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. 低成本轉爐煉鋼概況
國內煉鋼(gang)(gang)(gang)廠生產工藝一般為：鐵(tie)(tie)水預處理脫硫→頂底(di)復吹(chui)轉(zhuan)爐(lu)（精煉）→連鑄。煉鋼(gang)(gang)(gang)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)控制的(de)(de)(de)水平直接影(ying)(ying)響到(dao)鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)(tie)企業產品的(de)(de)(de)市(shi)場競爭力(li)，其中轉(zhuan)爐(lu)冶(ye)煉成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)是(shi)煉鋼(gang)(gang)(gang)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)控制的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)環(huan)節。煉鋼(gang)(gang)(gang)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)主要(yao)有(you)可變成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)、固(gu)定(ding)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)和綜(zong)合回收成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)，影(ying)(ying)響最(zui)大(da)的(de)(de)(de)是(shi)可變成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)，可變成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)包括鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)(tie)料消耗(hao)、合金料、輔料、動力(li)等(deng)，鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)(tie)料消耗(hao)大(da)約占(zhan)煉鋼(gang)(gang)(gang)總(zong)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)的(de)(de)(de)86%，降(jiang)(jiang)低鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)(tie)料消耗(hao)是(shi)降(jiang)(jiang)低煉鋼(gang)(gang)(gang)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)的(de)(de)(de)主要(yao)途(tu)徑(jing)之一。轉(zhuan)爐(lu)冶(ye)煉過(guo)程的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)(tie)料消耗(hao)仍(reng)占(zhan)總(zong)鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)(tie)料的(de)(de)(de)65%以上，降(jiang)(jiang)低鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)(tie)料消耗(hao)主要(yao)有(you)減少噴濺、降(jiang)(jiang)低鐵(tie)(tie)損、減少倒(dao)渣帶(dai)鋼(gang)(gang)(gang)等(deng)措(cuo)施。在(zai)最(zui)大(da)限(xian)度降(jiang)(jiang)低鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)(tie)料消耗(hao)的(de)(de)(de)同(tong)時(shi)，進一步降(jiang)(jiang)低原輔料消耗(hao)，也是(shi)實現(xian)降(jiang)(jiang)低轉(zhuan)爐(lu)冶(ye)煉成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)措(cuo)施。
從(cong)煉(lian)鋼鐵(tie)(tie)料消耗看(kan)，分(fen)為可(ke)回(hui)收(shou)部分(fen)與不可(ke)回(hui)收(shou)部分(fen)。可(ke)回(hui)收(shou)部分(fen)包括：中(zhong)間包殘余廢鋼、連(lian)鑄坯切(qie)頭切(qie)尾、煙塵中(zhong)鐵(tie)(tie)全部回(hui)收(shou)：不可(ke)回(hui)收(shou)部分(fen)主(zhu)要為轉爐渣中(zhong)的鐵(tie)(tie)，一般100kg爐渣含鐵(tie)(tie)15kg~20kg，渣量(liang)80kg~100kg/t。針對轉爐大渣量(liang)的吹煉(lian)方(fang)法(fa)造成金(jin)屬收(shou)得(de)率(lv)低、輔料消耗高等問題，提出了少渣冶煉(lian)技術。
“留渣(zha)”操(cao)作有利于(yu)初期(qi)渣(zha)盡(jin)早形成(cheng)(cheng)、有利于(yu)提高前(qian)期(qi)去(qu)除(chu)磷的(de)(de)(de)效率(lv)、有利于(yu)保護爐(lu)(lu)襯，并(bing)且節省石灰用(yong)量，“雙渣(zha)”冶(ye)煉(lian)工(gong)藝，會造成(cheng)(cheng)30%－40%的(de)(de)(de)煤氣損失、5min-7min的(de)(de)(de)冶(ye)煉(lian)周期(qi)延長。基于(yu)“留渣(zha)”操(cao)作的(de)(de)(de)優(you)勢及“雙渣(zha)”工(gong)藝的(de)(de)(de)弊端，采用(yong)低(di)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)的(de)(de)(de)“留渣(zha)單渣(zha)”法轉爐(lu)(lu)冶(ye)煉(lian)工(gong)藝就顯得極為(wei)重要(yao)，在滿足出鋼(gang)磷含量的(de)(de)(de)要(yao)求下(xia)，降低(di)渣(zha)料(liao)消(xiao)耗(hao)和爐(lu)(lu)渣(zha)中全鐵含量，提高金屬(shu)收得率(lv)，實現煉(lian)鋼(gang)廠降低(di)生產成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。
2. 降(jiang)低轉爐(lu)成(cheng)本措施分析
a. 鐵水“三脫”預處理
低成本(ben)轉爐(lu)煉鋼技術的(de)預處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)中(zhong)，鐵水(shui)“三脫(tuo)(tuo)”占據(ju)著重要的(de)比(bi)重，預處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)中(zhong)，原料鋼材(cai)才經(jing)過高(gao)爐(lu)煉造后首先要進(jin)行(xing)脫(tuo)(tuo)硫處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)，其次要進(jin)行(xing)脫(tuo)(tuo)磷(lin)與脫(tuo)(tuo)碳(tan)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)，處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)后的(de)殘渣(zha)進(jin)行(xing)再利用精(jing)煉，經(jing)過高(gao)速板抷(pi)連鑄機處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)達到預處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)目(mu)的(de)。高(gao)爐(lu)煉造中(zhong)可以(yi)(yi)明顯看出(chu)使用了“一罐到底”技術，它能(neng)夠對于(yu)鐵水(shui)包進(jin)行(xing)多功(gong)能(neng)化(hua)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)，脫(tuo)(tuo)硫處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)效率達到98%以(yi)(yi)上，處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)后的(de)半鋼材(cai)磷(lin)質量(liang)分數(shu)低于(yu)0.0346%，基本(ben)實現脫(tuo)(tuo)磷(lin)化(hua)。
b. 脫碳爐提高供氧強度
轉爐生產高效化中(zhong)重(zhong)要(yao)組成部(bu)分就是使得(de)煉(lian)(lian)(lian)鋼過程速率(lv)(lv)提(ti)升(sheng)，所以需(xu)要(yao)進(jin)行供氧(yang)強度(du)的(de)提(ti)升(sheng)，提(ti)升(sheng)供養強度(du)的(de)重(zhong)要(yao)優勢就是可以提(ti)升(sheng)鋼材(cai)成渣(zha)的(de)難度(du)與脫(tuo)碳(tan)速度(du)，能夠使得(de)粉塵量激增，能讓終(zhong)點控制(zhi)相對容(rong)易穩定。在日本的(de)JFE福山廠中(zhong)的(de)兩座300t轉爐中(zhong)采取了脫(tuo)磷與脫(tuo)碳(tan)雙聯工(gong)藝過后，吹煉(lian)(lian)(lian)的(de)時(shi)間得(de)到了縮(suo)減，降低了2min，同時(shi)終(zhong)點操作所需(xu)時(shi)間也縮(suo)短了1min，成功將冶煉(lian)(lian)(lian)周期從29min降低到了26min，作業率(lv)(lv)提(ti)升(sheng)了4%。
c. 全程吹氮轉爐(lu)低吹工藝探究
對(dui)(dui)于(yu)(yu)低(di)成(cheng)(cheng)本(ben)轉爐(lu)煉(lian)鋼(gang)技術而(er)言，大(da)多(duo)采(cai)用(yong)的(de)(de)(de)是(shi)使用(yong)頂吹或是(shi)低(di)吹氮(dan)氣(qi)(qi)等惰性(xing)氣(qi)(qi)體來(lai)進行(xing)(xing)對(dui)(dui)于(yu)(yu)煉(lian)鋼(gang)全程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)推動，全程(cheng)(cheng)吹氮(dan)技術能(neng)夠(gou)(gou)對(dui)(dui)于(yu)(yu)鋼(gang)水氧(yang)(yang)(yang)化性(xing)進行(xing)(xing)降(jiang)低(di)，對(dui)(dui)于(yu)(yu)氣(qi)(qi)體雜質(zhi)進行(xing)(xing)統一清(qing)除。在煉(lian)鋼(gang)過(guo)程(cheng)(cheng)中的(de)(de)(de)個碳(tan)氧(yang)(yang)(yang)反(fan)(fan)應(ying)區表(biao)層溫度(du)可以(yi)達到2600℃，對(dui)(dui)于(yu)(yu)表(biao)明活(huo)性(xing)元素而(er)言會降(jiang)低(di)其(qi)對(dui)(dui)于(yu)(yu)脫(tuo)氮(dan)的(de)(de)(de)阻礙作用(yong)，鋼(gang)液會在這(zhe)時經過(guo)一系列的(de)(de)(de)碳(tan)氧(yang)(yang)(yang)反(fan)(fan)應(ying)生成(cheng)(cheng)較多(duo)的(de)(de)(de)一氧(yang)(yang)(yang)化碳(tan)氣(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)，這(zhe)些能(neng)夠(gou)(gou)自由(you)行(xing)(xing)動的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)會進行(xing)(xing)脫(tuo)氮(dan)。在低(di)成(cheng)(cheng)本(ben)轉爐(lu)脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)(cheng)中會因為(wei)吹氧(yang)(yang)(yang)而(er)發生相對(dui)(dui)比例餓的(de)(de)(de)碳(tan)氧(yang)(yang)(yang)反(fan)(fan)應(ying)，反(fan)(fan)應(ying)中會出現(xian)較多(duo)的(de)(de)(de)一氧(yang)(yang)(yang)化碳(tan)氣(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)，轉爐(lu)吹氧(yang)(yang)(yang)脫(tuo)碳(tan)過(guo)程(cheng)(cheng)中脫(tuo)碳(tan)的(de)(de)(de)速度(du)與脫(tuo)氮(dan)速度(du)有著(zhu)關系式(shi)。
3. 轉爐煉(lian)鋼控(kong)制模(mo)型研究
a. 轉爐模型靜態控制研究
對于一般情況(kuang)而言，轉爐(lu)模(mo)(mo)型(xing)煉鋼的(de)靜(jing)態控制(zhi)(zhi)是通過(guo)建立起相對充足(zu)數據后(hou)，經過(guo)已知原料充當(dang)初始條件，在(zai)計算機中進(jin)行模(mo)(mo)擬吹煉并充分(fen)計算的(de)過(guo)程。通常靜(jing)態控制(zhi)(zhi)分(fen)為三種(zhong)模(mo)(mo)型(xing)，分(fen)別是統計模(mo)(mo)型(xing)，增量(liang)模(mo)(mo)型(xing)與理論模(mo)(mo)型(xing)。
b. 轉爐成本預測模型研究
轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)爐(lu)(lu)重點(dian)(dian)優化控(kong)制屬(shu)于(yu)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)爐(lu)(lu)成本預測模(mo)(mo)型(xing)(xing)研(yan)究的(de)(de)一個難點(dian)(dian)，它(ta)相對(dui)(dui)(dui)更為復雜的(de)(de)反應機(ji)理(li)使得最終(zhong)終(zhong)點(dian)(dian)的(de)(de)精準(zhun)度得到了相對(dui)(dui)(dui)較(jiao)大的(de)(de)降低(di)，所(suo)以需要進行(xing)(xing)對(dui)(dui)(dui)于(yu)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)爐(lu)(lu)煉(lian)鋼(gang)情況(kuang)下的(de)(de)精準(zhun)化終(zhong)點(dian)(dian)預報(bao)，也(ye)需要進行(xing)(xing)對(dui)(dui)(dui)于(yu)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)爐(lu)(lu)煉(lian)鋼(gang)終(zhong)點(dian)(dian)的(de)(de)優化控(kong)制，孫宗輝教授通過(guo)已(yi)有的(de)(de)冶金(jin)學的(de)(de)原理(li)，將優化金(jin)屬(shu)爐(lu)(lu)料配比作為實(shi)驗研(yan)究的(de)(de)重點(dian)(dian)目標(biao)，對(dui)(dui)(dui)于(yu)現行(xing)(xing)規劃(hua)模(mo)(mo)型(xing)(xing)配比爐(lu)(lu)料進行(xing)(xing)統一規劃(hua)，充分(fen)證明了該(gai)模(mo)(mo)型(xing)(xing)對(dui)(dui)(dui)于(yu)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)爐(lu)(lu)成本的(de)(de)降低(di)是存在(zai)著較(jiao)大的(de)(de)價值(zhi)的(de)(de)。
c. 轉爐煉鋼控制模(mo)型涉(she)及算法(fa)研究(jiu)
對于(yu)(yu)(yu)轉(zhuan)爐煉鋼(gang)控制模(mo)型(xing)算(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)中，目(mu)前國內外(wai)統(tong)(tong)一研究認為成(cheng)本(ben)作業法(fa)(fa)(fa)（Activity-Based Costing ABC）屬于(yu)(yu)(yu)相對實用的(de)(de)算(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)，這(zhe)(zhe)種(zhong)算(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)開始于(yu)(yu)(yu)20世(shi)紀80年代末，它(ta)對于(yu)(yu)(yu)作業，成(cheng)本(ben)與(yu)作業會計這(zhe)(zhe)些(xie)名(ming)詞做了(le)相對精準系統(tong)(tong)的(de)(de)定(ding)義(yi)，對于(yu)(yu)(yu)ABC法(fa)(fa)(fa)的(de)(de)成(cheng)本(ben)動因分(fen)析(xi)(xi)選擇(ze)、成(cheng)本(ben)庫的(de)(de)統(tong)(tong)一建立、運(yun)行程序的(de)(de)分(fen)析(xi)(xi)做了(le)更為統(tong)(tong)一的(de)(de)規劃，奠定(ding)了(le)ABC研究法(fa)(fa)(fa)的(de)(de)理論基礎。目(mu)前我國的(de)(de)鋼(gang)鐵企(qi)業由于(yu)(yu)(yu)企(qi)業龐(pang)大(da)，且運(yun)用先進算(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)較晚，所以(yi)無法(fa)(fa)(fa)準備保(bao)證核(he)算(suan)(suan)數據的(de)(de)明細與(yu)及時性(xing)，對于(yu)(yu)(yu)真實成(cheng)本(ben)的(de)(de)輸(shu)入(ru)數據難以(yi)計算(suan)(suan)，這(zhe)(zhe)些(xie)先決條件決定(ding)了(le)ABC法(fa)(fa)(fa)適合用于(yu)(yu)(yu)目(mu)前我國鋼(gang)鐵企(qi)業的(de)(de)煉鋼(gang)技術模(mo)型(xing)成(cheng)本(ben)核(he)算(suan)(suan)模(mo)式。
4. 結語(yu)
現(xian)(xian)階段(duan)國內(nei)外轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)(lu)煉鋼(gang)技術(shu)(shu)研(yan)究(jiu)(jiu)企業(ye)都存(cun)在轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)(lu)渣料消耗相(xiang)對(dui)(dui)(dui)較多，渣中雜(za)質(zhi)含(han)(han)量(liang)較高的(de)問題，所以需(xu)要轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)(lu)技術(shu)(shu)利(li)用(yong)返回終(zhong)(zhong)渣來減少這種現(xian)(xian)象(xiang)的(de)發(fa)生，同時也(ye)可以降(jiang)低(di)終(zhong)(zhong)渣中的(de)，針對(dui)(dui)(dui)相(xiang)對(dui)(dui)(dui)多的(de)鋼(gang)種而(er)言(yan)磷含(han)(han)量(liang)要求也(ye)有所不同，所以需(xu)要進行(xing)對(dui)(dui)(dui)應終(zhong)(zhong)渣的(de)反復(fu)利(li)用(yong)與(yu)降(jiang)低(di)全(quan)鐵含(han)(han)量(liang)，浙江至(zhi)德鋼(gang)業(ye)有限公司(si)將針對(dui)(dui)(dui)這一現(xian)(xian)象(xiang)進行(xing)成(cheng)本控制與(yu)模(mo)型構件，為企業(ye)一線低(di)成(cheng)本轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)(lu)煉鋼(gang)技術(shu)(shu)研(yan)究(jiu)(jiu)提(ti)供理論依(yi)據，通過對(dui)(dui)(dui)于(yu)低(di)成(cheng)本轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)(lu)煉鋼(gang)概況分析與(yu)模(mo)型工(gong)藝研(yan)究(jiu)(jiu)，尋(xun)找(zhao)研(yan)究(jiu)(jiu)相(xiang)對(dui)(dui)(dui)低(di)成(cheng)本的(de)轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)(lu)煉鋼(gang)技術(shu)(shu)。
