近年来,由于国内外钢铁市场的不断低迷，按常规钢种冶炼得到的产品基本没有利润可言，甚至出现亏损现象。为了扭转这种局面，大多数钢铁企业在达到原来冶炼效果的情况下，尽量降低成本。成本最低化和追求利润是企业可持续发展的保障，在以前情况下，通过工艺优化来降本增效对提高钢铁企业利润水平更具有现实意义。



1. 低成本转炉炼钢概况


   国内炼钢厂生产工艺一般为：铁水预处理脱硫→顶底复吹转炉（精炼）→连铸。炼钢成本控制的水平直接影响到钢铁企业产品的市场竞争力，其中转炉冶炼成本是炼钢成本控制的重要环节。炼钢成本主要有可变成本、固定成本和综合回收成本，影响最大的是可变成本，可变成本包括钢铁料消耗、合金料、辅料、动力等，钢铁料消耗大约占炼钢总成本的86%，降低钢铁料消耗是降低炼钢成本的主要途径之一。转炉冶炼过程的钢铁料消耗仍占总钢铁料的65%以上，降低钢铁料消耗主要有减少喷溅、降低铁损、减少倒渣带钢等措施。在最大限度降低钢铁料消耗的同时，进一步降低原辅料消耗，也是实现降低转炉冶炼成本的重要措施。


  从炼钢铁料消耗看，分为可回收部分与不可回收部分。可回收部分包括：中间包残余废钢、连铸坯切头切尾、烟尘中铁全部回收：不可回收部分主要为转炉渣中的铁，一般100kg炉渣含铁15kg~20kg，渣量80kg~100kg/t。针对转炉大渣量的吹炼方法造成金属收得率低、辅料消耗高等问题，提出了少渣冶炼技术。


 “留渣”操作有利于初期渣尽早形成、有利于提高前期去除磷的效率、有利于保护炉衬，并且节省石灰用量，“双渣”冶炼工艺，会造成30%－40%的煤气损失、5min-7min的冶炼周期延长。基于“留渣”操作的优势及“双渣”工艺的弊端，采用低成本的“留渣单渣”法转炉冶炼工艺就显得极为重要，在满足出钢磷含量的要求下，降低渣料消耗和炉渣中全铁含量，提高金属收得率，实现炼钢厂降低生产成本的目的。



2. 降低转炉成本措施分析


 a. 铁水“三脱”预处理


  低成本转炉炼钢技术的预处理中，铁水“三脱”占据着重要的比重，预处理中，原料钢材才经过高炉炼造后首先要进行脱硫处理，其次要进行脱磷与脱碳处理，处理后的残渣进行再利用精炼，经过高速板抷连铸机处理达到预处理目的。高炉炼造中可以明显看出使用了“一罐到底”技术，它能够对于铁水包进行多功能化处理，脱硫处理效率达到98%以上，处理后的半钢材磷质量分数低于0.0346%，基本实现脱磷化。


 b. 脱碳炉提高供氧强度


 转炉生产高效化中重要组成部分就是使得炼钢过程速率提升，所以需要进行供氧强度的提升，提升供养强度的重要优势就是可以提升钢材成渣的难度与脱碳速度，能够使得粉尘量激增，能让终点控制相对容易稳定。在日本的JFE福山厂中的两座300t转炉中采取了脱磷与脱碳双联工艺过后，吹炼的时间得到了缩减，降低了2min，同时终点操作所需时间也缩短了1min，成功将冶炼周期从29min降低到了26min，作业率提升了4%。


 c. 全程吹氮转炉低吹工艺探究


 对于低成本转炉炼钢技术而言，大多采用的是使用顶吹或是低吹氮气等惰性气体来进行对于炼钢全程的推动，全程吹氮技术能够对于钢水氧化性进行降低，对于气体杂质进行统一清除。在炼钢过程中的个碳氧反应区表层温度可以达到2600℃，对于表明活性元素而言会降低其对于脱氮的阻碍作用，钢液会在这时经过一系列的碳氧反应生成较多的一氧化碳气泡，这些能够自由行动的气泡会进行脱氮。在低成本转炉脱碳过程中会因为吹氧而发生相对比例饿的碳氧反应，反应中会出现较多的一氧化碳气泡，转炉吹氧脱碳过程中脱碳的速度与脱氮速度有着关系式。



3. 转炉炼钢控制模型研究


 a. 转炉模型静态控制研究


  对于一般情况而言，转炉模型炼钢的静态控制是通过建立起相对充足数据后，经过已知原料充当初始条件，在计算机中进行模拟吹炼并充分计算的过程。通常静态控制分为三种模型，分别是统计模型，增量模型与理论模型。


 b. 转炉成本预测模型研究


  转炉重点优化控制属于转炉成本预测模型研究的一个难点，它相对更为复杂的反应机理使得最终终点的精准度得到了相对较大的降低，所以需要进行对于转炉炼钢情况下的精准化终点预报，也需要进行对于转炉炼钢终点的优化控制，孙宗辉教授通过已有的冶金学的原理，将优化金属炉料配比作为实验研究的重点目标，对于现行规划模型配比炉料进行统一规划，充分证明了该模型对于转炉成本的降低是存在着较大的价值的。


 c. 转炉炼钢控制模型涉及算法研究


  对于转炉炼钢控制模型算法中，目前国内外统一研究认为成本作业法（Activity-Based Costing ABC）属于相对实用的算法，这种算法开始于20世纪80年代末，它对于作业，成本与作业会计这些名词做了相对精准系统的定义，对于ABC法的成本动因分析选择、成本库的统一建立、运行程序的分析做了更为统一的规划，奠定了ABC研究法的理论基础。目前我国的钢铁企业由于企业庞大，且运用先进算法较晚，所以无法准备保证核算数据的明细与及时性，对于真实成本的输入数据难以计算，这些先决条件决定了ABC法适合用于目前我国钢铁企业的炼钢技术模型成本核算模式。



4. 结语


  现阶段国内外转炉炼钢技术研究企业都存在转炉渣料消耗相对较多，渣中杂质含量较高的问题，所以需要转炉技术利用返回终渣来减少这种现象的发生，同时也可以降低终渣中的，针对相对多的钢种而言磷含量要求也有所不同，所以需要进行对应终渣的反复利用与降低全铁含量，浙江至德钢业有限公司将针对这一现象进行成本控制与模型构件，为企业一线低成本转炉炼钢技术研究提供理论依据，通过对于低成本转炉炼钢概况分析与模型工艺研究，寻找研究相对低成本的转炉炼钢技术。