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(ben)轉(zhuan)爐煉鋼概況
國內煉(lian)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)廠生產工藝一般為(wei)：鐵(tie)水預(yu)處理(li)脫硫→頂底復吹轉爐（精煉(lian)）→連鑄。煉(lian)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)控制(zhi)的(de)水平直接影響(xiang)到鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)鐵(tie)企業產品的(de)市場競爭力(li)，其中轉爐冶煉(lian)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)是煉(lian)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)控制(zhi)的(de)重要(yao)(yao)環節。煉(lian)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)有(you)可變(bian)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)、固定成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)和(he)綜(zong)合回收成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)，影響(xiang)最大的(de)是可變(bian)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)，可變(bian)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)包括鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)鐵(tie)料(liao)(liao)消(xiao)耗(hao)(hao)、合金(jin)料(liao)(liao)、輔料(liao)(liao)、動(dong)力(li)等，鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)鐵(tie)料(liao)(liao)消(xiao)耗(hao)(hao)大約占煉(lian)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)總成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)的(de)86%，降(jiang)低(di)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)鐵(tie)料(liao)(liao)消(xiao)耗(hao)(hao)是降(jiang)低(di)煉(lian)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)的(de)主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)途徑之一。轉爐冶煉(lian)過程(cheng)的(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)鐵(tie)料(liao)(liao)消(xiao)耗(hao)(hao)仍(reng)占總鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)鐵(tie)料(liao)(liao)的(de)65%以上，降(jiang)低(di)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)鐵(tie)料(liao)(liao)消(xiao)耗(hao)(hao)主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)有(you)減少(shao)噴濺(jian)、降(jiang)低(di)鐵(tie)損、減少(shao)倒渣帶(dai)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)等措(cuo)施(shi)。在最大限度降(jiang)低(di)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)鐵(tie)料(liao)(liao)消(xiao)耗(hao)(hao)的(de)同時，進一步降(jiang)低(di)原(yuan)輔料(liao)(liao)消(xiao)耗(hao)(hao)，也是實現降(jiang)低(di)轉爐冶煉(lian)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)的(de)重要(yao)(yao)措(cuo)施(shi)。
從煉鋼鐵(tie)(tie)料消(xiao)耗看(kan)，分為可回(hui)收(shou)部(bu)(bu)分與(yu)不(bu)可回(hui)收(shou)部(bu)(bu)分。可回(hui)收(shou)部(bu)(bu)分包括(kuo)：中(zhong)間包殘余廢鋼、連鑄(zhu)坯切(qie)頭切(qie)尾、煙塵中(zhong)鐵(tie)(tie)全(quan)部(bu)(bu)回(hui)收(shou)：不(bu)可回(hui)收(shou)部(bu)(bu)分主要(yao)為轉爐(lu)(lu)渣(zha)(zha)中(zhong)的鐵(tie)(tie)，一般(ban)100kg爐(lu)(lu)渣(zha)(zha)含鐵(tie)(tie)15kg~20kg，渣(zha)(zha)量(liang)80kg~100kg/t。針對轉爐(lu)(lu)大渣(zha)(zha)量(liang)的吹煉方法造成金屬收(shou)得率低、輔料消(xiao)耗高等問(wen)題，提出了少渣(zha)(zha)冶(ye)煉技術。
“留渣(zha)(zha)”操作(zuo)有(you)利(li)于(yu)初期渣(zha)(zha)盡(jin)早形成(cheng)、有(you)利(li)于(yu)提(ti)高(gao)前(qian)期去(qu)除磷(lin)的(de)效率、有(you)利(li)于(yu)保護爐(lu)襯，并且節(jie)省石灰用量，“雙(shuang)渣(zha)(zha)”冶(ye)煉(lian)工(gong)藝，會造成(cheng)30%－40%的(de)煤(mei)氣損失、5min-7min的(de)冶(ye)煉(lian)周期延長(chang)。基于(yu)“留渣(zha)(zha)”操作(zuo)的(de)優勢及“雙(shuang)渣(zha)(zha)”工(gong)藝的(de)弊(bi)端，采用低成(cheng)本的(de)“留渣(zha)(zha)單渣(zha)(zha)”法轉爐(lu)冶(ye)煉(lian)工(gong)藝就顯得極為重(zhong)要(yao)，在滿足出(chu)鋼(gang)磷(lin)含量的(de)要(yao)求下(xia)，降低渣(zha)(zha)料消耗和爐(lu)渣(zha)(zha)中全(quan)鐵含量，提(ti)高(gao)金屬收(shou)得率，實現(xian)煉(lian)鋼(gang)廠降低生產成(cheng)本的(de)目的(de)。
2. 降(jiang)低轉爐成(cheng)本措施分析
a. 鐵水“三脫(tuo)”預處理
低(di)成本轉爐煉(lian)鋼技術的(de)預(yu)處(chu)(chu)理(li)(li)中(zhong)(zhong)，鐵(tie)(tie)水(shui)“三(san)脫”占(zhan)據著(zhu)重要的(de)比重，預(yu)處(chu)(chu)理(li)(li)中(zhong)(zhong)，原料(liao)鋼材才經過(guo)高(gao)爐煉(lian)造后首先要進(jin)(jin)(jin)行脫硫處(chu)(chu)理(li)(li)，其次要進(jin)(jin)(jin)行脫磷與脫碳處(chu)(chu)理(li)(li)，處(chu)(chu)理(li)(li)后的(de)殘渣進(jin)(jin)(jin)行再利用精(jing)煉(lian)，經過(guo)高(gao)速板抷(pi)連鑄機處(chu)(chu)理(li)(li)達(da)(da)到預(yu)處(chu)(chu)理(li)(li)目的(de)。高(gao)爐煉(lian)造中(zhong)(zhong)可以明顯(xian)看出使(shi)用了(le)“一罐到底”技術，它能(neng)夠對于鐵(tie)(tie)水(shui)包(bao)進(jin)(jin)(jin)行多功能(neng)化(hua)處(chu)(chu)理(li)(li)，脫硫處(chu)(chu)理(li)(li)效率(lv)達(da)(da)到98%以上，處(chu)(chu)理(li)(li)后的(de)半鋼材磷質量分(fen)數低(di)于0.0346%，基本實現脫磷化(hua)。
b. 脫碳爐提高供氧強度
轉爐生(sheng)產高效(xiao)化中重(zhong)要(yao)(yao)組成部(bu)分就(jiu)是(shi)使(shi)得煉(lian)鋼過(guo)程速率(lv)提(ti)升(sheng)(sheng)，所以需要(yao)(yao)進行供氧強度的(de)提(ti)升(sheng)(sheng)，提(ti)升(sheng)(sheng)供養(yang)強度的(de)重(zhong)要(yao)(yao)優勢就(jiu)是(shi)可以提(ti)升(sheng)(sheng)鋼材成渣的(de)難度與脫(tuo)(tuo)碳速度，能夠使(shi)得粉塵量激增，能讓終(zhong)點(dian)控制相對(dui)容(rong)易穩定。在日本的(de)JFE福山廠中的(de)兩座300t轉爐中采(cai)取(qu)了(le)脫(tuo)(tuo)磷與脫(tuo)(tuo)碳雙聯(lian)工藝過(guo)后，吹(chui)煉(lian)的(de)時(shi)間得到了(le)縮減，降(jiang)低(di)了(le)2min，同時(shi)終(zhong)點(dian)操(cao)作所需時(shi)間也縮短了(le)1min，成功將冶煉(lian)周期從(cong)29min降(jiang)低(di)到了(le)26min，作業率(lv)提(ti)升(sheng)(sheng)了(le)4%。
c. 全程吹氮轉爐低(di)吹工藝探究
對(dui)于低(di)成本轉(zhuan)爐(lu)煉鋼(gang)技術而(er)言(yan)，大多(duo)采用(yong)的(de)(de)(de)(de)是使用(yong)頂吹(chui)(chui)(chui)或是低(di)吹(chui)(chui)(chui)氮(dan)氣(qi)等惰(duo)性(xing)(xing)氣(qi)體來進行對(dui)于煉鋼(gang)全程(cheng)的(de)(de)(de)(de)推動，全程(cheng)吹(chui)(chui)(chui)氮(dan)技術能夠對(dui)于鋼(gang)水氧(yang)化性(xing)(xing)進行降(jiang)低(di)，對(dui)于氣(qi)體雜質進行統一清除。在(zai)煉鋼(gang)過程(cheng)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)個(ge)碳(tan)氧(yang)反應(ying)(ying)區表(biao)層溫度可以達(da)到2600℃，對(dui)于表(biao)明活性(xing)(xing)元素而(er)言(yan)會(hui)(hui)降(jiang)低(di)其對(dui)于脫(tuo)氮(dan)的(de)(de)(de)(de)阻礙(ai)作用(yong)，鋼(gang)液會(hui)(hui)在(zai)這時經過一系(xi)列的(de)(de)(de)(de)碳(tan)氧(yang)反應(ying)(ying)生(sheng)成較多(duo)的(de)(de)(de)(de)一氧(yang)化碳(tan)氣(qi)泡(pao)，這些能夠自由行動的(de)(de)(de)(de)氣(qi)泡(pao)會(hui)(hui)進行脫(tuo)氮(dan)。在(zai)低(di)成本轉(zhuan)爐(lu)脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)中(zhong)會(hui)(hui)因為吹(chui)(chui)(chui)氧(yang)而(er)發生(sheng)相對(dui)比例(li)餓(e)的(de)(de)(de)(de)碳(tan)氧(yang)反應(ying)(ying)，反應(ying)(ying)中(zhong)會(hui)(hui)出現較多(duo)的(de)(de)(de)(de)一氧(yang)化碳(tan)氣(qi)泡(pao)，轉(zhuan)爐(lu)吹(chui)(chui)(chui)氧(yang)脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)中(zhong)脫(tuo)碳(tan)的(de)(de)(de)(de)速(su)度與脫(tuo)氮(dan)速(su)度有著關系(xi)式。
3. 轉爐煉鋼(gang)控制模型研究
a. 轉(zhuan)爐模型(xing)靜態(tai)控制研究(jiu)
對于一般(ban)情況而(er)言，轉爐模(mo)(mo)型煉(lian)鋼的靜態(tai)控制是(shi)通過建(jian)立起相對充足數(shu)據后，經過已知原(yuan)料充當初始條(tiao)件，在計(ji)算機(ji)中進行模(mo)(mo)擬吹煉(lian)并充分(fen)計(ji)算的過程(cheng)。通常靜態(tai)控制分(fen)為三種模(mo)(mo)型，分(fen)別是(shi)統計(ji)模(mo)(mo)型，增(zeng)量模(mo)(mo)型與(yu)理論模(mo)(mo)型。
b. 轉爐成本預測模型研究
轉爐(lu)重(zhong)點(dian)(dian)(dian)優(you)化控制(zhi)屬于(yu)轉爐(lu)成(cheng)本預(yu)測模型研(yan)究的(de)(de)(de)一個難點(dian)(dian)(dian)，它相(xiang)對(dui)更為(wei)復雜(za)的(de)(de)(de)反應機理(li)使得最終終點(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)精準度得到了(le)相(xiang)對(dui)較(jiao)大的(de)(de)(de)降(jiang)低(di)，所以需要進行(xing)(xing)對(dui)于(yu)轉爐(lu)煉(lian)(lian)鋼情況下的(de)(de)(de)精準化終點(dian)(dian)(dian)預(yu)報，也需要進行(xing)(xing)對(dui)于(yu)轉爐(lu)煉(lian)(lian)鋼終點(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)優(you)化控制(zhi)，孫(sun)宗輝教授通過已有的(de)(de)(de)冶金學的(de)(de)(de)原理(li)，將優(you)化金屬爐(lu)料配(pei)比作(zuo)為(wei)實(shi)驗研(yan)究的(de)(de)(de)重(zhong)點(dian)(dian)(dian)目標(biao)，對(dui)于(yu)現(xian)行(xing)(xing)規(gui)(gui)劃(hua)(hua)模型配(pei)比爐(lu)料進行(xing)(xing)統(tong)一規(gui)(gui)劃(hua)(hua)，充(chong)分證明了(le)該模型對(dui)于(yu)轉爐(lu)成(cheng)本的(de)(de)(de)降(jiang)低(di)是存在著較(jiao)大的(de)(de)(de)價值(zhi)的(de)(de)(de)。
c. 轉爐(lu)煉鋼控制(zhi)模型涉及算法研究
對于(yu)轉爐煉(lian)鋼控制模(mo)型算(suan)(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)中，目(mu)前國內外統一(yi)研(yan)究認為(wei)成本作(zuo)業(ye)(ye)法(fa)(fa)(fa)（Activity-Based Costing ABC）屬于(yu)相對實用的(de)(de)(de)算(suan)(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)，這種算(suan)(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)開始(shi)于(yu)20世紀80年代末(mo)，它對于(yu)作(zuo)業(ye)(ye)，成本與作(zuo)業(ye)(ye)會(hui)計這些名詞做(zuo)了(le)相對精準系(xi)統的(de)(de)(de)定義，對于(yu)ABC法(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)成本動(dong)因分析(xi)選擇(ze)、成本庫的(de)(de)(de)統一(yi)建立、運行程序的(de)(de)(de)分析(xi)做(zuo)了(le)更為(wei)統一(yi)的(de)(de)(de)規劃，奠定了(le)ABC研(yan)究法(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)理論基礎。目(mu)前我國的(de)(de)(de)鋼鐵(tie)企業(ye)(ye)由于(yu)企業(ye)(ye)龐大，且運用先進(jin)算(suan)(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)較(jiao)晚，所以無法(fa)(fa)(fa)準備保(bao)證核算(suan)(suan)(suan)數據的(de)(de)(de)明細與及時性，對于(yu)真(zhen)實成本的(de)(de)(de)輸入數據難以計算(suan)(suan)(suan)，這些先決(jue)條件決(jue)定了(le)ABC法(fa)(fa)(fa)適(shi)合(he)用于(yu)目(mu)前我國鋼鐵(tie)企業(ye)(ye)的(de)(de)(de)煉(lian)鋼技(ji)術模(mo)型成本核算(suan)(suan)(suan)模(mo)式(shi)。
4. 結語
現階段國內外轉(zhuan)爐(lu)(lu)煉(lian)鋼(gang)(gang)技(ji)(ji)術研(yan)究(jiu)企業(ye)都存在轉(zhuan)爐(lu)(lu)渣料消耗相對(dui)(dui)較多，渣中雜質含量較高的(de)(de)問題，所(suo)(suo)(suo)以(yi)需要轉(zhuan)爐(lu)(lu)技(ji)(ji)術利用(yong)返回終渣來(lai)減(jian)少這(zhe)種現象(xiang)的(de)(de)發生，同時也(ye)(ye)可以(yi)降(jiang)低(di)(di)終渣中的(de)(de)，針(zhen)對(dui)(dui)相對(dui)(dui)多的(de)(de)鋼(gang)(gang)種而言磷含量要求也(ye)(ye)有所(suo)(suo)(suo)不同，所(suo)(suo)(suo)以(yi)需要進(jin)行(xing)對(dui)(dui)應終渣的(de)(de)反復利用(yong)與(yu)降(jiang)低(di)(di)全鐵含量，浙江至德鋼(gang)(gang)業(ye)有限(xian)公司將(jiang)針(zhen)對(dui)(dui)這(zhe)一現象(xiang)進(jin)行(xing)成(cheng)本(ben)(ben)(ben)控制與(yu)模型(xing)構件，為企業(ye)一線低(di)(di)成(cheng)本(ben)(ben)(ben)轉(zhuan)爐(lu)(lu)煉(lian)鋼(gang)(gang)技(ji)(ji)術研(yan)究(jiu)提供理論依據，通過對(dui)(dui)于低(di)(di)成(cheng)本(ben)(ben)(ben)轉(zhuan)爐(lu)(lu)煉(lian)鋼(gang)(gang)概(gai)況分析(xi)與(yu)模型(xing)工藝研(yan)究(jiu)，尋找研(yan)究(jiu)相對(dui)(dui)低(di)(di)成(cheng)本(ben)(ben)(ben)的(de)(de)轉(zhuan)爐(lu)(lu)煉(lian)鋼(gang)(gang)技(ji)(ji)術。
