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. 低成本轉(zhuan)爐(lu)煉鋼(gang)概況
國(guo)內(nei)煉(lian)(lian)鋼(gang)(gang)(gang)廠生產工藝一(yi)般為：鐵(tie)(tie)水預處理脫硫→頂底(di)復(fu)吹轉(zhuan)爐（精(jing)煉(lian)(lian)）→連鑄。煉(lian)(lian)鋼(gang)(gang)(gang)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)控(kong)制的(de)(de)水平直(zhi)接影響(xiang)到鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)(tie)企業產品的(de)(de)市(shi)場(chang)競(jing)爭力，其中轉(zhuan)爐冶(ye)煉(lian)(lian)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)是(shi)煉(lian)(lian)鋼(gang)(gang)(gang)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)控(kong)制的(de)(de)重(zhong)要(yao)(yao)(yao)環節。煉(lian)(lian)鋼(gang)(gang)(gang)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)主要(yao)(yao)(yao)有可變(bian)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)、固定成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)和綜(zong)合回收成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)，影響(xiang)最大(da)的(de)(de)是(shi)可變(bian)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)，可變(bian)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)包括鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)(tie)料(liao)(liao)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)、合金料(liao)(liao)、輔料(liao)(liao)、動力等(deng)，鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)(tie)料(liao)(liao)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)大(da)約(yue)占煉(lian)(lian)鋼(gang)(gang)(gang)總(zong)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)的(de)(de)86%，降(jiang)低(di)(di)鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)(tie)料(liao)(liao)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)是(shi)降(jiang)低(di)(di)煉(lian)(lian)鋼(gang)(gang)(gang)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)的(de)(de)主要(yao)(yao)(yao)途徑之一(yi)。轉(zhuan)爐冶(ye)煉(lian)(lian)過程的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)(tie)料(liao)(liao)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)仍占總(zong)鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)(tie)料(liao)(liao)的(de)(de)65%以(yi)上(shang)，降(jiang)低(di)(di)鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)(tie)料(liao)(liao)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)主要(yao)(yao)(yao)有減少(shao)噴濺、降(jiang)低(di)(di)鐵(tie)(tie)損、減少(shao)倒渣帶鋼(gang)(gang)(gang)等(deng)措施。在最大(da)限度降(jiang)低(di)(di)鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)(tie)料(liao)(liao)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)的(de)(de)同時，進一(yi)步(bu)降(jiang)低(di)(di)原(yuan)輔料(liao)(liao)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)，也(ye)是(shi)實(shi)現降(jiang)低(di)(di)轉(zhuan)爐冶(ye)煉(lian)(lian)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)的(de)(de)重(zhong)要(yao)(yao)(yao)措施。
從煉鋼鐵(tie)料(liao)消耗看，分(fen)為可回(hui)收部分(fen)與不(bu)可回(hui)收部分(fen)。可回(hui)收部分(fen)包括：中間包殘(can)余廢(fei)鋼、連鑄坯切頭切尾、煙塵中鐵(tie)全部回(hui)收：不(bu)可回(hui)收部分(fen)主(zhu)要為轉爐渣(zha)中的鐵(tie)，一般(ban)100kg爐渣(zha)含鐵(tie)15kg~20kg，渣(zha)量(liang)80kg~100kg/t。針對轉爐大渣(zha)量(liang)的吹煉方法(fa)造成金屬(shu)收得率低、輔料(liao)消耗高等問(wen)題，提出了少(shao)渣(zha)冶煉技術(shu)。
“留渣”操(cao)作(zuo)(zuo)有(you)(you)利于(yu)(yu)初(chu)期渣盡早形成(cheng)(cheng)、有(you)(you)利于(yu)(yu)提(ti)高前(qian)期去(qu)除磷的(de)效率、有(you)(you)利于(yu)(yu)保護爐襯，并且節省石灰用量(liang)(liang)，“雙渣”冶煉工藝，會造成(cheng)(cheng)30%－40%的(de)煤氣損失(shi)、5min-7min的(de)冶煉周期延長。基于(yu)(yu)“留渣”操(cao)作(zuo)(zuo)的(de)優(you)勢及“雙渣”工藝的(de)弊端，采用低(di)(di)成(cheng)(cheng)本(ben)的(de)“留渣單渣”法(fa)轉(zhuan)爐冶煉工藝就顯得(de)極為重要，在滿足出鋼(gang)磷含(han)量(liang)(liang)的(de)要求下，降低(di)(di)渣料消耗(hao)和爐渣中全(quan)鐵含(han)量(liang)(liang)，提(ti)高金屬收得(de)率，實現煉鋼(gang)廠降低(di)(di)生(sheng)產成(cheng)(cheng)本(ben)的(de)目的(de)。
2. 降低轉(zhuan)爐成(cheng)本(ben)措(cuo)施(shi)分析
a. 鐵(tie)水(shui)“三脫”預處理
低成本(ben)轉爐煉(lian)鋼技術的預(yu)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)中，鐵(tie)水(shui)“三脫”占(zhan)據著重(zhong)(zhong)要(yao)(yao)的比(bi)重(zhong)(zhong)，預(yu)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)中，原料鋼材才經過高(gao)爐煉(lian)造(zao)后(hou)首先要(yao)(yao)進行(xing)脫硫(liu)(liu)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)，其次(ci)要(yao)(yao)進行(xing)脫磷(lin)與脫碳處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)，處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)后(hou)的殘渣進行(xing)再利(li)用精煉(lian)，經過高(gao)速板抷連鑄機處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)達到(dao)預(yu)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)目的。高(gao)爐煉(lian)造(zao)中可以明(ming)顯(xian)看(kan)出使用了“一(yi)罐到(dao)底”技術，它(ta)能夠對于鐵(tie)水(shui)包進行(xing)多功能化(hua)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)，脫硫(liu)(liu)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)效率達到(dao)98%以上，處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)后(hou)的半(ban)鋼材磷(lin)質(zhi)量分(fen)數(shu)低于0.0346%，基(ji)本(ben)實現脫磷(lin)化(hua)。
b. 脫碳爐提(ti)高(gao)供氧強(qiang)度
轉(zhuan)爐(lu)生(sheng)產高效(xiao)化中(zhong)重要(yao)組成(cheng)(cheng)部分就是使得(de)煉鋼(gang)過程速率提(ti)(ti)升，所以(yi)需(xu)要(yao)進行(xing)供氧強度(du)的(de)(de)提(ti)(ti)升，提(ti)(ti)升供養強度(du)的(de)(de)重要(yao)優勢就是可以(yi)提(ti)(ti)升鋼(gang)材成(cheng)(cheng)渣的(de)(de)難度(du)與脫(tuo)碳速度(du)，能夠使得(de)粉塵量激增，能讓終點(dian)控(kong)制(zhi)相對(dui)容易穩定。在(zai)日本(ben)的(de)(de)JFE福山廠中(zhong)的(de)(de)兩座(zuo)300t轉(zhuan)爐(lu)中(zhong)采(cai)取了(le)脫(tuo)磷與脫(tuo)碳雙(shuang)聯工藝過后(hou)，吹煉的(de)(de)時間得(de)到(dao)了(le)縮(suo)減，降(jiang)低了(le)2min，同(tong)時終點(dian)操(cao)作所需(xu)時間也縮(suo)短了(le)1min，成(cheng)(cheng)功將冶煉周期從29min降(jiang)低到(dao)了(le)26min，作業率提(ti)(ti)升了(le)4%。
c. 全(quan)程吹氮轉爐低吹工(gong)藝探(tan)究(jiu)
對(dui)于(yu)低成(cheng)本轉爐煉鋼(gang)(gang)(gang)技術而言(yan)，大(da)多采(cai)用的(de)是(shi)使用頂吹或是(shi)低吹氮(dan)氣(qi)(qi)等惰性氣(qi)(qi)體來進行(xing)對(dui)于(yu)煉鋼(gang)(gang)(gang)全(quan)程(cheng)的(de)推動(dong)，全(quan)程(cheng)吹氮(dan)技術能夠對(dui)于(yu)鋼(gang)(gang)(gang)水氧化性進行(xing)降(jiang)低，對(dui)于(yu)氣(qi)(qi)體雜(za)質進行(xing)統一(yi)清除(chu)。在煉鋼(gang)(gang)(gang)過程(cheng)中(zhong)(zhong)的(de)個(ge)碳(tan)氧反(fan)應區表層溫度(du)可以(yi)達(da)到2600℃，對(dui)于(yu)表明活性元素而言(yan)會(hui)降(jiang)低其對(dui)于(yu)脫(tuo)氮(dan)的(de)阻礙作用，鋼(gang)(gang)(gang)液會(hui)在這(zhe)時(shi)經過一(yi)系(xi)列的(de)碳(tan)氧反(fan)應生成(cheng)較多的(de)一(yi)氧化碳(tan)氣(qi)(qi)泡，這(zhe)些能夠自由行(xing)動(dong)的(de)氣(qi)(qi)泡會(hui)進行(xing)脫(tuo)氮(dan)。在低成(cheng)本轉爐脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)中(zhong)(zhong)會(hui)因為吹氧而發生相(xiang)對(dui)比例餓的(de)碳(tan)氧反(fan)應，反(fan)應中(zhong)(zhong)會(hui)出(chu)現較多的(de)一(yi)氧化碳(tan)氣(qi)(qi)泡，轉爐吹氧脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)中(zhong)(zhong)脫(tuo)碳(tan)的(de)速度(du)與脫(tuo)氮(dan)速度(du)有著關系(xi)式。
3. 轉爐煉鋼控(kong)制(zhi)模型研究
a. 轉爐模(mo)型靜態(tai)控制研究
對(dui)于一般情況(kuang)而(er)言，轉爐模(mo)(mo)型(xing)(xing)(xing)煉鋼的靜態(tai)控制(zhi)是(shi)通過(guo)(guo)建(jian)立起相對(dui)充足數據(ju)后，經(jing)過(guo)(guo)已知原(yuan)料充當(dang)初(chu)始條件，在計算機中(zhong)進(jin)行(xing)模(mo)(mo)擬吹煉并充分計算的過(guo)(guo)程。通常靜態(tai)控制(zhi)分為三種模(mo)(mo)型(xing)(xing)(xing)，分別是(shi)統計模(mo)(mo)型(xing)(xing)(xing)，增量模(mo)(mo)型(xing)(xing)(xing)與理論模(mo)(mo)型(xing)(xing)(xing)。
b. 轉(zhuan)爐(lu)成本預測模型研究
轉(zhuan)爐(lu)(lu)重(zhong)點(dian)優化(hua)控制屬于轉(zhuan)爐(lu)(lu)成本預(yu)測模(mo)型(xing)研究的(de)一(yi)個難點(dian)，它(ta)相對更為復雜的(de)反應機理使得最終(zhong)終(zhong)點(dian)的(de)精準(zhun)度得到(dao)了相對較(jiao)大的(de)降(jiang)低，所以需要進行對于轉(zhuan)爐(lu)(lu)煉鋼(gang)(gang)情況下(xia)的(de)精準(zhun)化(hua)終(zhong)點(dian)預(yu)報，也需要進行對于轉(zhuan)爐(lu)(lu)煉鋼(gang)(gang)終(zhong)點(dian)的(de)優化(hua)控制，孫宗(zong)輝(hui)教(jiao)授通過已有的(de)冶金學(xue)的(de)原理，將優化(hua)金屬爐(lu)(lu)料配比作為實驗(yan)研究的(de)重(zhong)點(dian)目標，對于現行規(gui)(gui)劃(hua)模(mo)型(xing)配比爐(lu)(lu)料進行統一(yi)規(gui)(gui)劃(hua)，充分證明了該模(mo)型(xing)對于轉(zhuan)爐(lu)(lu)成本的(de)降(jiang)低是存在著較(jiao)大的(de)價值的(de)。
c. 轉爐煉鋼控制模型(xing)涉(she)及算法研究(jiu)
對于(yu)轉爐(lu)煉鋼(gang)控制(zhi)模(mo)(mo)型(xing)算法(fa)(fa)中，目(mu)前國內(nei)外統一研究認為(wei)成本(ben)作(zuo)業(ye)(ye)法(fa)(fa)（Activity-Based Costing ABC）屬(shu)于(yu)相對實用(yong)的(de)(de)算法(fa)(fa)，這(zhe)(zhe)種算法(fa)(fa)開始于(yu)20世紀80年代末，它對于(yu)作(zuo)業(ye)(ye)，成本(ben)與作(zuo)業(ye)(ye)會計這(zhe)(zhe)些(xie)名(ming)詞做了(le)(le)相對精準系統的(de)(de)定(ding)義，對于(yu)ABC法(fa)(fa)的(de)(de)成本(ben)動因分析選擇(ze)、成本(ben)庫(ku)的(de)(de)統一建立(li)、運(yun)(yun)行程序(xu)的(de)(de)分析做了(le)(le)更為(wei)統一的(de)(de)規劃，奠定(ding)了(le)(le)ABC研究法(fa)(fa)的(de)(de)理論基礎。目(mu)前我(wo)國的(de)(de)鋼(gang)鐵(tie)企(qi)業(ye)(ye)由于(yu)企(qi)業(ye)(ye)龐大，且運(yun)(yun)用(yong)先進算法(fa)(fa)較晚(wan)，所以無法(fa)(fa)準備保證核算數據的(de)(de)明細與及時性，對于(yu)真實成本(ben)的(de)(de)輸(shu)入數據難以計算，這(zhe)(zhe)些(xie)先決條件決定(ding)了(le)(le)ABC法(fa)(fa)適(shi)合用(yong)于(yu)目(mu)前我(wo)國鋼(gang)鐵(tie)企(qi)業(ye)(ye)的(de)(de)煉鋼(gang)技術模(mo)(mo)型(xing)成本(ben)核算模(mo)(mo)式(shi)。
4. 結語
現階段國內外轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)爐(lu)煉(lian)鋼(gang)(gang)技(ji)術(shu)研(yan)究(jiu)企業都存在轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)爐(lu)渣料(liao)消耗相對較多(duo)，渣中(zhong)(zhong)雜質(zhi)含(han)量較高的(de)問題，所(suo)以(yi)需(xu)要轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)爐(lu)技(ji)術(shu)利用返回終渣來減少這(zhe)種現象的(de)發生，同時也(ye)可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)(di)(di)終渣中(zhong)(zhong)的(de)，針對相對多(duo)的(de)鋼(gang)(gang)種而言磷(lin)含(han)量要求也(ye)有所(suo)不(bu)同，所(suo)以(yi)需(xu)要進行對應終渣的(de)反(fan)復利用與(yu)(yu)降(jiang)低(di)(di)(di)全鐵(tie)含(han)量，浙江至德鋼(gang)(gang)業有限公司將針對這(zhe)一(yi)現象進行成本控制與(yu)(yu)模型構件，為企業一(yi)線低(di)(di)(di)成本轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)爐(lu)煉(lian)鋼(gang)(gang)技(ji)術(shu)研(yan)究(jiu)提供理(li)論依據，通過對于低(di)(di)(di)成本轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)爐(lu)煉(lian)鋼(gang)(gang)概(gai)況分析與(yu)(yu)模型工藝研(yan)究(jiu)，尋找研(yan)究(jiu)相對低(di)(di)(di)成本的(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)爐(lu)煉(lian)鋼(gang)(gang)技(ji)術(shu)。
