。这在增大装入量后显得尤为突出。

2.2高效氧枪的改造

　 2004年，实行了高效氧枪改造。改造后，氧气流量增加17%～20%，供氧时间平均缩短2m in炉，产能大幅提升，年增产在50万t以上。改造后的氧枪新喷头与原喷头的工艺参数见表2.

　

表2 改造前后氧枪喷头工艺参数的变化

项目	新喷头	原喷头
孔数/个	4	4
喉口直径/㎜	38.3	36.2
出口直径/㎜	49.4	46.1
马赫数/M	1.98	1.95
喷孔倾角/(。)	13	12.5
滞止/MPa	0.769	0.734

　

　 氧气射流对熔池的搅拌能量对于熔池反应动力学条件有重要影响。使用高效氧枪后，氧射流对熔池的搅拌能量增加18.2%，对熔池的冲刷和喷溅加剧。

　 由于顶吹的供氧强度增加17%～20%，而溅渣护炉条件下的底吹效果有变差的趋势，有时还发生底吹管道堵塞现象，因而复吹效果变差。

2.3铁水成分与钢铁料结构

2.3.1铁水成分

　 2004年全年平均铁水成分和2005年1 ～6月平均铁水成分见表3.

表3 铁水成分(%)

项目	Si	Mn	P	S
2004年1)	0.50	0.40	0.086	0.024
2004年2)	0.45	0.58	0.075	0.019
2005年1-6月1)	0.63	0.34	0.102	0.023
2005年1-6月2)	0.46	0.78	0.086	0.020

　 注: 1)小高炉;2)大高炉

　 铁水成分主要是波动大，而炼钢能力大于炼铁能力，转炉常发生等铁水入炉情况，因此成分出格的铁水也被入炉了，并且铁水未能进混铁炉均匀成分，直接兑入转炉，碰上高硅、锰、硫的铁水，将使冶炼困难，渣量增大，吹损增加，甚至引起严重喷溅。

2.3.2钢铁料结构

　 转炉厂消耗的生铁块主要是外购小高炉生产的土铁，往往含硅、锰、硫较高;而外购废钢中又含有一定比例(且波动较大)的废铸铁件;此外就是自产废钢(连铸冻块、切头切尾、炉下回收废钢和回收的废旧设备等)及渣山上回收的渣钢和球磨铁粒子。

　 生产中有时还会有全铁水冶炼的情况(此如行车检修时转炉不能进废钢)，由于无废钢降温，靠加生白云石、石灰降温，渣量大增，喷溅、吹损大幅增加。

2.4炉渣的控制

2.4.1碱度

　 装入量不稳定和铁水成分波动大造成成渣过程难于控制。前期如果加石灰和轻烧白云石过多，因温低难于化好渣，不利于前期炉渣的脱磷;但加入量过少，生成的酸性渣不仅不利于脱磷，而且会加重炉衬的侵蚀。在实际操作中由于温度高时靠加生白云石降温，导致终渣碱度居高不下。2004年10～12月化验的SPH C钢的平均碱度波动在5.3～5.7(CaO/SiO₂二元碱度)。

2.4.2（FeO）

　 渣中一定量的氧化铁是化好渣、提高脱磷能力的必要条件。渣中氧化铁的含量太低，炉渣返干，易导致金属喷溅和粘枪;而氧化铁太高，又易形成泡沫渣，引发泡沫性喷溅。图1反映的是终点[P]与终点炉渣（FeO）的关系。

　

图1 钢水终点[P]与（FeO）的关系

2.4.3渣量

　 渣量与铁水成分、铁水单耗、炉渣碱度、渣中全铁、冶炼品种及石灰质量等因素有关。

根据消耗的渣料量和冶炼过程的吹损，涟钢转炉厂2004年10～12月的渣量在150～180 kg/t.

　 这里有一个较为突出的问题是，由于气烧窑石灰供应量不足，需外购部分石灰补充，而外购的石灰生烧率高，活度系数低，消耗量大。当两种石灰混装使用时，对生产过程控制较混乱，使整体石灰消耗量大幅增加，从而增大渣量，增加了铁损。

2.4.4温度

　 温度主要由浇铸温度和过程温降决定。从脱磷反应的热力学条件石，低温有利于脱磷。终点钢水[P]与熔池温度的关系如图2所示。过程温度控制过高，将使脱磷困难。要进一步脱磷，需加大渣量，提高渣中的(FeO)含量，这将导致铁损增加。

图2 钢水终点[P]与温度的关系

　

2.5钢种结构

　 钢种结构不同对钢铁料消耗影响较大，主要表现在金属料的氧化、炉渣带走的铁损和加入合金量的影响。

2.5.1金属料的氧化

　 钢种成分的不同，吹炼终点时钢水成分控制不同，相应地金属料中元素的氧化量不同。比如Q 235钢水终点[C]比LZ06钢水终点[C]平均约高出0.1%,那么同比因碳元素的氧化增加0. 1%，即钢铁料消耗升高1 kg /t.

2.5. 2炉渣带走的铁损

　 图3是终点[C]炉渣全铁的关系，从图3可以看出，[C]越低，炉渣中的全铁含量就高，炉渣带走的铁损就增加。而对于[P]低的钢种来说，要达到终点磷低的效果，冶炼过程就要大渣量、高碱度和高氧化铁的炉渣，而这些导致了炉渣带走的铁损增加。

图3 （TFe）与[C]的关系

2.5.3合金加入量的不同影响钢铁料消耗

　 钢种不同，加入的合金量不一样。以Q 235和HRB 335两钢种为例:Q 235钢合金进入钢水的量为7. 8 kg /t HRB 335钢合金进入钢水的量为22. 9 kg /t二者相差超过15 kg/t因此Q 235的终点成分与HRB 335的终点成分控制正常情况下，两钢种的钢铁料消耗相差超过15 kg/t.

3降低钢铁料消耗的措施

　 钢铁料消耗是一个体现全员参与的经济技术指标，不仅与原材料的质量(铁水成分、废钢质量、石灰等渣料的质量)有着密切的关系，而且与每个岗位和工序的工作质量息息相关。目前为提高炼钢产能，装入量增加(妒容比减少)、供氧强度增加的状况不能改变的条件下，要求精细操作，严格管理，科学组织并加大科技进步的投入力度。

3.1优化吹氧造渣工艺

3.1.1枪位

　 坚持每个班接班第一炉钢测氧枪零位。进铁水时，炉前记录行车电了秤显示的铁水重量。开吹时，摇炉工就可根据实际装入铁水重量和氧枪零位来确定实际的氧枪枪位控制，使设定的枪位与实际需要的枪位达到一致。

3.1.2造渣

　 建立铁水成分快速反馈系统，铁水在入转炉时，其成分通过L₃(三级计算机)显示给摇炉工。摇炉工在开吹时就可根据铁水成分确定加渣料的批次和时间。

　 通过对入转炉的铁水重量、成分和氧枪基本枪位做到心中有数后，便可控制渣料的量来控制炉渣的碱度，用枪位控制炉渣的(FeO)的浓度，使成渣路线趋向合理。

3.1.3石灰管理

　 严把石灰质量关，对外购石灰加强验收，并对外购石灰分仓堆放，让炉前在冶炼时知道是使用哪种石灰，以便根据石灰质量区分使用，避免将气烧窑石灰当作外购石灰使用，大幅降低了石灰的消耗量。

　 表4为不同时期冶炼SPH C钢的终渣成分的对比。从表4 可知，渣中的全铁和碱度向更合理的方向发展，出钢温度相应下降。

　

表4 不同时期SPHC钢的终渣成分和出钢温度

生产时间	平均成分/%					R	温度/℃
	CaO	MgO	SiO2	MnO	TFe
2004-10	37.8	8.4	6.6	2.7	32.8	5.7	1 717
2004-12	42.0	8.5	7.9	2.7	27.2	5.3	1 668
2005-02	41.0	10.7	8.9	3.3	24.3	4.6	1 658

　

3.2稳定炉底厚度

　 控制一定的炉底厚度是确保安全生产的前提，但如果炉底控制太厚会减少炉内有效容积，减少炉容比。为准确控制炉底厚度，采用了炉衬测厚仪测量炉衬技术。利用炉衬测厚仪每班测量炉衬，根据测量的炉底厚度确定溅渣护炉工艺，确保炉底溅渣层稳定在300~600mm厚，避免炉底过厚。

3.3稳定装入量和实行分钢种装入制度

　 稳定装入量有两方面的含义，首先是稳定装入钢铁料的重量，其次是稳定铁水的成分、温度和废钢的搭配。生产中尽可能将铁水入混铁炉，特别是将硅、锰、磷、硫含量高的铁水组织入混铁炉，使混铁炉起到均匀成分和温度的作用。

　 钢种不同，冶炼终点要求不同，根据钢种的不同制订不同的铁水和废钢比，有利于准确命中终点成分和温度，减少过程温高或后吹，减少冶炼过程的吹损。

4结语

　 涟钢转炉炼钢厂在经过2004年装入量增加、高效氧枪的改造及冶炼低碳钢的条件下，降低钢铁料消耗的主要矛盾转化为减少对冶炼过程中金属料的喷溅和吹损。金属料的喷溅和吹损主要受炉渣控制和枪位的影响，并且与铁水成分、废钢搭配及冶炼品种等有关。

　 通过深入现场跟踪、分析和摸索，逐步采取相应措施，在装入量、供氧强度、低碳钢的比例等条件相似的情况下，钢铁料消耗己由2004年10月的1101 kg/t逐步下降到2005年6月的1092. 7 kg /t同比成本下降了17元/t月节约成本500万元。