摘要：钢铁料消耗是影响钢铁生产成本的一个主要因素，针对当前冶炼所用的原材料成分不稳定、操作不当、冶炼过程控制不好产生喷溅等情况，分析了多种影响钢铁料消耗的因素，采用多项措施来降低钢铁料消耗。

　　关键词：钢铁料、消耗、吹损、喷溅、金属量、炉渣

　　前言

　　所谓钢铁料消耗是指每吨合格钢消耗的钢铁料量，即：钢铁料消耗(kg/t)=生铁量(kg)+废钢量(kg)/合格钢产量(t)。据有关资料显示，国内大中型钢铁企业转炉钢铁料消耗为1080kg/t，而本公司第一炼钢厂转炉钢铁料消耗的目前指标为1100kg/t，比先进的大中型企业多消耗20kg/t，对于年产量为200万吨规模的一钢厂，就意味着每年多消耗钢4.4万吨。由此可见，降低钢铁料消耗对企业创效有着至关重要的影响。

　　一、影响钢铁料消耗的主要因素的确定

　　由炼钢生产工艺过程可知，造成钢厂钢铁料消耗的主要因素有化学损失、炉渣损失、喷溅、渣量和操作工艺等方面。因此，在保证钢的质量前提下，减少化学损失、喷溅和渣量，提高操作工艺水平，对降低钢铁料消耗，具有十分重要的意义。下面将钢铁料消耗高低的影响因素逐点进行分析及探讨.

　　二、吹损对钢铁料消耗的影响

　　首先对一钢厂转炉吹损的分布情况进行统计并分析，表1是100炉的吹损分布情况：

　　表1---吹损分布情况 吹损% 炉数 比重% ≤9 15 15 9---10 26 26 10---11 19 19 11---12 16 16 12---13 14 14 ≥13 10 10 合计 100 100 根据以上吹损分布，可知该厂的吹损有高有低，吹损低的占有相当部分，对此部分的生产工艺要加以巩固，对吹损高的部分应加以改善工艺操作。因为吹损提高其对应的钢铁料消耗也大增加，吹损在钢铁料消耗的比重占有大部分，所以减少吹损是降低钢铁料消耗的有效途径，也是主要途径。吹损主要是由化学损失、烟尘损失、炉渣损失和机械喷溅损失等几部分组成。

　　1、化学损失：将铁水和废钢吹炼成钢水，需要去除C、S、P，而且Si、Mn也会被基本氧化。化学损失是吹损的主要部分，并且化学损失是不可避免的。下面就该厂Q345钢种为例，要吹炼过程中，其化学元素损失情况见表2，现以100kg金属料为例来说明。

　　表2---Q345钢的化学损失 化学成份(%) 试样 C Si Mn P S 合计 铁水 4.30 0.50 0.45 0.13 0.035 5.415 钢水 0.16 0.03 0.20 0.02 0.020 0.43 损失量 4.14 0.47 0.25 0.11 0.015 4.985 从表中可知，每100kg金属料中，化学损失可达5kg左右。从该厂情况来看，要减少化学损失可适当地提高铁水质量，在铁水兑入转炉前可将铁水进行预处理，即进行“三脱”，降低铁水中的Si、P、S含量，有效地提高铁水的质量，减轻转炉冶炼的任务。

　　2、烟尘损失：吹炼过程中氧枪中心区的部分铁被氧化生成棕红色烟尘，随着炉气排出而损失，烟尘损失一般为0.8%---1.3%(本计算取1%)。烟尘中Fe2O3为65%，FeO占25%，则铁损为：100*1%*(65%*112/160+25%*56/72)=0.649kg

　　3、炉渣损失：炉渣损失又可分为渣中氧化铁损失和渣中铁珠损失。

　　①氧化铁损失：炉渣中含有氧化铁，倒渣时会造成铁损失。若渣量为装入量的13%，渣中FeO含量为11%，Fe2O3含量为2%，则铁损为：100*13%*(11%*56/72+2%*112/160)=1.13kg

　　②渣中铁珠损失：转炉渣中有一部分金属液滴悬浮在渣中形成铁珠，倒渣时随渣倒出造成损失。取渣中铁珠为渣量的10%，则造成的铁损为：100*13%*10%=1.3kg

　　所以炉渣的损失为：1.13+1.3=2.43kg

　　从上面分析可知，减少炉渣损失将使吹损降低，从而降低钢铁料消耗。要减少炉渣损失，可以采用少渣操作，确保终点前压枪时间，提高工人的操作水平。

　　4、喷溅损失：转炉冶炼中若操作控制不当，将会产生喷溅，可能会有部分金属以乳浊液的形式喷出炉外，造成金属损失。喷溅量随着原料条件的操作水平的高低而变，一般约占金属装入量的0.5---2.5%(本计算取2%)，则金属损失为：100*2%=2kg

　　综合这几部分造成的金属损失总量为：4.985+0.649+2.43+2=10.064kg，即吹损达到10kg左右。

　　三、喷溅对钢铁料消耗的影响

　　喷溅主要源自碳氧反应的不均衡，瞬间产生的大量CO气体从炉口喷出，将金属和熔渣带出炉外。喷溅在吹炼过程中存在以下几种类型：金属喷溅、泡沫喷溅、爆发性喷溅和其它喷溅。本厂主要是泡沫喷溅，下面就该厂产生泡沫性喷溅进行探讨。

　　在吹炼过程中，由于炉渣中表面活性物较多，使得炉渣泡沫化比较严重，在炉内CO气体大量排出时，从炉口溢出大量泡沫渣。喷溅的产生造成大量的金属和热量损失，引起对炉衬的冲刷加剧，甚至造成粘枪、烧枪、炉口和烟罩挂渣，增大清理、处理的难度。根据一钢厂转炉经验表明,大喷溅时金属损失达3.5%，小喷溅时金属损失为1.17%。若避免喷溅产生，就相当于增加钢产量1.17---3.5%，对于一钢厂年产200万吨规模而言就意味着增产3.34---7.0万吨钢，因此转炉操作过程中预防和控制喷溅是十分重要的。

　　喷溅的机理研究表明，产生喷溅与熔池表面上涨有密切联系。吹炼过程中熔体的体积和液面上涨是熔池中CO气体产生的结果，熔体体积增量△V与液面上涨高度△H、CO气体排出速度Wco、气体在熔体的平均停留时间T成正比，即：△V = S△H = WcoT。为了消除喷溅必须保证在任何时刻炉内熔体的体积增量小于炉膛内的自由空间。

　　要减少喷溅，首先在吹炼前期渣料加入较多时，要及时提温;吹炼中期要防止突然降温过大，降温过大不利于碳氧反应的均匀。其次，限制熔池液面高度。铁水中Si、P含量较高时，必然使渣料用量达大，此时应限制金属装入量以保证一定的炉膛自由空间;同时在吹炼过程中采用双渣法操作，以降低熔池液面的高度。最后，应注重操作细节。炉内发生泡沫渣喷溅时，可以加入小批量渣料来抑制喷溅;此外还可调节氧枪枪位、减少渣中(FeO)，控制炉渣泡沫化程度。

　　四、渣量对钢铁料消耗的影响

　　在一般情况下，转炉渣量占金属量的10%以上，但经三脱预处理的铁水Si、P、S含量都很低，转炉炼钢脱S、脱P负荷大大减轻，基本只承担脱C和升温的任务，能够做到少渣操作。当每吨金属料中石灰加入量少于20kg/t时，每吨金属料形成渣量小于30kg/t，即为少渣操作。少渣操作的优点有：①由于铁水P、Si含量很低，为保证炉渣碱度所需要的石灰加入量也可减少，降低了渣量和能耗，减少了污染物的排放;②转炉中渣量少，氧的利用率高，终点氧含量低，余锰高，铁损少，合金元素收得率高;③减少炉衬侵蚀，减少喷溅。

　　一钢厂渣量约为10%左右，在吹炼过程中由于渣量过大很容易造成喷溅，从而使一部分金属液随炉渣一起喷出炉外，造成铁损和热量损失，并加剧对炉衬的冲刷和侵蚀，降低炉龄，增大炼钢成本，这对一钢厂生产是不利的。所以在保证最大限度地去除P、S条件下，渣量越少越好。少渣量冶炼工艺是降低钢铁料消耗的有效途径之一。

　　五、氧枪操作对钢铁料消耗的影响

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