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1、加快技术进步优化炼钢工艺结构降低生产成本摘要 着重阐述了福建三钢（集团）有限责任公司炼钢厂近年来加快技术进步、优化生产工艺结构，使企业获得显著的经济效益，并对转炉炼钢的重要技术措施及效益贡献进行了简要描述，最后介绍了“十五”期间围绕调整产品结构、降低生产成本、提高产品质量方面的思路。关键词 炼钢 技术进步 结构优化 生产成本ACCELERATING THE TECHNICAL PROGRESS OPTIMIZINGTHE PROCESS STRUCTURAL OF STEELMAKINGFOR PRODUCTION COST REDUCTIONWU Delong(Fujian Sanming
2、Iron and Steel (Group)Co.,Ltd.)ABSTRACT The technical progress and optimization of the structure of production process in steelmaking plant of Fujian Sanming Iron and Steel (Grop)Co.,Ltd. is summed up. Some important technical measures which made contribution to profits of converter steelmaking are
3、discussed. Finally, the thoughts for readjusting structure of products, cutting the producting cost, improving the quality of products in “the Tenth Five-year Plan”are introduced.KEY WORDS steelmaking , technical progress, structurel optimization, production cost1 前言钢铁工业全球化的市场竞争主要表现在成本竞争、产品质量竞争和销售竞争
4、，而成本的竞争是最基础和最关键的。我国加入WTO后，钢铁企业的市场竞争日趋白热化，所以，降低成本已经成为钢铁企业提高竞争力的重要手段和途径。福建三钢（集团）有限责任公司（以下简称三钢集团公司）坚定走低成本扩张的路子，围绕降低炼钢生产成本，不间断地对炼钢工序进行一系列的技术改造，采用新技术，提升整体装备水平，使得炼钢系统的生产工艺结构逐步趋于合理优化，转炉钢产量近几年平均每年以20多万t钢的水平递增，2001年产钢量达到16961万t。2001年在上游原燃材料价格上涨幅度较大的情况下，立足内部挖潜，连铸坯成本保持在较低的水平，2001年连铸坯综合成本为123228元/t，抵御住市场的风险，仍为企
5、业创造了可观的经济效益。2 炼钢生产工艺结构的调整优化21 工艺装备现状炼钢系统装各有1号-3号20 t氧气顶吹转炉3座，由原 3 15 t转炉扩容改造先后于 1999年12月 15日、30日，2000年 1月 14日投产；4号 30 t氧气顶吹转炉，于2001年 9月 23日投产；300 t及600t混铁炉各1座；弧形小方坯连铸机4台计13流，1号-4号连铸机分别于 1983年4月、1989年12月、1995年8月和12月投产，其中4号连铸机经改造（加大弧形半径并增加一流）后于2002年1月投产。冶炼的主要钢种为热轧带肋钢筋用钢、普通碳素结构钢、低碳低硅钢等。22 生产工艺流程演变过程（图1
6、）（1）装备3座转炉时生产工艺流程：（2）装备4座转炉时生产工艺流程：主要有两种生产组织方案（图2）：方案A（4号转炉装入量与其他炉座一样时：）方案B（4号转炉装入量增加时）：3 取得的主要成效三钢集团公司坚持以市场为导向，积极探索投资策略，确定“以适度扩大总量，实现规模效益为中心”，对炼钢系统进行投资改造和生产结构的调整，已呈现出明显的投资效益。转炉炼钢多项技术经济指标取得明显进步，转炉利用系数、炉龄、钢铁料耗、铁水耗及连铸机作业率、连浇时间、连浇炉数等指标名列同类型企业前茅。1999-2001年炼钢转炉连铸生产主要技术经济指标完成情况见表（1）表1 1999-2001年炼钢厂转炉连铸主要技
7、术经济指标年实际成本/元t-1钢产量/万t钢铁料耗/kgt-1铁水耗/kgt-1废钢铁耗/kgt-1石灰耗/kgt-1氧气耗/m3t-1补炉料消耗/kgt-119991203.97114.381084.35847.66236.6963.9463.271.2920001157.07143.471072.79771.08301.7166.9557.990.4920011232.28169.611071.33765.39305.9468.8059.310.17年炉龄/炉次-1枪龄/炉次-1钢包龄/炉次-1回炉率/%冶炼周期min炉-1平均炉产量/t炉-1连浇时间/h组-1连浇炉数/炉组-1浇成率/%
8、199911859111580.1830.1825.879.0817.7299.18200015321269610.1329.4829.9714.8430.1099.70200118001241760.1725.3429.7519.1643.4999.564 加快技术进步 提高科技贡献率 降低炼钢生产成本4.1 提高全连铸生产技术水平 实现炉机匹配新的平衡炼钢厂3座15 t转炉匹配4台连铸机的“三对四”模式的全连铸生产，于1996年7月16日一举获得成功，并保持回炉率不上升，产量不断增长。实现全连铸生产当年就为企业创造4080多万元的直接经济效益。随着生产的发展和技术的进步，炼钢厂提出以提高全
9、连铸水平为突破口，通过扩容和高效化改造，进一步优化炼钢系统生产工艺结构。从1999年6月开始先后进行了1号、2号、3号连铸机的高效化改造，对1号、2号、3号15 t转炉进行扩容改造，有效容积由原来18lm3增加到 225 m3，平均出钢量由原来258 t增加到近30 t，冶炼周期由原来30 min缩短到25 min，铸坯拉速由原来 14-15 mmin提高到2530 mmin（150方坯），整个生产系统达到了炉机匹配新的平衡。提升全连铸生产技术水平的具体措施主要有：坚持精料方针。控制铁水硅含量为045055，提高石灰的活性度，要求气烧窑石灰活性度280 ml，加强对废钢铁装斗的管理并严格考核；
10、提高供连铸钢水质量和纯净度。着重控制好钢水温度、改善钢水流动性，控制MnS15，MnSi25，钢包底吹氛时间严格控制在 355 min；实施转炉炉龄攻关，提高转炉有效作业时间；应用高效化技术对1号一3号连铸机进行了改造。重点改造了结晶器、振动装置、二次冷却喷淋系统、引锭装置、切割机和全程自动控制等7个部分，关键设备上如钢包回转台、振动台、拉矫机电气均采用了交流变频技术；强化对转炉冶炼周期和连铸钢水正点率的考核，确保全连铸生产节奏。42 探索溅渣护炉最佳操作工艺降低耐材消耗在15 t转炉上应用溅渣护炉技术，于1997年7月首先在三钢集团公司炼钢厂取得成功，当时国内外尚无先例。经过近几年的进一步摸
11、索，改进工艺和操作，2001年平均炉龄已超过 18000炉次，实现1年使用1套炉衬的目标，补炉材料消耗也大幅度下降，给企业带来可观的经济效益，采用溅渣护炉可使吨钢成本下降324元。该项技术的操作要领是：利用152型氧枪喷头（喉口直径为 235 mm；张角为 10）的特点，提高供氧强度，强化冶炼，解决了因溅渣占用的作业时间，从而满足全连铸生产的炉机匹配要求；加强氮氧切换装置的检修和维护，保证了溅渣操作氮氧的安全切换；通过改善石灰质量（气烧窑活性石灰活性度达280350 ml），并采用适合自身条件的炉渣调节剂轻烧镁球，加入量控制在6 kgt钢，确保终渣 MgO在 8-10；对炉渣的改质，采用一种含
12、 MgO 40、含 C 20的速溶溅渣剂，加入量为 1-2 kgt钢；合理控制溅渣枪位和溅渣时间，保证溅渣效果，枪位一般控制在距炉底 6801100 mm位置，溅渣时间控制在 15-3 min；实施综合砌炉工艺，在易损部位选用易挂渣、抗蚀性好的炉衬材质；加强设备维护，确保设备与炉龄同步。如何解决侵蚀炉底和提高炉帽寿命仍是今后研究的主要任务。43 应用转炉高效冶炼技术 促进增产增效转炉高效冶炼的技术核心是采用新研制的152型高效转炉氧枪，它于1999年12月开始在炼钢厂3座20 t转炉上使用，取得明显效果。达到了提高转炉生产效率、降低生产成本的目的。在钢铁料总装入量增加 3 t的情况下，冶炼时间
13、缩短了167min1，喷溅大大减少，钢铁料耗由1999年的108435 kgt降到2001年的 107133 kgt，平均枪龄达 241炉次。转炉冶炼强度的提高，每年可多产钢约85万t，为企业创造约4千多万元的经济效益。同时，新型氧枪能够满足溅渣护炉的要求，补炉料消耗控制在02 kgt钢以内。44 完善低铁水耗冶炼操作 确保转炉增钢目标由于高炉铁水不足的制约“瓶径”，该厂立足现有条件，遵循利用有限的铁水量达到多产钢的目的，探索出一套转炉低铁水耗冶炼操作制度。近两年采用低铁水耗、高冷料比装入制度，因铁水耗的降低，在等铁水量条件下可多产钢，扣除冷料多投入部分，每年可为企业多创效益近2千万元。该操作
14、法的要点是：通过严格的物料平衡和热平衡计算确定装入制度，20 t转炉铁水装入量约23 t，废钢约2 t，生铁块约8 t，30 t转炉铁水装入量约 32 t，废钢铁约 10 t；严格枪位控制制度，考虑到冷料比高达28以上，采用前期低枪位提温，中期高枪位化渣，后期降枪脱碳、去硫，实际生产中枪位一般为开吹枪位800 mm，过程枪位 1000 mm，终点拉C枪位 800 mm；严格加料制度，前期为使熔池快速升温，开吹时加入 180-200 kg轻烧镁球，2-4 min加入第一批渣料 500 kg，4-8 min均匀加入第二批渣料 1000 kg，810 min加完剩余 100-150 kg石灰，根据渣
15、子情况及熔池温度考虑是否加矿石帮助化渣；控制供氧制度，开吹前4 min左右，采用大供氧量 70007500 m3h，4 min后控制氧流量至 62006500 m3h，待脱 C剧烈期过后，加大氧流量至75008000 m3h，以迅速提温，并促进夹杂物上浮，均匀成分，达到吹炼终点后提枪；减少过程温降，连铸实施低过热度（515）浇注，提高了连铸钢水浇成率。45 推广应用小方坯辊道热送热装技术 促进节能降耗该技术具有简化工序，节能降耗，提高产品质量且投资少、见效快的特点。炼钢厂2号和1号连铸机先后于1998年12月和1999年3月实现向棒材轧钢厂热送小方坯，供其热装轧制。由于与棒材轧钢厂运距短，热坯
16、输送采用辊道运送方式，经提升机提升后进保温炉或直接进入加热炉。直接进入加热炉，铸坯热送温度可在800以上，少部分因调节需要进入保温炉间接进入加热炉的，铸坯温度仍在600以上。该工艺的实施当年热装率即达到6129，近二年热装率进一步提高，达到85以上水平。若按热装率85计算，每年可为企业创效益1660多万元（棒材轧钢厂年产量约70万t），同时棒材的生产能力得到了进一步的释放，该工艺技术具有广泛的推广应用价值。因此，4号连铸机的改造也考虑了热送热装工艺。4.6 相关配套实用技术的应用 确保炼钢生产系统的高效运转（1）炼钢静态控制技术。它作为转炉冶炼操作的一项辅助技术，从1999年投入至今，为科学化
17、炼钢提供了保证。炉前可以通过现场电脑记录提示进行加料、枪位控制和对溅渣操作的实时监控，使得终点命中率不断提高，炉龄逐步上升。（2）炉前光谱分析仪的投用与炼钢风动送样系统，构成了一个快速在线分析体系，能保证在35min内准确报出钢的化学成分，为炉前冶炼创造了良好条件。（3）整体可更换式出钢口技术。该技术的应用，维护了良好的炉形，同时也缩短了停炉时间，确保转炉利用系数的提高。（4）控制过程温降的技术措施：实施钢包在线烘烤、控制钢包周转数量，3座炉冶炼时周转包为8个，4座炉冶炼时周转包控制在1011个，保证红包出钢；对连铸钢水实施全程保护浇注，钢包和中间包均加盖保温，实现低温快注，同时采用优质镁质涂
18、料与快换定径水口寿命相匹配、浇注时间达2024 h的长寿命中间包；应用钢包整体浇注技术，提高钢包寿命，近二年通过改进浇注料配比，加强管理，平均钢包龄已达到 76炉 次以上。（5）强化炼钢过程物流管制。主要通过现场调度的指挥中心作用，贯彻“以连铸为中心，转炉为基础，设备为保证”的生产组织方针，对4座（或3座）转炉实行主副炉作业管理，钢水、铁水、钢坯等物料的运转实行电子秤计量，物流的去向通过电视监控，确保全连铸生产的炉机匹配。5 下一步发展思路通过“九五”期间的建设后，三钢集团公司将在现有固定资产装备的基础上，通过挖潜改造，技术革新和部分扩建，提高科技含量，扩大产品品种，提高产品质量，以降低成本为
19、核心，减少各种原辅材料消耗，提高经济技术指标，增强市场竞争力，使“十五”期末达到年产钢230万t的水平，务求取得较好的经济效益。配合目前在建的品种高线二厂，在炼钢系统拟新上铁水预处理和钢包精炼新技术，开发新品种，改善产品结构，增加企业效益。与此同时，条件许可的话也考虑在福建沿海城市建设新区或通过强强联合、兼并、收购等措施，采取电炉一炉外精炼一连铸一连轧短流程工艺路线，生产高附加值产品及产品的精加工，建立沿海的三钢据点，与三钢本部形成优势互补。6 结语（1）三钢集团公司立足系统挖潜，对炼钢生产工艺结构进行了全面优化，1996年转炉钢实现全连铸后，仍不停顿地通过技改提升炼钢系统整体装备水平，实现更高层次的全连铸生产。同时考虑到与轧钢系统的匹配，为热送热装工艺优化衔接创造了良好条件。（2）炼钢生产工艺结构的优化，全面改善了生产技术经济指标，成本进一步下降，为三钢集团公司创造了可观的经济效益，增添了企业的发展后劲，拓展了生存空间。（3）今后炼钢将继续推进以高效的全连铸为核心，提高连铸坯的热送热装率为方向，进一步优化品种结构，促进炼钢、炼铁、轧钢生产能力的合理匹配。（4）以三钢本部为依托，拓展发展空间，实现钢总量和高附加值品种的同步提升，提高企业整体竞争力。
