铁水P含量对转炉炼钢成本的影响

高级转炉炼钢工题库一、判断题 ：（下列判断正确的请打“√”，错的打“╳”， 每题1分，共16分） 1. 判断终点基本条件是钢水碳、温度、渣的碱度三要素。

（非）2. 二次氧化是指溶解在钢液中的合金元素与空气中的氧、耐火材料和炉渣中的氧化物发生化学反应，生产氧化相的反应产物。

（是）3. 从动力学考虑，炼钢过程中，增加（FeO ）含量能够加速石灰的溶解，因此氧化铁有利于脱硫反应的进行。

（是）4. 渣中（FeO ）能加速石灰在炉渣中的溶解，对快速提高炉渣的碱度作用不大。

（非）5. 转炉冶炼前期碳氧反应速度慢的主要原因是熔池温度低，使钢液搅拌不良。

（非）6. 产生氧枪粘冷钢的原因是枪位高产生泡沫喷溅。

（非）7. 高温、高碱度、大渣量、低氧化铁有利于转炉脱硫。

（是）8. 碳氧反应的重要意义不仅有降低铁水碳的作用，而更重要的是生成二氧化碳气体有激烈搅拌熔池的作用。

（非）9. 氧气流股对熔池面的冲击压力和氧气压力及氧枪高度的关系不大，主要取决于氧气流量。

（非） 10. 从热力学分析，炼钢过程中，增加（FeO ）会阻碍脱硫反应进行。

（是）11. %Cao/%SiO 2、%Cao/%(SiO 2%＋%P 2O 5)、(%Cao+%MgO)/%SiO 2等均可以用来表示炉渣碱度。

（是） 12. 在转炉吹炼中，造成炉渣“返干”现象的主要原因是供氧量小于碳氧化反应所耗氧量。

（是） 13. 从碱性氧化物的脱硫反应方程式可知，（MnO ）能起到一定的脱硫作用。

（是） 14. 喷溅产生的原因是产生爆发性的碳氧反应和一氧化碳气体排出受阻。

（是） 15. 在冶炼过程中出现熔池温度低，可采用硅铁和铝铁升温。

（是）16.硫的分配系数表示炉渣的脱硫能力，分配系数越大金属的去硫越完全。

（是）二、填空题（选择正确的答案填在横线空白处，每空1分,每题最多2空，共16分） 1.氧枪喷嘴就是压力和速度的能量转换器，也就是将高压低速气流转化为（低压高速）的氧射流。

降低钢铁料耗的攻关实践蔡霖山(福建泉州闽光钢铁有限责任公司炼钢厂,福建泉州362411)【摘要】在炼钢工序成本控制中,钢铁料耗的成本占比非常大,也是转炉冶炼工艺中一个重要的技术指标。

本文通过优化转炉冶炼过程中的原料结构、氧枪枪位流量操作模式,采取了少渣冶炼工艺、减少过程喷溅、缩短补吹时间,降低终渣铁损等相关措施,有效降低了钢铁料耗。

通过生产实践数据对比分析,经过技术攻关后,泉州闽光钢铁料耗由2020年1月份的1058.9kg/t 降到全年累计的1054kg/t 以下,12月份降至1052.23kg/t ,有效地降低了炼钢的生产成本。

【关键词】钢铁料耗成本金属铁Practical Research on Reducing Steel Material ConsumptionCai Linshan（Fujian Quanzhou Minguang Co.,Ltd.,Quanzhou 362411,Fujian ）【Abstract 】In the cost control of steelmaking process,the cost of steel material consumption accounts for a very large proportion,and it is also the most important technical index in the converter smelting process.In this paper,through optimizing the raw material structure and oxygen lance flow operation mode in the converter smelting process,the relevantmeasures such as less slag smelting process,reducing process splashing,shortening blowing time,reducing final slag iron loss and so on were taken,which effectively reduced the iron and steel material consumption.Through the comparative analysis of production practice data,after tackling key technical problems,the material consumption of Quanzhou Min guang iron and Steel Ltd.has decreased from 1058.9kg/t steel in January 2020to 1054kg /t steel in the whole year,and to 1052.23kg/t steelin December.The production cost of steelmaking has been effectively reduced.【Keywords 】iron and steel consumption;cost;metal iron前言钢铁料耗是衡量炼钢技术高低的一个核心经济技术指标，其占炼钢工序总成本的80%以上。

转炉废钢比效益测算一、前提条件3、在钢铁料结构变化不大的情况下，近似认为冶炼1吨钢所需入炉原料的铁量和热量是一定值。

但硅含量变化引起的渣量变化和渣中铁损变化需计算。

4、铁水、废钢中非金属渣的SiO2按34%考虑。

二、评估转炉经济效益参数1、由于炼钢过程中，随着废钢比的增加，铁水所提供的能量将不足以满足炼钢的能量需要。

对转炉而言，就需要补充煤等燃料，由此带来氧气消耗的增加。

这些都会使冶炼周期延长。

因此，当废钢价格下降到一定程度后，随着废钢比的增加，尽管炼钢成本会降低，但生产效率将会下降，两者对炼钢经济效益的影响相反。

为合理评价废钢比变化对冶炼经济效益的最终影响，此处采用“工序效益”指标来评估炼钢经济效益。

定义Ｑ为工序效益，即Ｑ＝Ｂ/Ｔt式中：Ｂ为吨钢水利润，元／ｔ（钢）；Ｔｔ为冶炼周期，min。

因此，工序效益Ｑ为单位时间内转炉所产生的吨钢利润。

Ｂ和Ｔｔ是分别从两个不同方面来反映炼钢的经济效益的，Ｂ从成本费用角度来反映，而冶炼周期Ｔｔ则从生产效率也即生产规模效应来反映效益。

当废钢价格低于铁水价格一定程度后，随着废钢比的增加，炼钢成本会下降，吨钢水利润Ｂ会增加，而冶炼时间Ｔｔ则延长，生产效率下降，因此预计在某一废钢比时，Ｑ可能会出现最大值，则此时的炼钢经济效益最大化，此时的炉料结构为最佳炉料结构，也即最佳废钢比。

2、炼钢吨钢水利润计算炼钢吨钢水的利润Ｂ按下式计算。

Ｂ＝η*Ｐｓ－η铸坯成本式中：Ｐs为铸坯价格，元／t；η为钢水到铸坯的收得率，％；计算中原辅料和各种能源介质价格、铁合金等主要参考现有价格，价格统一采用税前价格。

3、转炉冶炼周期确定转炉冶炼时间（ｔＬ）包括吹氧时间（ｔo）和辅助时间（ｔa）的确定。

辅助时间包括加废钢、兑铁水、测温取样、出钢、倒渣、补炉及溅渣护炉等操作，对于50t 转炉，此处综合取ｔa＝15min。

设冶炼过程中转炉平均吹氧强度为ｑＯ２，供氧强度主要和转炉炉容量、炉容比及铁水成分有关。

铁水“三稳”供应对炼钢工艺的影响一、铁水温度对炼钢的影响铁水温度的高低对炼钢的影响很大，根据转炉冶炼工艺,转炉冶炼的热量基本来源于铁水的物理热和化学热，在化学热一定的情况下，铁水的物理热是决定冶炼能否顺利的关键因素。

铁水温度低造成吹损大，钢铁料消耗高,钢水质量无保障，炉龄下降等后果。

铁水温度不仅对炼钢工艺十分重要，对于铁水输送也有影响，如果铁水在输送过程中的温度过低,还会造成铁水罐车的结壳、结瘤，直接影响正常生产作业。

因此，铁水输送过程中的温降是冶金工作者普遍关注的问题。

多年来，国内外许多研究人员曾对这一问题进行研究。

铁水从高炉输送到炼钢厂转炉，要经过出铁、运输、扒渣、预处理、倒罐、空罐返回和等待等一系列工序，其中每一工序和铁水罐的自身状态对于铁水温降都有影响。

钢铁企业的特点一般是高炉多、铁水用户多、运输铁水的罐车多，而且铁水车在厂内各处游动，难以定位跟踪。

这些原因增加了控制铁水输送过程及减小铁水温降难度。

转炉冶炼工艺告诉我们，转炉冶炼的热量基本来源于铁水的物理热和化学热，在化学热一定的情况下，铁水的物理热是决定冶炼能否顺行的关键因素，特别是公司当前正处于低成本战略的关键时期，铁水温度如果波动大，常会影响转炉炉前一批料矿石摄入量不准确，造成终点温度过低或过高，导致钢水后吹严重,吹损大,钢铁料消耗高，成本高，钢水质量无保障，炉龄下降，并危及安全生产等严重后果。

所以，入炉铁水温度保持稳定对转炉工序意义重大。

二、铁水硅含量对炼钢工艺影响在实际生产中, 硅高时，点火开氧后便可加入造渣料，以形成具有一定碱度及脱磷效果的初渣，减少对炉衬的侵蚀，加强对金属液面的覆盖。

硅低时，由于先发生的是碳的氧化反应，没有早期生成的酸性初渣, 并且碳的氧化产物使渣中( FeO ) 减少，这时加入造渣料不但不会熔化，还由于造渣料的加入而形成很大的降温效应，从而起到一定的负面影响，这就是硅过低时造渣料加入过早使后期出现炉渣严重返干的原因，由于后期吹炼时主要是碳的氧化，不利形成有利化渣的( FeO )出现，降低渣的流动性，影响去硫、去磷效果，且渣不能很好的覆盖在金属液面上，加剧金属喷溅的发生，出现炉口、氧枪粘钢现象, 严重时甚至粘死烟道，造成停产事故。

转炉炼钢工初级考试(试卷编号131)1.[单选题]转炉未燃法烟气主要成份是_。

A)COB)CO2C)N2答案:A解析:2.[单选题]物料平衡计算中，加入炉内参与炼钢过程的全部物料，除铁水、废钢、渣料外，还包括。

A)氧气B)被侵蚀的炉衬C)氧气和炉衬答案:C解析:3.[单选题]有底吹的复吹转炉溅渣的总量略高于顶吹转炉，溅渣量主要增加在炉衬的_____。

A)上部B)中部C)下部答案:C解析:4.[单选题]氧气顶吹转炉炼钢中，吹损的主要部分是( )。

A)机械损失B)化学损失C)炉渣中金属珠损失答案:B解析:5.[单选题]在转炉炉壳结构中钢板最厚的部位是( )。

A)炉口B)炉帽C)炉身D)炉底答案:C解析:6.[单选题]转炉炼钢回锰反应主要发生在冶炼（ ）期。

A)前B)中C)中后D)前中答案:C解析:7.[单选题]在氧化钙(CaO),氧化亚铁(FeO),二氧化硅(SiO2)三元状态图中,代表三元共晶点的渣系氧化物是 。

A)2CaOSiO2B)2FeOSiO2C)CaOFeOSiO2D)CaOFeO答案:C解析:8.[单选题]废钢是氧气转炉炼钢的金属料之一，冷却效应比较稳定，一般占装入量的( )。

A)10%～20%B)10%～30%C)20%～30%D)10%以下答案:A解析:9.[单选题]炉渣三元系相图中，常用____代替三个组元。

A)CaO、SiO2、MnOB)CaO、FeO、P2O5C)CaO、SiO2、FeOD)CaO、SiO2答案:C解析:10.[单选题]应用真空的炉外精炼方法主要以（ ）为目的。

A)脱氧B)脱硫C)脱气D)脱碳答案:C解析:11.[单选题]炼钢厂复吹采用了双环缝式底吹供气元件。

环缝式底吹供气元件特点____。

A)由多层不锈钢无缝钢管组成B)每个底吹供气元件的气量C)可以通过计算机单独检测与控制D)相对抽引提升钢水量小答案:A解析:12.[单选题]石灰的灼减量是衡量石灰的一个指标之一，它表示的是（ ）。

1.铁水锰由5月0.553%提高到6月0.623%，转炉终点残锰由0.17%提高到0.18%。

铁水锰氧化量为：（0.623%-0.18%）*1000=4.43kg/t铁。

增加成本为：4.43*3.05=13.5元/吨。

转炉提高残锰降低硅锰成本为：（0.18%-0.17%）/（65%*90%）*1000*8.5=1.45元/t。

则提高铁水锰，转炉增加成本：13.5-1.45=1
2.06元/t。

2.铁水锰由6月0.623%提高到4月0.816%，转炉终点残锰由0.18%提高到0.19%。

铁水锰氧化量为：（0.816%-0.19%）*1000=6.26kg/t铁。

增加成本为：6.26*
3.05=19.09元/吨。

转炉提高残锰降低硅锰成本为：（0.19%-0.18%）/（65%*90%）*1000*8.5=1.45元/t。

则提高铁水锰，转炉增加成本：19.09-1.45=17.64元/t。

3.转炉出现成本增加主要是转炉终点碳控制太低，造成殘锰低，按常规HRB335、HRB400、HPB235终点碳控制在0.15%，终点殘锰将提高到0.28%以上。

但目前铁水P高，转炉采用双渣法和高拉补吹降低终点P, 双渣法倒掉部分高锰炉渣，降低了锰的还原，高拉补吹降低P的同时也降低了锰。

因此根据目前铁水P高的条件，还做不到拉高碳提高殘锰一倒直接出钢的条件。

一．装料转炉炼钢原料及装入制度1. 原料钢水及部分配用废钢1.1 铁水一般占装入量的70%以上A；对铁水温度的要求铁水温度的高低，标志其物理热的多少，温度高则能保证物理和化学热，增加废钢配加量，转炉吹炉顺行，降低转炉生产成本，一般保证在1250~1300℃以上。

B；对铁水成分的要求（1）含硅量以0.5%~0.8%为宜。

低则不能正常吹炉，石灰溶解困难，渣量较小，不利除硫和磷，金属飞测严重，影响成材率。

高则增加造渣材料的消耗，按理论计算，每增加0.1%，吹炉1t铁水则多增2kg 二氧化硅，6kg石灰渣量增加8kg;（2）铁水含量大多底于0.3%。

提高含量主要方法是配加锰矿石，但产生炼铁焦比升高和生产率下降，因铁水中含锰量超过1%时，炉渣太稀，不利于吹炉;（3）铁水含磷量应小于0.15%~0.2%，最高不能超过0.4%，否则会导致钢生产“冷脆”现象。

如果含量过高，则应采用双渣发冶炼。

应采用控制炼前的选矿，配料措施来降低含磷量;（4）铁水的含硫量一般应低于0.04%~0.05%，含量超标，钢易产生“热脆”现象，冶炼前的预脱硫处理经济有效。

表1-1 国内一些钢厂的铁水成分 %1.2 废钢它是转炉炼钢的另一种金属炉料，作用为冷却剂消耗富余热量，调控熔池温度。

基本要求：情结、少锈、无混杂、不含有色金属，单重波动范围为150～2000kg。

2．转炉的装入制度制度包括：装入量、废钢、装料顺序。

2.1 装入量的确定①定量装入法; ②定深装入法; ③分阶段定量装入法。

表1-2 国内一些转炉的熔池深度表表1-4 太原钢厂原50吨转炉装入制度2.2 废钢比废钢的加入量占金属料装入量的百分比成为废钢比。

管理水平及冶炼品种不同，废钢比大多波动在10%~30%之间。

2.3 装料顺序一般情况下是先加废钢后兑铁水。

在炉役后期, 炉衬较薄, 为免受废钢直接冲击, 在确认废钢干燥及炉渣已倒净或已加入石灰稠化的前提下, 可先兑铁水后加废钢。

炼钢学复习题第二章一．思考题1.炼钢的任务。

1)脱碳：含碳量是决定铁与钢定义的元素，同时也是控制性能最主要的元素，一般来用向钢中供养，利于碳氧反应去除。

2）脱硫脱磷：对绝大多数钢种来说，硫磷为有害元素，硫则引起钢的热脆，而磷将引起钢的冷脆，因此要求炼钢过程尽量去除。

3）脱氧：在炼钢中，用氧去除钢中的杂质后，必然残留大量氧，给钢的生产和性能带来危害，必须脱除，减少钢中含氧量叫做脱氧。

（合金脱氧，真空脱氧）4）去除气体和非金属夹杂物：钢中气体主要指溶解在钢中的氢和氮，非金属夹杂物包括氧化物，硫化物以及其他化合物，一般采用CO气泡沸腾和真空处理手段。

5）升温：炼钢过程必须在一定高温下才能进行，同时为保证钢水能浇成合格的钢锭，也要求钢水有一定的温度，铁水最温度很低，1300摄氏度左右 Q215钢熔点1515摄氏度6）合金化：为使钢有必要的性能，必须根据钢中要求加适量的合金元素。

7）浇成良锭：液态钢水必须浇铸成一定形状的固体铸坯，采用作为轧材的原料，同时要求质量良好，一般有模铸和连铸两种方式。

2.S的危害原因和控制方式。

（1）产生热脆。

（硫的最大危害）（2）形成夹杂：S在固体钢中基本上是以硫化物夹杂的形式存在。

降低塑性，危害各向同性（采用Mn抑制S的热脆），影响深冲性能和疲劳性能，夹杂物的评级，强度（S对钢的影响不大）（3）改善切削性能（这是硫的唯一有用用途）（2）控制措施有两种方法：（1）提高Mn含量：Mn/S高则晶界处形成的MnS量多、FeS 量生成量少，提高了钢的热塑性，减少了钢裂纹倾向。

（2）降低S含量：过高的S 会产生较多的MnS夹杂，影响钢的性能。

3.Mn控制S的危害的原理，要求值。

Mn影响S的原理：钢中的Mn在凝固过程中同样产生选分结晶，在晶界处与S反应生产MnS。

Mns的熔点高，在轧制和连铸过程中仍处于固态，因此消除了低熔点FeS引起的热脆现象。

Mn\S:Mn对S的控制力，一般用Mn和S的质量百分数的比值表示，称为“锰硫比”。

转炉车间进一步提升产品质量方案为了进一步提升产品质量，根据当前物料、铁水等条件，我车间对存在问题和下一步如何提升产品质量做了深入分析，具体如下：一、存在问题1、铁水方面（1）铁水带渣量大：由于现行的生产节奏较快，能够进行扒渣的铁水罐数相对较少，另外从操作上看，铁水带入大量酸性渣，对于转炉工艺前期脱磷带来了很大影响，势必降低脱磷效果和增加石灰消耗。

（2）铁水P含量高：铁水P含量平均达到0.180%，比同行业平均水平高较多，转炉脱磷困难，特别是冶炼低P品种钢，为了脱磷，转炉只能采取双渣操作和补吹，导致吹损增大。

（3）铁水Si含量高，且波动大：给转炉炉前操作带来很大的难度，吹炼过程容易喷溅，终点成分、温度偏差较大。

（4）铁水装入量不稳定：由于供应的铁水每一罐的重量都不同，炉前兑铁只能凭借摇炉工按经验兑入，导致装入量不稳定，吹炼过程控制和终点控制方面的难度较大。

2、铁块、废钢方面（1）铁块装入量过大：按照目前的生产模式铁块的加入量占废钢总量的90%以上，给转炉操作带来的很大影响，特别是中后期铁块大量融化，容易产生喷溅，同时带入大量的P、S等有害元素，给转炉终点成分控制带来很大压力。

（2）铁块成份未知：铁块成分未知对转炉冶炼操作带来很大影响，特别是铁块S含量高，导致倒炉回S严重。

3、石灰质量方面当前我厂石灰活性度不到300ml，有效CaO不到85%，石灰自身含P量高等问题，导致了转炉脱磷效果较差。

4、脱氧剂方面现行脱氧剂结构不是很合理，建议采用一种含铝脱氧合金取代现行脱氧剂，避免直上钢水出现氧高质量问题。

5、合金、辅料供我厂合金、辅料含P、S高，生产低P、低S钢水时，容易导致过程增P、增S，特别是生产合金钢时，出钢过程增P较多。

6、氩站喂丝机、底吹氩问题氩站喂丝机不好用，底吹氩均为手动调节，效果不好，不利于直上工艺推行。

7、挡渣车设备故障多，挡渣命中率低，造成炉前出钢下渣，回P较严重。

经查大约80%的改判、改炼钢种都是由于下渣导致的。