摘要：提高钢材产品质量、降低钢材生产成本以获取更高的利润是钢铁企业永恒追求的目标。钢材生产成本主要受转炉合格钢产量、各物料单耗、转炉吹损率以及良坯量等多种因素的制约。提高钢材产品质量、降低钢材生产成本需要从原料到产品全流程协同完成，而转炉合格钢产量是协同完成提高产品质量、降低生产成本的前提和基础。基于此，本文章对高废钢比对转炉炼钢工艺的影响及对策进行探讨，以供相关从业人员参考。

关键词：高废钢比;转炉炼钢工艺;影响;对策

引言

现今，我国社会经济的不断发展推动了工业建设不断迈出步伐，各行业对钢材的需求量逐渐上升，对钢材质量的要求也越来越严格。为了更好地满足各行业对钢材数量和质量的需求，我国炼钢产业也在不断完善和优化炼钢过程，逐渐加强对转炉炼钢终点控制技术的应用。对传统模式下的炼钢工艺而言，推进转炉炼钢终点控制技术的应用不仅可以有效提升操作水平，而且还有利于提高企业的产出效率和产品质量。

一、转炉炼钢概述

转炉炼钢是在高温作用下发生的一系列物理化学反应。转炉炼钢终点控制的好坏直接反映了成品钢材的品质好坏。经过多年的发展，终点控制的发展经历了人工经验控制、静态控制、动态控制和自动化控制等阶段。人工经验控制是操作者根据初始条件和终点目标，并结合吹炼过程中炉口火焰、声音等变化，凭借经验判断转炉炼钢的终点，常见方法有拉碳补吹法和直吹增碳法;静态控制是指借助静转炉炼钢是在高温作用下发生的一系列物理化学反应。转炉炼钢终点控制的好坏直接反映了成品钢材的品质好坏。经过多年的发展，终点控制的发展经历了人工经验控制、静态控制、动态控制和自动化控制等阶段。人工经验控制是操作者根据初始条件和终点目标，并结合吹炼过程中炉口火焰、声音等变化，凭借经验判断转炉炼钢的终点，常见方法有拉碳补吹法和直吹增碳法;静态控制是指借助静

二、转炉炼钢基本操作内容

转炉炼钢自动化控制内容首要工作是对炼铁厂提供的铁水加以预处理，之后再对经过预处理后的铁水进行冶炼加工，最后加工成钢材。此过程中包括了对铁水氧化、去除杂质，确保铁水成分的纯净。之后添加特定量的石灰形成氧化性的炉渣，加热到一定温度之后添加进氧化剂与合金原料生成钢材料。在采用自动化控制技术中，需要计算机与控制设备的相互配合，严格把控操作进度与流程，在出钢时需要注意做好挡渣工作，这将对钢材质量与品质具有直接影响。

三、转炉炼钢的现状

（一）设备检修与维护问题

一项工作要做到卓有成效，制度与实践缺一不可。部分企业虽然制定了完善的设备检修与维护工作流程，但在实际工作中却常常为了让设备尽快进入生产线而人为缩减设备调试时间，甚至直接省略设备检验环节。在此情况下，设备生产故障没有被及时检修排除，设备耗损没有得到及时补充维护，这不仅不利于钢铁生产制造的正常进行，还为企业生产埋下了巨大的安全隐患。此外，企业相关技术人员在对转炉炼钢设备进行定期维护时，没有按照检修与维护的工作流程对设备的基础零件和运行情况进行细致检查，检修过程公式化，检修记录简略化，整个检修过程缺乏实事求是的科学态度和认真负责的实践精神，由此导致设备故障得不到及时处理，最终由小问题发展成大事故，严重影响企业生产的正常进行。

（二）终点控制问题

转炉炼钢经历了长时间的发展过程，从刚开始的需要人为观测，凭借经验进行作业到如今的自动化工程，实现了质的飞跃。人为观测主要是观察钢水的各项指标状态，如火焰、火花、温度等，通过这些指标判断其中碳含量，这种凭借工作经验进行分析缺乏相应的科学性，如果仅依靠经验，没有技术手段作为支撑，一些年轻的工作人员没有经验或经验不足，很容易造成质量问题。网络发现条件下，通过计算机连接设备，可以通过先进仪器进行观测，能够观察的指标更完全，也更加科学。

（三）终点温度的问题

转炉炼钢的热量主要来源于铁水本身的物理热和铁水中各元素被氧化的化学热，在中高铁耗和转炉正常连续生产情况下，表中铁水热量有一定富余。在吹炼中和终点动态加入一定量的冷却剂（主要是烧结矿）以降低炼钢终点温度，将出钢温度控制在要求范围内。在低铁耗炼钢模式和铁水硅低温低或转炉停炉时间过久等情况下，转炉吹炼至碳要求范围时的热量不足以满足升温至符合要求的出钢温度，此时需要继续拉碳升温，通过增加氧化碳或铁元素进行补热升温，这样保证了终点温度，但成分不能命中，钢水和炉渣氧化性增强，造成铁损增加、加剧炉衬的侵蚀、合金回收率降低、钢水纯净度降低等一系列问题。

四、高废钢比对转炉炼钢工艺影响的对策

（一）转炉吹炼动态控制

1.数学模型技术

炉内自动化控制的静态控制与动态实时控制都是基于数学分析，特别是依照所建立的数学模型的分析与计算过程，以此明确炉内在化学平衡方程中化学反应的细微变化。数学模型计算能够了解到炉内的氧气含量变化与氧枪温度变化情况，从而决定技术人员进行估算锤炼程序操作，结合副枪反馈的信息数据参数加以分析调整，保证炉内自动化控制顺利推进。

2.副枪检测技术

副枪检测技术出现较早，早在20世纪90年代，就已经在国外获得广泛应用，进入21世纪以来，我国钢铁企业也开始广泛使用副枪进行检测，副枪主要是由枪体、副枪导引机构以及探头插拔机构组成。副枪检测技术主要是通过在枪体最内层安装的信号导线与底部的探头相连接，用于测温、定碳以及定氧。发展至今，副枪监测技术在检测钢水过程碳温和终点温度方面的已经较为成熟，设备故障率较低，反馈较为及时。但是此方法不能够连续检测，只能进行外科手术式的点测，需配合转炉操作经验进行终点控制和判定，对整个炼钢过程动态控制作用十分有限。

3.废气分析检测技术

现如今转炉炼钢自动化控制技术中，重点采用了炉定碳法这种废气检测技术，检测企业主要是转炉设备中的转炉废气，其具有较强毒性，严重危害到环境，所以需要加以检测处理。检测过程中，要在对废气进行计算处理时进行脱氮与脱碳处理，从而明确转炉内有没有大量的碳含量。钢水的碳含量与自动化检测钢水成分可以通过这些监测信息实时体现。

4.人工经验控制技术

人工经验控制技术主要分为拉碳补吹法和一吹到底增碳法两大类。拉碳补吹法是通过人工判断钢铁的含碳量，如果钢铁中含碳量达到目标，就可以直接停止氧气加入，从而控制含碳量。这项技术需要同时判断钢铁的特点、需要供氧的时间以及耗氧量，难度很大，依靠人工经验的判断对于经验不足的操作工这种方法成功率是比较低的，通常适用于高碳钢的生产过程。第二种方法是需要人工控制终点成分钢水碳含量在下限，温度控制在上限，命中率比较高。这两种方法都存在相应的缺点，质量得不到保证，经验水平限制，危险大，对工人的操作要求过高，前期培养成本比较大。

（二）提升炼钢过程自动化控制

转炉炼钢终点控制技术通过实现装配自动化，其设备能够根据提前设定好的程序进行自动装配。需要注意的是，对零部件进行自动装配设定工序时要严格控制其数量、规格等，之后通过清洗、平衡、连接等自动化程序进行正确的装配操作。另外，传感自动化有助于对生产操作过程进行有效监督。通过自动化控制技术的应用，传感器可以有效收集相关参数信息，在计算机系统的辅助下对生产过程开展监控，及时检测出操作风险点，并对其进行辨别、处理，进而有效降低废品发生率。

（三）降低出钢温度

低的出钢温度可使在热量不足情况下提高终点命中率，出钢温度需满足后续工序的要求，降低终点温度主要从降低出钢温降和后续工序温降采取控制措施。主要包括：1.缩短转炉冶炼周期，提高转炉生产效率;2.合理控制钢包周转数量，加快钢包热周转，红包出钢，包衬温度达到1000℃;3.加入合金进行烘烤加热;4.钢包出站进行加盖保温;5.炉机匹配，铸机最大连浇炉数原则，严格控制好生产节奏。通过以上措施，有效降低终点出钢温度，终点温度标准下调20-30℃，可进一步降低铁耗，终点命中率整体提高12.3%。

（四）建立健全完善的应急处理机制

无论设备检修和维护机制如何健全，随着使用年限增长和部分零件老化，转炉炼钢设备都会出现或多或少的问题，因此健全完善的应急处理机制尤为重要。因此，企业在做好设备的检修与保养工作、尽量降低故障发生率的同时，也要建立健全一套完善的应急处理机制，保证当设备在生产过程中出现意外事故时能最大限度地降低事故对企业和员工的不良影响。此外，企业还要提前制定成熟有效的故障应对紧急预案，并将紧急预案打印成册，在职工内部进行广泛宣传，保证当企业生产过程中出现突发事故时，员工即使没有专业的处理技术和高效的处理办法，也可以根据应急预案中制定的相关策略，第一时间对生产事故进行简单处理，以此缩小意外事故的伤害范围，降低事故对企业造成的安全与经济损失。

（五）常用物料定额管理

炼钢及连铸工序使用物料种类众多、消耗量大，直接影响着炼钢工序成本的高低。以往物料的使用是由使用单位自己提报计划、使用、结算，缺乏统一管理，造成个别物料使用存在浪费现象。为杜绝浪费，技术人员需要对生产过程进行跟踪写实，对现场物料消耗数据进行采集，并结合历史最低消耗水平及后续工艺优化提升情况，对炼钢厂实施炼钢物料两档定额管理，规范结晶器保护渣、钢包、中包覆盖剂、凝渣剂等十余种物料的用料使用。

（六）加快转炉炼钢的自动化进程

随着人工智能和海量数据的出现，各行各业对技术人员的要求开始逐渐降低，代之以使用先进算法和算法的智能设备。这些技术变革是发展的主流，将加快艾滋病自动化进程从以前的方法中可以看出，转化手术的影响更大，通过人工分析控制数学原理的使用主要是应用数学原理。使用计算机进行计算、提高准确性和现代化处理，可有效避免以前由于管理人员缺乏技能或经验而造成的问题。从长远来看，智能控制比手动控制有许多优势，可提供更准确、更安全的数据。智能控制技术将使改造后的钢铁工作区无人居住。目前，随着现代化进程的加快，我国的大型机器在自动化方面取得了重大进展，但仍有许多工作要做。

（七）炼钢车间生产自动跟踪定位

炼钢车间对行车进行准确实时的自动跟踪定位，才能全面实时准确的掌握每个铁钢包、废料斗的位置和状态。一方面可以为MES及时提供铁钢包包号和炉次在各工序的流转去向，及时计算转炉兑铁和加废钢量，减少人工输入的错误和不及时性。另一方面调度通过直观画面了解钢包和行车状态，有利于减少钢包在线流转时间，提升行车吊运效率，从而可以进一步提高炼钢效率和效益。因此有必要通过建设行车定位跟踪系统，为炼钢生产调度提供所需的数据。

结束语

简而言之，我国炉炼钢控制技术仍处于快速发展和历史十字路口的阶段。利用各种智能设备和算法，有效降低了对行业技术人力资源的需求。智能设备控制是未来发展的新方向，从手动控制阶段转向更高级别的控制阶段，同时降低成本，提高效率和安全性，从而有效地保障企业利益，但我们不能忽视这一点。目前，我国加工钢材的自动控制还没有广泛复盖，一些小型和微型企业仍处于起步阶段，自动控制技术的传播将需要很长时间。

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