一种降低合金吨钢成本消耗的控制方法

摘要

本发明公开了一种降低合金吨钢成本消耗的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：1)根据钢种成分元素目标值、成分元素回收率以及合金成分元素含量值按照公式计算合金吨钢标准消耗量；2)设计合金配加模型，根据合金配加模型计算吨钢成本：3)基于步骤2)所计算的结果，依据吨钢成本值最小的合金配加模型计算所冶炼炉次的合金配加种类和配加量。采用本发明的控制方法后所配加合金种类和重量可保证钢种成分稳定的前提下实现合金吨钢成本最低化。

说明书

技术领域

本发明属于转炉炼钢领域，尤其涉及一种降低合金吨钢成本消耗的控制方法。

背景技术

随着钢铁市场的持续低迷，降本增效已成为企业管理工作中的重要组成部分。合金成本作为组成炼钢成本的重要环节，其消耗高低将直接影响炼钢工序成本，而转炉消耗用合金则是合金消耗的重要组成部分。现阶段转炉合金配加主要从钢种成分角度考虑，淡化合金吨钢消耗成本，淡化不同合金配加比例，出现所配加的合金吨钢成本没有实现最低化。所以有必要采取一种降低合金吨钢成本消耗的控制方法，实现所配加的合金成本达到最低化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降低合金吨钢成本消耗的控制方法，该方法能在保证钢种成分要求的前提下，实现所配加的合金成本达到最低化。

为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种降低合金吨钢成本消耗的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

1)根据钢种成分元素目标值、成分元素回收率以及合金成分元素含量值按照下述公式计算合金吨钢标准消耗量；

合金吨钢标准消耗量＝钢种成分元素目标值×1000÷合金含成分元素值÷成分元素回收率，其中成分元素为硅、锰，合金为高锰合金、中锰合金、硅锰合金、硅铁合金；

2)设计合金配加模型，根据合金配加模型计算吨钢成本：

普碳钢系列：

合金配加模型1：高锰合金+硅铁合金：

吨钢成本＝高锰合金吨钢标准消耗量×高锰合金单价+硅铁合金吨钢标准消耗量×硅铁合金单价；

合金配加模型2：硅锰合金+硅铁合金：

a、选取硅锰合金吨钢标准消耗量为添加基准，按照下述公式计算硅锰合金添加后的增硅量和增碳量：

硅锰合金增硅量＝硅锰合金吨钢标准消耗量×硅锰合金含硅量×硅回收率÷10；硅锰合金增碳量＝硅锰合金吨钢标准消耗量×硅锰合金含碳量×碳回收率÷10；总增碳量＝硅锰合金增碳量；

b、按照下述公式计算该配加模型的硅铁合金吨钢添加量：

硅铁合金吨钢添加量＝(硅目标值-硅锰合金增硅量)×1000÷硅铁合金含硅量÷硅回收率；

c、根据a、b的计算结果按照下述公式计算吨钢成本：

吨钢成本＝硅锰合金吨钢标准消耗量×硅锰合金单价+硅铁合金吨钢添加量×硅铁合金单价；

合金配加模型3：硅锰+高锰+硅铁：

a、以硅锰合金吨钢标准消耗量为基准，按照下述公式计算硅锰合金吨钢添加量、硅锰合金增锰量、硅锰合金增硅量：

硅锰合金吨钢添加量＝硅锰合金吨钢标准消耗量×n，n选自0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9中的一个值；

硅锰合金增锰量＝硅锰合金吨钢添加量×硅锰合金含锰量×锰回收率÷10；

硅锰合金增硅量＝硅锰合金吨钢添加量×硅锰合金含硅量×硅回收率÷10；

b、按照下述公式计算高锰合金吨钢添加量、硅铁合金吨钢添加量、硅锰合金增碳量、高锰合金增碳量以及总增碳量：

高锰合金吨钢添加量＝(锰目标值-硅锰合金增锰量)×1000÷高锰合金含锰量÷锰回收率；

硅铁合金吨钢添加量＝(硅目标值-硅锰合金增硅量)×1000÷硅铁合金含硅量÷硅回收率；

硅锰合金增碳量＝硅锰合金吨钢添加量×硅锰合金含碳量×碳回收率÷10；

高锰合金增碳量＝高锰合金吨钢添加量×高锰合金含碳量×碳回收率÷10；

总增碳量＝硅锰合金增碳量+高锰合金增碳量；

c、根据a、b的计算结果按照下述公式计算吨钢成本：

吨钢成本＝硅锰合金吨钢添加量×硅锰合金单价+高锰合金吨钢添加量×高锰合金单价+硅铁合金吨钢添加量×硅铁合金单价；

低碳钢系列：

合金配加模型I：中锰合金+硅铁合金：

吨钢成本＝中锰合金吨钢标准消耗量×中锰合金单价+硅铁合金吨钢标准消耗量×硅铁合金单价；

合金配加模型II：硅锰合金+硅铁合金：

i、选取硅锰合金吨钢标准消耗量为添加基准，按照下述公式计算硅锰合金添加后的增硅量和增碳量：

硅锰合金增硅量＝硅锰合金吨钢标准消耗量×硅锰合金含硅量×硅回收率÷10；硅锰合金增碳量＝硅锰合金吨钢标准消耗量×硅锰合金含碳量×碳回收率÷10；总增碳量＝硅锰合金增碳量；

ii、按照下述公式计算该配加模型的硅铁合金吨钢添加量：

硅铁合金吨钢添加量＝(硅目标值-硅锰合金增硅量)×1000÷硅铁合金含硅量÷硅回收率；

iii、根据i、ii的计算结果按照下述公式计算吨钢成本：

吨钢成本＝硅锰合金吨钢标准消耗量×硅锰合金单价+硅铁合金吨钢添加量×硅铁合金单价；

合金配加模型III：硅锰+中锰+硅铁：

i、以硅锰合金吨钢标准消耗量为基准，按照下述公式计算硅锰合金吨钢添加量、硅锰合金增锰量、硅锰合金增硅量：

硅锰合金吨钢添加量＝硅锰合金吨钢标准消耗量×n，n选自0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9中的一个值；

硅锰合金增锰量＝硅锰合金吨钢添加量×硅锰合金含锰量×锰回收率÷10；

硅锰合金增硅量＝硅锰合金吨钢添加量×硅锰合金含硅量×硅回收率÷10；

ii、按照下述公式计算中锰合金吨钢添加量、硅铁合金吨钢添加量、硅锰合金增碳量、中锰合金增碳量以及总增碳量：

中锰合金吨钢添加量＝(锰目标值-硅锰合金增锰量)×1000÷中锰合金含锰量÷锰回收率；

硅铁合金吨钢添加量＝(硅目标值-硅锰合金增硅量)×1000÷硅铁合金含硅量÷硅回收率；

硅锰合金增碳量＝硅锰合金吨钢添加量×硅锰合金含碳量×碳回收率÷10；

中锰合金增碳量＝中锰合金吨钢添加量×中锰合金含碳量×碳回收率÷10；

总增碳量＝硅锰合金增碳量+中锰合金增碳量；

iii、根据i、ii的计算结果按照下述公式计算吨钢成本：

吨钢成本＝硅锰合金吨钢添加量×硅锰合金单价+中锰合金吨钢添加量×中锰合金单价+硅铁合金吨钢添加量×硅铁合金单价；

3)基于步骤2)所计算的结果，当满足以下条件之一时，该合金配加模型舍弃：

普碳钢

硅锰合金吨钢添加量、高锰合金锻钢添加量、硅铁合金吨钢添加量的值为负值；

0≤硅锰合金吨钢添加量或高锰合金吨钢添加量＜1.0kg/t；

0≤硅铁合金吨钢添加量＜0.3kg/t；

总增碳量≥0.060％；

在排除所舍弃的合金配加模型后，比较剩余合金配加模型的吨钢成本，依据吨钢成本值最小的合金配加模型计算所冶炼炉次的合金配加种类和配加量；

低碳钢

硅锰合金吨钢添加量、中锰合金锻钢添加量、硅铁合金吨钢添加量的值为负值；

0≤硅锰合金吨钢添加量或中锰合金吨钢添加量＜1.0kg/t；

0≤硅铁合金吨钢添加量＜0.3kg/t；

总增碳量≥0.060％；

在排除所舍弃的合金配加模型后，比较剩余合金配加模型的吨钢成本，依据吨钢成本值最小的合金配加模型计算所冶炼炉次的合金配加种类和配加量。

优选地，所述硅回收率为80％、锰回收率为90％、碳回收率为90％。所述回收率不局限于上述具体数值，具体根据终点钢水氧化性可调。

本发明中，所述的合金成分与合金单价可调。

本发明中，所述的合金配加模型不局限于2个系列，根据生产钢种终点磷含量要求，还可以编制终点P≤0.020％系列、终点P≤0.015％系列、终点P≤0.012％系列等系列，所需合金种类需要配加低磷低碳硅锰或金属锰等，控制过程同硅锰的控制过程相类似。

本发明通过编制、细化合金配加模型，根据冶炼钢种选择所需系列，再从所选系列中选择吨钢成本最低的合金配加模型，确定当前炉次所需配加的合金种类和合金量，实现确保钢种成分的前提下成本最低化。

本发明具有以下有益效果：

1)提高了钢种成分稳定性；

2)实现了合金配比最优化，降低了合金成本吨钢消耗；

3)实现了合金配加智能化，减少了人工劳动强度。

具体实施方式

下面以具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

一种降低合金吨钢成本消耗的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

1)冶炼钢种Q345B，属于普碳钢系列，钢种成分目标值：Si:0.25％，Mn：1.20％，其中Si回收率80％，Mn回收率90％，碳回收率90％；

根据钢种成分元素目标值、成分元素回收率以及合金成分元素含量值按照下述公式计算合金吨钢标准消耗量，结果如表1所示；

合金吨钢标准消耗量＝钢种成分元素目标值×1000÷合金含成分元素值÷成分元素回收率，其中成分元素为硅、锰，合金为高锰合金、中锰合金、硅锰合金、硅铁合金；

表1：合金成分、合金单价以及合金吨钢标准消耗量

2)设计合金配加模型，根据合金配加模型计算吨钢成本，结果如表2和表3所示：

普碳钢系列：

合金配加模型1：高锰合金+硅铁合金：

吨钢成本＝高锰合金吨钢标准消耗量×高锰合金单价+硅铁合金吨钢标准消耗量×硅铁合金单价；

合金配加模型2：硅锰合金+硅铁合金：

a、选取硅锰合金吨钢标准消耗量为添加基准，按照下述公式计算硅锰合金添加后的增硅量和增碳量：

硅锰合金增硅量＝硅锰合金吨钢标准消耗量×硅锰合金含硅量×硅回收率÷10；硅锰合金增碳量＝硅锰合金吨钢标准消耗量×硅锰合金含碳量×碳回收率÷10；

b、按照下述公式计算该配加模型的硅铁合金吨钢添加量：

硅铁合金吨钢添加量＝(硅目标值-硅锰合金增硅量)×1000÷硅铁合金含硅量÷硅回收率；总增碳量＝硅锰合金增碳量；

c、根据a、b的计算结果按照下述公式计算吨钢成本：

吨钢成本＝硅锰合金吨钢标准消耗量×硅锰合金单价+硅铁合金吨钢添加量×硅铁合金单价；

合金配加模型3：硅锰+高锰+硅铁：

a、以硅锰合金吨钢标准消耗量为基准，按照下述公式计算硅锰合金吨钢添加量、硅锰合金增锰量、硅锰合金增硅量：

硅锰合金吨钢添加量＝硅锰合金吨钢标准消耗量×n，n选自0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9中的一个值；

硅锰合金增锰量＝硅锰合金吨钢添加量×硅锰合金含锰量×锰回收率÷10；

硅锰合金增硅量＝硅锰合金吨钢添加量×硅锰合金含硅量×硅回收率÷10；

b、按照下述公式计算高锰合金吨钢添加量、硅铁合金吨钢添加量、硅锰合金增碳量、高锰合金增碳量以及总增碳量：

高锰合金吨钢添加量＝(锰目标值-硅锰合金增锰量)×1000÷高锰合金含锰量÷锰回收率；

硅铁合金吨钢添加量＝(硅目标值-硅锰合金增硅量)×1000÷硅铁合金含硅量÷硅回收率；

硅锰合金增碳量＝硅锰合金吨钢添加量×硅锰合金含碳量×碳回收率÷10；

高锰合金增碳量＝高锰合金吨钢添加量×高锰合金含碳量×碳回收率÷10；

总增碳量＝硅锰合金增碳量+高锰合金增碳量；

c、根据a、b的计算结果按照下述公式计算吨钢成本：

吨钢成本＝硅锰合金吨钢添加量×硅锰合金单价+高锰合金吨钢添加量×高锰合金单价+硅铁合金吨钢添加量×硅铁合金单价；

表2：高锰合金+硅铁合金和硅锰合金+硅铁合金

表3：硅锰合金+高锰合金+硅铁合金配加模型

3)基于步骤2)所计算的结果，在不考虑硅锰合金吨钢添加量、高锰合金锻钢添加量、硅铁合金吨钢添加量的值为负值；

0≤硅锰合金吨钢添加量或高锰合金吨钢添加量＜1.0kg/t；

0≤硅铁合金吨钢添加量＜0.3kg/t；

总增碳量≥0.060％，比较剩余合金配加模型的吨钢成本，依据吨钢成本值最小的合金配加模型计算所冶炼炉次的合金配加种类和配加量，冶炼普碳钢Q345B钢种时，取吨钢成本68.21元/t的合金配加模型，即硅锰吨钢加入16.20kg，高锰吨钢加入3.84kg，硅铁吨钢加入0.41kg。

冶炼低碳钢SHPC钢种，属于低碳钢系列，合金配加模型与计算公式与上述普碳钢基本相同，不再叙述。

由上述实施例可见，采用本发明提供的一种降低合金吨钢成本消耗的控制方法，提高了钢种成分稳定性，实现了合金配比最优化，降低了合金成本吨钢消耗。

本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明范围的情况下，可以进行各种变形和修改。

本说明书中若有未作详细记载的内容，均为本领域的现有技术，此处不再赘述。