0 引言

2016年10月份至2017年4月份，为了积极响应国家应急环保预案，保护环境，邯钢进行了限产，外加上邯钢炼铁厂高炉运行不顺，铁水供应不足，使炼钢生产上出现了多次的等铁水现象，严重的影响了生产，针对这种情况，邯钢一炼钢厂通过增加铁块加入量的措施来降低铁水消耗，在一定程度上缓和了铁水紧张的问题，保证了生产。

1 生铁块与废钢对冶炼过程熔池冷却效应的对比

邯钢一炼钢厂拥有两座120 t顶底复吹转炉，平均出钢量为135 t，最大出钢量为150 t，主要生产工艺流程为铁水预处理(脱S)→120 t顶底复吹转炉→炉外精炼→连铸。其冶炼铁水平均温度为1 320 ℃，所用铁水及生铁块平均成分分别见表1和表2。

层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）是美国运筹学家匹兹堡大学教授T.L.Saaty于20世纪70年代初提出的一种定性与定量分析相结合的系统分析方法，可以综合定性和定量分析、模拟人的决策思维过程，以解决多因素复杂系统，特别是难以定量描述的社会系统。

 

表1 铁水平均成分 / %

  

成分CSiMnSP含量4．320．310．2030．0280．105

 

表2 生铁块平均成分 / %

  

成分CSiMnSP含量4．50．400．350．0280．12

由于生铁块与废钢在成分与特性上有所差异，所以他们对熔池温度的影响也有所不同，生铁块与废钢入炉后，首先使得铁水温度降低，随着吹炼进行逐渐完全熔化，这个阶段的冷却效应是生铁块与废钢由室温升高到其各自熔点所吸收的热量与熔化潜热之和，由铁碳相图可知，废钢的平均熔点为1 500 ℃，生铁块的平均熔点为1 100 ℃～1 200 ℃。可用平均比热容的关系式来计算它们的温降，如式(1)，所用到的参数[1]见表3所示。

（4）增量成本‐效果（ΔC/ΔE），当治疗方案疗效好且成本高时，这时可考虑每增加一个效果单位所需花费的成本，是一个治疗方案相对另一方案对比而得，根据公式“（A成本-B成本）/（A有效率-B有效率）”计算。

1 kg生铁块完全熔化所吸收的热量(生铁块熔点取1 125 ℃)为0.744×(1 125-25)+217.6=1 036 kJ/kg，铁水的平均比热容为0.836 kJ/(kg·℃)，邯钢一炼钢厂近几个月的装入量见表4，生铁块加入量与熔池温降的关系见表5。

(1)

1.3.1 CT增强扫描检查 对患者行CT扫描检查时，均使用64排CT扫描仪。扫描前，对所有患者做低张饮水的肠道准备，即让患者饮下1 000 ml温开水。扫描时，患者平躺、屏气或平静呼吸，扫描由肝顶至肾下级，并实行横轴位上的CT 增强扫描。90例患者都行三期增强扫描(延迟期、静脉期及动脉期)，根据各个患者的实际体重，向患者经肘静脉注射70～90 ml非离子型碘对比剂碘海醇，注射速率为3.5 ml/s，注射完碘海醇大约30 s后，进行动脉期扫描；注射完碘海醇大约70 s后，进行实质期扫描；注射完碘海醇大约160 s后，进行延迟期扫描[4]。

T始、T终——分别表示始态温度与终态温度，℃；

式中：C平——该温度范围内的平均比热容，kJ/(kg·℃)；

△Q——该温度范围内所吸收的热量，kJ/kg；

劳士领汽车部件有限公司创新研发完整的进气系统，其中包括高低压进气管路、空气过滤器和进气歧管。在系统设计和制造过程中，劳士领对整个进气系统及各个组件的参数进行全面优化，以帮助发动机自由呼吸，提升发动机的性能，降低油耗并美化声效。劳士领进气系统可以保证最大限度地减少压力损失，继而提升系统性能。而且可以根据客户要求开展定制化声学设计和测试。在众多产品中，带空气过滤器的低压系统，其开发重心包括降低部件复杂性、延长产品的使用寿命，以及为客户和最终用户降低成本等优点。此外，劳士领还成功研发并量产了集成中冷的进气歧管，进一步提升了发动机的进气效率。

 

表3 所用物质的平均比热容与熔化潜热数据

  

项目平均比热容/(kJ·kg-1·℃-1)熔化潜热/(kJ·kg-1)生铁块0．744217．6废钢0．698272铁水0．836-钢水0．836-

C平

 

表4 装入量 / t

  

铁水废钢铁块12812412810613086130681241010

 

表5 生铁块加入量与熔池温降的关系

  

生铁块加入量/t铁水装入量/t熔池温降/℃412838．7612858．1613057．2813076．31012499．9

同理，1 kg废钢完全熔化所吸收的热量为0.698×(1 500-25)+272=1 301.55 kJ/kg。

废钢加入量与熔池温降的关系见表6。

 

表6 废钢加入量与熔池降温的关系

  

废钢加入量/t铁水装入量/t熔池温降/℃1212814610128121813095．8613071．910124125．6

(1)降低废钢熔化速度。熔池液体温度与废钢的表面温度差是推动废钢熔化的动力，一部分热量用于废钢的熔化，另一部分用于废钢其余部分的加热，加入一定量的生铁块后，熔池长时间处于低温状态，铁块易堆积，恶化了熔化时的动力学条件，熔池搅拌强度低，降低了废钢的热传导能力，从而减缓了废钢的熔化速度，同时，生铁块自身的熔化速度也受到限制。

m——物质质量，kg。

  

图1 铁块加入后熔池升温曲线

2 生铁块加入对吹炼过程的影响

2.1 对吹炼前期的影响

从表5、表6可以看出，在铁水装入量相同时，等量生铁块的冷却效应大约为等量废钢冷却效应的4/5倍，两者的冷却效应稍有差异，所以调整其分配比对熔池温降变化不大。此外，随着生铁块的熔化释放出一定量的硅元素，硅是主要的发热元素之一，在一定程度上弥补了一些温度的损失。熔池的升温曲线大致如图1所示。

若记439nm、445nm、460nm…2209nm这45个指标的值分别为X1、X2、X3… X45,两个主成分PC1、PC2的得分记为y1、y2,综合得分记作y综。利用表达式y=ZX×t,得到两个主成分各自的得分y1、y2,再将这两个主成分的得分值以各自对应特征值的方差贡献率求和,既得到主成分的综合得分,即

(2)降低石灰熔化速度。温度是影响石灰的关键因素，加入生铁块后熔池一直处于低温低碱度状态，炉衬侵蚀严重，SiO2聚集较多，石灰加入转炉后如果不能较快的熔化，其表层的CaO很容易与SiO2反应生成高熔点的2CaO·SiO2附着在石灰表面，阻碍石灰进一步熔化，如果石灰加入过早，不仅废钢铁快难以熔化，前期还易造成低温爆发性喷溅，如果加入过晚，由于氧化铁累积过多还易造成泡沫喷溅。

2.2 对吹炼中期的影响

生铁块中含有杂质较多，包含Si、S、P等元素，为保证脱磷适宜的碱度，石灰消耗相应增加，铁水和生铁块中硅含量的高低，直接决定了转炉每炉石灰的消耗量，石灰有效氧化钙按照85%计算，在终渣碱度控制在2.8时，硅含量每增加0.1%，石灰加入量将增加7 kg/t，因此铁块的加入会使炉内渣量变大，极易发生喷溅，当枪位偏低时，随着铁块的熔化，碳氧反应剧烈造成氧化铁不足发生返干性喷溅，当枪位偏高时，铁块熔化速度变慢，又由于氧化铁聚集过多造成泡沫性喷溅，造成金属与热量损失，此外铁块的熔化会在中期温度出现急剧上升的趋势，如果枪位控制不好，既容易发生返干喷溅，又容易发生泡沫喷溅，对转炉成渣过程有不利影响，影响脱磷反应。

2.3 对吹炼后期终点控制影响

生铁块的加入使得转炉吹炼终点控制波动比较大，首先，终点温度不容易控制，终点升温速度比一般升温速度低很多，平均升温速度为每100 Nm3氧气升温5 ℃(一般平均升温速度为每100 Nm3氧气升温8 ℃)，分析原因有两个：(1)吹炼过程炉渣泡沫化严重，终点供氧的能量大部分转化为泡沫渣的动能，极小一部分转化成热能；(2)生铁块在吹炼后期没有熔化完全，所供应的氧大部分用来熔化未熔铁块。其次，终点脱磷率降低，后吹率高，倒炉次数多，进而导致合金利用率降低，其原因就是前期温度低达不到脱磷合适温度，中期温度上升后枪位控制不得当，化渣不良。最后，由于铁块中含碳硅等元素，氧气消耗增加，使得冶炼周期变长，平均每炉钢冶炼延长约2 min～3 min。此外，对于要求碳含量极低的钢种，终点碳可能会偏高，就是因为铁块未熔化完全造成的。

3 结语

铁块的冷却效应和废钢基本相同，它熔化释放碳硅元素还能弥补一定的热量，但铁块的过多加入会使吹炼过程极不稳定，造成石灰、废钢及自身不易熔化，容易喷溅，脱磷困难，金属料消耗增加，延长冶炼周期，降低终点命中率等问题，所以针对这些问题需要进一步优化炼钢加料、枪位等过程控制，细化操作，进而改善钢水质量。

4 参考文献

[1] 王大海，庄文广，王东卫，等．炼钢原理[M]．北京：中国劳动社会保障出版社，1997：12-13.