王昆
前言
近年来，炼钢用合金的市场价格大幅上涨，使转炉用炼钢成本大大增加，经济效益受到了很大影响。目前，河钢宣钢炼钢产线所用合金的种类繁杂，迫切需要针对钢种价格不同、合金价格不同、工艺路线不同等差异情况，制定和细化出合理的分流程、分钢种的脱氧合金化工艺操作制度；需要进一步研究和分析炼钢产线脱氧合金化工艺对不同钢种等级的钢水质量及产品性能的影响，并从经济性、适用性、稳定性等方面，寻求最佳的脱氧合金化结构和可替代产品或者更新产品。
合金消耗特点
合金元素是钢的重要组成部分，它对钢的性能起决定性作用，不同品种、用途的钢对合金元素及其在钢水中的含量均有不同要求。铁合金是含有一种或多种合金元素的合金，是炼钢环节的重要原料之一。
铁合金的消耗量与钢种相关，低合金含量的碳钢一般使用硅铁、锰铁和铝合金较多，高合金含量的碳钢除了使用硅铁、锰铁和铝合金以外，有的还要使用铬铁、钛铁等特殊合金。河钢宣钢生产的钢种以低合金含量的碳钢为主，因此使用量较大的是锰系合金、硅系合金和铝系合金。
由于河钢宣钢生产的钢种多，需使用较大量的锰系合金、硅系合金和铝系合金，合金消耗量保持稳定，但有部分品种的消耗量逐年上升，特别是价格较高的钛铁等特殊铁合金。
分析研究及改进优化措施
建立合金价格数据库
河钢宣钢急切关注市场变化，采取更加灵活的价格策略，紧跟市场，及时调整采购价格，切实打好“时间差”；将库存降至能保证供应的最低合理库存水平上，并密切关注消耗量和品种结构变化，以最大限度地减少采购资金的支出和占用。
炼钢原辅料价格管理是炼钢工序成本控制的关键环节，用人工办法进行统计计算分析，工作量大，重复环节多，分析时间长，出错概率大，分析准确性较差，分析效率低。河钢宣钢利用ACCESS数据库的优势特点，将炼钢原辅料数据科学地组织起来，建立在线数据库。价格数据是整个系统中主要处理的对象，其中包括修改、删除等修改数据库中具体数据操作，河钢宣钢炼钢厂根据合金元素类别将目前常用的合金分为增碳剂、锰系合金、硅系合金、铝系合金、钒系合金、铬系合金、钛系合金、特殊合金等八大类，而每一类根据合金元素的组成、合金元素含量和夹杂元素含量的不同分为多个品种，建立八类数据库。
开发合金最优结构计算模型
在转炉吹炼结束后，按不同的钢种要求需要添加合金对钢水成分进行调整，以便使冶炼的钢水达到钢种要求的目标成分，由于每种合金由几种不同的元素组成，不同的合金可能有相同的元素成分，所以存在多种加料方案。绝大多数合金料的价格比较昂贵，优化合金料的成分配比，可以有效地降低吨钢生产成本，并能将钢液成分控制在一个较窄的范围内，使产品性能保持在比较稳定的水平。因此，为了精确地实现成分目标要求与合金成本最小化，河钢宣钢建立了合金最优加料计算模型，计算最优加料方案。
合金料优化模型的目标是按照冶炼钢种的技术指标及企业的规定，在满足成分要求的前提下，设计出最低成本的合金添加方式。该模型主要考虑了各合金品种的成本、合金收得率、钢水成分控制目标等影响因素，为钢水成分控制目标设定区间，控制钢水目标成分的下限与上限；研究了基于普通线性规划的转炉合金最低成本控制模型在解决元素含量严格约束问题时，可有效求出成本最低的合金配比；进行了以生产数据及工业现场过程计算机软硬件环境为背景的数字仿真，仿真结果表明，模糊线性规划能够在保证钢水品质的同时，最大限度地降低投入合金成本，优化效果明显。
实时优化炼钢用合金物料：
在冶炼高级别钢种时，还需要进行微合金化操作，为浇成合格铸坯、轧成性能良好的钢材，在转炉冶炼终点后出钢过程中或钢包精炼阶段中，需要根据钢种规格要求使用各种合金进行脱氧及合金化（或微合金化）作业，这是炼好一炉钢的关键，也是轧后钢材力学性能的前提保证。
河钢宣钢对合金料方案进行综合评审，根据不同时期不同合金的市场价格差异，采用动态合金配比结构模型，指导生产工艺、采购。炼钢产线针对钢种价格不同、合金价格不同、工艺路线不同等制订和细化分流程、分钢种的脱氧合金化操作制度，科学制订不同钢种不同结构配比，并对功能相近合金，如锰合金系列（高、中、低碳锰、硅锰、金属锰等）、深脱氧剂（钢芯铝、铝锰钛、硅铝钡钙、硅铝铁、硅钡、铝块等）、喂线（硅钙线、钙铁线、铝线等）进行系统性研究，实现合金料综合性价比最优。通过严格执行工艺制度，标准化操作提高合金吸收率，河钢宣钢取得了良好的降本增效作用。
效益分析
河钢宣钢采用含铝钢应用铝铁、铝块替代铝锰钛铁，成本降低了2.31元/吨；65号钢以下的硬线采用煅煤增碳剂替代低氮增碳剂，成本降低了3.48元/吨。
结论
