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(di)成本(ben)轉(zhuan)爐煉(lian)鋼(gang)概(gai)況
國內煉(lian)(lian)(lian)(lian)鋼(gang)(gang)廠生產工藝一(yi)般為：鐵(tie)水預處理脫硫→頂底復吹轉(zhuan)爐(lu)（精煉(lian)(lian)(lian)(lian)）→連鑄。煉(lian)(lian)(lian)(lian)鋼(gang)(gang)成(cheng)本(ben)控(kong)制(zhi)的(de)水平直接影(ying)響到鋼(gang)(gang)鐵(tie)企業產品的(de)市場競爭力，其(qi)中轉(zhuan)爐(lu)冶(ye)煉(lian)(lian)(lian)(lian)成(cheng)本(ben)是煉(lian)(lian)(lian)(lian)鋼(gang)(gang)成(cheng)本(ben)控(kong)制(zhi)的(de)重要環節。煉(lian)(lian)(lian)(lian)鋼(gang)(gang)成(cheng)本(ben)主(zhu)要有可變(bian)成(cheng)本(ben)、固定(ding)成(cheng)本(ben)和(he)綜合回收成(cheng)本(ben)，影(ying)響最大的(de)是可變(bian)成(cheng)本(ben)，可變(bian)成(cheng)本(ben)包括鋼(gang)(gang)鐵(tie)料(liao)(liao)(liao)消(xiao)(xiao)耗(hao)、合金料(liao)(liao)(liao)、輔料(liao)(liao)(liao)、動(dong)力等，鋼(gang)(gang)鐵(tie)料(liao)(liao)(liao)消(xiao)(xiao)耗(hao)大約占煉(lian)(lian)(lian)(lian)鋼(gang)(gang)總成(cheng)本(ben)的(de)86%，降(jiang)(jiang)低(di)(di)鋼(gang)(gang)鐵(tie)料(liao)(liao)(liao)消(xiao)(xiao)耗(hao)是降(jiang)(jiang)低(di)(di)煉(lian)(lian)(lian)(lian)鋼(gang)(gang)成(cheng)本(ben)的(de)主(zhu)要途徑之一(yi)。轉(zhuan)爐(lu)冶(ye)煉(lian)(lian)(lian)(lian)過程(cheng)的(de)鋼(gang)(gang)鐵(tie)料(liao)(liao)(liao)消(xiao)(xiao)耗(hao)仍占總鋼(gang)(gang)鐵(tie)料(liao)(liao)(liao)的(de)65%以上，降(jiang)(jiang)低(di)(di)鋼(gang)(gang)鐵(tie)料(liao)(liao)(liao)消(xiao)(xiao)耗(hao)主(zhu)要有減少(shao)噴濺、降(jiang)(jiang)低(di)(di)鐵(tie)損、減少(shao)倒渣(zha)帶鋼(gang)(gang)等措施。在最大限(xian)度降(jiang)(jiang)低(di)(di)鋼(gang)(gang)鐵(tie)料(liao)(liao)(liao)消(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)同時，進一(yi)步降(jiang)(jiang)低(di)(di)原(yuan)輔料(liao)(liao)(liao)消(xiao)(xiao)耗(hao)，也是實(shi)現降(jiang)(jiang)低(di)(di)轉(zhuan)爐(lu)冶(ye)煉(lian)(lian)(lian)(lian)成(cheng)本(ben)的(de)重要措施。
從(cong)煉鋼鐵料消耗(hao)看，分為可回(hui)收(shou)(shou)部分與不(bu)可回(hui)收(shou)(shou)部分。可回(hui)收(shou)(shou)部分包括：中間包殘余廢鋼、連(lian)鑄(zhu)坯切(qie)頭切(qie)尾、煙塵中鐵全部回(hui)收(shou)(shou)：不(bu)可回(hui)收(shou)(shou)部分主要為轉爐(lu)渣(zha)中的鐵，一般100kg爐(lu)渣(zha)含鐵15kg~20kg，渣(zha)量(liang)80kg~100kg/t。針對轉爐(lu)大渣(zha)量(liang)的吹煉方法造成金屬收(shou)(shou)得率低、輔料消耗(hao)高(gao)等問題，提出了少(shao)渣(zha)冶煉技(ji)術。
“留渣(zha)”操作(zuo)有(you)利于(yu)初期(qi)(qi)渣(zha)盡早形成(cheng)(cheng)(cheng)、有(you)利于(yu)提高(gao)前期(qi)(qi)去除磷(lin)的(de)(de)效率(lv)、有(you)利于(yu)保護爐(lu)襯，并且節省石灰用量(liang)，“雙渣(zha)”冶(ye)煉(lian)(lian)工藝(yi)，會(hui)造成(cheng)(cheng)(cheng)30%－40%的(de)(de)煤氣損失(shi)、5min-7min的(de)(de)冶(ye)煉(lian)(lian)周(zhou)期(qi)(qi)延(yan)長(chang)。基于(yu)“留渣(zha)”操作(zuo)的(de)(de)優勢及“雙渣(zha)”工藝(yi)的(de)(de)弊端，采用低(di)成(cheng)(cheng)(cheng)本的(de)(de)“留渣(zha)單渣(zha)”法轉爐(lu)冶(ye)煉(lian)(lian)工藝(yi)就顯得(de)極為(wei)重要(yao)，在滿足出(chu)鋼磷(lin)含量(liang)的(de)(de)要(yao)求下，降(jiang)低(di)渣(zha)料消耗和爐(lu)渣(zha)中全鐵(tie)含量(liang)，提高(gao)金屬收得(de)率(lv)，實現煉(lian)(lian)鋼廠降(jiang)低(di)生(sheng)產成(cheng)(cheng)(cheng)本的(de)(de)目的(de)(de)。
2. 降(jiang)低(di)轉(zhuan)爐成本措施分析
a. 鐵水“三脫”預(yu)處理(li)
低成本轉爐煉鋼技術的預處(chu)(chu)(chu)理中(zhong)，鐵水“三(san)脫(tuo)(tuo)”占據著重(zhong)要的比重(zhong)，預處(chu)(chu)(chu)理中(zhong)，原料鋼材(cai)才經過高(gao)爐煉造后(hou)首先要進(jin)行(xing)脫(tuo)(tuo)硫處(chu)(chu)(chu)理，其(qi)次要進(jin)行(xing)脫(tuo)(tuo)磷(lin)(lin)與脫(tuo)(tuo)碳處(chu)(chu)(chu)理，處(chu)(chu)(chu)理后(hou)的殘渣進(jin)行(xing)再利用精煉，經過高(gao)速(su)板(ban)抷連鑄機處(chu)(chu)(chu)理達(da)(da)到(dao)預處(chu)(chu)(chu)理目的。高(gao)爐煉造中(zhong)可(ke)以(yi)明顯看出(chu)使用了“一罐(guan)到(dao)底”技術，它(ta)能(neng)夠對(dui)于鐵水包進(jin)行(xing)多功能(neng)化(hua)處(chu)(chu)(chu)理，脫(tuo)(tuo)硫處(chu)(chu)(chu)理效率達(da)(da)到(dao)98%以(yi)上，處(chu)(chu)(chu)理后(hou)的半鋼材(cai)磷(lin)(lin)質量(liang)分(fen)數低于0.0346%，基本實現脫(tuo)(tuo)磷(lin)(lin)化(hua)。
b. 脫碳(tan)爐(lu)提高供(gong)氧強度
轉爐(lu)生產高效(xiao)化中重要組成(cheng)部分就是使得煉(lian)(lian)鋼過(guo)程速率提(ti)(ti)升(sheng)(sheng)，所以需要進行供(gong)(gong)氧強(qiang)度的(de)提(ti)(ti)升(sheng)(sheng)，提(ti)(ti)升(sheng)(sheng)供(gong)(gong)養強(qiang)度的(de)重要優勢就是可以提(ti)(ti)升(sheng)(sheng)鋼材(cai)成(cheng)渣(zha)的(de)難度與(yu)脫(tuo)碳(tan)速度，能夠使得粉塵量激(ji)增，能讓(rang)終點(dian)控(kong)制相對容(rong)易穩(wen)定(ding)。在(zai)日(ri)本的(de)JFE福(fu)山廠中的(de)兩座300t轉爐(lu)中采取了(le)(le)脫(tuo)磷與(yu)脫(tuo)碳(tan)雙聯工藝過(guo)后，吹煉(lian)(lian)的(de)時(shi)間(jian)得到了(le)(le)縮減，降低(di)了(le)(le)2min，同時(shi)終點(dian)操作(zuo)所需時(shi)間(jian)也縮短(duan)了(le)(le)1min，成(cheng)功將冶煉(lian)(lian)周(zhou)期從(cong)29min降低(di)到了(le)(le)26min，作(zuo)業率提(ti)(ti)升(sheng)(sheng)了(le)(le)4%。
c. 全程吹氮(dan)轉爐(lu)低吹工(gong)藝探究
對于(yu)低(di)(di)成本轉爐煉鋼技(ji)術而(er)言，大多(duo)采(cai)用的(de)(de)(de)是使用頂吹(chui)(chui)或是低(di)(di)吹(chui)(chui)氮氣(qi)等(deng)惰(duo)性氣(qi)體(ti)來進(jin)行(xing)對于(yu)煉鋼全程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)推(tui)動(dong)，全程(cheng)(cheng)吹(chui)(chui)氮技(ji)術能(neng)夠對于(yu)鋼水氧(yang)(yang)化性進(jin)行(xing)降低(di)(di)，對于(yu)氣(qi)體(ti)雜質進(jin)行(xing)統一清除。在煉鋼過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中的(de)(de)(de)個碳氧(yang)(yang)反應區表層溫度可以達到2600℃，對于(yu)表明(ming)活性元素而(er)言會(hui)降低(di)(di)其對于(yu)脫(tuo)(tuo)氮的(de)(de)(de)阻礙作用，鋼液會(hui)在這(zhe)時經過(guo)(guo)(guo)一系列(lie)的(de)(de)(de)碳氧(yang)(yang)反應生成較多(duo)的(de)(de)(de)一氧(yang)(yang)化碳氣(qi)泡，這(zhe)些能(neng)夠自由行(xing)動(dong)的(de)(de)(de)氣(qi)泡會(hui)進(jin)行(xing)脫(tuo)(tuo)氮。在低(di)(di)成本轉爐脫(tuo)(tuo)碳過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中會(hui)因(yin)為吹(chui)(chui)氧(yang)(yang)而(er)發(fa)生相對比例餓的(de)(de)(de)碳氧(yang)(yang)反應，反應中會(hui)出(chu)現較多(duo)的(de)(de)(de)一氧(yang)(yang)化碳氣(qi)泡，轉爐吹(chui)(chui)氧(yang)(yang)脫(tuo)(tuo)碳過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中脫(tuo)(tuo)碳的(de)(de)(de)速(su)(su)度與脫(tuo)(tuo)氮速(su)(su)度有著(zhu)關系式(shi)。
3. 轉爐煉鋼控制模型(xing)研究(jiu)
a. 轉(zhuan)爐模型靜態(tai)控制研究
對(dui)于一般情況(kuang)而言，轉爐(lu)模(mo)型煉鋼的靜態控(kong)(kong)制是通(tong)過建(jian)立起相對(dui)充足數據(ju)后，經過已知(zhi)原料充當(dang)初始(shi)條件，在計算機中進行模(mo)擬(ni)吹煉并(bing)充分(fen)(fen)計算的過程。通(tong)常(chang)靜態控(kong)(kong)制分(fen)(fen)為三(san)種模(mo)型，分(fen)(fen)別是統(tong)計模(mo)型，增量模(mo)型與理論模(mo)型。
b. 轉爐成本預測模型研究(jiu)
轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)(lu)重點(dian)(dian)優化(hua)控制(zhi)屬(shu)于(yu)轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)(lu)成(cheng)本預測(ce)模型研究的(de)(de)(de)一(yi)個(ge)難點(dian)(dian)，它(ta)相對(dui)(dui)更為復雜的(de)(de)(de)反(fan)應(ying)機理(li)使得最(zui)終終點(dian)(dian)的(de)(de)(de)精(jing)準度得到了(le)(le)相對(dui)(dui)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)降低，所(suo)以需要(yao)進(jin)行對(dui)(dui)于(yu)轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)(lu)煉(lian)鋼情況下的(de)(de)(de)精(jing)準化(hua)終點(dian)(dian)預報，也需要(yao)進(jin)行對(dui)(dui)于(yu)轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)(lu)煉(lian)鋼終點(dian)(dian)的(de)(de)(de)優化(hua)控制(zhi)，孫宗輝教授通(tong)過已有的(de)(de)(de)冶金學的(de)(de)(de)原理(li)，將優化(hua)金屬(shu)爐(lu)(lu)料配(pei)比作為實驗(yan)研究的(de)(de)(de)重點(dian)(dian)目標，對(dui)(dui)于(yu)現行規劃(hua)(hua)模型配(pei)比爐(lu)(lu)料進(jin)行統一(yi)規劃(hua)(hua)，充分證明了(le)(le)該模型對(dui)(dui)于(yu)轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)(lu)成(cheng)本的(de)(de)(de)降低是存在著較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)價值(zhi)的(de)(de)(de)。
c. 轉爐煉鋼控(kong)制模型涉及(ji)算法研(yan)究(jiu)
對(dui)(dui)于轉爐煉(lian)(lian)鋼(gang)(gang)(gang)控制模(mo)(mo)型(xing)(xing)算法中(zhong)，目(mu)前國(guo)內外統(tong)一(yi)研(yan)(yan)究認為成(cheng)(cheng)本作(zuo)業(ye)(ye)法（Activity-Based Costing ABC）屬于相對(dui)(dui)實用的(de)(de)(de)算法，這(zhe)種(zhong)算法開始于20世(shi)紀(ji)80年代末，它對(dui)(dui)于作(zuo)業(ye)(ye)，成(cheng)(cheng)本與(yu)作(zuo)業(ye)(ye)會計這(zhe)些(xie)名詞做(zuo)了相對(dui)(dui)精準系統(tong)的(de)(de)(de)定義(yi)，對(dui)(dui)于ABC法的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)本動(dong)因分析選擇、成(cheng)(cheng)本庫的(de)(de)(de)統(tong)一(yi)建(jian)立、運(yun)行程序的(de)(de)(de)分析做(zuo)了更為統(tong)一(yi)的(de)(de)(de)規劃，奠定了ABC研(yan)(yan)究法的(de)(de)(de)理(li)論基礎(chu)。目(mu)前我國(guo)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)鐵企業(ye)(ye)由于企業(ye)(ye)龐(pang)大(da)，且運(yun)用先進算法較晚，所(suo)以無(wu)法準備保證核算數據的(de)(de)(de)明細與(yu)及時(shi)性，對(dui)(dui)于真實成(cheng)(cheng)本的(de)(de)(de)輸入數據難以計算，這(zhe)些(xie)先決(jue)條件決(jue)定了ABC法適(shi)合用于目(mu)前我國(guo)鋼(gang)(gang)(gang)鐵企業(ye)(ye)的(de)(de)(de)煉(lian)(lian)鋼(gang)(gang)(gang)技(ji)術(shu)模(mo)(mo)型(xing)(xing)成(cheng)(cheng)本核算模(mo)(mo)式。
4. 結語(yu)
現(xian)階段(duan)國內外轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)煉鋼(gang)(gang)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)研究(jiu)企業都存(cun)在(zai)轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)渣(zha)(zha)料消(xiao)耗(hao)相對(dui)較多，渣(zha)(zha)中(zhong)雜質含量較高的(de)問(wen)題(ti)，所以需要轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)利用(yong)返回終渣(zha)(zha)來減少(shao)這(zhe)種(zhong)現(xian)象的(de)發生，同時也可以降(jiang)低(di)終渣(zha)(zha)中(zhong)的(de)，針對(dui)相對(dui)多的(de)鋼(gang)(gang)種(zhong)而言(yan)磷含量要求也有所不(bu)同，所以需要進(jin)行(xing)對(dui)應終渣(zha)(zha)的(de)反復利用(yong)與降(jiang)低(di)全鐵含量，浙(zhe)江(jiang)至(zhi)德鋼(gang)(gang)業有限公司將(jiang)針對(dui)這(zhe)一現(xian)象進(jin)行(xing)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)控制與模型構件(jian)，為(wei)企業一線(xian)低(di)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)煉鋼(gang)(gang)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)研究(jiu)提供理論依據，通過對(dui)于低(di)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)煉鋼(gang)(gang)概況分析與模型工藝(yi)研究(jiu)，尋(xun)找研究(jiu)相對(dui)低(di)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)的(de)轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)煉鋼(gang)(gang)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)。
