王昆
前言
近年來，煉鋼用合金的市場價格大幅上漲，使轉爐用煉鋼成本大大增加，經濟效益受到了很大影響。目前，河鋼宣鋼煉鋼產線所用合金的種類繁雜，迫切需要針對鋼種價格不同、合金價格不同、工藝路線不同等差異情況，制定和細化出合理的分流程、分鋼種的脫氧合金化工藝操作制度；需要進一步研究和分析煉鋼產線脫氧合金化工藝對不同鋼種等級的鋼水質量及產品性能的影響，并從經濟性、適用性、穩定性等方面，尋求最佳的脫氧合金化結構和可替代產品或者更新產品。
合金消耗特點
合金元素是鋼的重要組成部分，它對鋼的性能起決定性作用，不同品種、用途的鋼對合金元素及其在鋼水中的含量均有不同要求。鐵合金是含有一種或多種合金元素的合金，是煉鋼環節的重要原料之一。
鐵合金的消耗量與鋼種相關，低合金含量的碳鋼一般使用硅鐵、錳鐵和鋁合金較多，高合金含量的碳鋼除了使用硅鐵、錳鐵和鋁合金以外，有的還要使用鉻鐵、鈦鐵等特殊合金。河鋼宣鋼生產的鋼種以低合金含量的碳鋼為主，因此使用量較大的是錳系合金、硅系合金和鋁系合金。
由于河鋼宣鋼生產的鋼種多，需使用較大量的錳系合金、硅系合金和鋁系合金，合金消耗量保持穩定，但有部分品種的消耗量逐年上升，特別是價格較高的鈦鐵等特殊鐵合金。
分析研究及改進優化措施
建立合金價格數據庫
河鋼宣鋼急切關注市場變化，采取更加靈活的價格策略，緊跟市場，及時調整采購價格，切實打好“時間差”；將庫存降至能保證供應的最低合理庫存水平上，并密切關注消耗量和品種結構變化，以最大限度地減少采購資金的支出和占用。
煉鋼原輔料價格管理是煉鋼工序成本控制的關鍵環節，用人工辦法進行統計計算分析，工作量大，重復環節多，分析時間長，出錯概率大，分析準確性較差，分析效率低。河鋼宣鋼利用ACCESS數據庫的優勢特點，將煉鋼原輔料數據科學地組織起來，建立在線數據庫。價格數據是整個系統中主要處理的對象，其中包括修改、刪除等修改數據庫中具體數據操作，河鋼宣鋼煉鋼廠根據合金元素類別將目前常用的合金分為增碳劑、錳系合金、硅系合金、鋁系合金、釩系合金、鉻系合金、鈦系合金、特殊合金等八大類，而每一類根據合金元素的組成、合金元素含量和夾雜元素含量的不同分為多個品種，建立八類數據庫。
開發合金最優結構計算模型
在轉爐吹煉結束后，按不同的鋼種要求需要添加合金對鋼水成分進行調整，以便使冶煉的鋼水達到鋼種要求的目標成分，由于每種合金由幾種不同的元素組成，不同的合金可能有相同的元素成分，所以存在多種加料方案。絕大多數合金料的價格比較昂貴，優化合金料的成分配比，可以有效地降低噸鋼生產成本，并能將鋼液成分控制在一個較窄的范圍內，使產品性能保持在比較穩定的水平。因此，為了精確地實現成分目標要求與合金成本最小化，河鋼宣鋼建立了合金最優加料計算模型，計算最優加料方案。
合金料優化模型的目標是按照冶煉鋼種的技術指標及企業的規定，在滿足成分要求的前提下，設計出最低成本的合金添加方式。該模型主要考慮了各合金品種的成本、合金收得率、鋼水成分控制目標等影響因素，為鋼水成分控制目標設定區間，控制鋼水目標成分的下限與上限；研究了基于普通線性規劃的轉爐合金最低成本控制模型在解決元素含量嚴格約束問題時，可有效求出成本最低的合金配比；進行了以生產數據及工業現場過程計算機軟硬件環境為背景的數字仿真，仿真結果表明，模糊線性規劃能夠在保證鋼水品質的同時，最大限度地降低投入合金成本，優化效果明顯。
實時優化煉鋼用合金物料：
在冶煉高級別鋼種時，還需要進行微合金化操作，為澆成合格鑄坯、軋成性能良好的鋼材，在轉爐冶煉終點后出鋼過程中或鋼包精煉階段中，需要根據鋼種規格要求使用各種合金進行脫氧及合金化（或微合金化）作業，這是煉好一爐鋼的關鍵，也是軋后鋼材力學性能的前提保證。
河鋼宣鋼對合金料方案進行綜合評審，根據不同時期不同合金的市場價格差異，采用動態合金配比結構模型，指導生產工藝、采購。煉鋼產線針對鋼種價格不同、合金價格不同、工藝路線不同等制訂和細化分流程、分鋼種的脫氧合金化操作制度，科學制訂不同鋼種不同結構配比，并對功能相近合金，如錳合金系列（高、中、低碳錳、硅錳、金屬錳等）、深脫氧劑（鋼芯鋁、鋁錳鈦、硅鋁鋇鈣、硅鋁鐵、硅鋇、鋁塊等）、喂線（硅鈣線、鈣鐵線、鋁線等）進行系統性研究，實現合金料綜合性價比最優。通過嚴格執行工藝制度，標準化操作提高合金吸收率，河鋼宣鋼取得了良好的降本增效作用。
效益分析
河鋼宣鋼采用含鋁鋼應用鋁鐵、鋁塊替代鋁錳鈦鐵，成本降低了2.31元/噸；65號鋼以下的硬線采用煅煤增碳劑替代低氮增碳劑，成本降低了3.48元/噸。
結論
